產(chǎn)品簡介

  研究型汽車駕駛模擬器是一款定位于高校和科研機(jī)構(gòu)開展自動駕駛仿真、交通安全和駕駛行為相關(guān)研究的專業(yè)產(chǎn)品。研究型汽車駕駛模擬器不僅提供逼真道路交通仿真場景、真實感駕駛模擬座艙，還提供更為精確的駕駛操縱傳感器輸出，以及滿足研究所需的交通場景編輯系統(tǒng)、人車路環(huán)境測試云平臺、駕駛員視線分析系統(tǒng)、駕駛員生理測量系統(tǒng)、駕駛員運動捕捉動作分析系統(tǒng)、駕駛行為分析系統(tǒng)等；具備定制和升級能力，能滿足多種道路交通和駕駛行為相關(guān)研究的實際科研需求。 

 駕駛行為分析功能

   模擬器各傳感器的輸出參數(shù)與駕駛操作視頻之間，以及仿真系統(tǒng)場景之間具備同步功能。仿真系統(tǒng)虛擬場景中的事件、駕駛?cè)瞬僮鱾鞲衅鞯臅r刻、操作量，以及駕駛?cè)藙幼饕曨l之間通過特定的控制協(xié)議實現(xiàn)高精度同步，便于開展駕駛行為特性研究；專業(yè)開發(fā)駕駛?cè)诵袨榉治鱿到y(tǒng)不僅能回放駕駛?cè)巳^程的駕駛過程的視頻，還能同步將其操作狀態(tài)（如轉(zhuǎn)向、制動、變道等）配合視頻進(jìn)行輸出；同時，配合配套的采集設(shè)備，還能準(zhǔn)確回放在這些操作狀態(tài)前后，駕駛?cè)说纳怼⑿睦頎顟B(tài)參數(shù)（如眼動、心率、血壓、皮電、呼吸等）的變化值。

 高精度傳感器

   特有的傳感器模塊采用高精度傳感器采集駕駛?cè)说牟倏匦畔ⅲǚ较虮P轉(zhuǎn)角、方向盤扭矩、制動踏板行程、制動踏板加速度、油門踏板行程、油門踏板加速度，并可根據(jù)客戶要求指定加裝特別精度或樣式的傳感器

實車駕駛模擬座艙

   駕駛模擬座艙采用實車儀表臺、座椅等操控部件，駕乘感受真實。方向盤采用ASWS主動轉(zhuǎn)向輪系統(tǒng)模擬駕駛過程中方向盤的回正力矩，助力轉(zhuǎn)向等操作手感；油門踏板、制動踏板、離合踏板安裝布置均參照同車型的參數(shù)進(jìn)行安裝，力求人機(jī)界面的高度和諧統(tǒng)一與自然。

逼真駕駛操縱感受
     研究型駕駛模擬器采用多自由度汽車行駛動力學(xué)模型，精確解算每一時刻車輛的運動姿態(tài)。動力學(xué)解算部分采用模塊化設(shè)計，可根據(jù)用戶的實際需求，提供3自由度、11自由度、17自由度動力學(xué)解算功能，為汽車駕駛模擬的操縱感受提供技術(shù)保證；如有需要，可配合參數(shù)輸出模塊，提供定制化動力學(xué)參數(shù)輸出到外部網(wǎng)絡(luò)、文件或數(shù)據(jù)庫。

概述

研究型汽車駕駛模擬器是一款定位于高校和科研機(jī)構(gòu)開展交通安全和駕駛行為相關(guān)研究的專業(yè)產(chǎn)品。研究型汽車駕駛模擬器不僅提供逼真道路交通仿真場景、真實感駕駛模擬座艙，還提供更為精確的駕駛操縱傳感器輸出，以及滿足研究所需的交通場景編輯系統(tǒng)、駕駛員視線分析系統(tǒng)、駕駛員生理測量系統(tǒng)、駕駛員運動捕捉動作分析系統(tǒng)、駕駛行為分析系統(tǒng)等；具備定制和升級能力，能滿足多種道路交通和駕駛行為相關(guān)研究的實際科研需求。

駕駛行為分析功能

模擬器各傳感器的輸出參數(shù)與駕駛操作視頻之間，以及仿真系統(tǒng)場景之間具備同步功能。仿真系統(tǒng)虛擬場景中的事件、駕駛?cè)瞬僮鱾鞲衅鞯臅r刻、操作量，以及駕駛?cè)藙幼饕曨l之間通過特定的控制協(xié)議實現(xiàn)高精度同步，便于開展駕駛行為特性研究；專業(yè)開發(fā)駕駛?cè)诵袨榉治鱿到y(tǒng)不僅能回放駕駛?cè)巳^程的駕駛過程的視頻，還能同步將其操作狀態(tài)（如轉(zhuǎn)向、制動、變道等）配合視頻進(jìn)行輸出；同時，配合配套的采集設(shè)備，還能準(zhǔn)確回放在這些操作狀態(tài)前后，駕駛?cè)说纳?、心理狀態(tài)參數(shù)（如眼動、心率、血壓、皮電、呼吸等）的變化值。

高精度傳感器

特有的傳感器模塊采用高精度傳感器采集駕駛?cè)说牟倏匦畔?，包括方向盤轉(zhuǎn)角、方向盤扭矩、制動踏板行程、制動踏板加速度、油門踏板行程、油門踏板加速度，并可根據(jù)客戶要求指定加裝特別精度或樣式的傳感器

實車駕駛模擬座艙

駕駛模擬座艙采用實車儀表臺、座椅等操控部件，駕乘感受真實。方向盤采用ASWS主動轉(zhuǎn)向輪系統(tǒng)模擬駕駛過程中方向盤的回正力矩，助力轉(zhuǎn)向等操作手感；油門踏板、制動踏板、離合踏板安裝布置均參照同車型的參數(shù)進(jìn)行安裝，力求人機(jī)界面的高度和諧統(tǒng)一與自然。

逼真駕駛操縱感受

研究型駕駛模擬器采用多自由度汽車行駛動力學(xué)模型，精確解算每一時刻車輛的運動姿態(tài)。動力學(xué)解算部分采用模塊化設(shè)計，可根據(jù)用戶的實際需求，提供3自由度、11自由度、17自由度動力學(xué)解算功能，為汽車駕駛模擬的操縱感受提供技術(shù)保證；如有需要，可配合參數(shù)輸出模塊，提供定制化動力學(xué)參數(shù)輸出到外部網(wǎng)絡(luò)、文件或數(shù)據(jù)庫。

HMI汽車駕駛模擬器與交通虛擬仿真實驗室
 

產(chǎn)品簡介

   研究型汽車駕駛模擬器是一款定位于高校和科研機(jī)構(gòu)開展自動駕駛仿真、交通安全和駕駛行為相關(guān)研究的專業(yè)產(chǎn)品。研究型汽車駕駛模擬器不僅提供逼真道路交通仿真場景、真實感駕駛模擬座艙，還提供更為精確的駕駛操縱傳感器輸出，以及滿足研究所需的交通場景編輯系統(tǒng)、人車路環(huán)境測試云平臺、駕駛員視線分析系統(tǒng)、駕駛員生理測量系統(tǒng)、駕駛員運動捕捉動作分析系統(tǒng)、駕駛行為分析系統(tǒng)等；具備定制和升級能力，能滿足多種道路交通和駕駛行為相關(guān)研究的實際科研需求。

1、產(chǎn)品概況：
HMI汽車駕駛模擬器與交通虛擬仿真實驗室主要適用于實現(xiàn)汽車駕駛虛擬仿真模擬、駕駛行為分析研究、智能汽車交互設(shè)計、實現(xiàn)車內(nèi)交互方式研究、實現(xiàn)車車交互方式研究、實現(xiàn)交通流設(shè)計編輯及模擬、智能汽車駕駛場景設(shè)計與編輯，包括宏觀及微觀模型的設(shè)計及編輯等。通過駕駛?cè)诵袨檠芯?，探索潛在需求，以全新的方式提供產(chǎn)品和服務(wù)。

2、研究方向：
1) 研究方向：交通人因工程與駕駛行為分析相關(guān)研究
2) 系統(tǒng)軟件：ANSYS VRX Simulator/ErgoLAB Plugin VRX

3、研發(fā)目標(biāo)：
結(jié)合項目需求，完成汽車駕駛模擬仿真平臺的開發(fā)工作，包括：
（1）實現(xiàn)汽車駕駛虛擬仿真模擬、自動駕駛仿真模擬。
（2）實現(xiàn)車內(nèi)人機(jī)交互方式研究。
（3）實現(xiàn)駕駛?cè)伺c智能車輛車車交互方式研究。
（4）實現(xiàn)汽車駕駛場景設(shè)計與編輯，包括宏觀及微觀模型的設(shè)計及編輯等。
（5）實現(xiàn)交通流設(shè)計編輯及模擬。

4、 硬件配置：
硬件配置主要包括投影幕（實現(xiàn)180°視角）、實車模擬器（包含電控系統(tǒng)）和投影系統(tǒng)組成，實現(xiàn)高仿真的駕駛模擬；客戶可根據(jù)需要設(shè)置實驗觀測控制區(qū)，主要由實驗臺、實驗座椅和控制臺等組成，實現(xiàn)實車模擬控制、觀測及數(shù)據(jù)記錄、分析等功能。
（1）交通視景仿真系統(tǒng)
視景系統(tǒng)由視景計算機(jī)、投影及顯示系統(tǒng)、融合系統(tǒng)組成。圖如下：
　技術(shù)特點：
² 支持可軟件配置的多通道顯示。
² 支持軟件和硬件多通道融合系統(tǒng)。
² 包含數(shù)字視景錄制回放。
（2）模擬器座艙
模擬器座艙由實車改裝，包括：
² 數(shù)據(jù)采集CAN總線控制板改造；
² 儀表總成及組合開關(guān)改裝；
² 三踏板、方向盤、手剎、擋位各操作機(jī)構(gòu)改裝。
（3）180度柱形投影方案
采用：視景計算機(jī)—融合器—投影機(jī)方案，使用3臺視景計算機(jī)生成5760*1200分辨率的圖像，并通過三分屏輸出，通過融合器到投影機(jī)投射到弧形幕。

 

視景與駕駛操作互動可采集車輛內(nèi)部操作信息，并作用于視景，形成聯(lián)動。
此方案為標(biāo)準(zhǔn)的汽車駕駛虛擬方案，我們提供的方案是高端的投影機(jī)，每個投影機(jī)的分辨率為1920×1200，此方案的優(yōu)點是虛擬現(xiàn)實顯示效果好，不易導(dǎo)致眩暈，且運行可靠，易于升級，實現(xiàn)180°視角的視景系統(tǒng)。
投影機(jī)采取吊裝方式：安裝至室內(nèi)頂棚，可以便于取電，并固定較為穩(wěn)定，但不宜維護(hù)和拆裝。
投影幕：金屬硬質(zhì)幕，對于噴涂的均勻度，及選用材質(zhì)有較高要求，
（4）電控系統(tǒng)
電控系統(tǒng)包括控制信號采集、傳輸、記錄及反饋。
控制信號采集：車輛控制信息通過傳感器、儀表等設(shè)備采集之后，傳輸給計算機(jī)，形成控制信息記錄，轎車實車的信號采集包括：方向盤轉(zhuǎn)角、檔位、踏板、轉(zhuǎn)速、車速等等；
信號傳輸：為避免現(xiàn)場傳輸信號干擾，采用鐵質(zhì)線槽，為信號傳輸提供屏蔽，同時保護(hù)傳輸線。
數(shù)據(jù)記錄：電控系統(tǒng)所形成的控制信息，通過ErgoLAB Plugin VRX軟件，存儲于本地控制主機(jī)中。
反饋：為配合主動安全系統(tǒng)工作，在視景與電控系統(tǒng)互動過程中，啟用優(yōu)先級設(shè)置，已形成主動安全系統(tǒng)的有效控制反饋。
協(xié)議的制定需根據(jù)最終的實車車型來確定。
（5）電腦系統(tǒng)
為了驅(qū)動完整的模擬器，需要2個電腦：一個監(jiān)控和一個視景系統(tǒng)工作站。

5、軟件配置設(shè)計
（1）模擬開發(fā)接口
本項目中駕駛模擬仿真軟件采用美國ANSYS公司與法國AVS公司聯(lián)合開發(fā)的ANSYS VRX Simulator軟件，它可以通過軟件組件非常容易地進(jìn)行模擬和再現(xiàn)非常現(xiàn)實的駕駛環(huán)境。可實現(xiàn)圖形化的仿真場景開發(fā)工具、用于自行設(shè)計、模擬各類交通環(huán)境、開發(fā)不同交通素材；能夠?qū)朐从?DS Max, Google libraries、Intempora RTMaps 等生成的各種模型；能夠提供與第三方數(shù)據(jù)采集裝置采集的數(shù)據(jù)時間同步接口。

   ▲大燈燈光的模擬

▲夜間道路模擬

駕駛行為分析功能

   通過ErgoLAB Plugin VRX人車路環(huán)境測試云平臺模擬器各傳感器的輸出參數(shù)與駕駛操作視頻之間，以及仿真系統(tǒng)場景之間具備同步功能。仿真系統(tǒng)虛擬場景中的事件、駕駛?cè)瞬僮鱾鞲衅鞯臅r刻、操作量，以及駕駛?cè)藙幼饕曨l之間通過特定的控制協(xié)議實現(xiàn)高精度同步，便于開展駕駛行為特性研究；專業(yè)開發(fā)駕駛?cè)诵袨榉治鱿到y(tǒng)不僅能回放駕駛?cè)巳^程的駕駛過程的視頻，還能同步將其操作狀態(tài)（如轉(zhuǎn)向、制動、變道等）配合視頻進(jìn)行輸出；同時，配合配套的采集設(shè)備，還能準(zhǔn)確回放在這些操作狀態(tài)前后，駕駛?cè)说纳?、心理狀態(tài)參數(shù)（如眼動、心率、血壓、皮電、呼吸等）的變化值。

高精度傳感器

   特有的傳感器模塊采用高精度傳感器采集駕駛?cè)说牟倏匦畔?，包括方向盤轉(zhuǎn)角、方向盤扭矩、制動踏板行程、制動踏板加速度、油門踏板行程、油門踏板加速度，并可根據(jù)客戶要求指定加裝特別精度或樣式的傳感器

實車駕駛模擬座艙

   駕駛模擬座艙采用實車儀表臺、座椅等操控部件，駕乘感受真實。方向盤采用ASWS主動轉(zhuǎn)向輪系統(tǒng)模擬駕駛過程中方向盤的回正力矩，助力轉(zhuǎn)向等操作手感；油門踏板、制動踏板、離合踏板安裝布置均參照同車型的參數(shù)進(jìn)行安裝，力求人機(jī)界面的高度和諧統(tǒng)一與自然。

逼真駕駛操縱感受
     研究型駕駛模擬器采用多自由度汽車行駛動力學(xué)模型，精確解算每一時刻車輛的運動姿態(tài)。動力學(xué)解算部分采用模塊化設(shè)計，可根據(jù)用戶的實際需求，提供3自由度、11自由度、17自由度動力學(xué)解算功能，為汽車駕駛模擬的操縱感受提供技術(shù)保證；如有需要，可配合參數(shù)輸出模塊，提供定制化動力學(xué)參數(shù)輸出到外部網(wǎng)絡(luò)、文件或數(shù)據(jù)庫。

應(yīng)用領(lǐng)域

² Human factors 人因工程研究

§ Driver behaviour駕駛?cè)诵袨檠芯?/span>

§ Driver fatigue and sleepiness駕駛?cè)似谘芯?/span>

§ Drowsiness, drugs influence嗜睡，藥物影響研究

§ Distraction分心

§ Traffic conditions, vehicle/infrastructure interaction交通狀況，車輛/基礎(chǔ)設(shè)施相互作用

§ Human / systems interaction人與系統(tǒng)交互研究/人與AI交互研究

² Vehicle engineering車輛工程

§ System ergonomics & MMI系統(tǒng)人機(jī)工程學(xué)和系統(tǒng)人機(jī)交互界面研究

§ ADAS, ITS, Headlight駕駛輔助系統(tǒng)，智能交通系統(tǒng)，頭燈研究

§ Autonomous vehicle汽車自動駕駛研究

§ Dynamics, Vehicle behaviour動力學(xué)，車輛行為研究

§ HIL硬件在環(huán)研究