RU24032U1 - TRAINING SIMULATOR FOR CAR DRIVING - Google Patents

TRAINING SIMULATOR FOR CAR DRIVING

Info

Publication number
RU24032U1
RU24032U1 RU2001114640/20U RU2001114640U RU24032U1 RU 24032 U1 RU24032 U1 RU 24032U1 RU 2001114640/20 U RU2001114640/20 U RU 2001114640/20U RU 2001114640 U RU2001114640 U RU 2001114640U RU 24032 U1 RU24032 U1 RU 24032U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
group
outputs
inputs
simulator
driver
Prior art date
Application number
RU2001114640/20U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
А.А. Бельке
Р.Л. Боуш
С.В. Щелканова
Original Assignee
Бельке Андрей Андреевич
Боуш Роман Леонидович
Щелканова Светлана Владимировна
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Бельке Андрей Андреевич, Боуш Роман Леонидович, Щелканова Светлана Владимировна filed Critical Бельке Андрей Андреевич
Priority to RU2001114640/20U priority Critical patent/RU24032U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU24032U1 publication Critical patent/RU24032U1/en

Links

Landscapes

  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)

Abstract

Тренажер для обучения вождению автомобиля, содержащий блок тестирования, рабочее место водителя с органами управления, механически связанными с датчиками их положения, блок моделирования движения машины, первая группа выходов которого соединена с группой входов имитатора шума, группа выходов последнего соединена с акустической системой, установленной на рабочем месте водителя, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, он дополнительно содержит блок имитации визуальной обстановки, устройство отображения визуальной информации, аналого-цифровой преобразователь, группа выходов которого одновременно соединена с группой входов блока моделирования движения машины и группой входов блока тестирования, группа выходов которого соединена с первой группой входов блока имитации визуальной обстановки, вторая группа входов которого соединена со второй группой выходов блока моделирования движения машины, а группа выходов блока имитации визуальной обстановки соединена с группой входов устройства отображения информации. A training simulator for driving a car, comprising a testing unit, a driver’s workstation with controls mechanically connected to their position sensors, a machine motion simulation unit, the first group of outputs of which is connected to a group of inputs of a noise simulator, the group of outputs of the latter is connected to an acoustic system mounted on the driver’s workplace, characterized in that, in order to expand the functionality, it further comprises a visual environment simulation unit, a display device of analogous information, an analog-to-digital converter, the group of outputs of which is simultaneously connected to the group of inputs of the motion simulation block of the machine and the group of inputs of the test block, the group of outputs of which is connected to the first group of inputs of the visual simulation unit, the second group of inputs of which is connected to the second group of outputs of the simulation block movement of the machine, and the group of outputs of the visual simulation unit is connected to the group of inputs of the information display device.

Description

ТРЕНАЖЕР ДЛЯ ОБУЧЕНИЯ ВОЖДЕНИЮ АВТОМОБИЛЯTRAINING SIMULATOR FOR CAR DRIVING

Полезная модель относится к техническим средствам обучения вождению транспортных средств, может быть использована для обучения вождению автомобиля, а также для совершенствования и быстрой оценки степени развития профессионально значимых двигательных навыков.The utility model relates to technical means of teaching driving vehicles, can be used to teach driving a car, as well as to improve and quickly assess the degree of development of professionally significant motor skills.

Известен тренажер для обучения водителя танка (Рымаренко А.Г., Зимин К.Б. Технические средства интенсификации обучения вождению танков. Издание ВАБТВ, М.,1970.), содержащий кабину с органами управления, связанными с блоком датчиков; акустический блок; электрогидропривод, механически связанный с кабиной; кинопроектор, с установленным на нем устройством считывания информации; последовательно соединенные блоки моделирования двигателя и трансмиссии, причем первый выход последнего соединен с первым входом блока моделирования двигателя, выход которого соединен через имитатор шума - с акустическим блоком.A well-known simulator for training a tank driver (Rymarenko AG, Zimin KB Technical means of intensification of training in tank driving. Edition VABTV, M., 1970.), Containing a cabin with controls associated with the sensor unit; acoustic unit; electrohydraulic drive mechanically connected to the cabin; a movie projector with an information reader installed on it; sequentially connected engine and transmission simulation blocks, the first output of the latter being connected to the first input of the engine simulation block, the output of which is connected through a noise simulator to an acoustic block.

Известен также тренажер водителя гусеничной машины (Авторское свидетельство СССР №1531707 Мкл G 09В 9/04), содержащий кабину с органами управления и датчиками их положения, механически связанную с электрогидроприводом вход которого соединен с выходом блока моделирования колебаний, группа выходов датчиков положения органов управления соединенных с группой входов блока моделирования движения машины, первый и второй выходы которого соответственно соединены с первым и вторым входами имитатора шума, выход последнего соединен с акусгической системой, установленной в кабине.Also known is a driver simulator for a tracked vehicle (USSR Author's Certificate No. 1531707 Mcl G 09В 9/04), containing a cabin with controls and sensors for their position, mechanically connected to an electrohydraulic drive whose input is connected to the output of the vibration modeling unit, a group of outputs of position sensors of the controls connected with a group of inputs of the machine motion simulation block, the first and second outputs of which are respectively connected to the first and second inputs of a noise simulator, the output of the latter is connected to an acoustic system theme installed in the cockpit.

Наиболее близким аналогом (прототипом) является тренажер для обучения вождению автомобиля, (Свидетельство на полезную модель № 16036 Мкл G 09В 9/04 содержащий блок тестирования, рабочее место водителя с органами управления, механически связанными с датчиками их положения, блок моделирования движения машины, первая группа выходов которого соединена с группой входов им ггатора шума, группа выходов последнего соединена с акустической системой, установленной на рабочем месте водителя,The closest analogue (prototype) is a training simulator for driving a car, (Utility Model Certificate No. 16036 Mkl G 09В 9/04 containing a testing unit, a driver’s workstation with controls mechanically connected to their position sensors, a vehicle motion simulation unit, first the group of outputs of which is connected to the group of inputs of the noise emitter, the group of outputs of the latter is connected to an acoustic system installed at the driver’s workplace,

Прототип данного тренажера позволяет осуществлять контраварийное обучение водителей, имеющих навыки вождения автомобиля. Однако, на нем нельзя формировать начальные навыки управления автомобилем и совершенствовать их, опираясь на информацию об изменении дорожно-транспортной обстановки, поступающую от зрительной и слуховой рецепции водителя.The prototype of this simulator allows for emergency training for drivers with car driving skills. However, it is impossible to form the initial skills of driving a car on it and improve them, relying on information about changes in the road traffic situation coming from the visual and auditory reception of the driver.

Предложенное техническое решение позволяет исключить недостатки указанных выше тренажеров и методических приемов, а именно:The proposed technical solution eliminates the disadvantages of the above simulators and teaching methods, namely:

1.Повысить качество подготовки водителей автомобилей, за счет формирования у них начальных навыков оптимальных действий с органами управления в штатных и критических ситуациях.1. Improve the quality of training for car drivers, through the formation of their initial skills in optimal actions with the management bodies in regular and critical situations.

2.Осуществлять начальную и продвинутую подготовку водителей в автошколах, спортивно-технических и общеобразовательных школах.2. To carry out the initial and advanced training of drivers in driving schools, sports-technical and secondary schools.

3.Совершенствовать и тестировать степень развития профессионально значимьк навыков управления автомобилем у водителей со стажем.3. Improve and test the degree of development of professionally significant car driving skills for drivers with experience.

4.Повысить качество за счет применения компьютерного моделирования визуально информации и шумов, сопровождающих движение автомобиля.4. Improve the quality through the use of computer simulation of visually information and noise accompanying the movement of the car.

5.Снизить стоимость обучения за счет сокращения расхода ресурса автомобилей предназначенных для обучения и горюче смазочных материалов.5. Reduce the cost of training by reducing the resource consumption of vehicles designed for training and combustible lubricants.

6.Использовать прогрессивную педагогическую технологию во всех образовательных учреждениях, связанных с подготовкой водителей (автошколы, учебно6. Use advanced pedagogical technology in all educational institutions related to driver training (driving schools, training

производственные комбинаты, спортивные и общеобразовательные школы), а это, в свою очередь, приведет к повышению качества и эффективности подготовки водителей и сокрашению в связи с этим дорожно-транспортных происшествий.industrial complexes, sports and secondary schools), and this, in turn, will lead to an increase in the quality and effectiveness of driver training and the reduction of traffic accidents in this regard.

Эта задача решается тем, что в известный тренажер, предназначенный для обучения вождению автомобиля, содержащий блок тестирования, рабочее место водителя с органами управления механически связанными с датчиками их положения, блок моделирования движения машины, первая группа выходов которого соединена с группой входов имитатора шума, группа выходов последнего соединена с акустической системой, установленной на рабочем месте водителя, дополнительно введены блок имитации визуальной информации, устройство отображения визуальной информации, аналого-цифровой преобразователь, группа выходов которого одновременно соединена с группой входов блока моделирования движения автомобиля и группой входов блока тестирования, группа выходов которого соединена с первой группой входов блока имитации визуальной информации, вторая группа входов которого соединена со второй группой выходов блока моделирования движения автомобиля, а группа выходов блока имитации визуальной информации соединена с группой входов устройства для отображения информации.This problem is solved in that in a well-known simulator designed to teach driving a car, comprising a test unit, a driver’s workstation with controls mechanically connected to their position sensors, a machine motion simulation unit, the first group of outputs of which is connected to a group of inputs of a noise simulator, a group the outputs of the latter is connected to an acoustic system installed at the driver’s workplace, an additional visual information simulation unit, a visual information display device are additionally introduced an analog-to-digital converter, the group of outputs of which is simultaneously connected to the group of inputs of the vehicle motion simulation unit and the group of inputs of the test unit, the group of outputs of which is connected to the first group of inputs of the visual information simulation unit, the second group of inputs of which is connected to the second group of outputs of the motion simulation unit vehicle, and the group of outputs of the visual information simulation unit is connected to the group of inputs of the device for displaying information.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый тренажер отличается наличием новых блоков и их связями с оспгальными элементами.Comparative analysis with the prototype shows that the inventive simulator is characterized by the presence of new blocks and their relationships with smallpox elements.

Таким образом, заявляемый тренажер соответствует критерию новизна.Thus, the inventive simulator meets the criterion of novelty.

Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями показывает, что новые блоки, введенные в тренажер, в отдельности широко известны или выполнены с помощью известных устройств. Однако при их введении в указанной связи с остальными элементами схемы известного тренажера, новые блоки проявляют новые свойства, что приводит к расширению функциональных возможностей известного тренажера и к сии6 /V/ yA comparison of the proposed solutions with other technical solutions shows that the new blocks introduced into the simulator, individually widely known or made using known devices. However, when they are introduced in this connection with the other elements of the circuit of the known simulator, the new blocks exhibit new properties, which leads to the expansion of the functionality of the known simulator and to these 6 / V / y

жению стоимости с применением данного тренажера. Это позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию существенные отличия.cost reduction using this simulator. This allows us to conclude that the technical solution meets the criterion of significant differences.

На фиг. 1 изображена блок-схема тренажера.In FIG. 1 shows a block diagram of a simulator.

Тренажер содержит:The simulator contains:

Устройство отображения визуальной информации 1, рабочее место водителя 2 с органами управления 3, датчиками их положения 5, акустическую систему 4, аналого-цифровой преобразователь 6, блок моделирования движения автомобиля 7, имитатор шумов 8, блок тестирования 9, блок имитации визуальной обстановки 10.A visual information display device 1, a driver’s workstation 2 with controls 3, their position sensors 5, an acoustic system 4, an analog-to-digital converter 6, a vehicle motion simulation unit 7, a noise simulator 8, a testing unit 9, a visual environment simulation unit 10.

Рабочее место водителя 2 представляет собой несущую металлоконструкцию с сидением водителя, на которой установлены органы управления 3, датчики положения органов управления 5, устройство отображения визуальной информации 1 и акустическая система 4. Рабочее место водителя 2 обеспечивает подгонку позы водителя в соответствии со строением его тела, размещение органов управления исходя из современных эргономических требований, принятых в автомобилестроении.The driver’s workplace 2 is a supporting metal structure with the driver’s seat, on which the controls 3, position sensors of the controls 5, the visual information display device 1 and the speaker system 4 are installed. The driver’s workplace 2 adjusts the driver’s posture in accordance with the structure of his body, placement of controls based on modern ergonomic requirements adopted in the automotive industry.

К органам управления 3, относятся: рулевое управление, педали тормоза, «газа, сцепления, имитатор коробки и рычаг переключения передач, все эти органы управления механически связаны с датчиками 5, контролирующими их положение. Оси датчиков педалей и рулевого колеса поворачиваются на .я, пропорциональный перемещению органа управления. Датчики положения рычага переключения передач и стояночного тормоза активируются при перемещении соответствующего органа управления в определенное положение.The controls 3 include: steering, brake pedals, gas, clutch, gearbox simulator and gear lever, all these controls are mechanically connected to sensors 5 that control their position. The axes of the pedal and steering wheel sensors rotate by I. proportional to the movement of the control. The gearshift lever and parking brake position sensors are activated when the corresponding control is moved to a specific position.

Передача вращения от рулевого колеса к датчику осуществляется с помощью шестеренчатого редуктора передаточное число, которого может изменяться с помошью рычага, входящего в состав регулятора органа управления 3. На одной из шестерен имеется специальный выступ, с помощью которого может быть ограничено число оборотов рулевого колеса до значений, соответствующих возможностям рулевого управления.The transmission of rotation from the steering wheel to the sensor is carried out using a gear reducer gear ratio, which can be changed using the lever that is part of the regulator of the control 3. On one of the gears there is a special protrusion with which the number of turns of the steering wheel can be limited to values corresponding to the steering capabilities.

Каждая педаль оснащена специальным загрз зочным устройством, создающим сопротивление движению ноги, соответствующее сопротивлению в реальном автомобиле.Each pedal is equipped with a special loading device that creates resistance to the movement of the foot, corresponding to the resistance in a real car.

Педаль сцепления механически связана с рычагом в имитаторе коробки переключения передач таким образом, что при не нажатой педали сцепления невозможно переключить передачу.The clutch pedal is mechanically connected to the lever in the gearbox simulator in such a way that when the clutch pedal is not pressed, it is impossible to shift the gear.

Тренажер работает следующим образом:The simulator works as follows:

в соответствии с методикой, на основе которой разработан прототип и предлагаемый тренажер, в обучении используется принцип индивидуального подхода к каждому водителю. Поэтому вначале проводится процедура тестирования степени развития профессионально значимых для водителя двигательных навыков, на основе результатов которого, отрабатываются стратегия и тактика индивидуализации обучения. В связи с этим рассмотрим два режима работы тренажера - тестирование и режим обучения вождению.In accordance with the methodology, on the basis of which a prototype and the proposed simulator are developed, the principle of an individual approach to each driver is used in training. Therefore, at the beginning, a testing procedure for the degree of development of motor skills professionally significant for the driver is carried out, based on the results of which, the strategy and tactics of individualizing the training are worked out. In this regard, we consider two modes of operation of the simulator - testing and driving training mode.

В режиме тестирования блок тестирования 9 тренажера обеспечивает выбор и регистрацию каждого из тестируемых п аметров и их комбинаций: скорость руления, скорость переключения передач, скорость и точность движений ногами при управлении педалями. Работа тренажера в режиме тестирования осуществляется следующим образом. Тестируемый водитель, находясь на рабочем месте, по команде инструктора выполняет определенные действия, например, вращение рулевого колеса от одного упора поворотного механизма до другого с максимально возможной скороетью.In testing mode, the testing unit 9 of the simulator provides the selection and registration of each of the tested parameters and their combinations: taxiing speed, gear shift speed, speed and accuracy of foot movements when pedaling. The simulator in testing mode is as follows. The driver under test, being at the workplace, at the command of the instructor performs certain actions, for example, turning the steering wheel from one stop of the rotary mechanism to another with the maximum possible speed.

Сам процесс тестирования осуществляется также как и в прототипе, а блок тестирования 9 выполнен в виде программного модуля, в который поступают сигналы в виде кода с блока 5 датчиков органов управления. Преобразование сигналов датчиков осуществляется с помощью аналого-цифрового преобразователя 6.The testing process itself is carried out as in the prototype, and the testing unit 9 is made in the form of a software module, which receives signals in the form of a code from block 5 of the sensors of the controls. The conversion of the sensor signals is carried out using an analog-to-digital Converter 6.

при включении режима тестирование скорости руления с началом вращения вала рулевого колеса срабатывает датчик в блоке 5, и программа, заложенная в данном модуле, начинает отсчет времени количества отработанных циклов поворота «управляемых колес автомобиля. После завершения заданного количества циклов поворота «управляемых колес автомобиля на информационной панели устройства отображения информации 1, появляется значение времени, затраченного на выполнение тестового задания. Информационная панель тренажера сформирована программным способом с помощью блока имитации визуальной обстановки 10.when the mode is turned on, the test of taxiing speed with the start of the rotation of the steering wheel shaft triggers the sensor in block 5, and the program embedded in this module starts the countdown of the number of worked rotation cycles of the “steered wheels of the car. After completing the specified number of rotation cycles of the “steered wheels of the car on the information panel of the information display device 1, the value of the time taken to complete the test task appears. The information panel of the simulator is formed programmatically using the visual environment simulation unit 10.

Выполнение тестирования при пользовании рычагом переключения передач и педалями осуществляется также, как и в предыдущем случае, с той лишь разницей, что формирование начала и окончания счета осуществляется в момент начала (или окончания) перемещения механических деталей системы с помощью соответствующих датчиков органов управления 3.Testing when using the gearshift lever and pedals is carried out as in the previous case, with the only difference being that the beginning and end of the account are formed at the moment of beginning (or ending) of moving the mechanical parts of the system using the corresponding sensors of the controls 3.

Отдельные элементы управления автомобилем тестируются программным способом, например, въезд на эстакаду или прохождение определенного маршрута за конкретное время.Individual vehicle controls are tested programmatically, for example, entering an overpass or following a specific route for a specific time.

В режиме вождения тренажер работает следующим образом.In driving mode, the simulator operates as follows.

Обучаемый водитель, находящийся на рабочем месте 2 тренажера, воздействует определенным образом, в зависимости от поставленной задачи, на органы управления. В результате чего, датчики 5, механически свжанные с органами управления 3, активируются и на их выходах формируются аналоговые напряжения, пропорциональные величине перемещения органов управления. Эти напряжения поступают на соответствующие входы аналого-цифрового преобразователя 6, с его помощью они преобразуются в цифровой код, который с помощью ЭВМ преобразуется в численные значения переменных, пропорциональных положению органов управления 3, необходимых для управления моделью движения автомобиля.The trained driver, located at the workplace of 2 simulators, acts in a certain way, depending on the task, on the controls. As a result, the sensors 5, mechanically connected to the controls 3, are activated and analog voltages proportional to the amount of movement of the controls are formed at their outputs. These voltages are supplied to the corresponding inputs of the analog-to-digital converter 6, with its help they are converted into a digital code, which, using a computer, is converted into the numerical values of the variables proportional to the position of the controls 3 necessary to control the vehicle’s motion model.

Основу модели движения автомобиля составляют дифференциальные уравнения, как правило, с нелинейными правыми частями, описывающие движение агрегатов и узлов реальной машины во взаимодействии с грунтом и профилем местности. На основе этих Зфавнений создан программный модуль, моделирующий движение мащины, который в совокупности с персональной ЭВМ представляет собой блок 7 моделирования движения. В результате решения (интегрирования) дифференциальных уравнений вычисляются значения выходных переменных модели движения, основными из них являются:The basis of the car’s motion model is made up of differential equations, as a rule, with non-linear right-hand sides describing the movement of aggregates and units of a real car in interaction with the ground and the terrain profile. Based on these zabravneniya created a software module that simulates the movement of the machine, which in conjunction with a personal computer is a block 7 simulation of movement. As a result of the solution (integration) of differential equations, the values of the output variables of the motion model are calculated, the main ones are:

1.крутящий момент двигателя;1. engine torque;

2.частота вращения вала двигателя;2. engine shaft speed;

3.линейная скорость движения автомобиля;3. linear speed of the car;

4.угловая скорость поворота автомобиля;4. The corner speed of the car;

5.угол тангажа подрессоренной части корпуса;5. pitch angle of the sprung part of the body;

6.угол крена подрессоренной части корпуса;6. roll angle of the sprung part of the body;

Выходные переменные 1-2 через первую группу выходов блока 7 поступают на входы имитатора шума 8, представляющий собой программный модуль в совокупности с персональной ЭВМ, звуковой платой, преобразующей цифровой код в сигнал звуковой частоты и, при необходимости, усилитель для создания необходимого уровня шума. В результате обучаемый водитель слышит в наушниках или через динамики (акустическая система 4), установленные в корпусе рабочего места водителя 2, шум двигателя в зависимости от режима работы моделируемой машины.Output variables 1-2 through the first group of outputs of block 7 go to the inputs of noise simulator 8, which is a software module in conjunction with a personal computer, a sound card that converts a digital code into a sound frequency signal and, if necessary, an amplifier to create the necessary noise level. As a result, the trained driver hears through the headphones or through the speakers (speaker system 4) installed in the housing of the driver’s workplace 2, engine noise, depending on the mode of operation of the simulated machine.

Программный модуль имитатора шума 5 выполняется следующим образом.The software module of the noise simulator 5 is as follows.

На реальной машине производится запись шумов на нескольких характерных режимах, например, начиная с минимально устойчивой частоты вращения вала двигателя и кончая максимальной, через равные промежутки по частоте вращения вала двигателя. Далее, такая же запись осуществляется только при другой нагрузке на двигатель. В результа /-//fatOn a real machine, noise is recorded in several characteristic modes, for example, starting with a minimally stable engine shaft speed and ending with a maximum one, at regular intervals at a speed of the engine shaft. Further, the same recording is carried out only at a different load on the engine. As a result of / - // fat

те получается конечное число фрагментов записи шума на месте водителя. Затем эти фрагменты оцифровываются на компьютере и с помощыо выходных переменных блока 7 моделирования движения эти фрагменты выбираются и с помощью звуковой платы преобразуются в аналоговый сигнал шума двигателя. Промежуточные значения между фиксированными частотами вращения вала двигателя, при которых производилась запись щума, интерполируются за счет сдвига основных частот спектра оцифрованного шума. Таким образом, имитируемый шум в заявляемом тренажере практически соответствует реальному шуму и чем больше оцифрованных фрагментов, тем он ближе к реальному.Those result in a finite number of fragments of noise recording at the driver's seat. Then these fragments are digitized on a computer and using the output variables of the motion simulation unit 7, these fragments are selected and converted using the sound card into an analog engine noise signal. Intermediate values between the fixed rotational speeds of the motor shaft, at which the noise was recorded, are interpolated due to a shift in the fundamental frequencies of the spectrum of digitized noise. Thus, the simulated noise in the inventive simulator practically corresponds to the real noise and the more digitized fragments, the closer to real.

Выходные переменные 3-6 характеризуют параметры движения машины на местности, поэтому они через вторую группу выходов блока 7 моделирования движения, поступают на группу входов блока 10 имитации визуальной информации. Эти переменные управляют положением моделируемой машины на местности. Местность воспроизводится программным способом с помощью 3D графики.The output variables 3-6 characterize the parameters of the movement of the machine on the ground, so they, through the second group of outputs of the block 7 of the motion simulation, go to the group of inputs of the block 10 of the visual information simulation. These variables control the position of the simulated vehicle on the ground. The terrain is reproduced programmatically using 3D graphics.

Вариантов исполнения блока 10 имитации визуальной информации известно довольно много, их можно видеть практически во всех компьютерных играх, в которых используется 3D графика. Как вариант исполнения блока 10 имитации визуальной информации в совокупности с устройством отображения визуальной информации 1, можно представить следующим образом.There are quite a lot of options for the execution of block 10 for simulating visual information, they can be seen in almost all computer games that use 3D graphics. As an embodiment of the block 10 simulating visual information in conjunction with a device for displaying visual information 1, can be represented as follows.

Укрупненно блок 10 имитации визуальной информации состоит из визуальной базы данных, модуля выборки кадра и модуля (программного или программно-аппаратного) генерации кадра в каком-либо стандарте трехмерной графики (Open GL, Direct 3D, ...). Визуальная база данных представляет собой набор взаимосвязанных именованных элементов типа МЕСТНОСТЬ, ОБЪЕКТ, ИЗОБРАЖЕНИЕ, СВЕТ ТРАССЫ примерный состав которых, представлен в таблице.The enlarged visual information simulation block 10 consists of a visual database, a frame sampling module, and a frame generation module (software or hardware-software) in some standard three-dimensional graphics (Open GL, Direct 3D, ...). The visual database is a set of interconnected named elements of the type LOCATION, OBJECT, IMAGE, LIGHT OF THE ROUTE whose approximate composition is presented in the table.

объектыobjects

местностьterrain

Модуль генерации кадра представляет собой серийно изготавливаемзшэ компьютерную плату с элементами ускорения трехмерной графики (с ориентацией на некоторый стандарт - Open GL, Direct 3D, ...), например Viper 550 или TNT.The frame generation module is a mass-produced computer board with acceleration elements of three-dimensional graphics (with orientation to some standard - Open GL, Direct 3D, ...), for example Viper 550 or TNT.

Устройство отображения визуальной информации 1 представляет собой серийно изготавливаемый RGB-монитор, совместимый с модулем генерации кадра, или виртуальный шлем.The visual information display device 1 is a commercially available RGB monitor compatible with a frame generation module, or a virtual helmet.

Модуль выборки кадра, в соответствии с выбранной для обучения местности, положением моделируемой машины в пространстве, извлекает из визуальной базы данных информацию о трассе моделируемого з ажнения. Кроме того, этот модуль формирует необходимый для построения кадра объем геометрических данных о местности, объектах и освещении, т.е., то, что должен видеть об)аемый водитель на устройстве отображения визуальной информации 1. Затем он трансширует эти данные в соответствии со стандартом, реализованном в модуле генерации кадра, и передает полученную управляющую последовательность в модуль генерации ка;фа, который формирует кадр в устройстве отображения визуальной информации 2.The frame sampling module, in accordance with the terrain selected for training, the position of the simulated machine in space, extracts information about the route of the simulated line from the visual database. In addition, this module generates the amount of geometric data necessary for constructing the frame about the terrain, objects and lighting, that is, what the driver should see on the visual information display device 1. Then he transmits this data in accordance with the standard implemented in the module generating the frame, and transmits the resulting control sequence to the module generating ka; fa, which forms a frame in the display device of visual information 2.

Использование программно-аппаратного ускорения позволяет обеспечить смену кадров не менее 25 раз в секунду, что воспринимается водителем как непрерывное изоизображенияThe use of hardware and software acceleration allows for a frame change of at least 25 times per second, which is perceived by the driver as a continuous image

трассыtracks

светshine

брожение местности перед автомобилем. Поступающие в модуль выборки кадра выходные переменные 3-6, определяющие перемещение автомобиля в пространстве, с блока 7 моделирования движения, обеспечивают выборку из визуальной базы данных информации о моделируемой местности для каждого нового положения автомобиля относительно местности. В результате при «вождении автомобиля на тренажере об5гчаемый водитель видит на устройстве отображения визуальной информации 2 изменяющуюся картину местности. Причем, видимые им изменения определяются пространственным положением моделируемого автомобиля, которое зависит от того в какое положение он ставит органы управления 3 и от характеристик самого автомобиля, заложенных в блоке 7 моделирования движения, т.е. водитель осуществляет управление «автомобилем на тренажере так же, как он управлял бы реальной машиной на реальной местности.fermentation in front of the car. The output variables 3-6 arriving at the frame sampling module, which determine the vehicle’s movement in space, from the block 7 of motion simulation, provide a sample from the visual database of information on the simulated terrain for each new position of the car relative to the terrain. As a result, when “driving a car on a simulator, the enrolled driver sees a changing terrain on the visual information display device 2. Moreover, the changes that he sees are determined by the spatial position of the simulated car, which depends on what position it puts the controls 3 on and on the characteristics of the car itself, which are incorporated in the block 7 of motion simulation, i.e. the driver controls the “car on the simulator in the same way as he would control a real car in real terrain.

В блоке 7 моделирования движения решается система дифференциальных уравнений, описывающих внутреннюю и внешнюю динамику моделируемого автомобиля в зависимости от положения органов управления и погодно-дорожных условий моделируемой местности.In block 7 of motion simulation, a system of differential equations is described that describes the internal and external dynamics of the simulated car, depending on the position of the controls and weather and road conditions of the simulated terrain.

Как уже указывалось выше блок 7 моделирования движения, представляет собой персональную ЭВМ с программным обеспечением, обеспечивающую решение дифференциальных уравнений с нелинейными правыми частями, описывающими внутреннюю и внешнюю динамику моделируемого автомобиля. Управление этими уравнениями, а именно, изменение правых частей дифференциальных уравнений, описывающих внутреннюю динамику, осуществляется изменением п)еменных, характеризующих текущее положение органов управления, на которые воздействует обучаемый водитель при управлении автомобилем. При перемещении органов управления 3 тренажера происходит активация датчиков 5 положения органов управления. В резу.пьтате на выходе последних изменяются напряжения, пропорциональные положению органов управления 3. Эти напряженияAs already mentioned above, block 7 of motion simulation is a personal computer with software that provides the solution of differential equations with non-linear right-hand sides describing the internal and external dynamics of the simulated car. The control of these equations, namely, the change in the right-hand sides of the differential equations describing the internal dynamics, is carried out by changing n) characterizing the current position of the controls that are affected by the trained driver when driving. When moving the controls 3 of the simulator, the sensors 5 of the position of the controls are activated. As a result, at the output of the latter, the voltages are proportional to the position of the controls 3. These voltages

поступают на вход аналого-цифрового преобразователя, 6 с помощью которого напряжения с датчиков преобразуются в значения переменных, хгфактеризующих текущее положение органов управления 3.arrive at the input of an analog-to-digital converter, 6 with which the voltage from the sensors is converted into the values of variables that factorize the current position of the control 3.

Таким образом, блок 7 моделирования движения автомобиля моделирует его движение на местности, воспроизводимой блоком 10 имитации визуальной обстановки с учетгом воздействия водителя на органы управления, установленные на рабочем месте 1 и с учетом переменных, характеризующих параметры погодно-дорожных условий движущегося автомобиля.Thus, the block 7 simulating the movement of the car simulates its movement on the terrain reproduced by the block 10 simulating the visual environment, taking into account the impact of the driver on the controls installed at the workplace 1 and taking into account variables characterizing the parameters of the weather and road conditions of the moving car.

Вид и количество уравнений, описывающих внешнюю и внутреннюю динамику автомобиля зависит от типа моделируемой мащины и степени детализации ее описания, поэтому предложить конкретную реализацию этого блока не представляется возможным. В связи с этим приведем общий принцип построения блока 7 моделирования движения. Он состоит из модели двигателя, модели трансмиссии, модели подвески, и модели взаимодействия колес с грунтом.The type and number of equations describing the external and internal dynamics of the car depends on the type of simulated car and the degree of detail of its description, so it is not possible to propose a specific implementation of this block. In this regard, we give a general principle for constructing a block 7 of motion simulation. It consists of an engine model, a transmission model, a suspension model, and a model of wheel-ground interaction.

Представленные выше модели, входящие в состав блока 7 моделирования движения, могут быть реализованы известными техническими решениями, описанными в ниже указанных изобретениях. Единственное их отличие заключается в том, что математические модели, представленные в этих изобретениях, решаются с помощью средств аналоговой вычислительной техники, а в предлагаемом техническом решении - с помощью цифровой техники.The above models, which are part of the block 7 motion simulation, can be implemented by well-known technical solutions described in the following inventions. Their only difference is that the mathematical models presented in these inventions are solved using the means of analog computing technology, and in the proposed technical solution - using digital technology.

Переход к цифровой технике оправдан тем, что ее развитие, в последнее время, позволяет значительно упростить аппаратную часть тренажера. Так например, использование для имитации визуальной обстановки относительно простой, для настоящего времени, персональной ЭВМ Pentium-П с тактовой частотой даже 266 Мгц, позволяет создать высококачественную картину местности. При этом возможности компьютера используютсяThe transition to digital technology is justified by the fact that its development, in recent years, can significantly simplify the hardware of the simulator. For example, the use of a relatively simple, for the present time, Pentium-P personal computer with a clock frequency of even 266 MHz to simulate the visual environment allows you to create a high-quality picture of the area. At the same time, the capabilities of the computer are used

лишь на 20-30% , это позволяет моделировать остальные системы тренажера на том же компьютере, в том числе и систему моделирования движения. В результате использования цифровой модели движения из состава тренажера исключаются электронные платы, на которых набрана модель движения при аналоговом моделировании, что приводит к снижению цены тренажера.only 20-30%, this allows you to simulate the rest of the simulator system on the same computer, including the motion simulation system. As a result of using the digital motion model, electronic boards are excluded from the simulator, on which the motion model is typed in analog modeling, which leads to a reduction in the price of the simulator.

Модули моделирования двигателя, трансмиссии и взаимодействия колес с грунтом можно выполнить, например, по авторскому свидетельству № 940186 М. Кл. G 06 G 7/78 «Устройство для моделирования движения гусеничной машины.Modules for modeling the engine, transmission and wheel-ground interaction can be performed, for example, according to copyright certificate No. 940186 M. Kl. G 06 G 7/78 "Device for simulating the movement of a tracked vehicle.

Модуль модели подвески можно вьшолнить, например, по авторскому свидетельству № 1807504 М. Кл. G 06 G 7/70. «Устройство для моделирования колебаний гусеничной машины.The suspension model module can be implemented, for example, according to copyright certificate No. 1807504 M. Kl. G 06 G 7/70. “A device for modeling vibrations of a tracked vehicle.

Таким образом, предложенное техническое решение позволяет исключить недостатки тренажера прототипа и повысить его эффективность.Thus, the proposed technical solution eliminates the disadvantages of the simulator of the prototype and increase its effectiveness.

М( M (

Claims (1)

Тренажер для обучения вождению автомобиля, содержащий блок тестирования, рабочее место водителя с органами управления, механически связанными с датчиками их положения, блок моделирования движения машины, первая группа выходов которого соединена с группой входов имитатора шума, группа выходов последнего соединена с акустической системой, установленной на рабочем месте водителя, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, он дополнительно содержит блок имитации визуальной обстановки, устройство отображения визуальной информации, аналого-цифровой преобразователь, группа выходов которого одновременно соединена с группой входов блока моделирования движения машины и группой входов блока тестирования, группа выходов которого соединена с первой группой входов блока имитации визуальной обстановки, вторая группа входов которого соединена со второй группой выходов блока моделирования движения машины, а группа выходов блока имитации визуальной обстановки соединена с группой входов устройства отображения информации.
Figure 00000001
A training simulator for driving a car, comprising a test unit, a driver’s workstation with controls mechanically connected to their position sensors, a machine motion simulation unit, the first group of outputs of which is connected to a group of inputs of a noise simulator, the group of outputs of the latter is connected to an acoustic system mounted on driver’s workplace, characterized in that, in order to expand the functionality, it further comprises a visual environment simulation unit, a display device of analogous information, an analog-to-digital converter, the group of outputs of which is simultaneously connected to the group of inputs of the motion simulation block of the machine and the group of inputs of the test block, the group of outputs of which is connected to the first group of inputs of the visual simulation unit, the second group of inputs of which is connected to the second group of outputs of the simulation block movement of the machine, and the group of outputs of the visual simulation unit is connected to the group of inputs of the information display device.
Figure 00000001
RU2001114640/20U 2001-06-01 2001-06-01 TRAINING SIMULATOR FOR CAR DRIVING RU24032U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001114640/20U RU24032U1 (en) 2001-06-01 2001-06-01 TRAINING SIMULATOR FOR CAR DRIVING

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001114640/20U RU24032U1 (en) 2001-06-01 2001-06-01 TRAINING SIMULATOR FOR CAR DRIVING

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU24032U1 true RU24032U1 (en) 2002-07-20

Family

ID=48284427

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001114640/20U RU24032U1 (en) 2001-06-01 2001-06-01 TRAINING SIMULATOR FOR CAR DRIVING

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU24032U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108053725A (en) * 2017-11-30 2018-05-18 无锡宙斯物联网股份有限公司 The application method of rearview mirror driving training system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108053725A (en) * 2017-11-30 2018-05-18 无锡宙斯物联网股份有限公司 The application method of rearview mirror driving training system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1495434B1 (en) Portable in-the-vehicle road simulator
CN101763761A (en) Virtual driving scene generating method, device and motor vehicle driving teaching system
CN111161586A (en) Rescue vehicle simulation training device and operation method
KR100461267B1 (en) Self traning type Real Time Load feel Driving Simulator
KR100844912B1 (en) Individual driving training system for train
RU24032U1 (en) TRAINING SIMULATOR FOR CAR DRIVING
CN110956866A (en) Driving simulation system based on VR technology
RU108682U1 (en) TRAINING SIMULATOR FOR MOTOR TRAILERS IN MOTOR TRANSPORT
RU73528U1 (en) SIMULATOR FOR TRAINING A DRIVER OF A CAR
RU31033U1 (en) Trainer simulator
RU114387U1 (en) TRAINING SIMULATOR FOR CAR DRIVING
RU37428U1 (en) SIMULATOR FOR TRAINING DRIVING VEHICLES
RU78595U1 (en) SIMULATOR FOR TRAINING A DRIVER OF A CAR
RU70030U1 (en) SIMULATOR FOR TRAINING A DRIVER OF A CAR
RU68744U1 (en) SIMULATOR FOR TRAINING A DRIVER OF A CAR
CN111915953A (en) Automobile driving simulation training system
KR102597812B1 (en) Miniature Model of the Personal Type Simulator for the Electric Multiple Unit
RU68745U1 (en) SIMULATOR FOR TRAINING A DRIVER OF A CAR
RU78974U1 (en) SIMULATOR FOR TRAINING A DRIVER OF A CAR
Eskandarian et al. Development and verification of a truck driving simulator for driver drowsiness studies
RU84150U1 (en) TRAINING SIMULATOR FOR CAR DRIVING
RU78352U1 (en) SIMULATOR FOR TRAINING A DRIVER OF A CAR
RU6459U1 (en) TRAINER FOR TRAINING DRIVING TRACKED CARS
RU2131146C1 (en) Training device for driving education
RU38987U1 (en) TRAINER FOR TRAINING DRIVING A TRACKED CAR