一種基于激振器的駕駛模擬系統與方法與流程

本發明涉及一種基于激振器的駕駛模擬系統與方法。

背景技術：

汽車駕駛模擬器是進行駕駛模擬的仿真系統，系統中包括了車輛操縱部件、司機室環境、視景顯示系統、數據采集模塊、計算機系統等設備，也包括了數據處理模塊，以及各種仿真模塊，如動力學仿真模塊、視景仿真模塊、聲音仿真模塊等；利用該設備，可以在模擬駕駛環境中，對駕駛過程進行仿真，具有安全、經濟、環保、高效、過程可重復等特點；廣泛用于駕駛培訓、交通安全、汽車研發、科學研究等領域，以培訓司機的安全駕駛技能，提高其交通安全意識，并實現交通安全教育。

目前，用于培訓的汽車駕駛模擬器中，受訓司機在模擬操作中的信息來源包括：目視觀察道模擬器生成的道路交通環境視景畫面、耳聽模擬器生成的環境及本車音頻信息、感受模擬器運動系統帶來的加速度感，通過操縱方向盤、油門、剎車、檔位等模擬器操縱機構，進而完成與模擬器的交互，達到駕駛培訓的目的；這些信息來源、交互方式與真實開車基本類似，能較好地模擬實際開車過程；但同時使得培訓效果也受限于這些交互方式，無法做到使駕駛者對不當駕駛行為形成條件反射。

技術實現要素：

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種基于激振器的駕駛模擬系統與方法，在模擬駕駛過程中，根據當前交通環境參數和本車數據，進行交通法規評判和交通安全風險評判，并在違反交通法規或者具有交通安全風險時，生成激振控制命令，控制安裝在汽車駕駛模擬器司機室中的激振裝置對駕駛者進行感官刺激，促進其形成對不當駕駛行為的條件反射。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：一種基于激振器的駕駛模擬系統，包括汽車駕駛模擬器、激振控制模塊和安裝于汽車駕駛模擬器司機室中的激振裝置；所述的激振控制模塊分別與汽車駕駛模擬器和激振裝置連接；

所述的激振控制模塊用于與汽車駕駛模擬器的仿真模塊交互，獲取仿真模塊中的數據，進行交通法規和交通安全風險評判，并根據評判結果控制激振裝置動作；

所述的激振裝置用于在駕駛模擬違反交通法規或者具有交通安全風險時，在激振控制模塊的控制命令下，對駕駛者進行激振刺激。

進一步地，所述的激振裝置包括通訊接口、激振驅動控制器和多個激振器組；激振驅動控制器的輸入端通過通訊接口與激振控制模塊連接，激振驅動控制器的輸出端分別與每一個激振器組連接。

進一步地，所述的多個激振器組包括設置于司機室中的座椅靠背激振器組、座椅坐墊激振器組和轉向軸激振器組。

所述的激振控制模塊包括：

數據采集單元，用于從汽車駕駛模擬器的仿真模塊中獲取當前交通環境參數和本車數據；

交通法規評判單元，用于判斷模擬駕駛是否符合交通法規；

交通安全風險評判單元，用戶判斷模擬駕駛是否存在安全風險；

激振命令生成單元，在違反交通法規或者具有安全風險時，生成激振控制命令；

激振信號傳輸單元，用于在激振命令生成時，將激振命令傳輸給激振裝置。

一種基于激振器的駕駛模擬系統的模擬方法，包括以下子步驟：

S1.從模擬駕駛器的仿真系統中獲取當前交通環境參數與本車狀態數據；

S2.根據步驟S1中獲得的數據和交通法規評判規則，對本車是否違反交通法規進行評判，并在違反交通法規，保存交通違法的方位信息；

S3.根據步驟S1中獲得的數據和風險識別規則，對本車以當前狀態運行是否存在交通安全風險進行評判，并在具有安全風險時保存風險來源的方位信息；

S4.在違反交通法規或者具有安全風險時，生成激振控制命令；

S5.將激振控制命令傳輸給激振裝置；

S6.激振裝置的激振驅動控制器通過通訊接口控制命令，并根據控制命令驅動激振器組工作，對駕駛者進行感官刺激

所述的步驟S4生成的控制命令時，根據交通違法的方位信息或者風險來源的方位信息確定控制命令在各個激振器組中的施加對象。

本發明的有益效果是：在模擬駕駛過程中，根據當前交通環境參數和本車數據，進行交通法規評判和交通安全風險評判，并在違反交通法規或者具有交通安全風險時，生成激振控制命令，控制安裝在汽車駕駛模擬器司機室中的激振裝置對駕駛者進行感官刺激，促進其形成對不當駕駛行為的條件反射。

附圖說明

圖1為本發明的系統原理框圖。

圖2為本發明的方法流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖進一步詳細描述本發明的技術方案，但本發明的保護范圍不局限于以下所述。

如圖1所示，一種基于激振器的駕駛模擬系統，包括汽車駕駛模擬器、激振控制模塊和安裝于汽車駕駛模擬器司機室中的激振裝置；所述的激振控制模塊分別與汽車駕駛模擬器和激振裝置連接；

所述的激振控制模塊用于與汽車駕駛模擬器的仿真模塊交互，獲取仿真模塊中的數據，進行交通法規和交通安全風險評判，并根據評判結果控制激振裝置動作；

所述的激振裝置用于在駕駛模擬違反交通法規或者具有交通安全風險時，在激振控制模塊的控制命令下，對駕駛者進行激振刺激。

汽車駕駛模擬器，是本領域很成熟的技術，主要由車輛操縱部件（處于司機室中）、司機室環境、視景顯示系統、數據采集模塊、計算機系統等硬件設備，以及仿真模塊構成：仿真模塊主要包括動力學仿真子模塊、視景仿真子模塊和聲音仿真子模塊；視景仿真子模塊能夠創建虛擬交通道路環境和虛擬車輛；駕駛者控制司機室中的車輛操縱部件進行動作后，由數據將操作動作轉換后，控制虛擬車輛在虛擬交通道路上運行，并在實景顯示系統中展示。

本發明在模擬駕駛過程中，根據當前交通環境參數和本車數據，進行交通法規評判和交通安全風險評判，并在違反交通法規或者具有交通安全風險時，生成激振控制命令，控制安裝在汽車駕駛模擬器司機室中的激振裝置對駕駛者進行感官刺激，促進其形成對不當駕駛行為的條件反射；進而駕駛者在之后的實際駕駛過程如果出現不當操作，能夠及時反應過來，提高駕駛的安全性。

所述的激振裝置包括通訊接口、激振驅動控制器和多個激振器組；激振驅動控制器的輸入端通過通訊接口與激振控制模塊連接，激振驅動控制器的輸出端分別與每一個激振器組連接。

所述的多個激振器組包括設置于司機室中的座椅靠背激振器組、座椅坐墊激振器組和轉向軸激振器組。

所述的激振控制模塊包括：

數據采集單元，用于從汽車駕駛模擬器的仿真模塊中獲取當前交通環境參數和本車數據；

交通法規評判單元，用于判斷模擬駕駛是否符合交通法規；

交通安全風險評判單元，用戶判斷模擬駕駛是否存在安全風險；

激振命令生成單元，在違反交通法規或者具有安全風險時，生成激振控制命令；

激振信號傳輸單元，用于在激振命令生成時，將激振命令傳輸給激振裝置。

如圖2所示，一種基于激振器的駕駛模擬系統的模擬方法，包括以下子步驟：

S1.從模擬駕駛器的仿真系統中獲取當前交通環境參數與本車狀態數據；

采集的當前交通環境參數包括：

其它交通參與者（含車輛、非機動車、行人）的位置、速度、加速度信息；

道路車道數據、車道標線數據；

信號管理設備信息，如：信號燈狀態、限行信息、限速數據等。

采集的本車狀態數據包括：

本車的空間位置、姿態角度、各方向速度、加速度；

操縱部件狀態，包括：方向盤角度、檔位狀態、各踏板的狀態、燈光開關狀態等；

本車各子系統狀態，包括：發動機狀態、變速箱狀態、轉向系統狀態、輪胎系統狀態等。

S2.根據步驟S1中獲得的數據和交通法規評判規則，對本車是否違反交通法規進行評判，并在違反交通法規，保存交通違法的方位信息；

交通法規評判規則可以是通用的交通法規，也可以自定義；

例如，本車的速度大于限速數據，闖紅燈，壓線等。

S3.根據步驟S1中獲得的數據和風險識別規則，對本車以當前狀態運行是否存在交通安全風險進行評判，并在具有安全風險時保存風險來源的方位信息；

風險識別主要是判斷是否與周圍車輛距離太近（小于距離閾值等）。

S4.在違反交通法規或者具有安全風險時，生成激振控制命令；

根據違反交通法規或者具有的安全風險嚴重性，激振命令信號強度和頻率也可以不同，事情越嚴重，激振信號強度越大，頻率越高，對激振組進行控制時，激振器組的激振強度和頻率也越高。

S5.將激振控制命令傳輸給激振裝置；

S6.激振裝置的激振驅動控制器通過通訊接口控制命令，并根據控制命令驅動激振器組工作，對駕駛者進行感官刺激。

所述的步驟S4生成的控制命令時，根據交通違法的方位信息或者風險來源的方位信息確定控制命令在各個激振器組中的施加對象。

實施例一，如果交通違法或者安全風險來源沒有確定的方位信息，例如，闖紅燈，超過限速數據等，則生成的控制命令的施加對象是各個激振器組中的所有激振器。

實施例二，如果本車離右側車輛過近時，進行安全風險判斷后，認為具有安全風險，并保存安全風險的來源是右側，步驟S4中生成的控制命令施加的對象為各個激振器組中靠右側的激振器；生成的控制命令傳輸到激振裝置后，控制座椅靠背激振器組、座椅坐墊激振器組和轉向軸激振器組中靠右側的激振器動作，對駕駛者進行感官刺激，同理，左側車輛過近時，則生成的控制命令的施加對象為各個激振器組中的左側激振器。

實施例三，如果在本車從左側越線時，交通法規評判單元判斷出其不符合安全規范，同時保存交通違法的方位是在左側，步驟S4中生成的控制命令施加的對象為各個激振器組中靠左側的激振器；生成的控制命令傳輸到激振裝置后，控制座椅靠背激振器組、座椅坐墊激振器組和轉向軸激振器組中靠左側的激振器動作，對駕駛者進行感官刺激；同理，右側越線時，生成的控制命令的施加對象為各個激振器組中的右側激振器。