"追求技術(shù)進(jìn)步、服務(wù)科教興國(guó)、支持教育事業(yè)"
SBC-MNQA軍用汽車(chē)駕駛模擬器
一、系統(tǒng)簡(jiǎn)介：
軍用汽車(chē)駕駛模擬器,軍用動(dòng)感駕駛模擬器是我公司獨(dú)立自主開(kāi)發(fā)的最新一代駕駛模擬系統(tǒng)。它涉及虛擬仿真、電子單片機(jī)應(yīng)用工程、數(shù)據(jù)圖像處理、自動(dòng)控制、嵌入計(jì)算機(jī)，機(jī)械自動(dòng)化控制、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸?shù)燃夹g(shù)，同時(shí)它采用以下兩項(xiàng)技術(shù)：
外殼：冷軋板外殼，配32寸顯示器 規(guī)格： 1700*1980*1400（長(zhǎng)*寬*高）
汽車(chē)模擬器駕駛艙內(nèi)圖
模擬器右邊觸摸屏： 確定、返回、上下左右功能鍵選擇，車(chē)內(nèi)和車(chē)外景切換。
1、人機(jī)交互技術(shù)：通過(guò)計(jì)算機(jī)輸入、輸出設(shè)備，以有效的方式實(shí)現(xiàn)人與計(jì)算機(jī)對(duì)話。輸入輸出設(shè)備包括：伺服控制系統(tǒng)、力反饋真車(chē)方向盤(pán)、真車(chē)儀表盤(pán)、離合油門(mén)剎車(chē)踏板、掛檔器及手剎柄等，其中使用高精密形霍爾傳感器和光學(xué)編碼器來(lái)采集所需要的模擬信號(hào)，通過(guò)微控制器的處理來(lái)實(shí)現(xiàn)功能。
2、多軸運(yùn)動(dòng)控制器的運(yùn)動(dòng)控制反解算法，改善現(xiàn)有技術(shù)中多軸運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)配套伺服電機(jī)實(shí)施控制時(shí)速度和效率不足的缺陷，快速響應(yīng)訓(xùn)練車(chē)輛的動(dòng)感，達(dá)到與畫(huà)面完全同步的動(dòng)感效果。
整個(gè)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)駕駛教學(xué)、娛樂(lè)休閑。與其它模擬駕駛系統(tǒng)相比，具有精確度高，實(shí)用性強(qiáng)，無(wú)延遲、高壽命、動(dòng)感系統(tǒng)免維護(hù)等特點(diǎn)。
二、產(chǎn)品特點(diǎn)：
1、帶力反饋方向盤(pán)：駕駛者握緊方向盤(pán)時(shí)能感覺(jué)到汽車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)帶來(lái)的回力，讓駕駛者感覺(jué)更真實(shí)，就像現(xiàn)實(shí)中開(kāi)車(chē)一樣，撞上物體之后，方向盤(pán)會(huì)有反作用力。
2、操控系統(tǒng)：離合剎車(chē)油門(mén)、方向盤(pán)、檔位、手剎、左右轉(zhuǎn)向燈、遠(yuǎn)近光燈切換、大燈行車(chē)燈、喇叭、雨刮器等保留原車(chē)功能改裝一應(yīng)俱全，每一個(gè)操作信號(hào)采用動(dòng)作靈活，無(wú)阻滯的磁感應(yīng)非接觸式高精度傳感機(jī)構(gòu)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理并實(shí)時(shí)傳回計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)圖像實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)變。
3、顯示系統(tǒng)：采用單屏或三個(gè)高清顯示器組合而成的三聯(lián)屏，采用高清顯卡，可達(dá)到5760*1080的超高清分辨率。
三、產(chǎn)品參數(shù)：
1.科德軍用駕駛模擬訓(xùn)練器主要模擬大型車(chē)輛駕駛訓(xùn)練及應(yīng)急避險(xiǎn)訓(xùn)練，操作平臺(tái)硬件與大型車(chē)實(shí)車(chē)相似，系統(tǒng)軟件可模擬多種車(chē)型。
2.整體系統(tǒng)運(yùn)行流暢，無(wú)明顯卡頓情況，系統(tǒng)運(yùn)算仿真周期不大于100ms；實(shí)時(shí)性：操控觸發(fā)到系統(tǒng)顯示的時(shí)間小于0.1s。
3.符合交通部JT/T378-2014《汽車(chē)駕駛培訓(xùn)模擬器》（互動(dòng)型汽車(chē)駕駛培訓(xùn)模擬器Ⅱ級(jí)）行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
4.使用電源/負(fù)荷：?jiǎn)蜗啵?span lang="EN-US">220V）/520W。
5.計(jì)算機(jī)配置：
主板：B360 CPU: I5
顯卡：1650 4G
內(nèi)存：8G
硬盤(pán)：240G
顯示器：?jiǎn)我暰帮@示屏尺寸為32寸，分辨率1920*1080。
模擬器右邊10寸觸摸屏： 確定、返回、上下左右功能鍵選擇，車(chē)內(nèi)和車(chē)外景切換。
6.外觀：
1)外觀造型：全新風(fēng)格、時(shí)尚新穎，采用優(yōu)質(zhì)鋼材的冷軋板外殼而成，汽車(chē)烤漆工藝相同的優(yōu)點(diǎn)。
2)車(chē)型勇士車(chē)型（可根據(jù)客戶要求定制車(chē)型）
3)顏色：軍綠色，整體外觀美觀大方。(顏色可選)
4)開(kāi)放式艙體，方向盤(pán)、變速機(jī)構(gòu)、手制動(dòng)、加油踏板、制動(dòng)踏板、離合器踏板等實(shí)裝主要操作部件均需要模擬，其外觀尺寸、部署相對(duì)位置、操作行程，以及操作力度感受與實(shí)際基本一致，操縱機(jī)件性能工作可靠、操作靈活、低噪音。
5)具有座艙和顯示器的互動(dòng)視景系統(tǒng)，并具有錯(cuò)誤駕駛記錄和提示功能。互動(dòng)視景系統(tǒng)應(yīng)具備圖形工作站、顯示設(shè)備、音響功放等組成，可實(shí)現(xiàn)駕駛員前景140度以上視角的屏幕顯示。
7.轉(zhuǎn)向盤(pán)總成：
1) 真車(chē)方向盤(pán)；
2)轉(zhuǎn)向力度切向力：20N-120N范圍；
3)內(nèi)部傳動(dòng)有電機(jī)、齒輪、同步輪、光電編碼器組成，產(chǎn)生力反饋效果，力感同實(shí)車(chē)，可自動(dòng)回位。
8.腳剎、油門(mén)、離合總成：
1)采用真車(chē)配件，利用電磁感應(yīng)原理，及拉力、反彈力效果，達(dá)到與汽車(chē)駐車(chē)加速效果一致；
2)腳剎、油門(mén)、離合踏板行程、彈力按行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（JT/T378-2014)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)制定。
9.檔位、手剎：
1)手剎操縱桿拉力：20-100N；
2)檔位變速桿操縱力：10N-50N。
10.儀表盤(pán)：
1)仿真儀表，可實(shí)時(shí)反饋車(chē)速與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速；
2) 功能：時(shí)速表、轉(zhuǎn)速表、遠(yuǎn)近光燈、示廓燈、霧燈、左右轉(zhuǎn)向燈、車(chē)門(mén)、手剎、安全帶等信號(hào)。
11.組合開(kāi)關(guān)：
1)采用真車(chē)配件；
2)主要功能：左轉(zhuǎn)向燈、右轉(zhuǎn)向燈、遠(yuǎn)光燈、近光燈、雨刷、應(yīng)急燈、喇叭、點(diǎn)火開(kāi)關(guān)等。
12.座椅 ：真車(chē)座椅，可調(diào)節(jié)前座椅后及靠背斜度，配合三點(diǎn)式安全帶結(jié)構(gòu)，帶開(kāi)關(guān)感應(yīng)裝置控制信號(hào)。
13.電子電路：采用非接觸式電磁感應(yīng)原理，避免傳感器與硬件之間產(chǎn)生接觸與磨損，將電路的使用壽命周期最大化。
14.各開(kāi)關(guān)信號(hào)操作通過(guò)各精密傳感器，數(shù)據(jù)采集經(jīng)硬件與模擬教學(xué)軟件結(jié)合，達(dá)成上下位機(jī)通訊。
15.采用專用小鍵盤(pán) 嵌入中控臺(tái)，操作簡(jiǎn)單、個(gè)性。
16.軟件具備語(yǔ)音提示、視頻教學(xué)、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)、多模式場(chǎng)景等
四、模擬軟件：
1.軟件與硬件適配，對(duì)接流暢。
2.具備多種訓(xùn)練、考核場(chǎng)景：
1)基礎(chǔ)駕駛（駕駛預(yù)習(xí)、起步直線行駛停車(chē)、轉(zhuǎn)向、制動(dòng)）
2)場(chǎng)地駕駛（定位停車(chē)、坡道起步、上坡轉(zhuǎn)彎換擋、通過(guò)單凸路、通過(guò)單雙邊橋、通過(guò)圓形錯(cuò)位障礙、通過(guò)錯(cuò)位小巷、通過(guò)限制門(mén)、上坡轉(zhuǎn)彎減檔）
3)式樣駕駛（公路掉頭、倒車(chē)移位、側(cè)方移位）
4)道路駕駛（一般道路駕駛、城市道路駕駛、山區(qū)道路駕駛、高速道路駕駛）
5)復(fù)雜路段駕駛（泥濘路段駕駛、涉水路段駕駛、場(chǎng)地模擬高速公路駕駛）
6)特殊天候條件下駕駛（雨天駕駛、霧天駕駛、雪天駕駛）
7)夜間駕駛（燈光使用、有照明條件下夜間駕駛、無(wú)照明條件下駕駛）
8)應(yīng)急避險(xiǎn)（轉(zhuǎn)向失控處置、制動(dòng)失靈處置、車(chē)輛爆胎處置）
3.模擬器軟件版本要求：模擬器軟件應(yīng)由四個(gè)主要系統(tǒng)構(gòu)成：VehicleDynamics動(dòng)力學(xué)仿真系統(tǒng)，VehicleMaterial路譜仿真系統(tǒng)，VehicleControl控制系統(tǒng)，VehicleCom通訊系統(tǒng)。
1、VehicleDynamics負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)整車(chē)仿真模型及仿真工況；
2、VehicleMaterial負(fù)責(zé)模擬各種路面仿真工況；
3、VehicleControl負(fù)責(zé)車(chē)輛控制運(yùn)算；
4、VehicleCom負(fù)責(zé)上位機(jī)與下位機(jī)的通訊。
五、軟件場(chǎng)景：
1.1軟件編寫(xiě)原理：
1.1.1 針對(duì)駕駛專業(yè)模擬訓(xùn)練器，采用基于 Unity3D 渲染引擎、以動(dòng)力學(xué)為物理引擎，對(duì)車(chē)輛的動(dòng)作以及特效進(jìn)行了預(yù)先封裝，同時(shí)采用插件化的模塊分離設(shè)計(jì)方法，進(jìn)行車(chē)輛模擬以及動(dòng)作和特效的擴(kuò)展。
1.1.2 使用汽車(chē)動(dòng)力學(xué)仿真數(shù)學(xué)模型，根據(jù)模擬駕駛車(chē)輛的質(zhì)量、速度、懸掛性能、摩擦系數(shù)等自身屬性參數(shù)和硬件方向盤(pán)的輸入值，以及平原、山地、沙漠等典型地形路面特征信息，結(jié)合硬件解析模塊得到的相關(guān)操作指令（啟動(dòng)、轉(zhuǎn)向、倒車(chē)、換檔），實(shí)現(xiàn)模擬車(chē)輛駕駛前進(jìn)、倒退、轉(zhuǎn)彎、速度變化、姿態(tài)變化等多種駕駛物理效果；根據(jù)油門(mén)、剎車(chē)輸入的值結(jié)合當(dāng)前檔位確定縱向加速度，實(shí)現(xiàn)模擬車(chē)輛加速、剎車(chē)等運(yùn)行效果；根據(jù)車(chē)身懸掛系統(tǒng)、運(yùn)行速度結(jié)合地形，實(shí)現(xiàn)模擬車(chē)輛運(yùn)行中的顛簸效果和車(chē)輛姿態(tài)信息。
1.1.3 運(yùn)用動(dòng)力學(xué)計(jì)算出的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)用于三維視景展示模塊中的數(shù)據(jù)輸出展示，預(yù)留的駕駛數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)輸出接口，實(shí)現(xiàn)與外界動(dòng)力學(xué)反饋設(shè)備相連，增強(qiáng)駕駛體驗(yàn)，提高駕駛技能。
2.軍用汽車(chē)?yán)碚搶W(xué)習(xí)模塊：具備單獨(dú)界面軍用汽車(chē)構(gòu)造、駕駛要領(lǐng)、管理與使用等 理論資料。
圖一：軟件主界面菜單選擇
3.新訓(xùn)汽車(chē)駕駛員模塊：基本知識(shí)、基礎(chǔ)駕駛、場(chǎng)地駕駛、式樣駕駛、道路駕駛、復(fù)雜路段駕駛、特殊天候條件下駕駛、夜間駕駛、戰(zhàn)地駕駛、應(yīng)急避險(xiǎn)、鐵路水路航空輸送車(chē)輛裝卸載、綜合演練等科目。
圖二：基礎(chǔ)駕駛
圖三：場(chǎng)地駕駛
圖四：樣式駕駛
圖五：道路駕駛
圖六：一般道路駕駛
4.駕駛員訓(xùn)練模塊：
圖七：場(chǎng)地訓(xùn)練駕駛
圖八：模式駕駛
5.地方駕考訓(xùn)練模塊：理論知識(shí)、課目二、課目三、課目四。
圖九：理論模擬
6.應(yīng)急避險(xiǎn)體驗(yàn)?zāi)K：三超一疲勞系統(tǒng)、酒駕體驗(yàn)系統(tǒng)、危險(xiǎn)場(chǎng)景駕駛體驗(yàn)系統(tǒng)等。
7.其它模塊：
7.1、仿真車(chē)模型：10 種典型虛擬車(chē)輛模型：東風(fēng)猛士、北汽勇士、 EQ1118、EQ1121、 EQ2102、SX2150、SX2190、豪濼 ZZ2197、東風(fēng)天錦、大客車(chē)等，并可根據(jù)需要拓展、定制個(gè) 性化車(chē)輛模型。
圖十：解放CA1121J車(chē)型
圖十一：皮卡車(chē)車(chē)型
圖十二：勇士車(chē)型
圖十三：東風(fēng)天錦車(chē)車(chē)型
圖十四：東風(fēng)猛士車(chē)型
圖十五：解放CA1125J車(chē)型
7.2、汽車(chē)設(shè)置界面：調(diào)整車(chē)輛各項(xiàng)動(dòng)力學(xué)參數(shù)、車(chē)輛后視鏡及視角調(diào)整。
圖十六：功能菜單設(shè)置
7.3、仿真場(chǎng)地庫(kù)：設(shè)有單邊橋、隧道、掩體、錯(cuò)位小巷、高架橋、"8"字型路、"S" 型路、鐵路平車(chē)、直角轉(zhuǎn)彎、弧線倒車(chē)、直線倒車(chē)、倒車(chē)移位、側(cè)方停車(chē)、漸窄門(mén)等訓(xùn)練課目；快速路、卵石路、橫斷路、盤(pán)山路等常見(jiàn)道路場(chǎng)景，滑坡、落石等模擬障礙物；具有良好的擴(kuò)展性，可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行個(gè)性化定制。
圖十七：場(chǎng)地訓(xùn)練功能選擇界面
7.4、單機(jī)運(yùn)行能實(shí)現(xiàn) 1 名受訓(xùn)人員操縱駕駛單元進(jìn)行道路、場(chǎng)地駕駛模擬訓(xùn)練。
圖十八：駕駛訓(xùn)練界面
7.5、場(chǎng)景畫(huà)面：?jiǎn)瓮ǖ婪直媛?span lang="EN-US">1920*1080、可支持單通道，三通道分辨率5760*1080可支持三通道視景。
圖十九：場(chǎng)景畫(huà)面功能設(shè)置界面
7.6、場(chǎng)景天氣類型具有：晴天、陰天、雨天、雪天、霧天、夜晚等模塊，不同天氣有不同場(chǎng)景效果，同時(shí)路面有不同的屬性。道路上的行人密度、車(chē)輛密度可調(diào)節(jié).
圖二十：天氣、車(chē)輛、行人自由切換功能界面
