專利名稱：車輛控制傳感裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種機動車輛控制傳感裝置，用于在車輛模擬駕駛設備中檢測機動車輛駕駛者的操作行為。所述用于機動車輛模擬駕駛的設備可以用于駕駛訓練或者模擬賽車，如申請人的與本申請同時提交并在審理中的專利申請中所公開的那樣，所述專利申請的國際申請?zhí)枮镻CT/AU 2005/...，名稱為“用于機動車輛模擬駕駛的設備”。
背景技術：
上述提到的申請人的同時提交并在審理中的國際申請，公開了用于機動車輛模擬駕駛的設備，所述機動車輛具有至少一個驅(qū)動輪，所述設備包括一個支撐物，用于旋轉(zhuǎn)地支撐所述機動車輛的驅(qū)動輪，使得當該機動車輛的駕駛者控制所述驅(qū)動輪的旋轉(zhuǎn)速度時該機動車輛保持靜止。所述設備還包括包含有模擬軟件用來為機動車輛駕駛者產(chǎn)生虛擬景物影像的電腦，和一個具有視屏裝置的視覺顯示系統(tǒng)。
所述支撐物、電腦和視覺顯示系統(tǒng)被可操作地相互連接，使得當駕駛者控制驅(qū)動輪的旋轉(zhuǎn)速度時，模擬軟件在視覺顯示系統(tǒng)的視屏上產(chǎn)生虛擬景物影像供駕駛者觀看，所述虛擬景物影像根據(jù)所述驅(qū)動輪的旋轉(zhuǎn)速度而行進。用于機動車輛的設備的視覺顯示系統(tǒng)的視屏裝置，包括一個在機動車輛前方橫向展開的部分和分別沿著機動車輛兩側延伸一段距離的部分，所述模擬軟件和視覺顯示系統(tǒng)可在視屏裝置上為駕駛者產(chǎn)生虛擬的前面和側面的景物影像。
為了增加模擬駕駛過程的真實感，所述設備可包括，并結合，一個控制傳感裝置，用于可操作地連接到車輛控制器，以提供駕駛者的操作行為信號，該操作行為信號被輸入電腦，所述電腦被編程，使該操作行為信號影響所述模擬軟件，使得虛擬景物影像的轉(zhuǎn)映與駕駛者的操作行為同步。
本發(fā)明為這樣一種控制傳感裝置，能夠單獨提供，用于與機動車輛模擬駕駛設備協(xié)作工作，所述機動車輛模擬駕駛設備可以、但不必須是上面提到的所述申請人的同時提交并在審理中的國際申請中的設備。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明提供一種控制傳感裝置，用于在機動車輛模擬駕駛設備中檢測機動車輛駕駛者的操作行為，所述機動車輛具有轉(zhuǎn)向輪，所述控制傳感裝置包括兩個傳感器，每個傳感器向目標發(fā)射信號并接收從所述目標反射的信號，用于提供輸出電信號，表示所述傳感器與所述目標之間的距離；和用于安裝所述傳感器的支座，其中所述傳感器以相離方式安裝在所述支座上，所述傳感器的取向使得在使用中每個傳感器向所述轉(zhuǎn)向輪上的目標位置發(fā)射信號，所述目標位置位于所述轉(zhuǎn)向輪的同側且相對于所述轉(zhuǎn)向輪的中心反向相離，從而所述兩個傳感器的輸出電信號能夠被結合，以得出表示所述轉(zhuǎn)向輪相對于穿過該轉(zhuǎn)向輪的基本上豎直的中心軸的轉(zhuǎn)動幅度的信號，用來檢測機動車輛駕駛者的操作行為。
較佳地，所述傳感器設置在所述支座上，使所述目標位置沿著一個基本上水平的直徑線、相對于所述轉(zhuǎn)向輪的中心基本上等距地相離。
為了適應具有不同尺寸轉(zhuǎn)向輪的不同尺寸的車輛，所述傳感器較佳地被可調(diào)地安裝在所述支座上，使所述傳感器的間距可變，并且/或者所述傳感器相對于所述車輛轉(zhuǎn)向輪的垂直定位可變。
所述傳感器較佳地為超聲波傳感器。
本發(fā)明進一步提供了用于機動車輛模擬駕駛的設備，所述機動車輛具有至少一個驅(qū)動輪和至少一個轉(zhuǎn)向輪，所述設備包括一個支撐物，用于旋轉(zhuǎn)地支撐所述機動車輛的驅(qū)動輪，使得當所述機動車輛的駕駛者控制所述驅(qū)動輪的旋轉(zhuǎn)速度時該機動車輛保持靜止；一個包含模擬軟件用來為機動車輛駕駛者產(chǎn)生虛擬景物影像的電腦；和一個具有視屏的視覺顯示系統(tǒng)，其中所述支撐物、電腦和視覺顯示系統(tǒng)被可操作地相互連接，使得當所述駕駛者控制所述驅(qū)動輪的旋轉(zhuǎn)速度時，所述模擬軟件在所述視覺顯示系統(tǒng)的視屏上產(chǎn)生虛擬景物影像供該駕駛者觀看，所述虛擬景物影像根據(jù)所述驅(qū)動輪的旋轉(zhuǎn)速度而行進；并且進一步包括如上所述的控制傳感裝置，當所述車輛至少一個轉(zhuǎn)向輪位于所述支撐物上時，所述控制傳感裝置用于可操作地連接到該車輛的所述至少一個轉(zhuǎn)向輪，其中所述電腦被編程，使得所述操作行為信號也影響所述模擬軟件，使得在所述視屏上的虛擬景物影像的轉(zhuǎn)映與所述駕駛者的操作行為同步。
所述用于模擬駕駛的設備可設置為用于駕駛訓練，在這種情況下，所述模擬軟件用于駕駛訓練。所述設備如果用于駕駛訓練，該設備還可包括機動車輛，該機動車輛被固定在所述支撐物的適當位置，以確保當所述機動車輛的驅(qū)動輪旋轉(zhuǎn)時該機動車輛保持靜止。
較佳地，所述用于機動車輛至少一個驅(qū)動輪的支撐物，是一個底盤測力計，該底盤測力計包括用來支撐所述驅(qū)動輪的輥對。
為了更好地理解本發(fā)明并顯示其如何實現(xiàn)，將僅通過非限制性示例、并參照附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行描述。


圖1是用于機動車輛模擬駕駛的設備的側視示意圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例且包括控制檢測裝置的圖1中所示設備的等同示意圖。
圖3是顯示圖1和圖2所示設備的控制和顯示組件的可操作連接的示意框圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在圖1和圖2所示設備中控制傳感裝置的側視示意圖，所述控制傳感裝置用于檢測機動車輛駕駛者的操作行為。
圖5是圖4中的控制傳感裝置的俯視示意圖。
具體實施例方式
圖1顯示設備10，用于模擬駕駛機動汽車12，而機動汽車12保持靜止，設備10包括一個底盤測力計14，汽車12可以通過測力計14的進入坡道16在測力計14上行駛。底盤測力計14具有一個與其相連并承載設備10其它組件的框架18。這些其它組件包括視屏裝置20的一些部分和視覺顯示系統(tǒng)的投影機22、24和26。視屏裝置20包括一個在汽車12前方橫向展開的前屏部分28和分別沿汽車12的兩側延伸一段距離的側屏部分30和32(為了清楚，圖1省略了側屏部分30)。每個側屏部分30和32都與前屏部分28成120度角。視覺顯示系統(tǒng)的三個投影機22、24和26安裝在框架18上，每個投影機用于將虛擬景物影像投影到相應的屏幕部分上，也就是說投影機22投影影像到對面的前屏部分28上，投影機24投影到對面的側屏部分32上，而投影機26(在圖2的視圖中被擋住)投影到對面的側屏部分30上。投影機22、24和26可以是松下公司基于數(shù)字光源處理器的PT-DS500E型投影機(Panasonic DLP(TM)Based Projectors No.PT-DS500E)，以提供高質(zhì)量的廣角鏡頭用于投影到相應的屏部分28、30和32。
前屏部分28通過致動器36(例如，氣動或液壓活塞和氣缸沖件)相對于兩個側部結構桿34安裝，致動器36的作用是將前屏部分28相對于側屏部分30和32升起，使得汽車12及其駕駛者在參與完模擬駕駛過程之后，能夠通過底盤測力計14的出站坡道38離開設備10。前屏部分28和致動器36與結構桿34相連，使得當前屏部分28被升起時，前屏部分28首先移動以稍微離開(例如，僅幾毫米)側屏部分30和32的相鄰邊緣，使得當前屏部分28被致動器36升起時，在它與側屏部分30和32的相鄰邊緣之間出現(xiàn)間隙。
對于用于模擬賽車的設備10，也可在框架18上安裝另一個較大的視覺顯示屏40供觀眾觀看模擬競賽。
底盤測力計14具有一個平臺42，還包括輥對44形式的支撐物，用來支撐和旋轉(zhuǎn)接合汽車12的后輪46和前輪47，如同所知的底盤測力計一樣。汽車12的后輪46是驅(qū)動輪而前輪47為轉(zhuǎn)向輪。因此，當汽車12的駕駛者操作汽車的控制器件，例如變速桿(如果不是自動的)和加速器，使汽車12的驅(qū)動輪46高速旋轉(zhuǎn)時(設備10可設置為適用于車輛前輪驅(qū)動，或后輪驅(qū)動，或前后輪驅(qū)動的情況)，提供輥44用來保持汽車12固定。驅(qū)動輪46的旋轉(zhuǎn)相應地旋轉(zhuǎn)相關的輥對44，通過輥對44，汽車12的各項性能參數(shù)，如加速度、速度(RPM)、馬力、轉(zhuǎn)矩以及行駛一段設定距離所需的時間都能夠進行測量。如同所知的底盤測力計一樣，這些性能參數(shù)的測量可包括改變通過輥對44施加到汽車12的車輪46上的負載?？烧{(diào)節(jié)以兼容具有不同前后車輪軸距的不同車輛的適合的底盤測力計(這種可調(diào)節(jié)能力在圖中未示出)，可從澳大利亞維多利亞3140百合溪谷工業(yè)園的絕妙動力(DYNODYNAMICS of industry court，Lilydale)得到。
底盤測力計14還包括一個固定機構48(僅在圖1中示意性圖示，且位于后輥對44的輥之間)，一旦汽車12放置到輥對44上時，用固定機構48將汽車12固定到測力計14上?？偟膩碚f，固定機構48連接到一個遠程可操作的控制系統(tǒng)(在圖1中由參照標號50示意性地表示)并且可調(diào)節(jié)，從而使之將不同型號和尺寸的車輛固定到輥44上的適當位置。固定機構48包括組件，用于接合車輛，如汽車12，并使之保持在適當位置。固定機構48是一個安全部件，以確保當汽車12車輪46在輥44上高速行駛時，汽車12保持靜止。
底盤測力計14還包括一個裝置，用來將汽車12的排放氣體轉(zhuǎn)離設備10的附近。該裝置包括一個導流板52，用于將汽車12的排放氣體導入吸收管道54內(nèi)。管道54可以包括一個抽排氣風扇或其他裝置(圖1未示出)，用于將排放氣體吸進管道54中。導流板52鉸接到測力計14的平臺42的56處，并且當不使用裝置10時，向管道54提供蓋子。導流板52通過致動器58(可為氣動或液壓)繞其鉸接樞紐56旋轉(zhuǎn)，致動器58被樞轉(zhuǎn)地連接在導流板52與測力計14之間。
將用于駕駛教學或參與模擬短程加速賽車或環(huán)道賽車的汽車12，可包括一個包含汽車12有關數(shù)據(jù)的遠程可讀器件，如一種條形碼60和/或一種電子器件62，例如，“智能卡”或其他電子標簽類器件，其目的和作用將在下文進行更詳細地說明。一個閱讀器/發(fā)射器64安裝在框架18上(靠近投影機22)，用于與條形碼60和/或電子器件62工作/協(xié)同工作。
參照圖3，用于模擬駕駛的設備10包括電腦66，控制設備10的各組件，并包含駕駛模擬軟件。閱讀器64(可以與發(fā)射器組合)用來讀取置于汽車12之內(nèi)或之上的遠程可讀的條形碼器件60和/或電子器件62，并通過數(shù)據(jù)線路68連接到電腦66上。閱讀器64從條形碼60或電子器件62獲取汽車12的相關數(shù)據(jù)，并將其通過數(shù)據(jù)線路68輸入電腦66。較佳地，發(fā)射器與閱讀器64組合，用于將數(shù)據(jù)從電腦66傳輸至器件62，以更新電子器件62保存的汽車12相關信息。這些被傳輸?shù)男畔⒖梢允?，例如，在模擬賽車中的汽車性能數(shù)據(jù)。
底盤測力計14的每對輥44都連接一個制動單元70(如所知的“減速器”-圖3只示意性地圖示出一個制動單元)，如數(shù)據(jù)線路72所示，制動單元70被可操作地連接到電腦66(如所知，每個制動單元70應連接一個模擬-數(shù)字接口)。從電腦66到制動單元70的數(shù)據(jù)流，通過輥對44來改變施加到汽車12的驅(qū)動輪46上的負載，也有從制動單元70反饋到電腦66的數(shù)據(jù)，從中可得出汽車12的相關性能參數(shù)，如同已知的底盤測力計一樣。
電腦66還控制用于升起前屏部分28的致動器36的操作，并控制用于導流板52的致動器58的操作。因此，電腦66的信號線路74連接到相應的轉(zhuǎn)換器/驅(qū)動器76和78，分別操作用于升起前屏部分28沖件36和用于導流板52的致動器58。包括至少一個致動器118的固定機構48，由遠程可操作的控制系統(tǒng)50操作。注意，圖3中的參考標號118只是示意性地表示固定機構48的致動器要求，因為可包括多個致動器為固定機構48提供一個移動范圍，例如沿三個正交坐標軸移動的范圍。在線路79上來自機構48-76的安全互鎖信號連接到電腦66(例如通過信號線路74)，以防止測力計14在車輛12固定到測力計14上之前工作。另外，電腦66通過信號線路84控制吹風扇80的開關操作和管道54內(nèi)的抽排氣風扇82的操作。吹風扇80(在其他圖中未示出)通過側屏部分30和32(例如，見圖1和2)中的孔86，向汽車12的前方提供冷空氣流。
電腦66還如數(shù)據(jù)線路88所示，為視屏裝置20以及，如果提供了的，屏幕40，操作虛擬顯示系統(tǒng)的三個投影機22、24和26。電腦66通常還將包括數(shù)據(jù)輸入設備，如鍵盤或觸摸屏90，和輸出設備，如打印機92。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，設備10還包括一個控制傳感裝置140，該控制傳感裝置包括一對傳感器142和144，用來檢測模擬駕駛設備10上機動車輛的駕駛者的操作行為?？刂苽鞲醒b置140較佳地可位于測力計14上并鄰近汽車12的轉(zhuǎn)向輪47，例如在圖2中顯示為鄰近汽車12的左前輪47(注意，控制傳感裝置140在圖2中顯示，而圖1則為了清楚起見將其省略)。
參照圖4和圖5，控制傳感裝置140包括兩個超聲波傳感器142和144及支座146。支座146位于測力計14的平臺42上，使得安裝其上的兩個相離的傳感器142和144中的每個傳感器都發(fā)射超聲波信號148到轉(zhuǎn)向輪47上的目標位置150。目標位置150位于轉(zhuǎn)向輪47的同側，且相對于輪47的中心152反向相離，較佳地，它們沿著基本上水平的直徑線154、并相對于中心152而基本上等距地相離。傳感器142和144接收從目標位置150反射的超聲波信號156，使每個傳感器都提供一個輸出電信號158，表示傳感器142或144與其在轉(zhuǎn)向輪47上的目標位置150之間的距離。將這兩個傳感器142和144的輸出電信號158通過適合的電路160進行適當?shù)姆糯蠛徒Y合，例如相減，以得到一個如信號線路162上的箭頭所指示的電信號，表示轉(zhuǎn)向輪47相對于穿過轉(zhuǎn)向輪47中心軸152的基本上豎直的直線164的轉(zhuǎn)動幅度(以及駕駛者的操作移動)，該電信號被輸入電腦66中。從圖5中可以看出，上面的描述和圖示的兩個超聲波傳感器142和144相對于轉(zhuǎn)向輪47的位置，在對兩個電輸出信號158相減之后，提供一個輸出信號162，僅表示車輪47相對于豎直軸164的旋轉(zhuǎn)變化量。通過設置傳感器142和144與車輪47的輪胎壁相距一個適當?shù)木嚯x，能夠得到目標位置150，使得測量輪胎軸部分的平均值受輪胎表面的輪胎彎曲、灰塵、凸起標記等的影響最小。當汽車12在輥44上駕駛時允許有一些橫向運動，通過使用兩個傳感器142和144，這種橫向運動也可以在輸出電信號162中進行補償。電腦66中的軟件對信號162進行終濾波，以去除任何剩余的抖動或其他噪聲。超聲波傳感器142和144可以是“旗幟(BANNER)”牌的UGUAGE型傳感器。也可以選擇使用其他類型的傳感器，例如基于激光或無線電波(例如微波)的傳感器。
圖3示出傳感器142和144以及電子處理電路160與電腦66的連接。通過模擬軟件利用操作動作在線路162上的信號，將虛擬景物影像轉(zhuǎn)映到視屏裝置20上(即，將影像轉(zhuǎn)映到所有屏幕部分28、30和32上)，并與駕駛者的操作動作同步，從而增加“環(huán)繞的”虛擬現(xiàn)實環(huán)境的真實感。
較佳地，在支座146上對傳感器142和144的安裝為可調(diào)節(jié)安裝，使得傳感器142和144之間的空間能夠改變以適應不同尺寸的轉(zhuǎn)向輪47，如同一些機動車輛可能需要的那樣，基于同樣的原因，傳感器142和144的高度也可以相對于測力計14的平臺42可調(diào)節(jié)。還是對于包括控制傳感裝置140的設備10，較佳地，轉(zhuǎn)向輪47并不被支撐在輥44上，因為這樣降低了操作的“自然感覺”。因此輥44的上方可以放置一個轉(zhuǎn)向輪47可以放置其上的平臺或旋轉(zhuǎn)平板(未示出)，以向轉(zhuǎn)向輪47提供一個平面。否則，可以使用一種底盤測力計14，其中提供的輥44只用于前輪控制機動車輛的后驅(qū)動輪46。
所述的控制傳感裝置140，可以遠程感知操作動作，從而只需要最少的操作人員參與或無需操作人員參與，就對于某特定車輛設置為可用狀態(tài)，這樣由于每輛車的更換時間最小化，提高了設備10的工作效率。
固定機構48(包括一個車輛接合組件，和致動器，如圖3中參考標號118所示)由控制系統(tǒng)50(由圖1和圖3中參考標號50示意性地表示，而在其他圖中未示出)遠程操作。控制系統(tǒng)50包括位于操作控制臺或操作間126中(只在圖1中示意性地示出)的操作開關，所述操作控制臺或操作間可位于例如底盤測力計14旁邊，以控制各致動器的操作。所述控制開關可為“操縱桿”式開關，用來操作一個氣動系統(tǒng)向各致動器提供動力，相應的“操縱桿”式開關可用于操作固定機構48的每個相應的致動器。測力計14還包括一個視像監(jiān)視系統(tǒng)(只在圖1中示意性地示出)，包括視像攝影機128用于觀察車輛固定機構48的操作，并在視像屏幕130上至少顯示所述車輛接合組件的運動，也有可能還顯示各致動器的運動，視像屏幕130位于操作控制臺或操作間126內(nèi)，使得操作員在操作控制系統(tǒng)50的開關以按照所需移動所述車輛接合組件時，觀察所述顯示在視像屏幕130上的這種運動。技術人員應該理解，固定機構48和吊鉤96必須具有足夠的結構完整性，來適應它們將要承受的負載和作用力。
現(xiàn)在將描述用于模擬駕駛的設備10的操作。
在汽車12行駛到底盤測力計14上之前，將設置賽車模擬器10，使得前屏部分28將位于降低的位置，固定裝置48將位于不操作位置，而導流板52將關閉。各輥對44也將被止動以有效鎖定，以使汽車12行駛到各輥對44上。多個板(未示出)可位于各輥對44的輥44之間，這些板能夠由操作員升起或降下。當這些板處于升起位置時，汽車12能夠容易地行駛進入測力計14上的適當位置，而不必駛過輥44的“凸起”。當汽車12正確定位后，能夠?qū)⑦@些板降下，使車輪46和47接觸輥44，而將汽車12支撐在輥44上。當汽車12靠近底盤測力計14時，汽車12的條形碼器件60或“賽車標簽”62由閱讀器64讀取，電腦66以此開始調(diào)節(jié)測力計14，使輥對44的間隔適應于汽車12的前后車輪軸距。一旦汽車12已被行駛到輥對44上，如果汽車12被授權可以在賽車模擬器10中進行賽車，控制臺126的操作員操作控制系統(tǒng)50使機構48將汽車12固定在適當位置。固定機構48的一個選擇是在進站坡道16的附近提供一種設施(未示出)，用于使汽車12的駕駛者預先選擇固定機構48的致動器118將要施加的制動壓力。制動壓力可在2-8巴之間。這使駕駛者可選擇較大壓力以提供更好的牽制，但卻降低了可用馬力，與之相反的是，選擇較小的壓力會有較大的可用馬力，但車輪在輥44上旋轉(zhuǎn)的可能性也較高。隨后，電腦66進一步開始為汽車12設置賽車模擬器10。這可以根據(jù)閱讀器/發(fā)射器64已從“賽車標簽”62得到的汽車12相關數(shù)據(jù)來進行。于是電腦66在信號線路74上向致動器58傳輸適當?shù)男盘杹砩饘Я靼?2。制動單元70也可以利用一個線路72上的信號、并通過輥對44施加一定的負載來使汽車12適用于賽車模擬。例如，可能需要某個“搖擺阻力”?，F(xiàn)在，賽車模擬器10已適用于或設置為可開始進行模擬短程加速賽車。
電腦66包括模擬軟件，例如對于1/4英里的短程加速賽車，一旦賽車模擬器10被設置為開始進行短程加速賽車，模擬軟件就自動啟動。該軟件通過視覺顯示系統(tǒng)在前屏部分28上為駕駛者開始而顯示光序列，如同所知的1/4英里的短程加速賽車一樣。在收到最后的開始之光時，駕駛者如同開始真正的賽車一樣壓下汽車12的加速器，顯示在屏幕裝置20上的虛擬景物影像，根據(jù)由各輥對44反饋得到的車輪46的速度而行進。模擬軟件驅(qū)動電腦的影像發(fā)生器并驅(qū)動投影機22、24和26在視屏裝置20上逼真顯示賽場前面(在前屏部分28上)和側面(在側屏部分30和32上)的三維虛擬景物影像以及所經(jīng)過的三維虛擬風景，如同駕駛者正在使用汽車12進行賽車一樣，這些虛擬景物影像的行進，與通過各輥對44檢測到的汽車12驅(qū)動輪46的速度同步。因此，所有由加速、換檔和減速產(chǎn)生的速度改變都被檢測并提供給電腦66來控制虛擬景物影像的行進。汽車12的駕駛者用他/她的眼睛注視視屏裝置20的前屏部分28(視屏裝置20可以相當大，例如每個屏幕部分可為4.5米×3.375米，以實現(xiàn)更強的真實感)，在自己的汽車12里體驗參與真正短程加速賽車的感覺，而同時汽車12保持不動，且由固定機構48固定在底盤14上的適當位置。
在模擬賽車開始的同時，電腦66啟動吹風扇80操作，而出口86配合吹風扇80，使空氣吹到汽車12前方來冷卻其引擎以持續(xù)進行模擬賽車。排氣吸收管道54內(nèi)的抽排氣風扇82(見圖4)，也在吹風扇80啟動的同時由電腦66打開。
當1/4英里短程加速賽車結束時，駕駛者/汽車12組合完成比賽所用的時間顯示在前屏部分28上，并由閱讀器/發(fā)射器64傳送到“賽車標簽”62并保存在其中。因此，“賽車標簽”62能夠保存本次比賽的編號和時間數(shù)據(jù)，使得駕駛者在模擬短程加速賽車的開始和結束時，都能夠使他/她的一系列模擬賽車的時間歷史顯示在前屏部分28上。
當在前屏部分28短暫顯示駕駛者/汽車12的比賽時間之后，操作員操作控制系統(tǒng)50松開固定機構48，電腦66開始關閉導流板52，升起前屏部分28，并鎖定各輥對44，因而，駕駛者能夠駕駛汽車12向前離開底盤測力計14通過其出站坡道38。這樣，賽車模擬器10準備通過其進站坡道16接收另一車輛。
當設備10包括控制傳感裝置140時，還可以用于模擬環(huán)道賽車，這與上述的模擬短程加速賽車的區(qū)別在于，控制傳感裝置140在環(huán)道賽車過程中，還操作將駕駛者的操作行為輸入到電腦66中，模擬軟件以此驅(qū)動電腦的影像發(fā)生器并驅(qū)動投影機22、24和26，將虛擬景物影像橫向轉(zhuǎn)映到視屏裝置20上，并與駕駛者的操作行為同步。也就是說，虛擬景物影像實時地行進，且與駕駛者施加到驅(qū)動輪46上的功率和與駕駛者的操作行為都保持同步，即如裝置140通過驅(qū)動輪47之一的運動所測得。這種行進涉及向前的虛擬道路，并顯示為在汽車下方朝向汽車移動以模擬汽車向前飛駛，所述虛擬道路或其它影像橫向轉(zhuǎn)映以模擬汽車轉(zhuǎn)向。視屏裝置20有效提供一種“環(huán)繞”的三屏幕圍繞顯示，為駕駛者呈現(xiàn)超過200度的水平視野，這與多視景和高分辨率的行進影像(由模擬軟件和視覺顯示系統(tǒng)產(chǎn)生)相結合，為汽車12的駕駛者制造一個他/她個人的虛擬現(xiàn)實環(huán)境的幻覺，而通過駕駛者自己向汽車12施加動力和控制的行為而產(chǎn)生的視景變化，使得所述幻覺持續(xù)進行。
對于用于環(huán)道賽車的設備10，汽車12的轉(zhuǎn)向輪47較佳地不由輥44支撐，可替代地，轉(zhuǎn)向輪47可由輥44之間或其上方的支撐板(如上面所提到的)支撐?？蛇x地，可使用一種類型的測力計14，其中包括的輥44僅用來支撐汽車12驅(qū)動輪46，而不支撐其轉(zhuǎn)向輪47。
設備10可以用于駕駛訓練而非環(huán)道賽車(在用于駕駛訓練的情況下，模擬軟件不需提供如上所述的用于短程加速賽車或環(huán)道賽車的開始過程)。設備10還可在已將汽車12固定到測力計14適當位置的情況下，用于駕駛訓練，這樣免除了駕駛學習者要擁有他/她自己的車輛的要求，并使得不需使用條形碼器件60和/或“賽車標簽”62。通常，用于駕駛訓練的設備10將被設置為適用于后輪驅(qū)動而前輪從動的車輛。
較佳地，設備10還另外包括聲光裝置(未示出)，用于在模擬駕駛過程中在汽車12上產(chǎn)生聲光效果，以增加模擬駕駛過程的真實感。較佳地，這種聲光效果與屏幕裝置20上的虛擬景物影像相配合，也就是說，例如，對于夜晚行駛，能夠提供街道燈光效果，或者，對于體驗模擬剎車的汽車12，能夠產(chǎn)生尖利的輪胎聲。以編程技術人員的能力，很容易實現(xiàn)提供模擬軟件來驅(qū)動這種聲光裝置，并與虛擬景物影像的行進同步。
設備10還允許在模擬駕駛過程之前、之中或之后，通過包括包含程序的模擬軟件來為贊助者發(fā)布廣告，所述程序用于將適當?shù)膹V告標記等顯示在視屏裝置20上。例如，在模擬賽車期間，廣告可以作為駕駛者路經(jīng)的路旁標記而出現(xiàn)。
除了已經(jīng)描述的情況，在本發(fā)明范圍內(nèi)對設備10進行的各種修改可如上文中所述。例如，模擬賽車可以不是1/4英里短程加速賽車或環(huán)道賽車，例如可以是模擬公路賽車。較佳地，模擬軟件還可使得通過數(shù)據(jù)輸入設施90輸入電腦66的操作員輸入，有可能呈現(xiàn)給駕駛者意料之外的駕駛狀況，例如，使車輛進行一種駕駛者希望由此恢復的模擬剎車。
所述測力計包括的輥對44可少于4對，例如，可以只包括兩對輥，以旋轉(zhuǎn)支撐車輛的驅(qū)動輪，驅(qū)動輪可以是前輪對或后輪對。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，還可向諸如摩托車的兩輪車輛提供賽車模擬器，在這種情況下，測力計組件可以包括一個支撐平臺，該支撐平臺包括針對摩托車前輪、或后輪、或前后輪的輥，或包括針對兩個輪的可動支撐的轉(zhuǎn)動平臺類型。
所述的控制傳感裝置140可用于不同于上述設備10的模擬駕駛設備中。例如，取代三視屏裝置120，而可使用一種視覺顯示系統(tǒng)，具有單個前屏和用于該單個前屏的一個單獨的投影機。這樣的視覺顯示系統(tǒng)能夠向駕駛者傳達足夠的虛擬現(xiàn)實，以吸引潛在的用戶使用所述模擬駕駛設備。
這里描述的本發(fā)明，除了上面具體描述的情況以外，還允許進行改變，修改和/或增加，應該理解，本發(fā)明包括在后附權利要求范圍內(nèi)的所有這些改變、修改和/或增加。
權利要求
1.一種用于檢測機動車輛駕駛者操作行為的控制傳感裝置，所述機動車輛具有轉(zhuǎn)向輪，用于機動車輛模擬駕駛設備中，所述控制傳感裝置包括兩個傳感器，每個傳感器向目標發(fā)射信號并接收從所述目標反射的信號，該反射信號用于得出表示所述傳感器與所述目標之間距離的輸出電信號；和用于安裝所述傳感器的支座，其中所述傳感器以間隔方式安裝在所述支座上，所述傳感器的取向使得在使用中每個傳感器向所述轉(zhuǎn)向輪上的目標位置發(fā)射信號，所述目標位置位于所述轉(zhuǎn)向輪的同側且相對于所述轉(zhuǎn)向輪的中心反向相離，從而所述兩個傳感器的輸出電信號能夠被結合，以得出表示所述轉(zhuǎn)向輪相對于穿過該轉(zhuǎn)向輪的基本上豎直的中心軸線的操作移動的幅度的信號，用來檢測機動車輛駕駛者的操作行為。
2.根據(jù)權利要求1所述的控制傳感裝置，其中所述傳感器設置在所述支座上，使所述目標位置沿著一條基本上水平的直徑線并相對于所述轉(zhuǎn)向輪的中心基本上等距地相離。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的控制傳感裝置，其中所述傳感器為超聲波傳感器。
4.根據(jù)權利要求1-3中任一權利要求所述的控制傳感裝置，其中所述傳感器被可調(diào)地安裝在所述支座上，使所述傳感器的間距對于不同直徑的轉(zhuǎn)向輪可變。
5.根據(jù)權利要求4所述的控制傳感裝置，其中所述傳感器也被可調(diào)地安裝在所述支座上，并在用于所述控制傳感裝置中時對于不同尺寸的轉(zhuǎn)向輪垂直可調(diào)。
6.用于機動車輛模擬駕駛的設備，所述機動車輛具有至少一個驅(qū)動輪和至少一個轉(zhuǎn)向輪，所述設備包括支撐物，用于可旋轉(zhuǎn)地支撐所述機動車輛的驅(qū)動輪，使得當所述機動車輛的駕駛者控制所述驅(qū)動輪的旋轉(zhuǎn)速度時該機動車輛保持靜止；包含模擬軟件用來為機動車輛駕駛者產(chǎn)生虛擬景物影像的電腦；和具有視屏的視覺顯示系統(tǒng)，其中所述支撐物、電腦和視覺顯示系統(tǒng)被可操作地相互連接，使得當所述駕駛者控制所述驅(qū)動輪的旋轉(zhuǎn)速度時，所述模擬軟件在所述視覺顯示系統(tǒng)的視屏上產(chǎn)生虛擬景物影像供駕駛者觀看，所述虛擬景物影像根據(jù)所述驅(qū)動輪的旋轉(zhuǎn)速度而行進；并且進一步包括如權利要求1-5中任一權利要求所述的控制傳感裝置，當所述車輛至少一個轉(zhuǎn)向輪位于所述支撐物上時，所述控制傳感裝置被可操作地連接到所述轉(zhuǎn)向輪，其中所述電腦被編程，使得所述操作行為信號也影響所述模擬軟件，使得在所述視屏上的虛擬景物影像相對于所述駕駛者的操作行為同步轉(zhuǎn)映。
7.根據(jù)權利要求6所述的設備，其中所述模擬軟件用于駕駛訓練，所述設備包括機動車輛，該機動車輛被固定在所述支撐物的適當位置，以確保當所述機動車輛的驅(qū)動輪旋轉(zhuǎn)時該機動車輛保持靜止。
8.根據(jù)權利要求6或7所述的設備，其中所述用于可旋轉(zhuǎn)地支撐所述機動車輛驅(qū)動輪的支撐物，是底盤測力計上的輥對。
全文摘要
包括兩個超聲波傳感器(142，144)的裝置，這兩個傳感器相對于車輛的轉(zhuǎn)向輪(47)安裝，每個傳感器發(fā)射超聲波信號到轉(zhuǎn)向輪(47)上的目標位置，這些目標位置位于轉(zhuǎn)向輪(47)的同側，并且沿著一條基本上水平的直徑線(154)相對于轉(zhuǎn)向輪(47)的中心(152)等距地相離。每個傳感器(142，144)提供表示該傳感器與其目標位置之間距離的輸出電信號，所述輸出電信號被結合以提供表示轉(zhuǎn)向輪(47)的操作運動幅度的信號。所述表示操作運動的信號能夠用于模擬駕駛設備中，與駕駛者操作行為同步地轉(zhuǎn)映電腦驅(qū)動的虛擬景物影像，以模擬車輛的駕駛。
文檔編號G09B9/04GK1926399SQ200580006428
公開日2007年3月7日 申請日期2005年2月2日 優(yōu)先權日2004年2月3日
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