一种驾驶模拟器

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一种驾驶模拟器
申请号	CN201711368904.X	申请日	2017-12-18	公开(公告)号	CN107961533A	公开(公告)日	2018-04-27
申请人	广州中国科学院先进技术研究所; 深圳市中科德睿智能科技有限公司;			发明人	肖洪午; 郭云鹏; 王力; 王卫军; 张弓;
摘要	本发明公开了一种驾驶模拟器，包括驾驶模拟套件、操控系统、显示单元、运动控制器、驾驶模拟运动平台；操控系统分别与驾驶模拟套件、显示单元、运动控制器连接，运动控制器还与驾驶模拟运动平台连接；用户通过操作驾驶模拟套件，将操作动作和幅度数据发送给操控系统，操控系统将操作动作和幅度数据通过解析变换单元进行解析变换后进行驱动显示单元中的虚拟车子运动，同时，操控系统将原始的操作动作和幅度数据通过洗出算法单元进行洗出算法，计算出实际应该给驾驶模拟运动平台的真实运动幅度，将此数据发送给运动控制器操控驾驶模拟运动平台进行运动。本发明操控系统操控虚拟车子运动的同时，同步地操控实体运动平台作与驾驶动作相匹配的运动。
权利要求	1.一种驾驶模拟器，其特征在于，包括驾驶模拟套件、操控系统、显示单元、运动控制器、驾驶模拟运动平台；所述操控系统分别与驾驶模拟套件、显示单元、运动控制器连接，所述运动控制器还与驾驶模拟运动平台连接；所述操控系统包括洗出算法单元、解析变换单元；用户通过操作驾驶模拟套件，将操作动作和幅度数据发送给操控系统，该操控系统将操作动作和幅度数据通过解析变换单元进行解析变换后进行驱动显示单元中的虚拟车子运动，与此同时，该操控系统将原始的操作动作和幅度数据通过洗出算法单元进行洗出算法，计算出实际应该给驾驶模拟运动平台的真实运动幅度，将此数据发送给嵌入式的运动控制器，最终得以操控驾驶模拟运动平台的运动。 2.根据权利要求1所述的驾驶模拟器，其特征在于，所述驾驶模拟套件上设置有离合、油门、刹车、方向盘、排挡杆。 3.根据权利要求1所述的驾驶模拟器，其特征在于，所述驾驶模拟运动平台的运动包括转弯、油门、刹车、换挡。 4.根据权利要求1所述的驾驶模拟器，其特征在于，所述驾驶模拟器还包括与操控系统连接的游戏存储单元，用于嵌入存储至少一款赛车游戏，可在游戏里体验模拟驾驶的感觉。 5.根据权利要求1所述的驾驶模拟器，其特征在于，所述驾驶模拟运动平台为六自由度驾驶模拟运动平台。
说明书全文	一种驾驶模拟器技术领域 [0001] 本发明涉及Unity开发技术领域，具体涉及一种驾驶模拟器。背景技术 [0002] 市面上的VR动感运动平台绝大多数是以高配置计算机为核心，控制运动平台的运动和VR头盔的内容显示，广泛存在与大型商城、机场、公园等人流密度大的公共场所。体验方式乃是工作人员代替用户进行影片和游戏选择，用户只负责体验影片和游戏。至于游戏方面的体验，用户一般只能被动式地感受虚拟场景以及相应的座椅运动，并不能主动地操控座椅来玩游戏来适应虚拟场景中的内容。 [0003] 并且市场上的大多数驾驶模拟器，只能通过驾驶模拟套件操控屏幕里虚拟的游戏对象的运动，用户坐着的驾驶模拟平台本身是静止不动的，并不跟随用户的操作运动，或者只是简单地随便摆动，这样的驾驶模拟器对于用户来说体验感就差很多。发明内容 [0004] 有鉴于此，为了解决现有技术中的上述问题，本发明提出一种驾驶模拟器，除了操控屏幕里的虚拟车子之外，还同步操控驾驶模拟运动平台本身，根据用户的驾驶动作来作出相应的运动，虚拟对象的运动和驾驶模拟运动平台的运动是统一的、同步的。 [0005] 本发明通过以下技术手段解决上述问题： [0006] 一种驾驶模拟器，包括驾驶模拟套件、操控系统、显示单元、运动控制器、驾驶模拟运动平台； [0007] 所述操控系统分别与驾驶模拟套件、显示单元、运动控制器连接，所述运动控制器还与驾驶模拟运动平台连接； [0008] 所述操控系统包括洗出算法单元、解析变换单元； [0009] 用户通过操作驾驶模拟套件，将操作动作和幅度数据发送给操控系统，该操控系统将操作动作和幅度数据通过解析变换单元进行解析变换后进行驱动显示单元中的虚拟车子运动，与此同时，该操控系统将原始的操作动作和幅度数据通过洗出算法单元进行洗出算法，计算出实际应该给驾驶模拟运动平台的真实运动幅度，将此数据发送给嵌入式的运动控制器，最终得以操控驾驶模拟运动平台的运动。 [0010] 进一步地，所述驾驶模拟套件上设置有离合、油门、刹车、方向盘、排挡杆。 [0011] 进一步地，所述驾驶模拟运动平台的运动包括转弯、油门、刹车、换挡。 [0012] 进一步地，所述驾驶模拟器还包括与操控系统连接的游戏存储单元，用于嵌入存储至少一款赛车游戏，可在游戏里体验模拟驾驶的感觉。 [0013] 进一步地，所述驾驶模拟运动平台为六自由度驾驶模拟运动平台。 [0014] 与现有技术相比，本发明的有益效果如下： [0015] 1)、操控系统操控虚拟车子运动的同时，同步地操控实体运动平台作与驾驶动作相匹配的运动； [0016] 2)、改良了经典洗出算法，让洗出过程变得更高效； [0017] 3)、在驾驶模拟运动平台上实现了模拟真实汽车发动机启动后的振动功能； [0018] 4)、油门与刹车的深浅直接影响虚拟车子和实际运动平台的运动，具有真实感； [0019] 5)、挂不同的档位，虚拟车子会有不同的速度区间，运动平台会有不同程度的反应速度和反应幅度； [0020] 6)、用户可通过操作方向盘上的按钮，自己开始游戏，结束游戏，重玩游戏，无须工作人员的协助； [0021] 7)、开始的时候，运动平台会上升到中间位置保证运动性能最佳；重玩的时候，运动平台的方位如果有偏差，会自动摆正；结束的时候，运动平台会自动下降到原点，同时也方便用户从运动平台上下来。附图说明 [0022] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 [0023] 图1是本发明驾驶模拟器的结构示意图； [0024] 图2是本发明驾驶模拟器的操作流程图。具体实施方式 [0025] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合附图和具体的实施例对本发明的技术方案进行详细说明。需要指出的是，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 [0026] 如图1所示，本发明提供一种驾驶模拟器，包括驾驶模拟套件、操控系统、显示单元、运动控制器、驾驶模拟运动平台； [0027] 所述操控系统分别与驾驶模拟套件、显示单元、运动控制器连接，所述运动控制器还与驾驶模拟运动平台连接； [0028] 所述操控系统包括洗出算法单元、解析变换单元； [0029] 用户通过操作驾驶模拟套件，将操作动作和幅度数据发送给操控系统，该操控系统将操作动作和幅度数据通过解析变换单元进行解析变换后进行驱动显示单元中的虚拟车子运动，与此同时，该操控系统将原始的操作动作和幅度数据通过洗出算法单元进行洗出算法，计算出实际应该给驾驶模拟运动平台的真实运动幅度，将此数据发送给嵌入式的运动控制器，最终得以操控驾驶模拟运动平台的运动。 [0030] 所述驾驶模拟器还包括与操控系统连接的游戏存储单元，用于嵌入存储至少一款赛车游戏，可在游戏里体验模拟驾驶的感觉。 [0031] 如图2所示，本发明具体的操作流程如下： [0032] 用户通过操作驾驶模拟套件，将操作动作和幅度数据发送给操控系统，该操控系统将数据解析变换并且驱动虚拟车子运动。与此同时，操控系统将原始的动作和幅度数据通过改良版的经典洗出算法，计算出实际应该给模拟驾驶运动平台的真实运动幅度，将此数据发送给嵌入式运动控制器，最终得以操控驾驶模拟运动平台的运动。 [0033] 操控系统是基于Unity3D平台开发的。通过在unity软件上配置和编程，将驾驶模拟套件连通于安装了windows操作系统的PC机，让模拟套件的动作按照用户想要的方式进行。 [0034] 操控系统将模拟套件的输入数据进行解析变换，然后将处理后的数据用于驱动虚拟车子的运动。 [0035] 操控系统将模拟套件的输入数据用改良后的经典洗出算法进行处理。本发明简化了经典洗出算法中的一些过程，让计算变得更高效、简单。 [0036] 经过洗出算法的处理，数据发送给控制器，控制器操控驾驶模拟运动平台运动。 [0037] 本发明基于Unity3D软件平台，接入了驾驶模拟器套件和经典洗出算法的动态链接库，通过驾驶套件控制六自由度驾驶模拟平台的运动。运动动作包含挂挡、左右转向、油门、刹车等。本发明同时嵌入了一款赛车游戏，可在游戏里体验模拟驾驶的感觉。 [0038] 本发明尽量模拟真实的驾驶过程和驾驶动作。本发明的游戏对象运动与坐着的驾驶模拟平台本身的运动是同步的、统一的，都是由驾驶模拟套件的离合、油门、刹车、方向盘、排挡杆来操控的。 [0039] 本发明抖动功能模拟发动机发动后的震动感，画面动作匹配，油门刹车深浅与速度关系，与运动平台反应速度的关系，上升下降，重玩退出拨片。 [0040] 本发明的驾驶模拟运动平台本身是六自由度并联机器人平台，它受制于留个电动缸的缸长，无法完全模拟汽车的运动，因此用到了改良版的经典洗出算法来解决这个问题。经测试，本发明的驾驶模拟平台的运动带给用户的感觉能很大程度地模拟真实的驾驶感。 [0041] 本发明通过操控驾驶模拟套件来实现驾驶模拟平台的转弯、油门、刹车、换挡等操作，同时同步地操控屏幕中的虚拟车子。 [0042] 本发明的有益效果如下： [0043] 1)、操控系统操控虚拟车子运动的同时，同步地操控实体运动平台作与驾驶动作相匹配的运动； [0044] 2)、改良了经典洗出算法，让洗出过程变得更高效； [0045] 3)、在驾驶模拟运动平台上实现了模拟真实汽车发动机启动后的振动功能； [0046] 4)、油门与刹车的深浅直接影响虚拟车子和实际运动平台的运动，具有真实感； [0047] 5)、挂不同的档位，虚拟车子会有不同的速度区间，运动平台会有不同程度的反应速度和反应幅度； [0048] 6)、用户可通过操作方向盘上的按钮，自己开始游戏，结束游戏，重玩游戏，无须工作人员的协助； [0049] 7)、开始的时候，运动平台会上升到中间位置保证运动性能最佳；重玩的时候，运动平台的方位如果有偏差，会自动摆正；结束的时候，运动平台会自动下降到原点，同时也方便用户从运动平台上下来。 [0050] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。