溫馨提示:此汽車駕駛培訓模擬機可接入計時系統,上傳學時!
1.汽車駕駛模擬器定義
汽車駕駛模擬器是一種駕駛訓練的教學設備。它利用虛擬現實仿真技術營造一個虛擬的駕駛訓練環境,人們通過模擬器的操作部件與虛擬的環境進行交互,從而進行駕駛訓練。模擬駕駛環境幾乎完全“克隆”真實學車環境,能夠消除駕駛初學者的恐懼心理,適時規范駕駛者的操作,為駕校駕駛培訓的有力幫助。
2.汽車駕駛模擬器工作原理
模擬器的工作原理為:駕駛員操縱操作部件,使得與操作部件直接相連的傳感器發生變化,從而引起電信號的變化。信號采集及處理子系統按照一定的精度定期采集傳感器上的電信號,并進行濾波等處理。處理后的信號作為車輛動力學模型子系統的輸入,經過車輛動力學模型模擬運算,計算出車輛的當前狀態,例如發動機轉速、發動機輸出扭矩、車速、車輛當前的位置等信息。車輛動力學模型計算出的結果送入顯示系統進行圖形顯示、送入音響系統進行聲音模擬以及送入儀表系統進行儀表顯示。
本六自由度汽車駕駛模擬系統產品由采用Stewart機構的六自由度運動平臺、LED曲形屏、二手實車駕駛艙(外觀翻新)、微型控制器、伺服驅動系統等組成。六自由度運動平臺(如下圖)的下平臺安裝在地面上,上平臺為運動平臺,它由六只電動缸支承,運動平臺與電動缸采用六個虎克鉸連接,電動缸與固定基座采用六個虎克鉸連接,六只電動缸采用伺服電機驅動的電動缸。計算機控制系統通過位姿–缸長解算,通過驅動伺服電機改變電動缸缸長,以實現運動平臺的六個自由度的運動,即笛卡爾坐標系內的三個平移運動和繞三個坐標軸的轉動。
3.系統組成
本設備主要由以下部分組成:LED曲形屏、二手實車艙(外觀翻新)、運動上平臺、下平臺(基座)、電動缸及伺服電機、驅動器系統、運算及監控系統。
各自功能如下:
LED曲形屏:用于顯示駕駛訓練環境,駕駛體驗人通過模擬器的操作部件與虛擬的環境進行交互,從而進行駕駛訓練。
實車艙:是駕駛人員駕駛訓練空間,內部保留了駕駛操作的主要部件功能,模擬駕駛環境幾乎完全“克隆”真實環境。
上平臺:是有效載荷的安裝基面,提供六自由度的搖擺運動。
下平臺:是六自由度運動平臺的安裝基面,需要承受足夠大的沖擊力。
電動缸及伺服電機:通過控制電動缸活塞桿的行程,實現運動平臺臺體的六自由度運動,共6套。
驅動器系統:接收用戶控制指令,通過控制伺服電機的輸入,對伺服電機的輸出轉速和轉角進行控制,達到控制電動缸活塞桿出速度和行程的目的,共6套。
綜合控制監測系統:硬件為用戶計算機,軟件為研制方配合開發;同時,它還對平臺的運動過程進行監測,預防和處理系統的異常情況。
4.總體性能指標
名稱 | 六自由度運動平臺運動性能指標 | |||||
主要技術指標 | (1)有效載荷:1500kg,總載荷:1500kg(含上平臺自重)。 | |||||
(2)運動參數: | ||||||
姿態 | 位移 | 速度 | 加速度 | 定位精度 | 重復
定位精度 | |
俯仰(α) | ±20° | ±25°/s | 60°/s2 | 0.1° | 0.05° | |
滾轉(β) | ±20° | ±25°/s | 60°/s2 | 0.1° | 0.05° | |
偏航(γ) | ±20° | ±25°/s | 60°/s2 | 0.1° | 0.05° | |
側向位移(x) | ±200mm | 250mm/s | 0.3g | 0.1mm | 0.05mm | |
縱向位移(y) | ±200mm | 250mm/s | 0.3g | 0.1mm | 0.05mm | |
垂直升降(z) | ±200mm | 250mm/s | 0.3g | 0.1mm | 0.05mm | |
其他
技術 指標 | (1)系統響應頻率:0.1HZ~10HZ。裝機總功率:12KW
(2)電壓 380V 波動范圍:-10%~+10%; (3)頻率 50HZ,波動范圍:-5%~+5%;噪聲:平臺系統以 40mm/s 速度運動時,距平臺系統 1m 處的噪聲強度 ≤70dB; (4)控制系統:由運動控制計算機、監控計算機、全數字電機控制器、數字輸入輸出模塊、CAN 總線通訊模塊、千兆內存映射模塊、嵌入式操作系統、控制及監控軟件等組成。 |
|||||
(2)平臺總重:約650kg | ||||||
(3)防護等級:IP54 |