一种基于伺服电机控制的模拟器转向力的反馈方法技术

本申请公开了一种基于伺服电机控制的模拟器转向力的反馈方法，其包括：步骤一

【技术实现步骤摘要】
一种基于伺服电机控制的模拟器转向力的反馈方法


[0001]本专利技术涉及模拟器转向力反馈
，具体涉及一种基于伺服电机控制的模拟器转向力的反馈方法
。

技术介绍

[0002]驾驶模拟器是一种驾驶训练的教学设备，它利用虚拟现实仿真技术营造一个虚拟的驾驶训练环境，人们通过模拟器的操作部件与虚拟的环境进行交互，从而进行驾驶训练广义上的驾驶模拟器包括汽车驾驶模拟器
、
飞机驾驶模拟器
、
船舶驾驶模拟器等，凡是用来“驾驶”的模拟设备，均可以称之为驾驶模拟器，驾驶模拟器座舱由驾驶舱座，视景计算机，视屏，操作传感器，数据采集卡，耳机和话筒等组成，座舱包含了与真实车辆相同的操作部件，能够消除驾驶初学者的恐惧心理，适时规范驾驶者的操作，为驾校驾驶培训的有力帮助，也会学徒提供了方便和趣味性；
[0003]然而，为了提高了模拟器的仿真体验，现有模拟器主要采用弹簧等机械式传动装置对方向盘进行归位，让学员感受到弹簧反作用力带来的方向盘反馈力，但是，学员通过弹簧反作用力感受到的方向盘反馈力是根据学员转动方向盘的力的大小来反馈的，与真实驾驶中车辆方向盘的反馈力具有偏差，而且，不同路况中的车辆方向盘的反馈力之间均不相同，错误的方向盘反馈力容易对学员造成错误的引导，降低了模拟器的训练效果，影响了学员的仿真体验感
。
因此，本领域技术人员提供了一种基于伺服电机控制的模拟器转向力的反馈方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种基于伺服电机控制的模拟器转向力的反馈方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题
。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种基于伺服电机控制的模拟器转向力的反馈方法，包括如下步骤：
[0007]步骤一
、
在上位机中建立数据库，并将车辆的行驶数据和车辆行驶的道路数据收录在数据库中；
[0008]步骤二
、
基于步骤一中的数据库中的车辆的行驶数据和车辆行驶的道路数据在上位机中构建各种路况的虚拟场景模型；
[0009]步骤三
、
启动模拟器，建立上位机与模拟器单片机通信，并选择待实训路况的虚拟场景模型；
[0010]步骤四
、
驾驶员控制虚拟车辆在虚拟场景模型中行驶，并控制方向盘转动，将方向盘的角度变化量输送至模拟器单片机中，让模拟器单片机将方向盘的角度变化量反馈至上位机中；
[0011]步骤五
、
上位机在数据库中寻找相应路况中的车辆行驶数据，并在寻找到的车辆行驶数据中匹配与步骤四中接收到的方向盘的角度变化量对应的方向盘反馈力矩数据，得
到方向盘反馈力矩数据；
[0012]步骤六
、
上位机将步骤五中得到的方向盘反馈力矩数据输送至模拟器单片机中，让模拟器单片机根据方向盘反馈力矩数据向伺服电机下发工作指令；
[0013]步骤七
、
伺服电机接收工作指令后，驱动方向盘反向转动，让驾驶员感受到方向盘转向的反馈力
。
[0014]优选地，步骤一中的数据库收录的车辆的行驶数据
、
车辆行驶的道路数据为真实车辆在真实道路中行驶采集到的车辆行驶数据和道路数据
。
[0015]优选地，步骤二中构建的各种路况的虚拟场景模型是根据数据库中收录的各种道路数据结合天气数据并基于虚拟场景构建技术搭建而成
。
[0016]优选地，上位机
、
模拟器单片机上均设置有串行通信总线接口，且上位机和模拟器单片机之间通过串行通信总线进行通信
。
[0017]优选地，方向盘的底部设置有操纵杆，操纵杆远离方向盘的一端安装在伺服电机的输出端，伺服电机能够通过驱动操纵杆正
、
反向转动带动方向盘正
、
反向转动
。
[0018]优选地，伺服电机上设置有编码器，伺服电机通过编码器检测方向盘的角度变化量，并将方向盘的角度变化量输送至模拟器单片机中
。
[0019]优选地，伺服电机上设置有控制器，控制器接收编码器反馈的方向盘的角度变化量，并将方向盘的角度变化量输送至模拟器单片机中，并且，控制器接收模拟器单片机下发的驱动电机工作指令，控制伺服电机正
、
反转
。
[0020]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术先在上位机中建立数据库收录真实车辆在各种路况中的行驶数据和道路数据，再根据数据库中的车辆行驶数据和道路数据搭建各种路况的虚拟场景模型，再建立上位机与模拟器的通信，能够让学员选择不同的路况的虚拟场景模型进行模拟训练，同时，再收集学员操作虚拟车辆时的方向盘的转向角度，将方向盘的角度变化量输送至数据库中，在数据库中寻找选择的路况中的车辆行驶数据，并在寻找到的车辆行驶数据中匹配与方向盘的角度变化量对应的方向盘反馈力矩数据，最后，再将方向盘反馈力矩数据反馈至模拟器单片机中，让模拟器单片机根据方向盘反馈力的数据驱动伺服电机工作带动方向盘反向转动，让驾驶员感受到方向盘转向的反馈力，能够让学员在模拟训练时感受到各种真实路况中的车辆方向盘的反馈力，避免了因方向盘的反馈力错误而对学员造成错误的引导的情况发生，提高了学员的仿真体验感，保证了模拟器的训练效果
。
附图说明
[0021]图1为根据本专利技术一实施例的模拟器转向力的反馈方法的流程图；
[0022]图2为根据本专利技术一实施例的控制虚拟车辆转向的流程图
。
具体实施方式
[0023]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位
、
或以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制
。
此外，
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量
。
由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征
。
在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上
。
另外，术语“包括”及其任何变形，意图在于覆盖不排他的包含
。
[0024]结合图1和图2所示，一种基于伺服电机控制的模拟器转向力的反馈方法，包括如下步骤：
[0025]先在上位机中建立数据库，并将车辆的行驶数据和车辆行驶的道路数据收录在数据库中；再根据数据库中的车辆的行驶数据和车辆行驶的道路数据在上位机中构建各种路况的虚拟场景模型；然后，启动模拟器，建立上位机与模拟器单片机通信，并选择待实训本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于伺服电机控制的模拟器转向力的反馈方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一
、
在上位机中建立数据库，并将车辆的行驶数据和车辆行驶的道路数据收录在数据库中；步骤二
、
基于步骤一中的数据库中的车辆的行驶数据和车辆行驶的道路数据在上位机中构建各种路况的虚拟场景模型；步骤三
、
启动模拟器，建立上位机与模拟器单片机通信，并选择待实训路况的虚拟场景模型；步骤四
、
驾驶员控制虚拟车辆在虚拟场景模型中行驶，并控制方向盘转动，将方向盘的角度变化量输送至模拟器单片机中，让模拟器单片机将方向盘的角度变化量反馈至上位机中；步骤五
、
上位机在数据库中寻找相应路况中的车辆行驶数据，并在寻找到的车辆行驶数据中匹配与步骤四中接收到的方向盘的角度变化量对应的方向盘反馈力矩数据，得到方向盘反馈力矩数据；步骤六
、
上位机将步骤五中得到的方向盘反馈力矩数据输送至模拟器单片机中，让模拟器单片机根据方向盘反馈力矩数据向伺服电机下发工作指令；步骤七
、
伺服电机接收工作指令后，驱动方向盘反向转动，让驾驶员感受到方向盘转向的反馈力
。2.
根据权利要求1所述的一种基于伺服电机控制的模拟器转向力的反馈方法，其特征在于，步骤一中的数据库收录的车辆的行驶数据
、
车辆行驶的道路数据为真实车辆在真实道路中行驶采集到的车辆行驶数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：常胜，崔培华，
申请(专利权)人：徐州九鼎机电总厂，
类型：发明
国别省市：