一种虚拟仿真驾驶模拟系统及其使用方法技术方案

本发明专利技术涉及一种虚拟仿真驾驶模拟系统及其使用方法，该系统包括模拟真实驾驶环境的移动底盘系统和对动底盘系统的运动姿态进行控制的车载控制系统；还包括虚拟车辆、驾驶路况及车辆驾驶状态的仿真系统，所述仿真系统连接有将仿真系统的虚拟数据传输至车载控制系统并接收车载控制系统传输的移动底盘系统运动数据以匹配仿真系统内虚拟车辆驾驶状态的仿真控制模块。本发明专利技术采用仿真系统模拟路况及车辆传感器信合并移动底盘系统和车载控制系统配合，虚拟车辆的真实驾驶环境，在无需进行大量路测即可验证驾驶算法，从而能够大大减少真实的车载系统的开发和设计周期和难度。实的车载系统的开发和设计周期和难度。实的车载系统的开发和设计周期和难度。

【技术实现步骤摘要】
一种虚拟仿真驾驶模拟系统及其使用方法


[0001]本专利技术涉及虚拟仿真
，具体的说是一种虚拟仿真驾驶模拟系统及其使用方法。

技术介绍

[0002]无人驾驶需要大量的路测来验证算法的可靠性，由于测试场地受限，无法进行复杂环境下的测试，而在算法设计阶段无法进行实际道路测试，无法进行大量测试致使算法验证周期延长，迭代速度减缓，严重影响开发周期。
[0003]无人驾驶系统采用虚拟化的仿真软件模拟环境和传感数据进行仿真，这种方式虽然能够满足基本的模拟仿真需求和环境，但由于缺乏与真实的控制系统交互性和通用性，仿真的结果往往很难满足实际的应用需求，需要大量的移植和重新编码的工作。

技术实现思路

[0004]现为了解决上述技术问题，本专利技术提出了一种虚拟仿真驾驶模拟系统及其使用方法。本专利技术所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
[0005]一种虚拟仿真驾驶模拟系统，包括模拟真实驾驶环境的移动底盘系统和对动底盘系统的运动姿态进行控制的车载控制系统；
[0006]还包括虚拟车辆、驾驶路况及车辆驾驶状态的仿真系统，所述仿真系统连接有将仿真系统的虚拟数据传输至车载控制系统并接收车载控制系统传输的移动底盘系统运动数据以匹配仿真系统内虚拟车辆驾驶状态的仿真控制模块。
[0007]所述移动底盘系统包括车辆底盘，所述车辆底盘连接有行走轮，所述行走轮上连接有将轮速信号传递至车载控制系统的编码器。
[0008]所述车载控制系统包括与对应的行走轮和编码器连接以控制行走轮运动状态的驱动装置，所述驱动装置配合有控制驱动装置输出并监测驱动装置状态的车载控制器。
[0009]所述仿真系统包括模拟行驶路况、行驶状态及底盘传感器信号的虚拟仿真引擎，还包括与虚拟仿真引擎相连以使驾驶人员感受虚拟驾驶场景的VR眼镜。
[0010]所述仿真控制模块包括传输虚拟仿真引擎的虚拟数据并接收车载控制系统内的底盘状态信息传输至虚拟仿真引擎与模拟驾驶场景匹配的控制电路，还包括与将控制电路与车载控制系统连接进行通信传输的接口模块。
[0011]一种虚拟仿真驾驶模拟系统的使用方法，该方法包括以下步骤：
[0012]第一步：虚拟仿真引擎内构建虚拟驾驶场景、虚拟车辆及虚拟车辆传感器并搭建虚拟车辆传感和虚拟车辆之间的通讯连接，以形成虚拟3D的仿真驾驶环境；
[0013]第二步：车载控制器启动驱动装置并通过编码器采集行走轮运动信息，随后通过车载控制器反馈至虚拟仿真引擎，使虚拟仿真引擎内的虚拟车辆与行走轮运动状态一致；
[0014]第三步：驾驶人员穿戴VR眼镜，虚拟仿真引擎模拟现实驾驶场景及车辆各传感器信号，使驾驶人员通过VR眼镜感受仿真驾驶场景；
[0015]第四步：虚拟仿真引擎的仿真数据经控制电路传输至车载控制器，车载控制器根据接收到仿真数据并结合自动驾驶程序控制驱动装置输出；
[0016]第五步：编码器采集行走轮的运动信息，并反馈至虚拟仿真引擎，虚拟仿真引擎根据接收到的运动信息调整虚拟车辆在虚拟环境中的运动状态并显示在VR眼镜内。
[0017]本专利技术的有益效果是：本专利技术采用仿真系统模拟路况及车辆传感器信合并移动底盘系统和车载控制系统配合，虚拟车辆的真实驾驶环境，在无需进行大量路测即可验证驾驶算法，从而能够大大减少真实的车载系统的开发和设计周期和难度。
附图说明
[0018]下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。
[0019]图1为本专利技术的系统结构示意图；
[0020]图2为本专利技术的仿真控制模块系统结构示意图。
具体实施方式
[0021]为了使本领域的技术人员更好的理解本专利技术的技术方案，下面将结合实施例中的附图，对本专利技术进行更清楚、更完整的阐述，当然所描述的实施例只是本专利技术的一部分而非全部，基于本实施例，本领域技术人员在不付出创造性劳动性的前提下所获得的其他的实施例，均在本专利技术的保护范围内。
[0022]如图1至图2所示，一种虚拟仿真驾驶模拟系统，包括模拟真实驾驶环境的移动底盘系统和对动底盘系统的运动姿态进行控制的车载控制系统；所述移动底盘系统悬空设置，无需再真实道路上驾驶测试；
[0023]还包括虚拟车辆、驾驶路况及车辆驾驶状态的仿真系统，所述仿真系统连接有将仿真系统的虚拟数据传输至车载控制系统并接收车载控制系统传输的移动底盘系统运动数据以匹配仿真系统内虚拟车辆驾驶状态的仿真控制模块。
[0024]所述移动底盘系统包括车辆底盘，所述车辆底盘连接有行走轮，所述行走轮上连接有将轮速信号传递至车载控制系统的编码器，如图1所示，每个行走轮对应一个编码器，前轮编码器编号为M1、M2，后轮编码器编号为M3、M4。
[0025]所述车载控制系统包括与对应的行走轮和编码器连接以控制行走轮运动状态的驱动装置，所述驱动装置配合有控制驱动装置输出并监测驱动装置状态的车载控制器；本专利技术优选行走轮为麦克纳姆轮，驱动装置为驱动电机，利用四轮差速完成转向操作，因此本专利技术中编码器检测行走轮的轮速；也可以普通轮胎并选择增加传统车辆的转向系统的底盘，则编码器M1和M2检测轮速的同时检测行走轮的转动角度；所述车载控制器内置无人驾驶算法，车载控制器根据接收到仿真控制模块传输来的虚拟信息，执行无人驾驶算法驱动行走轮运动，行走轮的运动状态再反馈至仿真系统内，与仿真系统内的虚拟车辆匹配，仿真系统内的虚拟车辆运动状态与移动底盘系统运动状态一致，由于仿真系统可针对各种路况进行仿真，因此可验证无人驾驶算法在各种路况下的执行状态，以完成算法测试。
[0026]所述仿真系统包括模拟行驶路况、行驶状态及车载传感器信号的虚拟仿真引擎，还包括与虚拟仿真引擎相连以使驾驶人员感受虚拟驾驶场景的VR眼镜；模拟路况包括：虚拟障碍物、虚拟道路、虚拟指示牌、虚拟人物、虚拟地形及其他虚拟物；模拟车载传感器信号
包括：虚拟SLAM激光、虚拟避障数据、虚拟GPS坐标、虚拟摄像图形、其他虚拟数据等，上述虚拟数据与真实车辆的数据保持一致；无人驾驶算法在接收到各种车辆传感器传输的信号执行避让或行驶策略，虚拟仿真引擎首先模拟路况，再虚拟车辆，当虚拟车辆与车辆底盘上行走轮速度一致时，模拟真实车辆在模拟路况内行驶的各种传感器信号，并将传感器信号通过仿真控制模块传输至车载控制器，车载控制器控制内置的无人驾驶算法在接收到传感器信号后，使驱动装置驱动行走轮改变运动状态，行走轮的运动状态通过编码器反馈至虚拟仿真引擎，虚拟仿真引擎根据编码器反馈的数据调节虚拟车辆的运动状态，以使虚拟车辆行驶状态与车辆底盘运动状态保持一致。
[0027]所述仿真控制模块包括传输虚拟仿真引擎的虚拟数据并接收车载控制系统内的底盘状态信息传输至虚拟仿真引擎与模拟驾驶场景匹配的控制电路，还包括与将控制电路与车载控制系统连接进行通信传输的接口模块；所述编码器与车载控制器相连，车载控制器将编码器的传输来的行走轮运动状态信息传输至控制电路，再由控制电路反馈至虚拟仿真引擎；所述接口模块将控制电路与车载控制器连接用以传输数据。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种虚拟仿真驾驶模拟系统，其特征在于：包括模拟真实驾驶环境的移动底盘系统和对动底盘系统的运动姿态进行控制的车载控制系统；还包括虚拟车辆、驾驶路况及车辆驾驶状态的仿真系统，所述仿真系统连接有将仿真系统的虚拟数据传输至车载控制系统并接收车载控制系统传输的移动底盘系统运动数据以匹配仿真系统内虚拟车辆驾驶状态的仿真控制模块。2.根据权利要求1所述的一种虚拟仿真驾驶模拟系统，其特征在于：所述移动底盘系统包括车辆底盘，所述车辆底盘连接有行走轮，所述行走轮上连接有将轮速信号传递至车载控制系统的编码器。3.根据权利要求1所述的一种虚拟仿真驾驶模拟系统，其特征在于：所述车载控制系统包括与对应的行走轮和编码器连接以控制行走轮运动状态的驱动装置，所述驱动装置配合有控制驱动装置输出并监测驱动装置状态的车载控制器。4.根据权利要求1所述的一种虚拟仿真驾驶模拟系统，其特征在于：所述仿真系统包括模拟行驶路况、行驶状态及底盘传感器信号的虚拟仿真引擎，还包括与虚拟仿真引擎相连以使驾驶人员感受虚拟驾驶场景的VR眼镜。5.根据权利要求1所述的一种虚拟仿真驾驶模拟系统，其特征在于：所述仿真...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝旭耀，唐淑虞，王远远，戚孝正，
申请(专利权)人：安徽佐标智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：