[發(fā)明專利]一種人-車-路環(huán)境駕駛模擬實驗系統

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110074339.2
• 申請日: 2011-03-28
• 公開（公告）號: CN102708722A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設計）人: 不公告發(fā)明人
• 申請（專利權）人: 上海日浦信息技術有限公司
• 主分類號: G09B9/04
• 分類號: G09B9/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

?本發(fā)明涉及駕駛模擬實驗系統，特別是研究人-車-路交通環(huán)境的駕駛模擬實驗系統。

背景技術

??道路交通問題，其實質就是人、車、路(交通環(huán)境)的關系問題，三者之間有著深刻的內涵關系。這里的人指駕駛員，也指行人；車可指一輛車也可指多輛車。長期以來，在汽車或交通領域，主要的研究方式是”開環(huán)”式的，即研究車時較少考慮人和環(huán)境對車的影響；而在研究道路時又較少考慮車輛和人的因素。而人、車、路(環(huán)境)其實是一個整體的系統，研究該系統之間的協調關系才是解決交通問題的關鍵。

??人、車、路(環(huán)境)系統最大的一個特點在于其對象總是處于動態(tài)的過程中，變化多，情況復雜，用統計的研究方法，工作量大、費時費力，有時很難以掌握和處理好三者之間的關系。

??利用駕駛模擬系統對“人-車-路”交通安全、駕駛員行為特征、智能交通、汽車動力學等問題的研究，是近年來國際上的一個主要發(fā)展方向。國外在這方面進行過很多研究。八十年代以來，德國、瑞典、日本、美國和英國都先后分別投資建立了汽車駕駛模擬或交通模擬實驗系統。

??交通駕駛模擬系統有著廣泛的應用前景。首先，它使車輛或交通系統的設計從傳統的開環(huán)設計走向閉環(huán)設計；其次是交通設計的觀念從“使人適應交通”向“使交通適應人的能力范圍”轉變。同時，還推動了駕駛員控制行為規(guī)律研究的深入開展。

??目前，市場上的駕駛模擬系統，包括國外的駕駛模擬產品，以用于駕駛員培訓的模擬器居多，有的用于研究的模擬器也是從培訓型的模擬器改造而成的。許多用于研究的駕駛模擬器的使用范圍非常有限，表現在：一是系統提供的建模和運算能力較弱；另一個主要原因是系統的開放程度較低，即用戶建立自主模型的方法受限。例如，用于研究道路交通工程評價的駕駛模擬器必須具有極強的建模和動態(tài)場景的構建能力，而大多數駕駛模擬器的場景是事先給定的模式，有的雖然可以白建模型，但過程復雜、限制多、功能不全，不具備完全開放的功能，或開放程度極低，因此難以實現對道路交通評價對象的真實建模。

發(fā)明內容

?本發(fā)明的目的是提供一種人-車-路交通環(huán)境的駕駛模擬實驗系統，極大地提高了系統的實時性和圖像運動的平滑性，使該系統具備了處理大場景的能力，因而顯著提高了系統的應用范圍。

?本發(fā)明的系統主要由駕駛艙、汽車動力學模型及聲響、圖像生成、動態(tài)交通模擬、圖像投影、集成控制等六大子系統組成。其中駕駛艙系統采集駕駛員的各種操作信息并將其傳送給汽車動力學模型系統；汽車動力學模型系統運算出汽車的瞬間位置及運動姿態(tài)參數，并將其傳送給圖像生成系統。同時，汽車動力學模型系統根據駕駛員的操作信息調用相應的音頻文件通過聲響系統播放出來；圖像生成系統根據汽車動力學模型系統和動態(tài)交通模擬系統提供的相應參數生成與車輛運動相對應的、連續(xù)變化的動態(tài)道路交通場景。最后通過圖像投影系統將動態(tài)道路交通場景投射到駕駛艙正前方的屏幕上。而集成控制系統則是控制駕駛艙、汽車動力學模型及聲響、圖像生成、動態(tài)交通模擬和圖像投影等子系統。

?系統的工作原理如下：(1)由駕駛員工作艙產生駕駛操縱信號，通過傳感及電路系統將采集的信號傳遞給汽車動力學模型系統；(2)汽車動力學模型根據操縱信號進行仿真運算得到車輛運動參數輸出至圖像生成系統，同時將模擬聲音輸出至音響系統；(3)圖像生成系統根據車輛運動參數生成駕駛員的視景圖像，輸出至投影系統；(4)以此同時，其它機動車流、非機動車、行人等由交通動態(tài)模擬系統生成，并傳入圖像生成系統與道路交通的靜態(tài)視景圖像融為一體；(5)投影系統將視景圖像投射到駕駛艙前面的屏幕上；(6)駕駛員根據屏幕上的道路交通虛擬圖像駕駛車輛，產生新的操縱信息，使駕駛艙、電路系統、汽車動力學模型系統、圖像生成系統、音響系統和投影系統產生的信息形成閉環(huán)。所有這些過程都實時發(fā)生，以產生連續(xù)變化的圖像，從而給駕駛員一個接近真實的駕車感覺。

本發(fā)明內容主要體現在分布式及模塊化組合的建設方案，使得系統的開放性、可開發(fā)性得到最大體現，具體表現在：

????(1)分布式計算機網絡結構；

????(2)汽車動力學模型及模塊化；

????(3)道路交通虛擬場景模塊化快速生成；

????(4)動態(tài)交通模塊化實時加載；

????(5)駕駛員行為與駕駛效果的一體化監(jiān)測。