六自由度汽车模拟驾驶系统 :6DOF-YSL2022-III

温馨提示:此汽车驾驶培训模拟机可接入计时系统,上传学时!

六自由度汽车模拟驾驶系统 :6DOF-YSL2022-III插图1

1.汽车驾驶模拟器定义

汽车驾驶模拟器是一种驾驶训练的教学设备。它利用虚拟现实仿真技术营造一个虚拟的驾驶训练环境,人们通过模拟器的操作部件与虚拟的环境进行交互,从而进行驾驶训练。模拟驾驶环境几乎完全“克隆”真实学车环境,能够消除驾驶初学者的恐惧心理,适时规范驾驶者的操作,为驾校驾驶培训的有力帮助。

2.汽车驾驶模拟器工作原理

模拟器的工作原理为:驾驶员操纵操作部件,使得与操作部件直接相连的传感器发生变化,从而引起电信号的变化。信号采集及处理子系统按照一定的精度定期采集传感器上的电信号,并进行滤波等处理。处理后的信号作为车辆动力学模型子系统的输入,经过车辆动力学模型模拟运算,计算出车辆的当前状态,例如发动机转速、发动机输出扭矩、车速、车辆当前的位置等信息。车辆动力学模型计算出的结果送入显示系统进行图形显示、送入音响系统进行声音模拟以及送入仪表系统进行仪表显示。

 

本六自由度汽车驾驶模拟系统产品由采用Stewart机构的六自由度运动平台、LED曲形屏、二手实车驾驶舱(外观翻新)、微型控制器、伺服驱动系统等组成。六自由度运动平台(如下图)的下平台安装在地面上,上平台为运动平台,它由六只电动缸支承,运动平台与电动缸采用六个虎克铰连接,电动缸与固定基座采用六个虎克铰连接,六只电动缸采用伺服电机驱动的电动缸。计算机控制系统通过位姿缸长解算,通过驱动伺服电机改变电动缸缸长,以实现运动平台的六个自由度的运动,即笛卡尔坐标系内的三个平移运动和绕三个坐标轴的转动。

3.系统组成

本设备主要由以下部分组成:LED曲形屏、二手实车舱(外观翻新)、运动上平台、下平台(基座)、电动缸及伺服电机、驱动器系统、运算及监控系统。

各自功能如下:

LED曲形屏:用于显示驾驶训练环境,驾驶体验人通过模拟器的操作部件与虚拟的环境进行交互,从而进行驾驶训练。

实车舱:是驾驶人员驾驶训练空间,内部保留了驾驶操作的主要部件功能,模拟驾驶环境几乎完全“克隆”真实环境。

上平台:是有效载荷的安装基面,提供六自由度的摇摆运动。

下平台:是六自由度运动平台的安装基面,需要承受足够大的冲击力。

电动缸及伺服电机:通过控制电动缸活塞杆的行程,实现运动平台台体的六自由度运动,共6套。

驱动器系统:接收用户控制指令,通过控制伺服电机的输入,对伺服电机的输出转速和转角进行控制,达到控制电动缸活塞杆出速度和行程的目的,共6套。

综合控制监测系统:硬件为用户计算机,软件为研制方配合开发;同时,它还对平台的运动过程进行监测,预防和处理系统的异常情况。

 

4.总体性能指标

名称 六自由度运动平台运动性能指标
主要技术指标 (1)有效载荷:1500kg,总载荷:1500kg(含上平台自重)。
(2)运动参数:
姿态 位移 速度 加速度 定位精度 重复

定位精度

俯仰(α)±20°±25°/s60°/s20.1°0.05°
滚转(β)±20°±25°/s60°/s20.1°0.05°
偏航(γ)±20°±25°/s60°/s20.1°0.05°
侧向位移(x)±200mm250mm/s0.3g0.1mm0.05mm
纵向位移(y)±200mm250mm/s0.3g0.1mm0.05mm
垂直升降(z±200mm250mm/s0.3g0.1mm0.05mm
其他

技术

指标

(1)系统响应频率:0.1HZ~10HZ。装机总功率:12KW

(2)电压 380V 波动范围:-10%~+10%;

(3)频率 50HZ,波动范围:-5%~+5%;噪声:平台系统以 40mm/s 速度运动时,距平台系统 1m 处的噪声强度 ≤70dB;

(4)控制系统:由运动控制计算机、监控计算机、全数字电机控制器、数字输入输出模块、CAN 总线通讯模块、千兆内存映射模块、嵌入式操作系统、控制及监控软件等组成。

(2)平台总重:约650kg
(3)防护等级:IP54

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