一种智能汽车人机协同驾驶实验平台制造技术

本实用新型专利技术公开了一种智能汽车人机协同驾驶实验平台，包括有支架、第一传动轴、第二传动轴、第三传动轴、步进电机、显示屏、仿真系统和踏板驱动机构，其中支架设在两个驾驶座椅的前方，支架的顶板上装配有支撑板，第一传动轴、第二传动轴和第三传动轴的一端均枢接在支撑板上，第一传动轴与步进电机的输出轴相连接，第一传动轴在步进电机的驱使下进行转动，第一传动轴上装配有第一齿轮，第二传动轴上装配有第二齿轮和第三齿轮，第三传动轴上装配有第四齿轮，第一齿轮和第二齿轮相啮合，第三齿轮和第四齿轮相啮合，有益效果：实验平台结构简单，安装方便。实验平台传动部分可以进行改造，改造的过程方便简单。

【技术实现步骤摘要】
一种智能汽车人机协同驾驶实验平台
本技术涉及一种驾驶实验平台，特别涉及一种智能汽车人机协同驾驶实验平台。
技术介绍
近年来，随着智能汽车的发展，自动驾驶汽车逐渐成为了汽车行业的发展方向。在无人驾驶技术实际未产业化之前，人机共驾技术受到了国内外的业内人士的广泛关注。根据SAE对自动驾驶的分类，面向L3级以上的人机共驾技术的测试与评价技术正在成为行业内研究的热点，而其驾驶实验平台的开发也成为了一项十分重要的工作。人机共驾系统分为切换型人机共驾与共享型人机共驾。切换型人机共驾发生在一些车辆控制超出驾驶员能力之外的场景或者车辆控制超出驾驶系统能力范围之外的场景，对应的系统或者驾驶员需要获取驾驶权；共享型人机共驾中驾驶员与智能驾驶系统的关系为人机并行控制的颇为复杂的动态交互关系，驾驶员和系统的驾驶权分配协同的方式按照专家分类可以分为对输入修正式的协同控制与触觉交互式的协同控制。中国专利CN201610839897.6公开了一种人机共驾型电动助力转向系统及模式切换的方法，可以充分发挥电动助力转向系统在人工转向的优势，并增加自动转向功能，并可以实现两种模式的智能切换。该专利实现了切换型人机共驾的功能，但相比于切换型人机共驾的小部分场景的适用性，共享型人机共驾则在使用场景上有更多的选择。中国专利CN107323457A公开了一种人机共驾的共享型转向控制的方法，该方法采用了约束模型预测控制，设计了共享转向控制器，在满足安全的前提下，使车辆尽可能按照驾驶员意图驾驶。该专利仅提供了控制方法，但未给出相关的实验平台的搭建方案，因此仍可以继续完善。
技术实现思路
本技术的目的是为了实现对共享型人机共驾系统的测试与评价，为了补偿驾驶员在驾驶过程中出现的操作不当而提供的一种智能汽车人机协同驾驶实验平台。本技术提供的智能汽车人机协同驾驶实验平台包括有支架、第一传动轴、第二传动轴、第三传动轴、步进电机、显示屏、仿真系统和踏板驱动机构，其中支架设在两个驾驶座椅的前方，支架的顶板上装配有支撑板，第一传动轴、第二传动轴和第三传动轴的一端均枢接在支撑板上，第一传动轴与步进电机的输出轴相连接，第一传动轴在步进电机的驱使下进行转动，第一传动轴上装配有第一齿轮，第二传动轴上装配有第二齿轮和第三齿轮，第三传动轴上装配有第四齿轮，第一齿轮和第二齿轮相啮合，第三齿轮和第四齿轮相啮合，步进电机带动第一传动轴转动过程中驱使第二传动轴和第三传动轴进行同步转动，第一传动轴穿设在支撑板的一端连接有第一方向盘，第三传动轴穿设在支撑板的一端连接有第二方向盘，显示屏和仿真系统设在支架顶板的后部，支架的底板上并列装配有第一制动踏板和第一油门踏板，第一制动踏板和第一油门踏板对应第一方向盘的位置处，支架的底板上还并列装配有第二制动踏板和第二油门踏板，踏板驱动机构也设在支架下方的底板上，第二制动踏板和第二油门踏板设在踏板驱动机构的后部，第二制动踏板和第二油门踏板由踏板驱动机构控制工作，踏板驱动机构装配在对应第二方向盘的位置处，仿真系统与步进电机、显示屏和踏板驱动机构相连接，仿真系统控制步进电机和踏板驱动机构的工作。第一传动轴通过减速器和联轴器与步进电机的输出轴相连接。步进电机与仿真系统的连接线路上设置有第一电磁驱动器，第一电磁驱动器控制步进电机的工作。显示屏对称设置为两个。仿真系统为Dspace实时仿真系统。踏板驱动机构包括有第一电动缸、第二电动缸、第一推杆、第二推杆、两个第一转杆、两个第二转杆、第一压板、第二压板、第二电磁驱动器和第三电磁驱动器，其中第一电动缸铰接在第一固定板上，第一电动缸与第一推杆的前端相连接并驱动第一推杆进行直线运动，第一推杆的后端穿设在第一销轴上，两个第一转杆的前端分别枢接在第一销轴的两端，两个第一转杆通过固定销装配在第一支撑架上，两个第一转杆能够绕固定销进行转动，两个第一转杆的后端分别枢接在第一压板的两侧，第一压板与第二制动踏板相抵靠，第一推杆进行直线运动时带动两个第一转杆进行转动从而带动第一压板对第二制动踏板进行踩踏，第一电动缸与第二电磁驱动器相连接并由第二电磁驱动器控制工作，第二电动缸铰接在第二固定板上，第二电动缸与第二推杆的前端相连接并驱动第二推杆进行直线运动，第二推杆的后端穿设在第二销轴上，两个第二转杆的前端分别枢接在第二销轴的两端，两个第二转杆通过固定销装配在第二支撑架上，两个第二转杆能够绕固定销进行转动，两个第二转杆的后端分别枢接在第二压板的两侧，第二压板与第二油门踏板相抵靠，第二推杆进行直线运动时带动两个第二转杆进行转动从而带动第二压板对第二油门踏板进行踩踏，第二电动缸与第三电磁驱动器相连接并由第三电磁驱动器控制工作。仿真系统上连接有电源并由电源提供电力，仿真系统还与第一电磁驱动器、第二电磁驱动器和第三电磁驱动器连接并指令第一电磁驱动器、第二电磁驱动器和第三电磁驱动器的工作，仿真系统上还连接有主机，主机中装有Matlab、Prescan和Carsim软件，主机运用Matlab/Simulink搭建人机共驾的软件测试平台，主机联合Prescan软件选取实验测试场景，主机中Carsim软件构建整车动力学模型，第一方向盘、第一制动踏板和第一油门踏板组成为一套罗技G29，第二方向盘、第二制动踏板和第二油门踏板组成为另一套罗技G29，第一方向盘、第一制动踏板、第一油门踏板、第二方向盘、第二制动踏板和第二门踏板均通过数据线与主机相连，主机通过Matlab/Simulink软件将第一方向盘、第一制动踏板、第一油门踏板、第二方向盘、第二制动踏板和第二油门踏板与仿真系统进行连接，驾驶员通过第一方向盘、第一制动踏板和第一油门踏板的动作输入，实时向仿真系统传递方向盘转角、制动力和油门开度信息，主机通过Matlab/Simulink内部的计算模块求出当前汽车所需的方向盘转角、制动力和油门开度，并通过仿真系统来控制第一电磁驱动器、第二电磁驱动器和第三电磁驱动器的工作，并对步进电机、第一电动缸和第二电动缸进行控制，从而对第二方向盘、第二制动踏板和第二油门踏板施加输入，最终通过在Matlab/Simulink中计算得来的共驾系数实现对驾驶员输入的修正，主机还与两个显示屏相连接，主机和两个显示屏均与电源连接并由电源提供电力。本技术的工作原理：当驾驶员面对显示屏上的不同驾驶场景，在实验台上对第一方向盘、第一制动踏板和第一油门踏板进行操作时，会产生方向盘转角、油门踏板开度和制动踏板开度方面的输入，而针对不同的驾驶场景及路况，主机中的Matlab/Simulink软件仿真系统的计算模块会计算出当前所需的方向盘转角、油门踏板开度和制动踏板开度，所需的方向盘转角、油门踏板开度和制动踏板开度与驾驶员所输入信号的差值通过连接在主机上的第二方向盘、第二制动踏板和第二油门踏板给出。第二方向盘、第二制动踏板和第二油门踏板通过数据线与主机相连，在Matlab/Simulink软件仿真系统中它们各有对应的输入模块，第二方向盘、第二制动踏板和第二油门踏板的输入模块与第一方向盘、第一制动踏板和第一油门踏板的输入模块共同构成了人机共驾实验平台的输入部分。第一方向盘与第二方向盘的输入模块共同构成了系统的方向盘转角输入部分，即系统方向盘转角输入＝k×第一方向盘转角+(1-k)×本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能汽车人机协同驾驶实验平台，其特征在于：包括有支架、第一传动轴、第二传动轴、第三传动轴、步进电机、显示屏、仿真系统和踏板驱动机构，其中支架设在两个驾驶座椅的前方，支架的顶板上装配有支撑板，第一传动轴、第二传动轴和第三传动轴的一端均枢接在支撑板上，第一传动轴与步进电机的输出轴相连接，第一传动轴在步进电机的驱使下进行转动，第一传动轴上装配有第一齿轮，第二传动轴上装配有第二齿轮和第三齿轮，第三传动轴上装配有第四齿轮，第一齿轮和第二齿轮相啮合，第三齿轮和第四齿轮相啮合，步进电机带动第一传动轴转动过程中驱使第二传动轴和第三传动轴进行同步转动，第一传动轴穿设在支撑板的一端连接有第一方向盘，第三传动轴穿设在支撑板的一端连接有第二方向盘，显示屏和仿真系统设在支架顶板的后部，支架的底板上并列装配有第一制动踏板和第一油门踏板，第一制动踏板和第一油门踏板对应第一方向盘的位置处，支架的底板上还并列装配有第二制动踏板和第二油门踏板，踏板驱动机构也设在支架下方的底板上，第二制动踏板和第二油门踏板设在踏板驱动机构的后部，第二制动踏板和第二油门踏板由踏板驱动机构控制工作，踏板驱动机构装配在对应第二方向盘的位置处，仿真系统与步进电机、显示屏和踏板驱动机构相连接，仿真系统控制步进电机和踏板驱动机构的工作。...

【技术特征摘要】
1.一种智能汽车人机协同驾驶实验平台，其特征在于：包括有支架、第一传动轴、第二传动轴、第三传动轴、步进电机、显示屏、仿真系统和踏板驱动机构，其中支架设在两个驾驶座椅的前方，支架的顶板上装配有支撑板，第一传动轴、第二传动轴和第三传动轴的一端均枢接在支撑板上，第一传动轴与步进电机的输出轴相连接，第一传动轴在步进电机的驱使下进行转动，第一传动轴上装配有第一齿轮，第二传动轴上装配有第二齿轮和第三齿轮，第三传动轴上装配有第四齿轮，第一齿轮和第二齿轮相啮合，第三齿轮和第四齿轮相啮合，步进电机带动第一传动轴转动过程中驱使第二传动轴和第三传动轴进行同步转动，第一传动轴穿设在支撑板的一端连接有第一方向盘，第三传动轴穿设在支撑板的一端连接有第二方向盘，显示屏和仿真系统设在支架顶板的后部，支架的底板上并列装配有第一制动踏板和第一油门踏板，第一制动踏板和第一油门踏板对应第一方向盘的位置处，支架的底板上还并列装配有第二制动踏板和第二油门踏板，踏板驱动机构也设在支架下方的底板上，第二制动踏板和第二油门踏板设在踏板驱动机构的后部，第二制动踏板和第二油门踏板由踏板驱动机构控制工作，踏板驱动机构装配在对应第二方向盘的位置处，仿真系统与步进电机、显示屏和踏板驱动机构相连接，仿真系统控制步进电机和踏板驱动机构的工作。2.根据权利要求1所述的一种智能汽车人机协同驾驶实验平台，其特征在于：所述的第一传动轴通过减速器和联轴器与步进电机的输出轴相连接。3.根据权利要求1所述的一种智能汽车人机协同驾驶实验平台，其特征在于：所述的步进电机与仿真系统的连接线路上设置有第一电磁驱动器，第一电磁驱动器控制步进电机的工作。4.根据权利要求1所述的一种智能汽车人机协同驾驶实验平台，其特征在于：所述的显示屏对称设置为两个。5.根据权利要求1所述的一种智能汽车人机协同驾驶实验平台，其特征在于：所述的仿真系统为Dspace实时仿真系统。6.根据权利要求1所述的一种智能汽车人机协同驾驶实验平台，其特征在于：所述的踏板驱动机构包括有第一电动缸、第二电动缸、第一推杆、第二推杆、两个第一转杆、两个第二转杆、第一压板、第二压板、第二电磁驱动器和第三电磁驱动器，其中第一电动缸铰接在第一固定板上，第一电动缸与第一推杆的前端相连接并驱动第一推杆进行直线运动，第一推杆的后端穿设在第一销轴上，两个第一转杆的前端分别枢接在第一销轴的两端，两个第一转杆通过固定销装配在第一支撑架上，两个第一转杆能够绕固...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱冰，李享泰，张李侠，赵健，李伟男，李至轩，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：新型
国别省市：吉林,22