專利名稱：：快速可拆裝式虛實(shí)兩用模擬駕駛系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及汽車模擬駕駛
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及模擬駕駛系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：目前市場(chǎng)上現(xiàn)有的模擬駕駛系統(tǒng)多采用自行設(shè)計(jì)的駕駛器外殼、駕駛艙內(nèi)部結(jié)構(gòu)，采用了部分實(shí)車的部件，顯示場(chǎng)景為普通二維顯示。這種模擬駕駛器在實(shí)際使用過(guò)程中，往往反映出駕駛手感不佳、模擬器駕駛與實(shí)車駕駛存在較大的差異、模擬效果不夠理想等問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種快速可拆裝式虛實(shí)兩用模擬駕駛系統(tǒng)。本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種快速可拆裝式虛實(shí)兩用模擬駕駛系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集模塊、車載顯示模塊、主控模塊，其中-所述數(shù)據(jù)采集模塊包括多個(gè)傳感器和與所述傳感器相連接的可編程邏輯控制器，所述傳感器用于捕獲實(shí)車的動(dòng)作，所述PLC獲取各傳感器的狀態(tài)值轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式的數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)；所述主控模塊，包括系統(tǒng)平臺(tái)模塊和與系統(tǒng)平臺(tái)模塊通訊連接的數(shù)據(jù)處理模塊和圖形引擎模塊、數(shù)據(jù)庫(kù)模塊，所述數(shù)據(jù)處理模塊與所述可編程邏輯控制器通訊連接，用于讀取和處理所述存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，并對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分類判別，分離出控制信號(hào)和傳感器數(shù)值，針對(duì)控制信號(hào)作相應(yīng)的顯示處理；對(duì)傳感器數(shù)值做數(shù)據(jù)處理，計(jì)算出車輛發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和應(yīng)該行駛的速度，并轉(zhuǎn)為控制場(chǎng)景變化的數(shù)據(jù)，交由所述圖形引擎模塊；所述圖形引擎模塊根據(jù)提供的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景的變化，同時(shí)獲取場(chǎng)景中已定義的事件，將這些事件告知系統(tǒng)平臺(tái)模塊，由其作相應(yīng)的處理，同時(shí)將最終的場(chǎng)景畫面做動(dòng)態(tài)渲染并輸出；所述系統(tǒng)平臺(tái)模塊用于維護(hù)、處理和協(xié)調(diào)所述主控模塊中的各個(gè)模塊之間的數(shù)據(jù)交換和事件；所述數(shù)據(jù)庫(kù)模塊用于維護(hù)多種數(shù)據(jù)并記錄用戶的駕駛信息以及場(chǎng)景和車輛的配置參數(shù)；車載顯示模塊，包括投影機(jī)組件、背投幕組件、支架及遮光組件，所述投影機(jī)組件與所述圖形引擎模塊的輸出相連接，所述背投幕組件用于投影機(jī)組件輸出圖像顯示，所述支架及遮光組件用于固定背投幕組件和投影機(jī)組件，并將同定背投幕組件固定于實(shí)車的引擎蓋上。作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述主控模塊中還包括與所述系統(tǒng)平臺(tái)模塊相連接的錯(cuò)誤處理模塊，用于記錄及處理用戶駕駛過(guò)程中的錯(cuò)誤，在相應(yīng)的界面中作提示或是場(chǎng)景中作處理。作為本發(fā)明的又一改進(jìn)，所述主控模塊中還包括與所述系統(tǒng)平臺(tái)模塊相連接的音效模塊，用于維護(hù)如場(chǎng)景音效、車輛控制音效、錯(cuò)誤提示以及事件音效，音效的處理由所述系統(tǒng)平臺(tái)模塊響應(yīng)各個(gè)所述主控模塊中各個(gè)模塊的要求而進(jìn)行。作為本發(fā)明的再一改進(jìn)，所述主控模塊中還包括與所述系統(tǒng)平臺(tái)模塊相連接的用戶界面模塊，用于與用戶進(jìn)行交互，讓用戶方便選擇需要進(jìn)行的模擬駕駛以及系統(tǒng)設(shè)定，所述系統(tǒng)平臺(tái)模塊根據(jù)用戶的設(shè)定而調(diào)用相應(yīng)的模塊。作為本發(fā)明的再一改進(jìn)，所述多個(gè)傳感器中包括多個(gè)開關(guān)型傳感器和多個(gè)連續(xù)脈沖型傳感器，所述開關(guān)型傳感器用于捕獲實(shí)車的手制動(dòng)、變速器、安全帶、車門的動(dòng)作，實(shí)車中的點(diǎn)火開關(guān)、運(yùn)行開關(guān)、轉(zhuǎn)向燈、喇叭、前照燈、雨刮器的控制電路與所述可編程邏輯控制器相連接，所述連續(xù)脈沖型傳感器用于采集方向盤、離合、油門、剎車的信號(hào)。作為本發(fā)明的再一改進(jìn)，所述實(shí)車中的點(diǎn)火開關(guān)為一獨(dú)立安裝的開關(guān)。作為本發(fā)明的再一改進(jìn)，在所述實(shí)車中的點(diǎn)火開關(guān)、運(yùn)行開關(guān)、轉(zhuǎn)向燈、喇叭、前照燈、雨刮器的控制電路與所述可編程邏輯控制器之間還包括一虛實(shí)信號(hào)切換開關(guān)。本發(fā)明提供的快速可拆裝式虛實(shí)兩用模擬駕駛系統(tǒng)，采用附加型改造方案，所有部件采用模塊化設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)采集模塊在實(shí)車上經(jīng)簡(jiǎn)單安裝即可完成，而車載顯示模塊設(shè)計(jì)為快速拆裝式，可在短時(shí)間內(nèi)完成由實(shí)車到模擬器的轉(zhuǎn)變，或是從模擬器到實(shí)車的轉(zhuǎn)變。圖i為本發(fā)明快速可拆裝式虛實(shí)兩用模擬駕駛系統(tǒng)實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例中數(shù)據(jù)采集模塊結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施例方式如圖1所示，一種快速可拆裝式虛實(shí)兩用模擬駕駛系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集模塊、車載顯示模塊、主控模塊，其中所述數(shù)據(jù)采集模塊包括多個(gè)傳感器和與所述傳感器相連接的可編程邏輯控制器(PLC)，所述傳感器用于捕獲實(shí)車的動(dòng)作，所述PLC獲取各傳感器的狀態(tài)值轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式的數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)；所述主控模塊，包括系統(tǒng)平臺(tái)模塊和與系統(tǒng)平臺(tái)模塊通訊連接的數(shù)據(jù)處理模塊和圖形引擎模塊、數(shù)據(jù)庫(kù)模塊，所述數(shù)據(jù)處理模塊與所述可編程邏輯控制器(PLC)通訊連接，用于讀取和處理所述存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，并對(duì)這些該數(shù)據(jù)進(jìn)行分類判別，分離出控制信號(hào)和傳感器數(shù)值，針對(duì)控制信號(hào)類，如點(diǎn)火、車門、前照燈、左右轉(zhuǎn)向燈等，作相應(yīng)的顯示處理；對(duì)傳感器數(shù)值類，如轉(zhuǎn)向數(shù)值、離合數(shù)值、油門數(shù)值，做數(shù)據(jù)處理，并轉(zhuǎn)為控制場(chǎng)景變化的數(shù)據(jù)，例如結(jié)合檔位信息、油門數(shù)據(jù)、離合數(shù)值、剎車狀態(tài)等，計(jì)算出車輛發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和應(yīng)該行駛的速度，并轉(zhuǎn)為控制場(chǎng)景變化的數(shù)據(jù)，并交由所述圖形引擎模塊；所述圖形引擎模塊根據(jù)提供的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景的變化，如加速、減速、轉(zhuǎn)向等，同時(shí)獲取場(chǎng)景中已定義的一些事件，例如碰撞、限速、紅綠燈事件等，將這些事件告知系統(tǒng)平臺(tái)模塊，由其作相應(yīng)的處理，同時(shí)將最終的場(chǎng)景畫面做動(dòng)態(tài)渲染，并輸出；所述系統(tǒng)平臺(tái)模塊用于維護(hù)、處理和協(xié)調(diào)所述主控模塊中的各個(gè)模塊之間的數(shù)據(jù)交換和事件；所述數(shù)據(jù)庫(kù)模塊用于維護(hù)多種數(shù)據(jù)，例如用戶信息、車輛參數(shù)、道路數(shù)據(jù)、氣候參數(shù)等，并記錄用戶的駕駛信息以及場(chǎng)景和車輛的配置參數(shù)，例如分?jǐn)?shù)、錯(cuò)誤駕駛記錄等，車載顯示模塊，包括投影機(jī)組件、背投幕組件、支架及遮光組件，所述投影機(jī)組件與所述圖形引擎模塊的輸出相連接，所述背投幕組件用于投影機(jī)組件輸出圖像顯示，所述支架及遮光組件用于固定背投幕組件和投影機(jī)組件，并將固定背投幕組件固定于實(shí)車的引擎蓋上，駕駛者在駕駛室內(nèi)可以透過(guò)前窗玻璃看到場(chǎng)景畫面，畫面實(shí)時(shí)響應(yīng)操作者的動(dòng)作。依據(jù)所需建立的場(chǎng)景，本實(shí)施例中選擇3DMAX作為場(chǎng)景主要的制作工具，虛擬現(xiàn)實(shí)造型語(yǔ)言(VirtualRealityModelingLanguage,VRML)作為內(nèi)嵌場(chǎng)景的控制語(yǔ)言編輯工具。其中，所述主控模塊中還包括與所述系統(tǒng)平臺(tái)模塊相連接的錯(cuò)誤處理模塊，用于記錄及處理用戶駕駛過(guò)程中的錯(cuò)誤，并提示相應(yīng)的界面或是場(chǎng)景中的處理，讓駕駛著能在練習(xí)駕駛的過(guò)程中得到相應(yīng)的幫助和指導(dǎo)。其中，所述主控模塊中還包括與所述系統(tǒng)平臺(tái)模塊相連接的音效模塊，用于維護(hù)如場(chǎng)景音效、車輛控制音效、錯(cuò)誤提示以及事件音效，例如撞車、剎車等，音效的處理由所述系統(tǒng)平臺(tái)模塊響應(yīng)各個(gè)所述主控模塊中各個(gè)模塊的要求而進(jìn)行。其中，所述主控模塊中還包括與所述系統(tǒng)平臺(tái)模塊相連接的用戶界面模塊，用于與用戶進(jìn)行交互，讓用戶方便選擇需要進(jìn)行的模擬駕駛，例如道路的選擇、天氣的選擇，以及一些系統(tǒng)設(shè)定，根據(jù)用戶的需要告知所述系統(tǒng)平臺(tái)模塊調(diào)用相應(yīng)的模塊。由于駕駛場(chǎng)景是模擬駕駛系統(tǒng)的主要輸出和表現(xiàn)，駕駛場(chǎng)景的選擇和設(shè)計(jì)須符合駕駛培訓(xùn)的教學(xué)要求，要能體現(xiàn)各種狀況下駕駛的特殊性。本實(shí)施例中主要選擇了五種道路條件城市道路、高速公路、鄉(xiāng)村道路、山區(qū)道路、考場(chǎng)道路，并選擇了五種天氣狀況晴天、雪天、雨天、夜晚、霧天，道路條件。依據(jù)2007[477]《中華人民共和國(guó)機(jī)動(dòng)車駕駛員培訓(xùn)教學(xué)大綱》的相關(guān)教學(xué)要求，模擬駕駛系統(tǒng)的信號(hào)采集項(xiàng)目如表1所示表1傳感器的采集信號(hào)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>由于采用了實(shí)車，其中的雨刮器、前照燈、啤a叭、點(diǎn)火開關(guān)、轉(zhuǎn)向燈開關(guān)都可直接才用實(shí)車的信號(hào)，僅需簡(jiǎn)單的線路改造即可。從表i可以看出，傳感器類型主要分為兩類開關(guān)型和連續(xù)脈沖型。其中，所述多個(gè)傳感器中包括多個(gè)開關(guān)型傳感器和4個(gè)連續(xù)脈沖型傳感器，所述開關(guān)型傳感器用于捕獲實(shí)車的手制動(dòng)、變速器、安全帶、車門的動(dòng)作，實(shí)車中的點(diǎn)火開關(guān)、運(yùn)行開關(guān)、轉(zhuǎn)向燈、喇叭、前照燈、雨刮器的控制電路與所述可編程邏輯控制器相連接，即實(shí)車中的點(diǎn)火開關(guān)、運(yùn)行開關(guān)、轉(zhuǎn)向燈、喇叭、前照燈、雨刮器的開關(guān)信號(hào)可直接從實(shí)車的控制電路中獲取。所述4個(gè)連續(xù)脈沖型傳感器分別用于釆集方向盤、離合、油門、剎車四項(xiàng)信號(hào)。進(jìn)一步地，在所述實(shí)車中的點(diǎn)火開關(guān)、運(yùn)行開關(guān)、轉(zhuǎn)向燈、喇叭、前照燈、雨刮器的控制電路與所述可編程邏輯控制器之間還包括一虛實(shí)信號(hào)切換開關(guān)。以便在實(shí)車信號(hào)和模擬駕駛信號(hào)之間切換。為提高模擬駕駛系統(tǒng)的安全性，所述實(shí)車屮的點(diǎn)火開關(guān)為一獨(dú)立安裝的開關(guān)。該開關(guān)可以采用與實(shí)車相同的規(guī)格，以模擬實(shí)車啟動(dòng)和行駛的狀態(tài)。圖2為數(shù)據(jù)采集模塊結(jié)構(gòu)示意圖，圖中共包含了以下七大塊內(nèi)容(1)檔位控制傳感器組，包含前進(jìn)檔五個(gè)，倒檔一個(gè)，共六個(gè)開關(guān)信號(hào)傳感器；(2)實(shí)車傳感器組，包含前照燈、手剎、喇叭、點(diǎn)火、啟動(dòng)、左轉(zhuǎn)向燈、右轉(zhuǎn)向燈、雨刮高速、雨刮低速，共九個(gè)開關(guān)信號(hào)傳感器；(3)其它傳感器，車門、安全帶，共兩個(gè)開關(guān)信號(hào)傳感器；(4)主控設(shè)備傳感器組，包含剎車、油門、離合、方向盤，共四個(gè)光柵增量式編碼器；(5)系統(tǒng)控制開關(guān)，包含復(fù)位、返回，共兩個(gè)開關(guān)信號(hào)傳感器；(6)電源，直流電源，輸入交流220V，輸出直流24V，供可編程邏輯控制器使用；(7)可編程控制器(臺(tái)達(dá)DVP-MEH)，具有32out/32in接口。權(quán)利要求1、一種快速可拆裝式虛實(shí)兩用模擬駕駛系統(tǒng)，其特征在于包括數(shù)據(jù)采集模塊、車載顯示模塊、主控模塊，其中所述數(shù)據(jù)采集模塊包括多個(gè)傳感器和與所述傳感器相連接的可編程邏輯控制器，所述傳感器用于捕獲實(shí)車的動(dòng)作，所述可編程邏輯控制器獲取各傳感器的狀態(tài)值轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式的數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)；所述主控模塊，包括系統(tǒng)平臺(tái)模塊和與系統(tǒng)平臺(tái)模塊通訊連接的數(shù)據(jù)處理模塊和圖形引擎模塊、數(shù)據(jù)庫(kù)模塊，所述數(shù)據(jù)處理模塊與所述可編程邏輯控制器通訊連接，用于讀取和處理所述存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，并對(duì)這些該數(shù)據(jù)進(jìn)行分類判別，分離出控制信號(hào)和傳感器數(shù)值，針對(duì)控制信號(hào)作相應(yīng)的顯示處理；對(duì)傳感器數(shù)值做數(shù)據(jù)處理，計(jì)算出車輛發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和應(yīng)該行駛的速度，并轉(zhuǎn)為控制場(chǎng)景變化的數(shù)據(jù)，交由所述圖形引擎模塊；所述圖形引擎模塊根據(jù)提供的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景的變化，同時(shí)獲取場(chǎng)景中已定義的事件，將這些事件告知系統(tǒng)平臺(tái)模塊，由其作相應(yīng)的處理，同時(shí)將最終的場(chǎng)景畫面做動(dòng)態(tài)渲染并輸出；所述系統(tǒng)平臺(tái)模塊用于維護(hù)、處理和協(xié)調(diào)所述主控模塊中的各個(gè)模塊之間的數(shù)據(jù)交換和事件；所述數(shù)據(jù)庫(kù)模塊用于維護(hù)多種數(shù)據(jù)并記錄用戶的駕駛信息以及場(chǎng)景和車輛的配置參數(shù)；車載顯示模塊，包括投影機(jī)組件、背投幕組件、支架及遮光組件，所述投影機(jī)組件與所述圖形引擎模塊的輸出相連接，所述背投幕組件用于投影機(jī)組件輸出圖像顯示，所述支架及遮光組件用于固定背投幕組件和投影機(jī)組件，并將固定背投幕組件固定于實(shí)車的引擎蓋上。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速可拆裝式虛實(shí)兩用模擬駕駛系統(tǒng)，其特征在于所述主控模塊中還包括與所述系統(tǒng)平臺(tái)模塊相連接的錯(cuò)誤處理模塊，用于記錄及處理用戶駕駛過(guò)程中的錯(cuò)誤，并提示相應(yīng)的界面或是場(chǎng)景中的處理。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速可拆裝式虛實(shí)兩用模擬駕駛系統(tǒng)，其特征在于所述主控模塊中還包括與所述系統(tǒng)平臺(tái)模塊相連接的音效模塊，用于維護(hù)如場(chǎng)景音效、車輛控制音效、錯(cuò)誤提示以及事件音效，音效的處理由所述系統(tǒng)平臺(tái)模塊響應(yīng)各個(gè)所述主控模塊中各個(gè)模塊的要求而進(jìn)行。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速可拆裝式虛實(shí)兩用模擬駕駛系統(tǒng)，其特征在于所述主控模塊中還包括與所述系統(tǒng)平臺(tái)模塊相連接的用戶界面模塊，用于與用戶進(jìn)行交互，讓用戶方便選擇需要進(jìn)行的模擬駕駛以及系統(tǒng)設(shè)定，所述系統(tǒng)平臺(tái)模塊根據(jù)用戶的設(shè)定而調(diào)用相應(yīng)的模塊。5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速可拆裝式虛實(shí)兩用模擬駕駛系統(tǒng)，其特征在于所述多個(gè)傳感器中包括多個(gè)開關(guān)型傳感器和多個(gè)連續(xù)脈沖型傳感器，所述開關(guān)型傳感器用于捕獲實(shí)車的手制動(dòng)、變速器、安全帶、車門的動(dòng)作，實(shí)車中的點(diǎn)火開關(guān)、運(yùn)行開關(guān)、轉(zhuǎn)向燈、喇叭、前照燈、雨刮器的控制電路與所述可編程邏輯控制器相連接，所述連續(xù)脈沖型傳感器用于采集方向盤、離合、油門、剎車的信號(hào)。6、根據(jù)權(quán)利要求5所述的快速可拆裝式虛實(shí)兩用模擬駕駛系統(tǒng)，其特征在于所述實(shí)車中的點(diǎn)火開關(guān)為一獨(dú)立安裝的開關(guān)。7、根據(jù)權(quán)利要求5所述的快速可拆裝式虛實(shí)兩用模擬駕駛系統(tǒng)，其特征在于在所述實(shí)車中的點(diǎn)火開關(guān)、運(yùn)行開關(guān)、轉(zhuǎn)向燈、魄J叭、前照燈、雨刮器的控制電路與所述可編程邏輯控制器之間還包括一虛實(shí)信號(hào)切換開關(guān)。全文摘要一種快速可拆裝式虛實(shí)兩用模擬駕駛系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集模塊、車載顯示模塊、主控模塊，其中所述數(shù)據(jù)采集模塊包括多個(gè)傳感器和與所述傳感器相連接的可編程邏輯控制器，用于捕獲實(shí)車的動(dòng)作并轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式的數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)；所述主控模塊，包括系統(tǒng)平臺(tái)模塊和與系統(tǒng)平臺(tái)模塊通訊連接的數(shù)據(jù)處理模塊和圖形引擎模塊、數(shù)據(jù)庫(kù)模塊。本發(fā)明提供的快速可拆裝式虛實(shí)兩用模擬駕駛系統(tǒng)，采用附加型改造方案，所有部件采用模塊化設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)采集模塊在實(shí)車上經(jīng)簡(jiǎn)單安裝即可完成，而車載顯示模塊設(shè)計(jì)為快速拆裝式，可在短時(shí)間內(nèi)完成實(shí)車與模擬器之間的功能轉(zhuǎn)換。文檔編號(hào)G09B9/042GK101419757SQ200810038739公開日2009年4月29日申請(qǐng)日期2008年6月10日優(yōu)先權(quán)日2008年6月10日發(fā)明者佳劉,吳翔宇,張輝輝,杜寶江申請(qǐng)人:上海滬江虛擬制造技術(shù)有限公司