列车驾驶模拟器动感控制方法、装置、系统及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了列车驾驶模拟器动感控制方法、装置、系统及存储介质，该方法包括获取列车动感仿真模拟器使用过程中的驾驶控制信号；并输入给动感仿真模拟器虚拟驾驶环境，进行主控信号提取；并在基于车辆动力学的列车模拟器动感控制信号数据库中检索对应运行情况的司机室动感控制文件，读取司机室动感控制文件中的6自由度位移、速度及加速度控制信号；并输入给动感控制系统对应控制运动平台效果的控制通道，通过运动平台做动系统实现列车驾驶模拟器动感。本发明专利技术方法和系统简单、易行，为列车驾驶动感仿真模拟器提供更加真实、全面的运动平台控制信息，为受训司机提供一个更加真实的司机室振动环境、提高司机培训质量、确保列车安全运行。

【技术实现步骤摘要】
列车驾驶模拟器动感控制方法、装置、系统及存储介质
本专利技术涉及轨道交通驾驶培训
，具体涉及列车驾驶模拟器动感控制方法、装置、系统及存储介质。
技术介绍
在列车司机培训体系中，动感仿真模拟器的优势在于能够通过控制运动平台，为受训司机模拟列车运行过程中司机室的振动环境，提供一个“声-动-画”三位一体的沉浸感培训体验，提高司机培训效果，更好的保证列车的运行品质与安全。列车驾驶动感仿真模拟器通过实时控制六自由度运动平台模拟列车运行过程中司机室的振动环境。运动平台控制系统直接决定了列车驾驶动感仿真模拟器的动感逼真程度、司机培训效果。六自由度运动平台一般可以同时提供6个自由度的位移、速度、加速度控制接口（共18个）。动感仿真模拟器设计人员可以根据不同需要，向这18个控制接口输入动感控制信号，实现不同的动感效果。虽然六自由度运动平台能够开放18组控制信号，但现阶段的列车动感仿真模拟器往往通过1到2个自由度控制信号的叠加来实现动感效果：如通过横向（车轴轴向）、垂向（重力方向）来模拟列车运行中的随机振动效果。而且，运动平台输入信号普遍采用公式来计算运动平台的输入信号，如用正弦函数叠加、拟合的方式来模拟列车运行过程中的随机效果。这样的运动平台动感控制策略的优点在于：实现简单、控制信息占用空间小、程序运行效率较高；动感控制功能平移性较强，可以应用到不同车型对应的动感仿真模拟器上。但是，这样的运动平台控制系统产生的动感与司机室真实振动情况存在一定差距（逼真度有限）：首先，列车车辆动力学系统是一个多自由度、非线性系统，在随机轨道不平顺的作用下，司机室振动自由度较多、很难用线性公式进行表达；其次，列车司机室的振动环境因车而异，不同的车型悬挂系统不同，因此，不同列车在以相同的速度运行在同一线路时，司机室振动环境不同。不理想的逼真度不但会降低受训司机室的沉浸感体验、培训效果、甚至产生错误的感知和做出错误的决定，而且会增大受训司机患运动疾病的概率等。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对上述现有技术的不足，提供列车驾驶模拟器动感控制方法、装置、系统及存储介质。本专利技术通过下述技术方案实现：第一方面，本专利技术提供了一种基于车辆动力学的列车驾驶模拟器动感控制方法，该控制方法包括以下步骤：S1：获取列车动感仿真模拟器使用过程中的驾驶控制信号；S2：将获取的所述驾驶控制信号输入给动感仿真模拟器虚拟驾驶环境，进行主控信号提取；S3：根据提取的所述主控信号信息，在基于车辆动力学的列车模拟器动感控制信号数据库中检索对应运行情况的司机室动感控制文件，读取所述司机室动感控制文件中的6自由度位移控制信号、6自由度速度控制信号、6自由度加速度控制信号；S4：将读取的6自由度位移控制信号、6自由度速度控制信号、6自由度加速度控制信号输入给动感控制系统对应控制运动平台效果的控制通道，通过运动平台做动系统实现列车驾驶模拟器动感。工作原理如下：在列车司机培训体系中，现有技术中的运动平台控制系统产生的动感与司机室真实振动情况存在一定差距（逼真度有限）：首先，列车车辆动力学系统是一个多自由度、非线性系统，在随机轨道不平顺的作用下，司机室振动自由度较多、很难用线性公式进行表达；其次，列车司机室的振动环境因车而异，不同的车型悬挂系统不同，因此，不同列车在以相同的速度运行在同一线路时，司机室振动环境不同。不理想的逼真度不但会降低受训司机室的沉浸感体验、培训效果、甚至产生错误的感知和做出错误的决定，而且会增大受训司机患运动疾病的概率等。因此，本专利技术设计了一种基于车辆动力学的列车驾驶模拟器动感控制方法，该方法主要包括：通过实时调用基于列车车辆动力学的运动平台控制信号库中与当前主控信号对应的控制信号，实现对列车运行过程中司机室振动环境的高逼度模拟，提升司机培训效果。该方法的优势在于，考虑到列车车辆动力学系统是一个多自由度、非线性系统，在随机轨道不平顺的作用下，司机室振动自由度较多、很难用线性公式进行表达，因此本专利技术中采用基于列车车辆动力学获取的司机室振动信号（即司机室动感控制文件内的信号）作为运动平台的控制信号。相比于现有技术中以近似公式作为运动平台控制方法，该方法不但能够为列车驾驶模拟器提供更高逼真度的动感，还能够实现不同车型、不同专属动感的效果，进而提高司机培训效果和质量。进一步地，步骤S1中的所述驾驶控制信号包括列车牵引手柄级位、列车制动手柄级位、列车牵引力、列车制动力、列车运行加速度、列车运行速度。进一步地，步骤S2包括以下子步骤：S21：将步骤S1中获取的驾驶控制信号输入动感仿真模拟器虚拟驾驶环境中；S22：更新列车在虚拟驾驶环境中的驾驶信息，所述驾驶信息包括列车当前坐标、公里标；S23：根据步骤S22中的驾驶信息，结合主控信号的速度信息，进行主控信号提取。进一步地，步骤S23中的主控信号包括当前列车所处的线路类型信号line_type、线路参数信号01index01、线路参数信号02index02以及列车运行速度信号vehicle_speed；所述线路类型信号line_type包括直线L、道岔T、坡道S、曲线C，线路参数信号01index01、线路参数信号02index02根据线路类型信号line_type的不同进行相应调整；包括：当线路类型信号line_type为直线L时，线路参数信号01index01、线路参数信号02index02全部置零；当线路类型信号line_type为道岔T时，线路参数信号01index01为道岔型号T_type，线路参数信号02index02均自动置零；当线路类型信号line_type为坡道S时，线路参数信号01index01为线路坡度S_gradient，线路参数信号02index02为线路坡道长度S_length；当线路类型信号line_type为曲线C时，线路参数信号01index01为曲线半径C_radius，线路参数信号02index02均为曲线长度C_length。进一步地，步骤S3包括以下子步骤：S31：根据步骤S2中提取的主控信号，按照基于车辆动力学的列车模拟器动感控制信号数据库中的检索规则，生成司机室动感控制文件的文件名，并检索对应文件；S32：读取所述司机室动感控制文件中6自由度位移控制信号、6自由度速度控制信号、6自由度加速度控制信号。进一步地，所述基于车辆动力学的列车模拟器动感控制信号数据库，通过进行车辆动力学仿真获取列车司机室位置的6自由度位移控制信号、6自由度速度控制信号、6自由度加速度控制信号；动力学仿真情况按照实际线路进行，并根据直线L、道岔T、坡道S、曲线C四种线路类型进行运行工况划分；各运行工况下的司机室动感控制文件（即司机室振动信号文件）按照步骤S23的定义规则保存在所述基于车辆动力学的列车模拟器动感控制信号数据库中。其中，司机室动感控制文件的定义规则为：所述线路类型信号line_type包括直线L、道岔T、坡本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于车辆动力学的列车驾驶模拟器动感控制方法，其特征在于，该控制方法包括以下步骤：/nS1：获取列车动感仿真模拟器使用过程中的驾驶控制信号；/nS2：将获取的所述驾驶控制信号输入给动感仿真模拟器虚拟驾驶环境，进行主控信号提取；/nS3：根据提取的所述主控信号信息，在基于车辆动力学的列车模拟器动感控制信号数据库中检索对应运行情况的司机室动感控制文件，读取所述司机室动感控制文件中的6自由度位移控制信号、6自由度速度控制信号、6自由度加速度控制信号；/nS4：将读取的6自由度位移控制信号、6自由度速度控制信号、6自由度加速度控制信号输入给动感控制系统对应控制运动平台效果的控制通道，通过运动平台做动系统实现列车驾驶模拟器动感。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于车辆动力学的列车驾驶模拟器动感控制方法，其特征在于，该控制方法包括以下步骤：
S1：获取列车动感仿真模拟器使用过程中的驾驶控制信号；
S2：将获取的所述驾驶控制信号输入给动感仿真模拟器虚拟驾驶环境，进行主控信号提取；
S3：根据提取的所述主控信号信息，在基于车辆动力学的列车模拟器动感控制信号数据库中检索对应运行情况的司机室动感控制文件，读取所述司机室动感控制文件中的6自由度位移控制信号、6自由度速度控制信号、6自由度加速度控制信号；
S4：将读取的6自由度位移控制信号、6自由度速度控制信号、6自由度加速度控制信号输入给动感控制系统对应控制运动平台效果的控制通道，通过运动平台做动系统实现列车驾驶模拟器动感。


2.根据权利要求1所述的一种基于车辆动力学的列车驾驶模拟器动感控制方法，其特征在于，步骤S1中的所述驾驶控制信号包括列车牵引手柄级位、列车制动手柄级位、列车牵引力、列车制动力、列车运行加速度、列车运行速度。


3.根据权利要求1所述的一种基于车辆动力学的列车驾驶模拟器动感控制方法，其特征在于，步骤S2包括以下子步骤：
S21：将步骤S1中获取的驾驶控制信号输入动感仿真模拟器虚拟驾驶环境中；
S22：更新列车在虚拟驾驶环境中的驾驶信息，所述驾驶信息包括列车当前坐标、公里标；
S23：根据步骤S22中的驾驶信息，结合主控信号的速度信息，进行主控信号提取。


4.根据权利要求3所述的一种基于车辆动力学的列车驾驶模拟器动感控制方法，其特征在于，步骤S23中的主控信号包括当前列车所处的线路类型信号、线路参数信号01、线路参数信号02以及列车运行速度信号；
所述线路类型信号包括直线、道岔、坡道、曲线，线路参数信号01、线路参数信号02根据线路类型信号的不同进行相应调整；包括：
当线路类型信号为直线时，线路参数信号01、线路参数信号02全部置零；
当线路类型信号为道岔时，线路参数信号01为道岔型号，线路参数信号02均自动置零；
当线路类型信号为坡道时，线路参数信号01为线路坡度，线路参数信号02为线路坡道长度；
当线路类型信号为曲线时，线路参数信号01为曲线半径，线路参数信号02均为曲线长度。


5.根据权利要求1或3或4所述的一种基于车辆动力学的列车驾驶模拟器动感控制方法，其特征在于，步骤S3包括以下子步骤：
S31：根据步骤S2中提取的主控信号，按照基于车辆动力学的列车模拟器动感控制信号数据库中的检索规则，生成司机室动感控制文件的文件名，并检索对应文件；
S32：读取所述司机室动感控制文件中6自由度位移控制信号、6自由度速度控制信号、6...

【专利技术属性】
技术研发人员：李春胜，张馨月，王坤，黄成周，李跃宗，章磊，叶东，
申请(专利权)人：成都运达科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51