一種汽車駕駛模擬器的標線振動裝置及控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及信息及機電傳動領(lǐng)域，尤其涉及一種汽車駕駛模擬器的標線振動裝置控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車駕駛模擬器集合了傳感器技術(shù)、計算機技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)多媒體技術(shù)等先進技術(shù)，是一種能正確模擬汽車駕駛動作獲得實車駕駛感覺的仿真設(shè)備，汽車駕駛模擬器在培訓(xùn)駕駛員、汽車研發(fā)、娛樂等相關(guān)領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用?，F(xiàn)有的汽車駕駛模擬器一般由運動模擬系統(tǒng)、視景模擬系統(tǒng)、控制操作系統(tǒng)、音響模擬系統(tǒng)、觸感模擬系統(tǒng)以及評價系統(tǒng)組成。雖然這些系統(tǒng)為模擬駕駛器提供了比較完善的模擬駕駛條件和功能，但是現(xiàn)有模擬駕駛器一般不能模擬車輛壓振動標線時的振動，也不能模擬在粗糙路面的高頻振動，即使有些模擬器帶有振動平臺，這些平臺的只能模擬非常低頻率的振動，不能模擬車輛的高頻振動。而車輛在標線和粗糙路面下的駕駛行為和交通安全對這種裝置存在需求。通過加入振動裝置能夠模擬車輛在振動表現(xiàn)時的振動，反饋給駕駛?cè)?，也能擴展應(yīng)用于車輛行駛在粗糙路面上的振動，能夠提高模擬器的真實性和應(yīng)用范圍。
[0003]中國專利文獻CN102592414 A涉及一種駕駛員主動安全預(yù)警系統(tǒng)的測試平臺。它包括數(shù)據(jù)采集單元、測試工況數(shù)據(jù)庫、離線分析單元和分析報告單元，離線分析單元包括離線分析回放子單元和離線分析判定子單元;數(shù)據(jù)采集單元實時采集實驗車輛行駛過程中不同時刻的道路環(huán)境視頻信息和自車狀態(tài)信息，并將所有信息全部發(fā)送并保存到測試工況數(shù)據(jù)庫中；離線分析回放子單元提取樣本并將其發(fā)送到待測系統(tǒng)中，待測系統(tǒng)在仿真環(huán)境下產(chǎn)生預(yù)警信號，離線分析回放子單元將預(yù)警信號、以及與預(yù)警信號相對應(yīng)的樣本發(fā)送到離線分析判定子單元，離線分析判定子單元分析道路環(huán)境視頻信息、自車狀態(tài)信息以及預(yù)警信號進行判定生成判定結(jié)果，并將判定結(jié)果發(fā)送到分析報告單元，并由其生成圖線和文檔。此發(fā)明可以廣泛應(yīng)用于各種汽車報警系統(tǒng)的測試中。
[0004]中國專利文獻CN104677380 A本發(fā)明屬于車輛自動化及智能化技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種組合導(dǎo)航實驗平臺。包括軌道、實驗車、組合導(dǎo)航數(shù)據(jù)采集裝置，其中組合導(dǎo)航數(shù)據(jù)采集裝置設(shè)置于實驗車上，所述實驗車滑動連接于所述軌道上，所述實驗車在所述軌道上運行、并通過數(shù)據(jù)采集裝置實現(xiàn)GPS數(shù)據(jù)和位姿數(shù)據(jù)自動采集和存儲。本發(fā)明具有通信接口規(guī)范、硬件集成度高、功能擴展方便和適合各種組合導(dǎo)航算法的測試實驗等優(yōu)點。
[0005]以上兩項專利都涉及到對駕駛車輛的位置信息的采集和處理，專利CN102592414A可用于汽車報警的測試中，而專利CN 104677380 A可用于導(dǎo)航數(shù)據(jù)的采集?，F(xiàn)在對車輛的導(dǎo)航和安全方面的研究已經(jīng)很多，而對于模擬車輛壓線振動這種具體情況，還沒有相應(yīng)的裝置能夠直接反應(yīng)，車輛在標線下的駕駛行為和交通安全對這種裝置又存在需求。通過加入振動裝置能夠模擬車輛在振動表現(xiàn)時的振動，反饋給駕駛?cè)?，對駕駛?cè)四M駕駛安全具有重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提供一種汽車駕駛模擬器的標線振動裝置。
[0007]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種汽車駕駛模擬器的標線振動裝置，包括用于獲取車輛位置信息和道路位置信息的汽車駕駛模擬器主機、振動信號處理器、電機驅(qū)動器和四個偏心輪電機，所述振動信號處理器通過串口與汽車駕駛模擬器主機連接，電機驅(qū)動器與振動信號處理器連接，四個偏心輪電機與電機驅(qū)動器連接，四個偏心輪直流電動機分別安裝在車輛前引擎蓋左側(cè)、右側(cè)和后備箱左側(cè)、右側(cè)。
[0008]一種基于上述裝置的標線振動控制方法，包括以下步驟:
1)汽車駕駛模擬器主機通過對車輪的位置與道路上標線位置的對比來確認車輛是否碾壓到振動標線，若四個車輪中有車輪壓線，汽車駕駛模擬器主機記錄與標線重合車輪以及對應(yīng)車輪與標線的重合程度信息，并將上述信息轉(zhuǎn)換為振動信號；
2)汽車駕駛模擬器主機發(fā)出的振動信號通過串口傳到振動信號處理器，振動信號處理器將振動信號轉(zhuǎn)化為P麗波電壓信號，并按車輪與標線的重合程度分配占空比，P麗波占空比與標線重合程度成正比；
3)振動信號處理器將PWM波電壓信號通過端口輸出給電機驅(qū)動器，電機驅(qū)動器將信號電平放大后發(fā)送給相應(yīng)的偏心輪電機驅(qū)動偏心輪電機轉(zhuǎn)動。
[0009]本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是:能夠模擬車輛在振動表現(xiàn)時的振動，反饋給駕駛?cè)?，也能擴展應(yīng)用于車輛行駛在粗糙路面上的振動，提高模擬器的真實性和應(yīng)用范圍。
[0010]
【附圖說明】
[0011]下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，附圖中:
圖1是本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明實施例當汽車壓線時偏心輪振動的示意圖。
【具體實施方式】
[0012]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0013]本發(fā)明首先提出一種汽車駕駛模擬器的標線振動裝置，如圖1所示，該裝置包括汽車駕駛模擬器主機10，振動信號處理器20，電機驅(qū)動器30，偏心輪直流電機40，振動信號處理器通過串口與汽車駕駛模擬器主機連接，電機驅(qū)動器與振動信號處理器連接，四個偏心輪電機與電機驅(qū)動器連接，四個偏心輪直流電動機分別安裝在車輛前引擎蓋左側(cè)、右側(cè)和后備箱左側(cè)、右側(cè)。
[0014]駕駛模擬器主機能判斷如圖2中的車輛在場景中的位置和標線的位置，判斷車輪是否壓線，以及是哪個車輪壓線，和車輪壓線的程度，并將這些信息轉(zhuǎn)化為信號通過串口發(fā)送給振動信號處理器。振動信號處理器按要求將信號進一步轉(zhuǎn)換為電動機能夠接收的電平信號，并控制信號的通斷來確定是否有車輪壓線。電機驅(qū)動器振動信號處理器端口的信號放大，以致能夠驅(qū)動偏心輪直流電動機轉(zhuǎn)動。
[0015]—種基于上述裝置的標線振動控制方法，具體如下:
準備工作:本裝置工作之前，先要連接好各個工作單元，再開啟汽車模擬駕駛系統(tǒng)的電源；
主要步驟:
1)模擬駕駛的主機10開始工作，檢測模擬車輛車輪的位置信息和道路位置信息，若測得車輪的位置信息與振動標線的位置信息不重合，則最終無信號輸出；測得若車輪位置信息與振動標線位置信息重合，再判斷是模擬車輛四個車輪中的哪一個車輪，以及車輪壓線的程度并轉(zhuǎn)換成對應(yīng)振動信號；
2)汽車駕駛模擬器主機發(fā)出的振動信號通過串口傳到振動信號處理器，振動信號處理器將振動信號轉(zhuǎn)化為P麗波電壓信號，并按車輪與標線的重合程度分配占空比，P麗波占空比與標線重合程度成正比；
3)振動信號處理器將PWM波電壓信號通過端口輸出給電機驅(qū)動器，電機驅(qū)動器將信號電平放大后發(fā)送給相應(yīng)的偏心輪電機驅(qū)動偏心輪電機轉(zhuǎn)動，坐在車上的人就能感受到具體的振動從而可以判斷是哪個車輪壓線。
[0016]本發(fā)明提出的一種汽車駕駛模擬器的標線振動裝置主要用于模擬駕駛時判斷駕駛的車輛是否壓線或越道，對于模擬駕駛進一步的開發(fā)具有重要意義，也對駕駛?cè)私煌ò踩谋Ｕ蠐碛兄匾饬x。應(yīng)當理解的是，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進或變換，而所有這些改進和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種汽車駕駛模擬器的標線振動裝置，其特征在于，包括用于獲取車輛位置信息和道路位置信息的汽車駕駛模擬器主機、振動信號處理器、電機驅(qū)動器和四個偏心輪電機，所述振動信號處理器通過串口與汽車駕駛模擬器主機連接，電機驅(qū)動器與振動信號處理器連接，四個偏心輪電機與電機驅(qū)動器連接，四個偏心輪直流電動機分別安裝在車輛前引擎蓋左側(cè)、右側(cè)和后備箱左側(cè)、右側(cè)。2.—種基于上述裝置的標線振動控制方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)汽車駕駛模擬器主機通過對車輪的位置與道路上標線位置的對比來確認車輛是否碾壓到振動標線，若四個車輪中有車輪壓線，汽車駕駛模擬器主機記錄與標線重合車輪以及對應(yīng)車輪與標線的重合程度信息，并將上述信息轉(zhuǎn)換為振動信號； 2)汽車駕駛模擬器主機發(fā)出的振動信號通過串口傳到振動信號處理器，振動信號處理器將振動信號轉(zhuǎn)化為P麗波電壓信號，并按車輪與標線的重合程度分配占空比，P麗波占空比與標線重合程度成正比； 3)振動信號處理器將PWM波電壓信號通過端口輸出給電機驅(qū)動器，電機驅(qū)動器將信號電平放大后發(fā)送給相應(yīng)的偏心輪電機驅(qū)動偏心輪電機轉(zhuǎn)動。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種汽車駕駛模擬器的標線振動裝置及控制方法，主要包括：汽車駕駛模擬器主機、振動信號處理器、電機驅(qū)動器、四個偏心輪直流電機。汽車駕駛模擬器主機能夠獲取模擬器車輛在場景中位置信息，通過對車輛的位置與道路上標線位置的對比來確認車輛是否碾壓到振動標線，并通過串口將相關(guān)信號傳出；振動信號處理器接收模擬器主機上的信號，處理后通過端口輸出給電機驅(qū)動器；電機驅(qū)動器將信號電平放大以致能夠驅(qū)動偏心輪電機轉(zhuǎn)動。本發(fā)明能夠判斷模擬器仿真車輛車輪是否碾壓到振動標線，并分別驅(qū)動相應(yīng)一側(cè)的偏心輪電機振動，使駕駛?cè)四軌驈捏w感上感受到碾壓振動標線，提高汽車駕駛模擬器的仿真度，并可用于與振動標線相關(guān)的研究。
【IPC分類】G09B9/04
【公開號】CN105551338
【申請?zhí)枴緾N201610116681
【發(fā)明人】呂能超, 秦凱, 吳超仲, 李澤, 嚴新平, 黃鋼, 李浩然, 呂植勇, 孟柯
【申請人】武漢理工大學(xué)
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2016年3月1日