汽車駕駛模擬器工作原理

閱讀：2905發(fā)布時(shí)間：2017-9-27

汽車駕駛模擬器是一種能正確模擬汽車的駕駛操縱動(dòng)作，獲得實(shí)車駕駛感覺的仿真系統(tǒng)。目前的汽車駕駛模擬器集合了傳感器、計(jì)算機(jī)三維實(shí)時(shí)動(dòng)畫、計(jì)算機(jī)接口、人工智能、數(shù)據(jù)通信、網(wǎng)絡(luò)、多媒體等多種先進(jìn)技術(shù)，主要用于駕駛員的培訓(xùn)，也可以對(duì)微觀交通進(jìn)行仿真，對(duì)汽車的控制特性進(jìn)行研究[1]。汽車駕駛模擬器具有安全性高、再現(xiàn)性好的特點(diǎn)。利用駕駛模擬器來進(jìn)行研究和訓(xùn)練，可方便地模擬各種道路環(huán)境、天氣狀況，分析汽車的技術(shù)性能指標(biāo)，從而可以節(jié)省大量的自然資源，具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值[2]。

在汽車駕駛模擬器中，傳感控制系統(tǒng)的性能直接影響到整個(gè)汽車駕駛模擬系統(tǒng)的交互性和實(shí)時(shí)性，是衡量汽車駕駛模擬器實(shí)用性能的重要指標(biāo)。傳感控制系統(tǒng)主要由各種傳感器、數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)、以及接口電路等組成。其中，數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)是整個(gè)傳感控制系統(tǒng)的核心。目前，很多汽車駕駛模擬器采用數(shù)據(jù)采集卡實(shí)現(xiàn)操縱數(shù)據(jù)的采集，這種基于數(shù)據(jù)采集卡的數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)成本相對(duì)較高，采集模擬量時(shí)不是很穩(wěn)定，必須在仿真程序中采用專門的算法對(duì)模擬量進(jìn)行處理，同時(shí)接口的數(shù)量也很有限，這為后續(xù)的開發(fā)帶來了一些困難。而基于單片機(jī)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)雖然開發(fā)周期較長(zhǎng)，但成本相對(duì)較低，接口的可擴(kuò)展性好，同時(shí)，模擬量和開關(guān)量的預(yù)處理工作也可以由單片機(jī)來完成，*可以滿足模擬器系統(tǒng)的交互性和實(shí)時(shí)性要求。下面介紹汽車駕駛模擬器單片機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路。

系統(tǒng)的工作原理

在模擬汽車運(yùn)動(dòng)時(shí)，傳感器采集駕駛員的操縱數(shù)據(jù)，通過接口電路對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行放大和濾波，并對(duì)其中的模擬信號(hào)進(jìn)行a/d轉(zhuǎn)換，zui后單片機(jī)系統(tǒng)將控制信號(hào)通過rs-232接口傳送給主控計(jì)算機(jī)。在仿真程序中，計(jì)算機(jī)根據(jù)控制信號(hào)、汽車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、駕駛操作規(guī)則等來控制視景系統(tǒng)、音響系統(tǒng)、儀表系統(tǒng)、評(píng)價(jià)系統(tǒng)。利用單片機(jī)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)程序中相應(yīng)的功能函數(shù)，可以將單片機(jī)系統(tǒng)采集的信號(hào)轉(zhuǎn)換為控制汽車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和位置的參數(shù)。當(dāng)駕駛員進(jìn)行模擬駕駛時(shí)，單片機(jī)系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)會(huì)根據(jù)駕駛員的駕駛操作實(shí)時(shí)地發(fā)生變化，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)駕駛模擬器視景系統(tǒng)中汽車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和位置的控制，控制系統(tǒng)的精度由仿真程序內(nèi)部的算法保證。

基于單片機(jī)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)成本相對(duì)較低，接口的可擴(kuò)展性好，同時(shí)，模擬量和開關(guān)量的預(yù)處理工作也可以由單片機(jī)來完成。系統(tǒng)*可以滿足汽車駕駛模擬器的交互性和實(shí)時(shí)性要求，已在所開發(fā)的汽車駕駛模擬器中得到了應(yīng)用，取得了較好的效果。

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