驾驶行为研究仿真试验平台系统技术方案

本发明专利技术涉及驾驶行为研究仿真试验平台系统，其能为驾驶员提供一个与实际驾驶完全相符的车辆环境和驾驶功能，并确保驾驶操作、车辆数据采集的真实性，保证试验车辆在室内使用和路况对驾驶反馈的基本模拟，为驾驶员提供一个沉浸感高的交通视景仿真环境。其包括驾驶试验车辆、驾驶人信息采集系统、车辆信息采集处理系统、交通仿真视景驱动模块、视景投影系统、视景模拟与道路交通场景建模系统、路面行驶阻力模拟系统以及系统集成模块，驾驶试验车辆连接车辆信息采集处理系统，车辆信息采集处理系统通过系统集成模块与交通仿真视景驱动模块实时通讯交换并反馈数据，其特征在于：驾驶试验车辆为真实的小型客车，小型客车的转向机构断开。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及信息采集、仿真
，特别涉及驾驶行为交通安全研究、车辆驾驶仿真、交通仿真领域，具体为驾驶行为研究仿真试验平台系统。(二)
技术介绍
20世纪80年代以后，随着仿真技术的发展，发达国家和我国逐步将信息采集、计 算机仿真技术应用于军事武器、飞机、汽车操作训练和有关行为研究领域。利用信息采集、 计算机仿真技术构建人-车-环境的交通仿真系统平台，进行驾驶模拟与行为研究、涉及驾驶人因素的交通安全问题研究具有经济、安全、高效等特点，能够对一些不安全驾驶行为 (疲劳、酒后驾驶等)的量化试验分析提供一个安全的环境，并能够完全控制试验所需环 境因素，高效收集试验数据，同时运行成本较低，为交通安全研究和改善提供的最佳技术支 撑手段和途径。日本等国外发达国家在此方面作了大量研究工作，并开发了相应的用于驾 驶培训考试的驾驶模拟器和用于研究的开发型汽车模拟器，其模拟汽车驾驶的操作部分主 要采用与实车接近的驾驶座位、方向盘、档位、刹车等机械部件，或是采用去除发动机动力、 运动装置、电子控制等系统的整车车架，车辆动力实现通过电机等方式替代，其缺点在于其 虽然通过传感器来采集驾驶员操作如方向盘、刹车、油门、档位等信息，但是因为车辆发动 机动力、电控系统已去除或已采用电机代替动力，相应装置(方向盘、刹车、油门、档位等) 操作感受与实车差异甚大；其是通过车辆仿真动力学模型模拟输出车辆各运动自由度的转 向、速度、加速度等运动信息，不能充分确保驾驶操作和车辆运动信息与实际一致；另外，以 往仿真模拟装置没有车轮或者驱动轮无法实现转动，路况模拟主要是根据路面摩擦系数、 坡度等计算车辆行驶阻力，并反馈给车辆仿真动力学模型再解算输出车辆运动信息，驾驶 员在踩油门等操作反应是通过仿真场景的运行速度等状态变化来感受和进行操作调整，与 真实路面驾驶有较在差异；此外，其道路交通场景仿真显示主要采用单/三个显示屏或三 通道以下的投影系统组成，由于视景仿真场景覆盖角度在120度以内，驾驶员在向左、向右 转视时，能够看到其它非仿真交通场景等物体，会干扰驾驶人注意力集中驾驶。(三)
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供了驾驶行为研究仿真试验平台系统，其能为驾驶员提供一个与实际驾驶完全相符的车辆环境和驾驶功能，并确保驾驶操作、车辆运动数据采集的真实性，避免采用仿真车辆运动学模型运动参数输出的不可靠性，保证试验车辆在室内使用和路况对驾驶反馈的基本模拟，为驾驶员提供一个沉浸感高的交通视景仿真环境。 其技术方案是这样的，其包括驾驶试验车辆、驾驶人信息采集系统、车辆信息采集处理系统、交通仿真视景驱动模块、视景投影系统、视景模拟与道路交通场景建模系统、路面行驶阻力模拟系统以及系统集成模块，所述驾驶试验车辆连接所述车辆信息采集处理系统，所述车辆信息采集处理系统通过所述系统集成模块与所述交通仿真视景驱动模块实时通讯交换并反馈数据，其特征在于所述驾驶试验车辆为真实的小型客车，所述小型客车的转向机构断开。其进一步特征在于 所述车辆信息采集处理系统包括传感器，所述传感器信号经A/D转换器转换后连 接入信号调理板并输入数据采集卡；所述传感器包括开关传感器、角度传感器、位移传感 器、光电编码器；所述小型客车的点火开关、手刹开关、变速档位上分别连接所述开关传感 器；所述小型客车的离合器踏板、油门踏板、制动器踏板分别连接所述位移传感器；所述小 型客车的方向盘和驱动轮的转轴上连接有所述光电编码器；所述车辆操作与运动信息采集系统还包括方向盘回正控制模块；所述方向盘回正控制模块包括力矩电机；所述力矩电机 的轴端与所述小型客车方向盘的转向杆连接； 所述路面行驶阻力模拟系统包括底盘测功机；所述小型客车驱动轮安放于所述底 盘测功机的转鼓上； 所述视景投影系统为五通道视景投影系统；其投影屏幕采用圆弧形投影幕，投影 幕水平视场^ 180度，通道间融合带^ 0. 5米，硬件融合采用梯形校正边缘融合处理机，投 影机选用LCD工程专业投影机；所述投影机设置有五台； 所述车辆信息采集处理系统与所述交通仿真视景驱动模块之间通过所述系统集 成模块完成数据的交换与反馈；所述系统集成模块包括系统集成通讯协议和中心服务器； 所述所述车辆信息采集处理系统与所述交通仿真视景驱动模块之间通过所述中心服务器 并遵循所述系统集成通讯协议交换、反馈数据。 本专利技术的驾驶行为研究仿真试验平台系统，其有益效果在于其以真实的小型客 车作为驾驶试验车辆，为驾驶员提供一个与实际驾驶完全相符的车辆环境和驾驶功能；其 在小型客车上安装集成各类传感器，经数据转换直接记录驾驶员操作信息和车辆运动姿态 并进一步驱动交通仿真场景，确保了驾驶操作、车辆运动数据采集的真实性，避免了以往采 用仿真车辆运动学模型运动参数输出的不可靠性；其还采用底盘测功机支撑试验车辆，模拟试验车辆在行驶道路上下坡的状态，保证试验车在室内使用和路况对驾驶反馈的基本模 拟；其采用五通道视景投影系统，可以全面覆盖驾驶员前方、左侧和右侧视觉范围，为驾驶 员提供一个沉浸感高的交通视景仿真环境。(四) 附图说明 图1为本专利技术驾驶行为研究仿真试验平台系统运行图； 图2为本专利技术中驾驶运动信息采集实现流程图； 图3为本专利技术系统中车辆信息采集系统的方向盘回正力矩模拟原理图； 图4为本专利技术系统中基于底盘测功机的试验车辆安装与路况模拟实现示意图； 图5为本专利技术系统中系统集成模块运行流程图。(五) 具体实施例方式见图1，本专利技术驾驶行为研究仿真试验平台系统包括驾驶试验车辆、驾驶人信息采 集系统、车辆信息采集处理系统、交通仿真视景驱动模块、视景投影系统、视景模拟与道路 交通场景建模系统、路面行驶阻力模拟系统以及系统集成模块，其中驾驶试验车辆连接车 辆信息采集处理系统，车辆信息采集处理系统通过系统集成模块与交通仿真视景驱动模块之间实时通讯交换、反馈数据，其驾驶试验车辆为真实的小型客车，所述小型客车的转向机 构断开。 本实施例中，小型客车采用别克君威牌六档手动小型客车。车辆信息采集处理系统包括传感器；传感器信号经A/D转换器转换后连接入信号调理板并输入数据采集卡；传感器包括开关传感器、角度传感器、位移传感器、光电编码器； 小型客车的点火开关、手刹开关、变速档位上分别连接开关传感器；小型客车的离合器踏板、油门踏板、制动器踏板分别连接所述位移传感器；小型客车的方向盘和驱动轮的转轴上 连接有光电编码器；车辆操作与运动信息采集系统还包括方向盘回正控制模块；方向盘回 正控制模块包括力矩电机；所述力矩电机的轴端与所述小型客车方向盘的转向杆连接； 路面行驶阻力模拟系统包括底盘测功机；所述小型客车驱动轮安放于所述底盘测 功机的转鼓上； 视景投影系统为五通道视景投影系统；其投影屏幕采用圆弧形投影幕，投影幕水 平视场^ 180度，通道间融合带^ 0. 5米，硬件融合采用梯形校正边缘融合处理机，投影机 选用LCD工程专业投影机；投影机设置有五台； 车辆信息采集处理系统与交通仿真视景驱动模块之间通过所述系统集成模块完 成数据的交换与反馈；系统集成模块包括系统集成通讯协议和中心服务器；车辆信息采集 处理系统与交通仿真视景驱动模块之间通过所述中心服务器并遵循所述系统集成通讯协 议交换、反馈数据。本文档来自技高网...

【技术保护点】
驾驶行为研究仿真试验平台系统，其包括驾驶试验车辆、驾驶人信息采集系统、车辆信息采集处理系统、交通仿真视景驱动模块、视景投影系统、视景模拟与道路交通场景建模系统、路面行驶阻力模拟系统以及系统集成模块，所述驾驶试验车辆连接所述车辆信息采集处理系统，所述车辆信息采集处理系统通过所述系统集成模块与所述交通仿真视景驱动模块实时通讯交换并反馈数据，其特征在于：所述驾驶试验车辆为真实的小型客车，所述小型客车的转向机构断开。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王长君，刘东波，赵斌，丁正林，李平凡，王峻极，
申请(专利权)人：公安部交通管理科学研究所，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]