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SBC-MNQA軍用汽車駕駛模擬器
一、系統(tǒng)簡介：
軍用汽車駕駛模擬器,軍用動感駕駛模擬器是我公司獨(dú)立自主開發(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、自動控制、嵌入計(jì)算機(jī)，機(jī)械自動化控制、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*寬*高）
汽車模擬器駕駛艙內(nèi)圖
模擬器右邊觸摸屏： 確定、返回、上下左右功能鍵選擇，車內(nèi)和車外景切換。
1、人機(jī)交互技術(shù)：通過計(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)對話。輸入輸出設(shè)備包括：伺服控制系統(tǒng)、力反饋真車方向盤、真車儀表盤、離合油門剎車踏板、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)編碼器來采集所需要的模擬信號，通過微控制器的處理來實(shí)現(xiàn)功能。
2、多軸運(yùn)動控制器的運(yùn)動控制反解算法，改善現(xiàn)有技術(shù)中多軸運(yùn)動控制系統(tǒng)對配套伺服電機(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)練車輛的動感，達(dá)到與畫面完全同步的動感效果。
整個(gè)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)駕駛教學(xué)、娛樂休閑。與其它模擬駕駛系統(tǒng)相比，具有精確度高，實(shí)用性強(qiáng)，無延遲、高壽命、動感系統(tǒng)免維護(hù)等特點(diǎn)。
二、產(chǎn)品特點(diǎn)：
1、帶力反饋方向盤：駕駛者握緊方向盤時(shí)能感覺到汽車傳動系統(tǒng)帶來的回力，讓駕駛者感覺更真實(shí)，就像現(xiàn)實(shí)中開車一樣，撞上物體之后，方向盤會有反作用力。
2、操控系統(tǒng)：離合剎車油門、方向盤、檔位、手剎、左右轉(zhuǎn)向燈、遠(yuǎn)近光燈切換、大燈行車燈、喇叭、雨刮器等保留原車功能改裝一應(yīng)俱全，每一個(gè)操作信號采用動作靈活，無阻滯的磁感應(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輛駕駛訓(xùn)練及應(yīng)急避險(xiǎn)訓(xùn)練，操作平臺硬件與大型車實(shí)車相似，系統(tǒng)軟件可模擬多種車型。
2.整體系統(tǒng)運(yùn)行流暢，無明顯卡頓情況，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《汽車駕駛培訓(xùn)模擬器》（互動型汽車駕駛培訓(xùn)模擬器Ⅱ級）行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
4.使用電源/負(fù)荷：單相（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：240G
顯示器：單視景顯示屏尺寸為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，車內(nèi)和車外景切換。
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，汽車烤漆工藝相同的優(yōu)點(diǎn)。
2)車型勇士車型（可根據(jù)客戶要求定制車型）
3)顏色：軍綠色，整體外觀美觀大方。(顏色可選)
4)開放式艙體，方向盤、變速機(jī)構(gòu)、手制動、加油踏板、制動踏板、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視景系統(tǒng)，并具有錯(cuò)誤駕駛記錄和提示功能。互動視景系統(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)向盤總成：
1) 真車方向盤；
2)轉(zhuǎn)向力度切向力：20N-120N范圍；
3)內(nèi)部傳動有電機(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，可自動回位。
8.腳剎、油門、離合總成：
1)采用真車配件，利用電磁感應(yīng)原理，及拉力、反彈力效果，達(dá)到與汽車駐車加速效果一致；
2)腳剎、油門、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：
1)仿真儀表，可實(shí)時(shí)反饋車速與發(fā)動機(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、車門、手剎、安全帶等信號。
11.組合開關(guān)：
1)采用真車配件；
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)火開關(guān)等。
12.座椅 ：真車座椅，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)，帶開關(guān)感應(yīng)裝置控制信號。
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.各開關(guān)信號操作通過各精密傳感器，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 嵌入中控臺，操作簡單、個(gè)性。
16.軟件具備語音提示、視頻教學(xué)、評分標(biāo)準(zhǔn)、多模式場景等
四、模擬軟件：
1.軟件與硬件適配，對接流暢。
2.具備多種訓(xùn)練、考核場景：
1)基礎(chǔ)駕駛（駕駛預(yù)習(xí)、起步直線行駛停車、轉(zhuǎn)向、制動）
2)場地駕駛（定位停車、坡道起步、上坡轉(zhuǎn)彎換擋、通過單凸路、通過單雙邊橋、通過圓形錯(cuò)位障礙、通過錯(cuò)位小巷、通過限制門、上坡轉(zhuǎn)彎減檔）
3)式樣駕駛（公路掉頭、倒車移位、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、無照明條件下駕駛）
8)應(yīng)急避險(xiǎn)（轉(zhuǎn)向失控處置、制動失靈處置、車輛爆胎處置）
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、軟件場景：
1.1軟件編寫原理：
1.1.1 針對駕駛專業(yè)模擬訓(xùn)練器，采用基于 Unity3D 渲染引擎、以動力學(xué)為物理引擎，對車輛的動作以及特效進(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)行車輛模擬以及動作和特效的擴(kuò)展。
1.1.2 使用汽車動力學(xué)仿真數(shù)學(xué)模型，根據(jù)模擬駕駛車輛的質(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、轉(zhuǎn)向、倒車、換檔），實(shí)現(xiàn)模擬車輛駕駛前進(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、剎車輸入的值結(jié)合當(dāng)前檔位確定縱向加速度，實(shí)現(xiàn)模擬車輛加速、剎車等運(yùn)行效果；根據(jù)車身懸掛系統(tǒng)、運(yùn)行速度結(jié)合地形，實(shí)現(xiàn)模擬車輛運(yùn)行中的顛簸效果和車輛姿態(tài)信息。
1.1.3 運(yùn)用動力學(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?yán)碚搶W(xué)習(xí)模塊：具備單獨(dú)界面軍用汽車構(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)汽車駕駛員模塊：基本知識、基礎(chǔ)駕駛、場地駕駛、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輛裝卸載、綜合演練等科目。
圖二：基礎(chǔ)駕駛
圖三：場地駕駛
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、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)場景駕駛體驗(yàn)系統(tǒng)等。
7.其它模塊：
7.1、仿真車模型：10 種典型虛擬車輛模型：東風(fēng)猛士、北汽勇士、 EQ1118、EQ1121、 EQ2102、SX2150、SX2190、豪濼 ZZ2197、東風(fēng)天錦、大客車等，并可根據(jù)需要拓展、定制個(gè) 性化車輛模型。
圖十：解放CA1121J車型
圖十一：皮卡車車型
圖十二：勇士車型
圖十三：東風(fēng)天錦車車型
圖十四：東風(fēng)猛士車型
圖十五：解放CA1125J車型
7.2、汽車設(shè)置界面：調(diào)整車輛各項(xiàng)動力學(xué)參數(shù)、車輛后視鏡及視角調(diào)整。
圖十六：功能菜單設(shè)置
7.3、仿真場地庫：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、直角轉(zhuǎn)彎、弧線倒車、直線倒車、倒車移位、側(cè)方停車、漸窄門等訓(xùn)練課目；快速路、卵石路、橫斷路、盤山路等常見道路場景，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、場地駕駛模擬訓(xùn)練。
圖十八：駕駛訓(xùn)練界面
7.5、場景畫面：單通道分辨率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：場景畫面功能設(shè)置界面
7.6、場景天氣類型具有：晴天、陰天、雨天、雪天、霧天、夜晚等模塊，不同天氣有不同場景效果，同時(shí)路面有不同的屬性。道路上的行人密度、車輛密度可調(diào)節(jié).
圖二十：天氣、車輛、行人自由切換功能界面
