一种驾驶模拟实验平台制造技术

一种驾驶模拟实验平台，包括：用于驾驶员根据感受到的视景模拟模块和运动模拟模块的输出来操纵驾驶模拟实验平台；用于采集驾驶操纵模块输出数据和运动模拟模块运动数据；用于接受数据采集模块的数据，并进行处理，向视景模拟模块、运动控制模块发送数据，并与视景模拟模块，运动控制模块，数据采集模块相连的中央处理模块；用于根据接受中央处理模块输出数据来控制运动模拟模块；用于接受运动控制模块指令进行相应运动；用于接受中央处理模块输出数据，营造真实的视觉，听觉场景，并与中央处理模块相连接的视景模拟模块。该平台具有安装方便，解算容易、承载能力强、反应迅速、控制精确、可以模拟极限工况、模拟环境真实等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种驾驶模拟实验平台
本专利技术涉及一种驾驶模拟实验平台，用于复现汽车行驶状态以及极限工况下的横摆、侧滑、俯仰等状态。主要应用在驾驶行为研究及智能汽车决策规划算法的模拟实验验证。
技术介绍
驾驶模拟实验平台，是一种模拟实车工作视景环境和车辆操控及动态响应的高性能仿真模拟实验台，这是目前驾驶行为分析研究及智能汽车决策规划算法研究常用的实验平台。设计结构紧凑、响应速度快、模拟真实性好、安全性好、模拟工况更多的驾驶模拟实验平台是智能汽车技术发展的重要一环。驾驶模拟试验平台由操纵模块、控制模块、运动模块、环境仿真模块组成。驾驶员(AI驾驶员)通过操纵模块控制虚拟汽车的动作，控制模块接受操纵模块的信号，解算运动过程，控制运动模块产生相应动作，同时控制环境仿真模块进行相应的场景变换，驾驶员(AI驾驶员)通过运动模块及环境仿真模块的反馈调整操控策略。当前驾驶模拟试验平台多采用基于六自由度实验平台和复合式平台，六自由度平台可模拟横摆、俯仰、侧偏三个旋转运动及车辆坐标系X、Y、Z轴三个平移运动的自由度，该平台有六根驱动杆通过并联的方式连接上下平台，承载能力强，弥补了串联方式带来的弊端。但是该平台在每个自由度上的运动范围自然有限，不能满足极限工况的模拟实验要求，同时由台架姿态求解缸体行程的解算存在多解性，所以其在实际工作中应用范围受限。目前采用的复合式平台，由于本身结构限制，对于俯仰模拟有欠缺，不能实现加速推背和制动点头的模拟，对于模拟真实性有一定影响。同时现有的汽车驾驶模拟平台，关注点更多在于实现驾驶过程中的位置觉模拟，缺乏对触觉、听觉、视觉等感觉的混合感知环境模拟。专利技术内容本专利技术针对现有驾驶模拟实验平台存在的不足，提供一种智能汽车驾驶模拟实验平台，该平台具有安装方便，解算容易、承载能力强、反应迅速、控制精确、可以模拟极限工况(如侧滑、横摆、俯仰)、模拟环境真实等优点；解决了现有技术存在的对于横摆、侧滑、俯仰模拟的缺陷，使模拟实验平台模拟的工况更全面且更接近实际工况。为实现上述目的，本专利技术提供了一种驾驶模拟实验平台，该实验平台包括：用于驾驶员根据感受到的视景模拟模块和运动模拟模块的输出来操纵驾驶模拟实验平台，并与数据采集模块连接的驾驶操纵模块；用于采集驾驶操纵模块输出数据和运动模拟模块运动数据，并与驾驶操纵模块、运动模拟模块、中央处理模块相连的数据采集模块；用于接受数据采集模块的数据，并进行处理，向视景模拟模块、运动控制模块发送数据，并与视景模拟模块，运动控制模块，数据采集模块相连的中央处理模块；用于根据接受中央处理模块输出数据来控制运动模拟模块，并与中央处理模块、运动模拟模块相连接的运动控制模块；用于接受运动控制模块指令进行相应运动，并与运动控制模块和数据采集模块相连接的运动模拟模块；用于接受中央处理模块输出数据，营造真实的视觉，听觉场景，并与中央处理模块相连接的视景模拟模块。①、进一步地，所述的驾驶操纵模块包括：驱动操纵装置(如图4)、制动操纵装置(如图5)、转向操纵装置(如图6)。所述的驱动操纵装置包括：油门踏板摇臂轴、油门踏板、油门踏板摇臂、油门踏板归位电机和油门踏板归位电机支架，所述的油门踏板安装在油门踏板摇臂端部，油门踏板摇臂安装在油门踏板摇臂轴上、油门踏板摇臂轴与油门踏板归位电机相连，油门踏板归位电机通过油门踏板归位电机支架安装在模拟舱内。所述的制动操纵装置包括：制动踏板摇臂轴、制动踏板、制动踏板摇臂、制动踏板归位电机、制动踏板归位电机支架，所述的制动踏板安装在制动踏板摇臂端部，制动踏板摇臂安装在制动踏板摇臂轴上，制动踏板摇臂轴与制动踏板归位电机相连，制动踏板归位电机通过制动踏板归位电机支架安装在模拟舱内。所述的转向操纵装置包括：转向轴、转向柱管、紧固螺母、转向盘、轴承、转向柱管支架、联轴器、轴套和转向盘回正电机，所述的转向盘通过紧固螺母安装在转向轴上，转向轴通过轴承安装支撑在转向柱管内、转向柱管通过转向柱管支架安装在模拟舱内、转向盘回正电机通过联轴器安装在转向轴端部，通过轴套压紧轴承，整套转向操纵装置载置在模拟舱内。所述的驱动操纵装置、制动操纵装置、转向操纵装置可以无限次的工作，能在非操纵状态下能迅速准确的回到初始位置，且能在操纵状态下模仿真实的阻力状态。②、进一步地，所述的数据处理模块包括：电动缸位移传感器、侧滑位移传感器、横摆角度传感器、惯性测量单元、转向装置角度传感器、驱动装置角度传感器、制动装置角度传感器、操纵数据采集卡、模拟舱数据采集卡、数据处理卡；所述电动缸位移传感器载置安装在电动缸的移动端；所述的侧滑位移传感器载置安装在侧滑平台上；所述的横摆角度传感器载置在底台上，安装在横摆驱动私服电机端部；所述的电动缸位移传感器、侧滑位移传感器、横摆角度传感器与模拟舱数据采集卡相连；所述的驱动装置角度传感器载置在模拟舱内，安装在油门踏板归位电机输出端；所述的制动装置角度传感器载置在模拟舱内，安装在制动踏板归位电机输出端；所述的转向装置角度传感器载置在模拟舱内，安装在转向轴和转向盘回正电机之间；所述的惯性测量单元载置在模拟舱上；所述的驱动装置角度传感器、制动装置角度传感器、转向装置角度传感器、惯性测量单元载置在模拟舱上；所述的数据采集模块载置在模拟舱内，利用数据处理卡对操纵数据采集卡和模拟舱状态数据采集卡采集的数据进行处理，将处理结果发送到中央处理模块。③、进一步地，所述的中央处理模块包括：带有多块图形处理器、音频输出接口、视频输出接口和驾驶环境模拟仿真软件的高性能计算机。所述的中央处理模块接收驾驶操纵模块的操纵数据和模拟舱状态数据，利用解调算法对数据进行处理，将解算出的运动数据传送到运动控制模块中，环境变更数据传送到视景模拟模块中。所述的视景模拟模块反映驾驶环境模拟仿真软件对驾驶环境的仿真信息，将视频投射在模拟舱前风挡屏幕和模拟舱侧向左右风挡屏幕上，环境音效通过环境音响播放；同时接收中央处理模块解算出的环境变更结果进行相应的环境变更。所述的中央处理模块载置在模拟舱内。④、进一步地，所述的运动控制模块包括：运动控制卡、控制器、驱动器。所述的运动控制模块载置在模拟舱内。所述的运动控制卡接收中央处理模块的运动数据通过分散在各个运动部件中的控制器进行总体控制。所述的运动控制器接收运动控制卡的运动指令，控制驱动器驱动运动部件实现运动。⑤、进一步地，所述的运动模拟模块包括：底台，可旋转地载置在底台上的横摆平台、可沿车辆坐标系Y轴方向左右移动地载置在横摆平台上的侧滑平台，可沿车辆坐标系Z轴方向平移、绕车辆坐标系X、Y轴方向转动地载置在侧滑平台上的支承平台。所述的底台和横摆平台之间设置有外圈带有外齿的回转支承，所述横摆平台上安装有横摆驱动伺服电机、安装在横摆驱动伺服电机端部的主动链轮、安装在横摆驱动伺服电机的主动链轮和回转支承外齿圈之间的传动链。所述的横摆驱动伺服电机端部装有用于传递驱动力的主动链轮，主动链轮通过传动链与回转支承外齿圈相连，将横摆驱动伺服电机的驱动力传递到横摆平台上，驱动横摆平台运动。所述的横摆平台可以无限次的旋转载置在底台上。所述的回转支承紧固在底台和横摆平台上，所述的横摆驱动伺服电机通过横摆驱动电机紧固件固定在横摆平台边缘，与横摆轴线保持一定距离。所述的横摆平台和侧滑平台之间安装有平行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种驾驶模拟实验平台，其特征在于：该实验平台包括：用于驾驶员根据感受到的视景模拟模块(F)和运动模拟模块(E)的输出来操纵驾驶模拟实验平台，并与数据采集模块(B)连接的驾驶操纵模块(A)；用于采集驾驶操纵模块(A)输出数据和运动模拟模块(E)运动数据，并与驾驶操纵模块(A)、运动模拟模块(E)、中央处理模块(C)相连的数据采集模块(B)；用于接受数据采集模块(B)的数据，并进行处理，向视景模拟模块(F)、运动控制模块(D)发送数据，并与视景模拟模块(F)，运动控制模块(D)，数据采集模块(B)相连的中央处理模块(C)；用于根据接受中央处理模块(C)输出数据来控制运动模拟模块(E)，并与中央处理模块(C)、运动模拟模块(E)相连接的运动控制模块(D)；用于接受运动控制模块(D)指令进行相应运动，并与运动控制模块(D)和数据采集模块(B)相连接的运动模拟模块(E)；用于接受中央处理模块(C)输出数据，营造真实的视觉，听觉场景，并与中央处理模块(C)相连接的视景模拟模块(F)。

【技术特征摘要】
1.一种驾驶模拟实验平台，其特征在于：该实验平台包括：用于驾驶员根据感受到的视景模拟模块(F)和运动模拟模块(E)的输出来操纵驾驶模拟实验平台，并与数据采集模块(B)连接的驾驶操纵模块(A)；用于采集驾驶操纵模块(A)输出数据和运动模拟模块(E)运动数据，并与驾驶操纵模块(A)、运动模拟模块(E)、中央处理模块(C)相连的数据采集模块(B)；用于接受数据采集模块(B)的数据，并进行处理，向视景模拟模块(F)、运动控制模块(D)发送数据，并与视景模拟模块(F)，运动控制模块(D)，数据采集模块(B)相连的中央处理模块(C)；用于根据接受中央处理模块(C)输出数据来控制运动模拟模块(E)，并与中央处理模块(C)、运动模拟模块(E)相连接的运动控制模块(D)；用于接受运动控制模块(D)指令进行相应运动，并与运动控制模块(D)和数据采集模块(B)相连接的运动模拟模块(E)；用于接受中央处理模块(C)输出数据，营造真实的视觉，听觉场景，并与中央处理模块(C)相连接的视景模拟模块(F)。2.根据权利要求1所述的一种驾驶模拟实验平台，其特征在于：所述的运动模拟模块(E)包括：底台、可旋转地载置在底台上的横摆平台、可沿车辆坐标系Y轴方向左右移动地在载置在横摆平台上的侧滑平台、可沿车辆坐标系Z轴方向平移，绕车辆坐标系X、Y轴方向转动地载置在侧滑平台上的支承平台；所述的底台和横摆平台之间，包括：安装在所述底台和横摆平台之间的外圈带有外齿回转支承和安装在所述横摆平台上的至少一个端部装有主动链轮的横摆驱动伺服电机，以及连接回转轴承和横摆驱动伺服电机的传动链；所述的横摆平台无限次的旋转载置在底台上；所述的横摆平台和侧滑平台之间安装有至少一对载置在横摆平台上的平移滑轨、固定在平移滑轨端部的至少两个限位块、载置在平移滑轨上的至少一个可以沿平移滑轨无限次移动地平移滑块，载置在横摆平台上的侧滑驱动装置；所述的平移滑轨紧固安装在横摆平台上，平移滑轨端部安装有用于缓冲、限位的限位块，平移滑轨上安装有至少一个用于安装支承侧滑平台的平移滑块；所述的侧滑平台无限次的沿平移滑轨往返移动载置在横摆平台上；所述的侧滑平台和支承平台之间，包括：安装在所述侧滑平台和支承平台之间的至少一套的导向装置，安装在所述侧滑平台和支承平台之间的至少三个的电动缸，安装在所述侧滑平台和支承平台之间的铰链；所述的支承平台无限次的绕车辆坐标系X、Y轴转动，沿车辆坐标系Z轴移动。3.根据权利要求1所述的一种驾驶模拟实验平台，其特征在于，所述的中央处理模块(C)包括：带有多块图形处理器、音频输出接口、视频输出接口和驾驶环境模拟仿真软件的高性能计算机。4.根据权利要求1所述的一种驾驶模拟实验平台，其特征在于：所述的视景模拟模块(F)包括：模拟舱、模拟舱前风挡屏幕、模拟舱侧向左右风挡屏幕、载置在模拟舱内部的至少一个的环境音响、载置在模拟舱内的驾驶员座椅和副驾驶员座椅；所述的模拟舱载置在支承平台上，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王书博，
申请(专利权)人：吉林宇恒光电仪器有限责任公司，
类型：发明
国别省市：吉林,22