[實用新型]一種駕駛模擬器用方向盤轉角測量裝置

無效

• 申請號: 201020622256.3
• 申請日: 2010-11-24
• 公開（公告）號: CN201885683U
• 公開（公告）日: 2011-06-29
• 發明（設計）人: 吳初娜;于鵬程;毛錦
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: G01B7/30
• 分類號: G01B7/30;G01P13/04;G08C19/00
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 李婷

技術領域

本實用新型屬于物體測量領域，特別涉及一種基于角度傳感器的方向盤轉角測量裝置。

背景技術

隨著經濟的飛速發展,汽車作為人類重要的交通工具正在迅猛增加。駕駛模擬器作為研究駕駛員駕駛行為的重要工具之一，也得到了大幅度的發展。駕駛模擬器利用虛擬現實仿真技術營造一個虛擬的駕駛訓練環境，駕駛員通過操縱模擬器的操作部件與虛擬的駕駛環境進行交互，從而開展駕駛訓練以及駕駛員駕駛行為的研究。

在駕駛模擬器中，當駕駛員操縱操作部件,與操作部件直接相連的傳感器會引起電信號的變化。信號采集及處理子系統根據設定的頻率定期采集傳感器上的電信號，并進行濾波模數轉換等處理。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。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。

方向盤作為駕駛模擬器的操縱部件之一，能否準確采集方向盤轉角數據與駕駛模擬器的仿真程度有著密切的關系。目前市場上成熟的駕駛模擬器的方向盤的測量裝置精度都不是很高，從而不能協調配合駕駛模擬場景的切換與操縱部件的操作。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種駕駛模擬器用的方向盤轉角測量裝置，當駕駛員在駕駛模擬器上進行模擬駕駛時，該裝置能夠準確的采集模擬駕駛過程中方向盤的轉動角度及轉動方向，從而為模擬駕駛仿真場景提供所需要的渲染數據。

為了實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案予以實現：

一種駕駛模擬器用方向盤轉角測量裝置，包括數據采集單元、數據處理單元和數據接收單元，數據采集單元、數據處理單元和數據接收單元依次相連；所述的數據采集單元采用BI角度傳感器SX-4300A；所述的數據處理單元采用AVR單片機ATMEGA16；所述的數據接收單元采用USB-4716數據采集卡。

所述的角度傳感器SX-4300A套接于汽車方向盤轉向柱上，當方向盤轉動時，與轉向柱相接觸的傳感器上的活動套也隨之轉動，向數據處理單元的輸出變化的模擬電壓信號。

所述的角度傳感器SX-4300A的輸出端與單片機的ADC0和ADC1端口相連接，從而將其輸出的模擬電壓信號送入單片機的ADC0和ADC1端口進行相應的模擬數字信號轉換；單片機ATMEGA16接收角度傳感器所傳送的電壓信號且將其轉換成數字電壓信號后，根據預先編寫好的程序計算出方向盤的轉動角度和轉動方向。

所述的單片機ATMEGA16通過串口通訊協議USB2.0與數據采集卡相連接。

本實用新型根據高精度角度傳感器采集方向盤的轉向信息，并將轉向信息傳送給高性能單片機進行處理，從而得出方向盤的轉動角度和轉動方向，并將得到的結果傳送給數據采集卡。這種采集方法具有控制準確，響應迅速，價格低廉，適合在駕駛模擬器上廣泛使用。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖。

圖2為轉動角度和轉動方向計算原理圖。

圖3為單片機引腳連接圖。

圖4為本實用新型的工作流程圖。

以下結合附圖對本實用新型具體內容作進一步詳細說明。

具體實施方式

參照圖1，本實用新型包括數據采集單元、數據處理單元和數據接收單元，所述的數據采集單元、數據處理單元和數據接收單元依次相連。其中角度傳感器為SX-4300A，角度傳感器SX-4300A套接于汽車方向盤轉向柱上，當方向盤轉動時，與轉向柱相接觸的傳感器上的活動套也隨之轉動，從而輸出變化的模擬電壓信號。角度傳感器的輸出端與單片機的ADC0和ADC1端口相連接，從而將其輸出的模擬電壓信號送入單片機的ADC0和ADC1端口進行相應的模擬數字信號轉換；單片機ATMEGA16接收角度傳感器所傳送的電壓信號且將其轉換成數字電壓信號后，根據預先編寫好的程序計算出方向盤的轉動角度和轉動方向。單片機通過串口通訊協議USB2.0與數據采集卡相連接，從而將其處理后的計算結果傳送給數據采集卡，用于做進一步的處理。