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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、電子單片機應用工程、數(shù)據(jù)圖像處理、自動控制、嵌入計算機，機械自動化控制、實時數(shù)據(jù)傳輸?shù)燃夹g(shù)，同時它采用以下兩項技術(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、人機交互技術(shù)：通過計算機輸入、輸出設備，以有效的方式實現(xiàn)人與計算機對話。輸入輸出設備包括：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現(xiàn)功能。
2、多軸運動控制器的運動控制反解算法，改善現(xiàn)有技術(shù)中多軸運動控制系統(tǒng)對配套伺服電機實施控制時速度和效率不足的缺陷，快速響應訓練車輛的動感，達到與畫面完全同步的動感效果。
整個系統(tǒng)可以實現(xiàn)駕駛教學、娛樂休閑。與其它模擬駕駛系統(tǒng)相比，具有精確度高，實用性強，無延遲、高壽命、動感系統(tǒng)免維護等特點。
二、產(chǎn)品特點：
1、帶力反饋方向盤：駕駛者握緊方向盤時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，就像現(xiàn)實中開車一樣，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俱全，每一個操作信號采用動作靈活，無阻滯的磁感應非接觸式高精度傳感機構(gòu)進行數(shù)據(jù)分析處理并實時傳回計算機，實現(xiàn)圖像實時轉(zhuǎn)變。
3、顯示系統(tǒng)：采用單屏或三個高清顯示器組合而成的三聯(lián)屏，采用高清顯卡，可達到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練器主要模擬大型車輛駕駛訓練及應急避險訓練，操作平臺硬件與大型車實車相似，系統(tǒng)軟件可模擬多種車型。
2.整體系統(tǒng)運行流暢，無明顯卡頓情況，系統(tǒng)運算仿真周期不大于100ms；實時性：操控觸發(fā)到系統(tǒng)顯示的時間小于0.1s。
3.符合交通部JT/T378-2014《汽車駕駛培訓模擬器》（互動型汽車駕駛培訓模擬器Ⅱ級）行業(yè)標準。
4.使用電源/負荷：單相（220V）/520W。
5.計算機配置：
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：全新風格、時尚新穎，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。
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、變速機構(gòu)、手制動、加油踏板、制動踏板、離合器踏板等實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際基本一致，操縱機件性能工作可靠、操作靈活、低噪音。
5)具有座艙和顯示器的互動視景系統(tǒng)，并具有錯誤駕駛記錄和提示功能。互動視景系統(tǒng)應具備圖形工作站、顯示設備、音響功放等組成，可實現(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、齒輪、同步輪、光電編碼器組成，產(chǎn)生力反饋效果，力感同實車，可自動回位。
8.腳剎、油門、離合總成：
1)采用真車配件，利用電磁感應原理，及拉力、反彈力效果，達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)標準（JT/T378-2014)參數(shù)標準制定。
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，可實時反饋車速與發(fā)動機轉(zhuǎn)速；
2) 功能：時速表、轉(zhuǎn)速表、遠近光燈、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、遠光燈、近光燈、雨刷、應急燈、喇叭、點火開關(guān)等。
12.座椅 ：真車座椅，可調(diào)節(jié)前座椅后及靠背斜度，配合三點式安全帶結(jié)構(gòu)，帶開關(guān)感應裝置控制信號。
13.電子電路：采用非接觸式電磁感應原理，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)硬件與模擬教學軟件結(jié)合，達成上下位機通訊。
15.采用專用小鍵盤 嵌入中控臺，操作簡單、個性。
16.軟件具備語音提示、視頻教學、評分標準、多模式場景等
四、模擬軟件：
1.軟件與硬件適配，對接流暢。
2.具備多種訓練、考核場景：
1)基礎駕駛（駕駛預習、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、通過圓形錯位障礙、通過錯位小巷、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)應急避險（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：模擬器軟件應由四個主要系統(tǒng)構(gòu)成：VehicleDynamics動力學仿真系統(tǒng)，VehicleMaterial路譜仿真系統(tǒng)，VehicleControl控制系統(tǒng)，VehicleCom通訊系統(tǒng)。
1、VehicleDynamics負責實時整車仿真模型及仿真工況；
2、VehicleMaterial負責模擬各種路面仿真工況；
3、VehicleControl負責車輛控制運算；
4、VehicleCom負責上位機與下位機的通訊。
五、軟件場景：
1.1軟件編寫原理：
1.1.1 針對駕駛專業(yè)模擬訓練器，采用基于 Unity3D 渲染引擎、以動力學為物理引擎，對車輛的動作以及特效進行了預先封裝，同時采用插件化的模塊分離設計方法，進行車輛模擬以及動作和特效的擴展。
1.1.2 使用汽車動力學仿真數(shù)學模型，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），實現(xiàn)模擬車輛駕駛前進、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)合當前檔位確定縱向加速度，實現(xiàn)模擬車輛加速、剎車等運行效果；根據(jù)車身懸掛系統(tǒng)、運行速度結(jié)合地形，實現(xiàn)模擬車輛運行中的顛簸效果和車輛姿態(tài)信息。
1.1.3 運用動力學計算出的實時數(shù)據(jù)用于三維視景展示模塊中的數(shù)據(jù)輸出展示，預留的駕駛數(shù)據(jù)實時輸出接口，實現(xiàn)與外界動力學反饋設備相連，增強駕駛體驗，提高駕駛技能。
2.軍用汽車理論學習模塊：具備單獨界面軍用汽車構(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.新訓汽車駕駛員模塊：基本知識、基礎駕駛、場地駕駛、式樣駕駛、道路駕駛、復雜路段駕駛、特殊天候條件下駕駛、夜間駕駛、戰(zhàn)地駕駛、應急避險、鐵路水路航空輸送車輛裝卸載、綜合演練等科目。
圖二：基礎駕駛
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.駕駛員訓練模塊：
圖七：場地訓練駕駛
圖八：模式駕駛
5.地方駕考訓練模塊：理論知識、課目二、課目三、課目四。
圖九：理論模擬
6.應急避險體驗模塊：三超一疲勞系統(tǒng)、酒駕體驗系統(tǒng)、危險場景駕駛體驗系統(tǒng)等。
7.其它模塊：
7.1、仿真車模型：10 種典型虛擬車輛模型：東風猛士、北汽勇士、 EQ1118、EQ1121、 EQ2102、SX2150、SX2190、豪濼 ZZ2197、東風天錦、大客車等，并可根據(jù)需要拓展、定制個 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：東風天錦車車型
圖十四：東風猛士車型
圖十五：解放CA1125J車型
7.2、汽車設置界面：調(diào)整車輛各項動力學參數(shù)、車輛后視鏡及視角調(diào)整。
圖十六：功能菜單設置
7.3、仿真場地庫：設有單邊橋、隧道、掩體、錯位小巷、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；具有良好的擴展性，可根據(jù)實際需要進行個性化定制。
圖十七：場地訓練功能選擇界面
7.4、單機運行能實現(xiàn) 1 名受訓人員操縱駕駛單元進行道路、場地駕駛模擬訓練。
圖十八：駕駛訓練界面
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
