| 专利名称： | 一种汽车驾驶模拟器的标线振动装置及控制方法 | ||
| 专利名称(英文)： | An automobile driving simulator landmarker vibration device and control method | ||
| 专利号： | CN201610116681.7 | 申请时间： | 20160301 |
| 公开号： | CN105551338A | 公开时间： | 20160504 |
| 申请人： | 武汉理工大学 | ||
| 申请地址： | 430070 湖北省武汉市洪山区珞狮路122号 | ||
| 发明人： | 吕能超; 秦凯; 吴超仲; 李泽; 严新平; 黄钢; 李浩然; 吕植勇; 孟柯 | ||
| 分类号： | G09B9/04 | 主分类号： | G09B9/04 |
| 代理机构： | 湖北武汉永嘉专利代理有限公司 42102 | 代理人： | 钟锋; 李丹 |
| 摘要： | 本发明涉及一种汽车驾驶模拟器的标线振动装置及控制方法，主要包括：汽车驾驶模拟器主机、振动信号处理器、电机驱动器、四个偏心轮直流电机。汽车驾驶模拟器主机能够获取模拟器车辆在场景中位置信息，通过对车辆的位置与道路上标线位置的对比来确认车辆是否碾压到振动标线，并通过串口将相关信号传出；振动信号处理器接收模拟器主机上的信号，处理后通过端口输出给电机驱动器；电机驱动器将信号电平放大以致能够驱动偏心轮电机转动。本发明能够判断模拟器仿真车辆车轮是否碾压到振动标线，并分别驱动相应一侧的偏心轮电机振动，使驾驶人能够从体感上感受到碾压振动标线，提高汽车驾驶模拟器的仿真度，并可用于与振动标线相关的研究。 | ||
| 摘要(英文)： | The invention relates to an automobile driving simulator landmarker vibration device and control method, mainly comprises : a vehicle driving simulator host computer, the vibration signal processor, motor driver, four eccentric wheel direct current motor. Automobile driving simulator host computer can obtain simulator vehicle position information in the scene, through the and the position of the vehicle on the road to the ratio of the reticle position of the confirmation whether the vehicle is rolling to vibration landmarker, and through the Serial port of the associated signals; vibration signal processor receives the simulator host computer of the signal, processing the output to the motor driver through the port; the motor driver amplifying the signal level so that the rotation of the electric motor to drive the eccentric wheel. Simulation simulator of the invention can judge whether steamroll the vehicle wheel vibration landmarker, and respectively drive the corresponding vibration of the motor on one side of the eccentric wheel, on from the body of the driver can feel steamroll vibration landmarker, improve the fidelity of the automobile driving simulator, and can be used for the vibrating landmarker related research. | ||
1.一种汽车驾驶模拟器的标线振动装置，其特征在于，包括用于获取车辆位置信息和道路位置信息的汽车驾驶模拟器主机、振动信号处理器、电机驱动器和四个偏心轮电机，所述振动信号处理器通过串口与汽车驾驶模拟器主机连接，电机驱动器与振动信号处理器连接，四个偏心轮电机与电机驱动器连接，四个偏心轮直流电动机分别安装在车辆前引擎盖左侧、右侧和后备箱左侧、右侧。
2.一种基于上述装置的标线振动控制方法，其特征在于，包括以下步骤： 1）汽车驾驶模拟器主机通过对车轮的位置与道路上标线位置的对比来确认车辆是否碾压到振动标线，若四个车轮中有车轮压线，汽车驾驶模拟器主机记录与标线重合车轮以及对应车轮与标线的重合程度信息，并将上述信息转换为振动信号； 2）汽车驾驶模拟器主机发出的振动信号通过串口传到振动信号处理器，振动信号处理器将振动信号转化为PWM波电压信号，并按车轮与标线的重合程度分配占空比，PWM波占空比与标线重合程度成正比； 3）振动信号处理器将PWM波电压信号通过端口输出给电机驱动器，电机驱动器将信号电平放大后发送给相应的偏心轮电机驱动偏心轮电机转动。
1.一种汽车驾驶模拟器的标线振动装置，其特征在于，包括用于获取车辆位置信息和道路位置信息的汽车驾驶模拟器主机、振动信号处理器、电机驱动器和四个偏心轮电机，所述振动信号处理器通过串口与汽车驾驶模拟器主机连接，电机驱动器与振动信号处理器连接，四个偏心轮电机与电机驱动器连接，四个偏心轮直流电动机分别安装在车辆前引擎盖左侧、右侧和后备箱左侧、右侧。
2.一种基于上述装置的标线振动控制方法，其特征在于，包括以下步骤： 1）汽车驾驶模拟器主机通过对车轮的位置与道路上标线位置的对比来确认车辆是否碾压到振动标线，若四个车轮中有车轮压线，汽车驾驶模拟器主机记录与标线重合车轮以及对应车轮与标线的重合程度信息，并将上述信息转换为振动信号； 2）汽车驾驶模拟器主机发出的振动信号通过串口传到振动信号处理器，振动信号处理器将振动信号转化为PWM波电压信号，并按车轮与标线的重合程度分配占空比，PWM波占空比与标线重合程度成正比； 3）振动信号处理器将PWM波电压信号通过端口输出给电机驱动器，电机驱动器将信号电平放大后发送给相应的偏心轮电机驱动偏心轮电机转动。
翻译：技术领域
本发明涉及信息及机电传动领域，尤其涉及一种汽车驾驶模拟器的标线振动装置控制方法。
背景技术
汽车驾驶模拟器集合了传感器技术、计算机技术、数据通信技术多媒体技术等先进技术，是一种能正确模拟汽车驾驶动作获得实车驾驶感觉的仿真设备，汽车驾驶模拟器在培训驾驶员、汽车研发、娱乐等相关领域具有重要的应用。现有的汽车驾驶模拟器一般由运动模拟系统、视景模拟系统、控制操作系统、音响模拟系统、触感模拟系统以及评价系统组成。虽然这些系统为模拟驾驶器提供了比较完善的模拟驾驶条件和功能，但是现有模拟驾驶器一般不能模拟车辆压振动标线时的振动，也不能模拟在粗糙路面的高频振动，即使有些模拟器带有振动平台，这些平台的只能模拟非常低频率的振动，不能模拟车辆的高频振动。而车辆在标线和粗糙路面下的驾驶行为和交通安全对这种装置存在需求。通过加入振动装置能够模拟车辆在振动表现时的振动，反馈给驾驶人，也能扩展应用于车辆行驶在粗糙路面上的振动，能够提高模拟器的真实性和应用范围。
中国专利文献CN102592414A涉及一种驾驶员主动安全预警系统的测试平台。它包括数据采集单元、测试工况数据库、离线分析单元和分析报告单元,离线分析单元包括离线分析回放子单元和离线分析判定子单元；数据采集单元实时采集实验车辆行驶过程中不同时刻的道路环境视频信息和自车状态信息,并将所有信息全部发送并保存到测试工况数据库中；离线分析回放子单元提取样本并将其发送到待测系统中,待测系统在仿真环境下产生预警信号,离线分析回放子单元将预警信号、以及与预警信号相对应的样本发送到离线分析判定子单元,离线分析判定子单元分析道路环境视频信息、自车状态信息以及预警信号进行判定生成判定结果,并将判定结果发送到分析报告单元,并由其生成图线和文档。此发明可以广泛应用于各种汽车报警系统的测试中。
中国专利文献CN104677380A本发明属于车辆自动化及智能化技术领域，具体地说是一种组合导航实验平台。包括轨道、实验车、组合导航数据采集装置，其中组合导航数据采集装置设置于实验车上，所述实验车滑动连接于所述轨道上，所述实验车在所述轨道上运行、并通过数据采集装置实现GPS数据和位姿数据自动采集和存储。本发明具有通信接口规范、硬件集成度高、功能扩展方便和适合各种组合导航算法的测试实验等优点。
以上两项专利都涉及到对驾驶车辆的位置信息的采集和处理，专利CN102592414A可用于汽车报警的测试中，而专利CN104677380A可用于导航数据的采集。现在对车辆的导航和安全方面的研究已经很多，而对于模拟车辆压线振动这种具体情况，还没有相应的装置能够直接反应，车辆在标线下的驾驶行为和交通安全对这种装置又存在需求。通过加入振动装置能够模拟车辆在振动表现时的振动，反馈给驾驶人，对驾驶人模拟驾驶安全具有重要的意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种汽车驾驶模拟器的标线振动装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种汽车驾驶模拟器的标线振动装置，包括用于获取车辆位置信息和道路位置信息的汽车驾驶模拟器主机、振动信号处理器、电机驱动器和四个偏心轮电机，所述振动信号处理器通过串口与汽车驾驶模拟器主机连接，电机驱动器与振动信号处理器连接，四个偏心轮电机与电机驱动器连接，四个偏心轮直流电动机分别安装在车辆前引擎盖左侧、右侧和后备箱左侧、右侧。
一种基于上述装置的标线振动控制方法，包括以下步骤：
1）汽车驾驶模拟器主机通过对车轮的位置与道路上标线位置的对比来确认车辆是否碾压到振动标线，若四个车轮中有车轮压线，汽车驾驶模拟器主机记录与标线重合车轮以及对应车轮与标线的重合程度信息，并将上述信息转换为振动信号；
2）汽车驾驶模拟器主机发出的振动信号通过串口传到振动信号处理器，振动信号处理器将振动信号转化为PWM波电压信号，并按车轮与标线的重合程度分配占空比，PWM波占空比与标线重合程度成正比；
3）振动信号处理器将PWM波电压信号通过端口输出给电机驱动器，电机驱动器将信号电平放大后发送给相应的偏心轮电机驱动偏心轮电机转动。
本发明产生的有益效果是：能够模拟车辆在振动表现时的振动，反馈给驾驶人，也能扩展应用于车辆行驶在粗糙路面上的振动，提高模拟器的真实性和应用范围。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明实施例的结构示意图；
图2是本发明实施例当汽车压线时偏心轮振动的示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明首先提出一种汽车驾驶模拟器的标线振动装置，如图1所示，该装置包括汽车驾驶模拟器主机10，振动信号处理器20，电机驱动器30，偏心轮直流电机40，振动信号处理器通过串口与汽车驾驶模拟器主机连接，电机驱动器与振动信号处理器连接，四个偏心轮电机与电机驱动器连接，四个偏心轮直流电动机分别安装在车辆前引擎盖左侧、右侧和后备箱左侧、右侧。
驾驶模拟器主机能判断如图2中的车辆在场景中的位置和标线的位置，判断车轮是否压线，以及是哪个车轮压线，和车轮压线的程度，并将这些信息转化为信号通过串口发送给振动信号处理器。振动信号处理器按要求将信号进一步转换为电动机能够接收的电平信号，并控制信号的通断来确定是否有车轮压线。电机驱动器振动信号处理器端口的信号放大，以致能够驱动偏心轮直流电动机转动。
一种基于上述装置的标线振动控制方法，具体如下：
准备工作：本装置工作之前，先要连接好各个工作单元，再开启汽车模拟驾驶系统的电源；
主要步骤：
1）模拟驾驶的主机10开始工作，检测模拟车辆车轮的位置信息和道路位置信息，若测得车轮的位置信息与振动标线的位置信息不重合，则最终无信号输出；测得若车轮位置信息与振动标线位置信息重合，再判断是模拟车辆四个车轮中的哪一个车轮，以及车轮压线的程度并转换成对应振动信号；
2）汽车驾驶模拟器主机发出的振动信号通过串口传到振动信号处理器，振动信号处理器将振动信号转化为PWM波电压信号，并按车轮与标线的重合程度分配占空比，PWM波占空比与标线重合程度成正比；
3）振动信号处理器将PWM波电压信号通过端口输出给电机驱动器，电机驱动器将信号电平放大后发送给相应的偏心轮电机驱动偏心轮电机转动，坐在车上的人就能感受到具体的振动从而可以判断是哪个车轮压线。
本发明提出的一种汽车驾驶模拟器的标线振动装置主要用于模拟驾驶时判断驾驶的车辆是否压线或越道，对于模拟驾驶进一步的开发具有重要意义，也对驾驶人交通安全的保障拥有重要意义。应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
