汽車駕駛模擬器工作原理

閱讀：2707發(fā)布時間：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作，獲得實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、計算機三維實時動畫、計算機接口、人工智能、數(shù)據(jù)通信、網(wǎng)絡(luò)、多媒體等多種先進技術(shù)，主要用于駕駛員的培訓(xùn)，也可以對微觀交通進行仿真，對汽車的控制特性進行研究[1]。汽車駕駛模擬器具有安全性高、再現(xiàn)性好的特點。利用駕駛模擬器來進行研究和訓(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，從而可以節(jié)省大量的自然資源，具有很高的經(jīng)濟價值[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汽車駕駛模擬系統(tǒng)的交互性和實時性，是衡量汽車駕駛模擬器實用性能的重要指標。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)成本相對較高，采集模擬量時不是很穩(wěn)定，必須在仿真程序中采用專門的算法對模擬量進行處理，同時接口的數(shù)量也很有限，這為后續(xù)的開發(fā)帶來了一些困難。而基于單片機的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)雖然開發(fā)周期較長，但成本相對較低，接口的可擴展性好，同時，模擬量和開關(guān)量的預(yù)處理工作也可以由單片機來完成，*可以滿足模擬器系統(tǒng)的交互性和實時性要求。下面介紹汽車駕駛模擬器單片機系統(tǒng)的設(shè)計思路。

系統(tǒng)的工作原理

在模擬汽車運動時，傳感器采集駕駛員的操縱數(shù)據(jù)，通過接口電路對這些信號進行放大和濾波，并對其中的模擬信號進行a/d轉(zhuǎn)換，zui后單片機系統(tǒng)將控制信號通過rs-232接口傳送給主控計算機。在仿真程序中，計算機根據(jù)控制信號、汽車的運動狀態(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)、評價系統(tǒng)。利用單片機系統(tǒng)驅(qū)動程序中相應(yīng)的功能函數(shù)，可以將單片機系統(tǒng)采集的信號轉(zhuǎn)換為控制汽車運動狀態(tài)和位置的參數(shù)。當駕駛員進行模擬駕駛時，單片機系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)會根據(jù)駕駛員的駕駛操作實時地發(fā)生變化，從而實現(xiàn)對駕駛模擬器視景系統(tǒng)中汽車運動狀態(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。

基于單片機的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)成本相對較低，接口的可擴展性好，同時，模擬量和開關(guān)量的預(yù)處理工作也可以由單片機來完成。系統(tǒng)*可以滿足汽車駕駛模擬器的交互性和實時性要求，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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