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東風解放大型運輸車動感汽車駕駛模擬系統(tǒng)

一、產品特點：
1、大型運輸車動感汽車駕駛模擬系統(tǒng)動感平臺結構穩(wěn)定，設計合理，科技先進，質量有保障，部件耐磨性強，適合于長時間運行；
2、4D動感矢量合力智能模擬技術實現(xiàn)，讓你在駕駛中隨時感受前后左右四個方向實時變化，沉浸于駕車的狀態(tài)中；
3、還原各種路況效果，駕駛者可以體驗路面顛簸起伏造成的垂直方向的失重或超重帶來的沖擊力；
4、大型運輸車動感汽車駕駛模擬系統(tǒng)采用六自由度電動缸動感平臺設計原理，改善了液壓、氣動和電動推桿駕駛模擬器的成本高、笨重動態(tài)。
二、 系統(tǒng)工作原理：
  駕駛模擬器動感平臺、電動缸及伺服電機：駕駛模擬器通過控制電動缸活塞桿的行程，實現(xiàn)動感平臺臺體的六自由度運動。驅動器系統(tǒng)：接收用戶控制指令，通過控制伺服電機的輸入，對伺服電機的輸出轉速和轉角進行控制，達到控制電動缸活塞桿出速度和行程的目的，共 6 套。綜合控制監(jiān)測系統(tǒng)：硬件為用戶計算機，軟件為研制方配合開發(fā)；同時，它還對平臺的運動過程進行監(jiān)測，預防和處理系統(tǒng)的異常情況。
三、硬件結構組成
LG-MD03型東風天錦大型運輸車動感汽車駕駛模擬系統(tǒng)由模擬駕駛艙、視景模擬駕駛軟件、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、六自由度運動平臺、微型控制器、伺服驅動系統(tǒng)等組成（如下圖）。六自由度平臺系統(tǒng)由Stewart機構的六自由度運動平臺、計算機控制系統(tǒng)、驅動系統(tǒng)等組成。下平臺安裝在地面的固定基座基上，上平臺為支撐平臺。計算機控制系統(tǒng)通過協(xié)調控制電動缸的行程，實現(xiàn)運動平臺的六個自由度的運動，即笛卡爾坐標系內的三個平移運動和繞三個坐標軸的轉動。
1、各主要部分簡述如下：
（1）模擬駕駛艙：駕駛座艙車型采用東風天錦真車駕駛室。
（2）計算機控制系統(tǒng)硬件：運動控制計算機（伺服控制單元）：實現(xiàn)平臺系統(tǒng)啟動/停止、接收上位機發(fā)來的位姿控制信息、對電動缸進行運動控制、監(jiān)控伺服電機驅動器的工作狀態(tài)、監(jiān)控系統(tǒng)的運動狀態(tài)、完成故障處理以及安全保護工作。
（3）愛普生（EPSON；CB-2055）投影儀
（4）視景模擬駕駛軟件：視景全部由計算機實時生成三維圖像。32位真彩色，24幀/秒。多自由度數(shù)學模型，實現(xiàn)汽車模擬駕駛各種道路及相關駕駛技術考試、訓練項目的逼真動感模擬。
（5）系統(tǒng)控制軟件：運動控制計算機的軟件包括運動控制軟件和邏輯控制軟件。
（6）運動平臺：六自由度運動平臺是根據(jù)運動控制的運動指令，進行相應的運動；系統(tǒng)控制服務器根據(jù)全景視頻的內容提取相應的動作，并且解算成運動控制能夠識別的運動指令，與此同時控制各播放器全景視頻同步運行。
（7）上下運動平臺：上平臺，連接需要被模擬動作的機構。上鉸鏈，雙回轉軸的虎克鉸結構，用于連接上平臺與電動缸的活塞桿。下鉸鏈，單虎克鉸結構，用于連接固定基座與電動缸的筒體。下平臺，安裝固定基座。
（8）信號調理單元：完成與平臺系統(tǒng)運動狀態(tài)相關的各種傳感器信號、測試信號和數(shù)字I/O信號的調理，以及伺服驅動器的驅動等。
2、模擬系統(tǒng)實物圖

整機組成為：駕駛艙、環(huán)形柱幕、投影機、融合軟件、六自由度機電動感平臺及相關配件等組成。
車型：可按用戶要求定制（如CA1122、CA1121、北奔、重汔、福田、斯太爾等等，東風解放全系列運輸車）

3、布局示意圖如下：

4、動感平臺：
LG-MD03型東風天錦大型運輸車動感汽車駕駛模擬器平臺以六自由度并聯(lián)機構作為駕駛艙操縱仿真系統(tǒng)，能夠實現(xiàn)駕駛艙對仿真圖形的快速、穩(wěn)定的反映，通過模擬駕駛艙和計算機實時生成汽車行駛過程中的虛擬視境、音響效果和運動仿真等駕駛環(huán)境, 以視景仿真管理軟件實現(xiàn)虛擬環(huán)境的“沉浸感、交互性”特性，為駕駛人提供了在坡路、顛簸路面等以及車輛加減速、轉向、側滑時的運動臨場感，同時能夠針對轎車、貨車、客車等各類車型進行包括臨界、極限工況的全工況仿真實驗，分析、預估和評價汽車的操縱穩(wěn)定性、安全性、制動性、動力性和燃油經濟性，對汽車運動性能控制系統(tǒng)進行仿真、評價、預測和優(yōu)化，提供車型結構參數(shù)匹配的*優(yōu)化方案等，動感平臺參數(shù)：

六自由度動感平臺

（1）應包括機械構件、電動伺服系統(tǒng)、控制柜及元件（含平臺姿態(tài)控制驅動程序）等；
（2）應包括上承載平臺、下固定底座、上下連接鉸鏈等機械構件；
（3）應包括電動缸、螺母絲杠、伺服電機、齒輪及同步帶等；
（4）控制柜應設有平臺初始化操作、平臺電源控制、故障緊急處理、電源啟閉及故障報警提示等裝置，包括：平臺姿態(tài)控制驅動程序和與大型特種車駕駛模擬訓練系統(tǒng)軟件的接口；
（5）應具有俯仰、橫滾、偏航、縱向平移、側向平移、垂直位移，即沿 x、y、z 軸移動和繞 x、y、z 軸轉動 6 個自由度；
（6）應能模擬虛擬車輛在不同運動條件下的運動感覺，如加減速、制動、左右轉彎、上下坡道、路面顛簸、撞擊等；
（7）承載質量（kg）：≥800；
（8）動感平臺中位高度（mm）：850；
（9）動感平臺外廓尺寸（長×寬×高，mm）：1850×1820×700(±1%)；
（10）控制柜外廓尺寸（長×寬×高，mm）：700×500×1700(±1%)；
（11）電源電壓（V）：220±10%（50±2Hz）；
（12）動感平臺位移量：沿x、y、z 軸向線位移（mm）：≥±150，繞 x、y、z 軸旋轉角位移（rad）：≥±0.26；
（13）動感平臺速度：沿 x、y、z 軸向線速度（mm/s）：≥± 400，繞 x、y、z 軸旋轉角速度（rad/s）：≥± 0.35；
（14）動感平臺加速度：沿 x、y、z 軸向線加速度（m/s2）：≥± 9.8，繞 x、y、z 軸旋轉角加速度（rad/s2）：≥± 2.1；
（15）應含動感平臺姿態(tài)控制驅動程序，程序操作簡潔、界面友好，具有自檢、調試、故障報警和一鍵自動恢復功能；
（16）動感平臺與大型特種車駕駛模擬訓練系統(tǒng)軟件之間的接口應符合要求。
5、環(huán)幕投影：
180度柱形投影方案：視景計算機—融合器—投影機方案，使用1臺視景計算機生成3072*768分辨率的圖像，并通過三分屏輸出，通過融合器到投影機投射到弧形幕。視景與駕駛操作互動需要采集車輛內部操作信息，并作用于視景，形成聯(lián)動。標準的汽車駕駛虛擬方案，提供的高端的投影機（配置不低于：投影安裝方式：正投、吊裝；顯示分辨率（pix）：1280×1024 ；亮度（lm）：≥4000；（燈泡壽命（h）：≥3000。），虛擬現(xiàn)實顯示效果好，不易導致眩暈，且運行可靠，易于升級，實現(xiàn)180°視角的視景系統(tǒng)。后視鏡采用投影幕生成畫面，實車反光鏡反射至人眼成像方式實現(xiàn)。效果好，易于圖像控制和分析。投影機采取吊裝方式：安裝至室內頂棚，可以便于取電，并固定較為穩(wěn)定。
環(huán)形柱幕參數(shù)
（1）環(huán)形柱幕尺寸（弧長×高，mm）：10000×2650（±1%）；
（2）環(huán)形柱幕半徑（mm）：≥3300；
（3）屏幕厚度（mm）：≥3；
（4）環(huán)形柱幕弧長對應的中心角（°）：≥155；
（5）環(huán)形柱幕中點到上下邊緣之間的夾角（°）：≥38；
（6）環(huán)形柱幕幕布顏色：白色；
（7）拼接縫隙：無；
（8）屏幕材質：聚碳脂或滿足投影要求的其它材質；
（9）安裝結構：框架式；
（10）投影機吊裝后投射到環(huán)幕上的顯示面積兩兩之間應重合≥128 pix；
（11）環(huán)幕投影與大型特種車駕駛模擬訓練系統(tǒng)軟件之間的接口應符合要求。
6、中央監(jiān)控系統(tǒng)（選配）
中央監(jiān)控臺建議購買十套以上的用戶選配，監(jiān)控臺是為方便教員進行統(tǒng)一訓練科目，統(tǒng)一管理每臺模擬器的電源。系統(tǒng)由計算機（主機電源P350W；主板：H61；CPU：I3四核；內存容量：2G；硬盤：1T；顯卡：1G；）、22寸液晶顯示器、惠普激光打印機、 1000M 網絡交換機等組成。監(jiān)控計算機可以監(jiān)控任意一臺模擬器，監(jiān)視窗口將顯示與被監(jiān)視模擬器完全一樣的畫面，并實時圖形顯示其“五大”操作件——方向盤、離合器、腳制動、油門及手制動當前的狀態(tài)；另外檔位、喇叭、轉向燈、點火開關等的狀態(tài)也通過圖示表示出來。監(jiān)控計算機可以查看聯(lián)網的每一臺模擬器當前錯誤操作的明細情況，并將訓練成績進行打印。

主控臺

二、軟件系統(tǒng)
1、軟件環(huán)境：
采用Windows7 或兼容操作系統(tǒng),采用國產兼容運行環(huán)境、圖像融合軟件、大型特種車駕駛模擬訓練系統(tǒng)軟件數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)采用Microsoft SQL Server 2000 或以上兼容數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。系統(tǒng)采用MultiGen-Paradigm公司的*主要的工業(yè)軟件Vega Prime（以下簡稱：VP）。用于實時視覺模擬、虛擬現(xiàn)實和普通視覺應用。Vega將先進的模擬功能和易用工具相結合，對于復雜的應用，能夠提供便捷的創(chuàng)建、編輯和驅動工具。VP 提供真正跨平臺、可擴展的開發(fā)環(huán)境，來高效創(chuàng)建和配置視景仿真、城市仿真、基于仿真的訓練、通用可視化應用。它既具有強大的功能來滿足當今*為復雜的應用要求，又具備高度的易用性來提高效率。VP基于VSG（Vega Scene Graph——MPI 公司先進的跨平臺場景圖形API，底層(OpenGL)，同時包括Lynx Prime GUI （用戶圖形界面）工具，讓用戶既可以用圖形化的工具進行快速配置，又可以用底層場景圖形API 來進行應用特定功能的創(chuàng)建。它將先進的功能和良好的易用性結合在一起，幫助用戶快速、準確地開發(fā)實時三維應用，加速成果的發(fā)布。
2、軟件功能
（1）視景界面圖像
◆界面模擬儀表盤上顯示有：車速表、發(fā)動機轉速表、大燈、（遠光燈、近光燈、視寬燈）、轉向燈、警告燈及機油電瓶燈等；系統(tǒng)軟件與硬件相配合，如有錯誤操作系統(tǒng)進行自動扣分并有語音提示操作錯誤。
◆界面顯示：轉向、油門、剎車、離合器深淺進度、檔位、訓練成績，后視鏡（左、右、中）、場景地圖顯示。
◆車型選擇：可有八種車型選擇：“小汽車”、 “小貨車”、“軍車”、 “大貨車”、“面包車”、“大巴車” “農用車”“無級變速車（自動檔）”、。
◆天氣場景：在“一般道路”情況下，應可對白天、雪天、霧天、雨天和夜間5種天氣場景:進行選擇。
◆路道訓練選擇：“山區(qū)道路”、“鄉(xiāng)村道路”、“城市道路”、 “高速公路” “綜合道路”“危險道路” “炫目道路” “泥濘道路” “石子道路” “臨涯道路” “臨水道路” “涉水道路” “山區(qū)道路”和“趣味駕駛”。
◆車輛數(shù)目可選擇：無車、極少、少量、較少、中等、較多、很多、*多等。
◆傳感器測試：打開“傳感器測試”界面，應能觀察方向盤、離合器、腳制動、油門、手剎車的模擬量參數(shù)和調整值，能實現(xiàn)數(shù)據(jù)調整，并有各個檔位及右轉、左轉、鳴號、點火、開鎖的顯示指示。
◆記錄統(tǒng)計：對學員訓練時間、車型、道路、天氣、其它車輛以及本次駕駛中的錯誤內容、次數(shù)和訓練成績進行記錄統(tǒng)計和保存，并能查詢。
◆播放VCD ：利用該功能，可以播放電子版本汽車培訓教學教材。
（2）駕駛模式選擇
◆單機主動模擬駕駛：單臺駕駛艙獨立訓練，訓練時候場景內部的其他車輛、行人等由系統(tǒng)根據(jù)交通規(guī)則及交通模型發(fā)出，模擬真實的交車、會車、跟車等。
◆單機被動模擬駕駛：系統(tǒng)根據(jù)已經配置好的被動駕駛文件播放操作語音提示，學員可以在沒有教練指導下按照操作語音提示學習，學習正確的操作順序。被動駕駛功能對初學駕駛的學員來說非常有用，如果學員沒有按照提示操作，系統(tǒng)將報錯并扣分。
◆網絡互動模擬駕駛：通過中央控制臺可以連接學員駕駛機，實現(xiàn)聯(lián)網訓練，場景中可以看見其他駕駛艙所駕駛的車輛，并看見其他駕駛艙所駕車輛的轉向燈、剎車燈以，聽見其他車輛的喇叭。主控臺能打印學員的成績等。
（3）訓練場景科目
模擬訓練項目：泥濘道路、危險場景、石子路面、涉水道路、山區(qū)到路、鄉(xiāng)村道路、城市道路、高速公路、樁考、坡道定點停車和起步、側方停車、通過單邊橋、曲線行駛、直角轉彎、通過限寬門、通過連續(xù)障礙、起伏路行駛、窄路掉頭、模擬高速公路、連續(xù)急彎山區(qū)路、隧道、雨（霧）天、濕滑路、緊急情況處置。道路駕駛技能考試內容包括：上車準備（系安全帶）、起步、直線行駛、加減擋位操作、變更車道、靠邊停車、直行通過路口、路口左轉彎、路口右轉彎、通過人行道、通過學校區(qū)域、通過公共汽車站、會車、超車、掉頭、夜間行駛等訓練考試項目。
（4）科目一考題
◆無紙化理論考試：無紙化考試采用標準化試題及交通標志標線等試題，可以隨機出考試題。無紙化考試試題列入駕駛模擬器系統(tǒng)之內，可以隨時進行模擬考試。
◆交通法規(guī)科目:交通標志、標線包括所有的禁令標志、禁止標線、警告標線、警告標志、指路標志、指示標線、指示標志。
◆交通法規(guī)包括：道路交通安全法、道路交通安全法實施條例、道路交通安全違法行為處理程序規(guī)定、道路交通事故處理辦法、道路交通事故處理程序規(guī)定、高速公路交通管理辦法、機動車登記辦法、機動車登記規(guī)定、機動車駕駛員培訓管理規(guī)定、機動車駕駛證申領和使用規(guī)定、交通違章處理程序規(guī)定可根據(jù)自己學習要求編入。
（5）科目二場地必考內容
◆大型運輸車場地16項分別為：1、樁考；2、坡道定點停車和起步；3、側方停車；4、通過單邊橋；5、曲線行駛；6、直角轉彎；7、通過限寬門；8、通過連續(xù)障礙；9、起伏路行駛；10、窄路掉頭；11、模擬高速公路；12、連續(xù)急彎山區(qū)路；13、隧道；14、雨（霧）天；15、濕滑路；16、緊急情況處置。
◆小汽車場地5項分別為：1、倒車入庫；2、坡道定點停車和起步；3、側方停車；4、曲線行駛；5、直角轉彎。
（6）科目三場道路駕駛技能考試
新版汽車駕駛模擬器軟件道路駕駛技能考試（科目三）內容包括：上車準備（系安全帶）、起步、直線行駛、加減擋位操作、變更車道、靠邊停車、直行通過路口、路口左轉彎、路口右轉彎、通過人行橫道線、通過學校區(qū)域、通過公共汽車站、會車、超車、掉頭、夜間行駛等訓練考試項目。
（7）模擬應急功能訓練：汽車在行駛中制動突然失效、汽車發(fā)生側滑、汽車突然前輪爆胎、汽車在鐵路道口熄火、汽車落水、車輛著火等出現(xiàn)的應急功能。
（8）部分模擬場景畫面：

三、配置清單

序號	產品名稱	數(shù)量	規(guī)格型號	產品參數(shù)	備注
01	模擬駕駛艙	1個	LG-DM03	東風真車座艙
02	六自由度電動缸動感平臺	一套	LG-DM03	采用六個自由度的電動伺服運動平臺
03	環(huán)形柱幕	1幅	定制	含機械框架
04	投影機	3臺	EPSONCB-2055	含安裝吊架
04	模擬器軟件	1套	LG-DM03	運輸車動感汽車駕駛模擬器正版軟件
05	傳感器	1套	LG-DM03	專用模擬器傳感器
06	計算機控制系統(tǒng)	1臺	聯(lián)想	主板：技嘉，CPU：I5，內存容量：4GB DDR，SATA硬盤容量：500GB 7200轉，獨立顯卡：Geforce 1G

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