一种模拟车辆维修操作训练及考核的系统技术方案

本发明专利技术涉及模拟训练器技术领域，尤其涉及一种模拟车辆维修操作训练及考核的系统，其包括车辆作业训练系统及学习系统；车辆作业训练系统包括数据处理模块、通讯模块、虚拟粒子特效模块、仿真模块及考核模块；仿真模块包括动力学仿真模块、场景仿真模块、故障仿真模块、声音仿真模块及人机交互仿真模块。本发明专利技术提供的系统可以提高学员维修技能，并能帮助老师考核学员成绩，了解学员技能掌握情况，找出维系操作过程中的难点。作过程中的难点。作过程中的难点。

【技术实现步骤摘要】
一种模拟车辆维修操作训练及考核的系统


[0001]本专利技术涉及模拟训练器
，尤其涉及一种模拟车辆维修操作训练及考核的系统。

技术介绍

[0002]目前模拟车辆维修的训练器存在两种问题：
[0003]1.在固定车型的车辆上人为制造车辆故障并维修的方式进行；
[0004]2.大多数模拟车辆维修训练器只有操作训练，无考核系统，不能对学员进行考核。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是提供可以提高学员维修技能，并能帮助老师考核学员成绩，了解学员技能掌握情况，找出维系操作过程中的难点的一种模拟车辆维修操作训练及考核的系统。
[0006]本专利技术是通过以下技术方案予以实现：
[0007]一种模拟车辆维修操作训练及考核的系统，其包括车辆作业训练系统及学习系统；
[0008]——车辆作业训练系统包括数据处理模块、通讯模块、虚拟粒子特效模块、仿真模块及考核模块；
[0009]——数据处理模块包括数据采集单元及信号处理单元，数据采集单元从传感器和其它待测设备模拟和数字被测单元中自动采集非电量或者电量信号，送到上位机中进行分析、处理，信号处理单元用于外部操作信号的采集、处理和内部控制的仿真信号输出，信号处理箱的输入信号经过转换后，然后进行数据处理，仿真模块主机输出的控制信号经USB总线传给信号处理箱，驱动外部仿真设备和仪表；
[0010]——通讯模块通过模训中心内部有线网络，采用DDS实时高速数据总线实现通信功能；
[0011]——虚拟粒子特效模块基于Unity3D引擎粒子系统的强大功能，制作出效果真实的基于物理渲染以及物理效果的粒子特效；
[0012]——仿真模块包括动力学仿真模块、场景仿真模块、故障仿真模块、声音仿真模块及人机交互仿真模块；
[0013]——动力学仿真模块通过建立模型的运动自由度，如实模拟车辆的维修操作过程和不同响应，以及车辆发生故障时车辆的运行状态；
[0014]——场景仿真模块通过三维可视化开发，建立维修车辆模拟训练的虚拟场景，实现场景漫游以及维修作业任务训练；
[0015]——故障仿真模块仿真车辆不同部件发生故障时，车辆出现的各种状态及应如何查询故障点；
[0016]——声音仿真模块通过录实车真实声音，模仿车辆正常启动、异常启动、车发出异
常声响，车辆碰撞等声音，供程序调用；
[0017]——人机交互仿真模块主要是以维修车辆系统为对象，建立一套包含虚拟的人机交互动作的操作系统，它可接收半实物系统中真实的车辆故障信号，并在虚拟场景中产生相同的操作反应，从而完成维修操作系统仿真；
[0018]——所述考核模块用于实现数据库管理，支持学院信息录入，通过学院信息录入界面录入学员的姓名、身份证等学员基本信息，之后录入数据库，同时能够查看学员的训练科目、训练次数、考试科目、考试成绩等，并支持获取到训练科目相关信息。
[0019]——学习系统包括车辆功能、原理、构造、维修及检验等内容，供用户线上学习。
[0020]优化的，动力学仿真模块采用简化的动力学模型，需要计算以下车辆运动参数：
[0021]e)根据方向盘旋转度计算出车轮旋转度，并实现整车的旋转；
[0022]f)根据油门大小计算出车速及发动机转速；
[0023]g)根据刹车踩下去行程及时间计算出车速及表现变化过程；
[0024]h)根据实际车辆性能参数与标准车辆运行性能参数比较，测算出车辆故障所在地及应该如何进行维修操作。
[0025]进一步，仿真模拟人机交互动作包括：
[0026]e)方向盘转动；
[0027]f)油门、离合及刹车行程变化；
[0028]g)各种按钮的按下和弹起；
[0029]h)各种指示灯的点亮和熄灭。
[0030]进一步，声音仿真模块需要模拟的音效包括：
[0031]①
发动机起动时的轰鸣声；
[0032]②
发动机排气声；
[0033]③
通讯报警声。
[0034]优化的，考核模块的数据库管理包括人员信息管理、训练成绩管理、训练计划管理、训练科目管理、训练设定管理、历史数据管理。
[0035]本专利技术的有益效果
[0036]本专利技术提供的一种模拟车辆维修操作训练及考核的系统，具有如下优点：
[0037]1.增加车辆维修培训技能方式；
[0038]2.增加车辆维修培训考核系统；
[0039]3.提高学员维修技能，增强学习效果，更直观了解维修知识；
附图说明
[0040]图1为本专利技术系统组成图；
[0041]图2为考核模块的功能图；
具体实施方式
[0042]一种模拟车辆维修操作训练及考核的系统，其包括车辆作业训练系统及学习系统；
[0043]——车辆作业训练系统包括数据处理模块、通讯模块、虚拟粒子特效模块、仿真模
块及考核模块；
[0044]——数据处理模块包括数据采集单元及信号处理单元，数据采集单元从传感器和其它待测设备模拟和数字被测单元中自动采集非电量或者电量信号，送到上位机中进行分析、处理，信号处理单元用于外部操作信号的采集、处理和内部控制的仿真信号输出，信号处理箱的输入信号经过转换后，然后进行数据处理，仿真模块主机输出的控制信号经USB总线传给信号处理箱，驱动外部仿真设备和仪表；
[0045]数据采集单元是结合基于计算机或者其他专用测试平台的测量软硬件产品来实现灵活的、用户自定义的测量系统，本系统采用了嵌入式硬件为基础，进行数据采集，采用高速传感器和ARM微控制器对模拟器的按钮信号、传感器信号进行实时采集，采集频率可以达到100Hz，延迟可达到5ms。数据采集情况见表1；
[0046]数据采集表表1
[0047][0048]信号处理单元主要包括如下功能：
[0049]a.采集相关操作信号并将其处理成能够被仿真模块接收的信号；
[0050]b.接收测控仿真模块的控制信号并将其处理成能够驱动仿真模块仪表、部件的信号。
[0051]c.驱动其他外接设备的运转。
[0052]——通讯模块通过模训中心内部有线网络，采用DDS实时高速数据总线实现通信功能；
[0053]——虚拟粒子特效模块基于Unity3D引擎粒子系统的强大功能，制作出效果真实
的基于物理渲染以及物理效果的粒子特效；其可以配合贴花系统做出很多足够真实的效果。
[0054]——仿真模块包括动力学仿真模块、场景仿真模块、故障仿真模块、声音仿真模块及人机交互仿真模块；
[0055]——动力学仿真模块通过建立模型的运动自由度，如实模拟车辆的维修操作过程和不同响应，以及车辆发生故障时车辆的运行状态；本系统使用了先进的物理引擎模块，以保证物体与场景之间，物体与角色之间、物体与物体之间的运动交互和动力学特性。在物理引擎的支持下，场景中的模本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种模拟车辆维修操作训练及考核的系统，其特征在于，包括车辆作业训练系统及学习系统；——所述车辆作业训练系统包括数据处理模块、通讯模块、虚拟粒子特效模块、仿真模块及考核模块；——所述数据处理模块包括数据采集单元及信号处理单元，数据采集单元从传感器和其它待测设备模拟和数字被测单元中自动采集非电量或者电量信号，送到上位机中进行分析、处理，信号处理单元用于外部操作信号的采集、处理和内部控制的仿真信号输出，信号处理箱的输入信号经过转换后，然后进行数据处理，仿真模块主机输出的控制信号经USB总线传给信号处理箱，驱动外部仿真设备和仪表；——所述通讯模块通过模训中心内部有线网络，采用DDS实时高速数据总线实现通信功能；——所述虚拟粒子特效模块基于Unity3D引擎粒子系统的强大功能，制作出效果真实的基于物理渲染以及物理效果的粒子特效；——所述仿真模块包括动力学仿真模块、场景仿真模块、故障仿真模块、声音仿真模块及人机交互仿真模块；——所述动力学仿真模块通过建立模型的运动自由度，如实模拟车辆的维修操作过程和不同响应，以及车辆发生故障时车辆的运行状态；——所述场景仿真模块通过三维可视化开发，建立维修车辆模拟训练的虚拟场景，实现场景漫游以及维修作业任务训练；——所述故障仿真模块仿真车辆不同部件发生故障时，车辆出现的各种状态及应如何查询故障点；——所述声音仿真模块通过录实车真实声音，模仿车辆正常启动、异常启动、车发出异常声响，车辆碰撞等声音，供程序调用；——所述人机交互仿真模块主要是以维修车辆系统为对象，建立一套包含虚拟的人机交互动作的操作系统，它可接收半实物系统中真实的车辆故障信号，并在...

【专利技术属性】
技术研发人员：张月匣，张学玲，朱红娜，刘凯杰，韩知杰，孔德伟，
申请(专利权)人：天津捷强动力装备股份有限公司，
类型：发明
国别省市：