VR驾驶模拟器技术方案

VR 驾驶模拟器： 一、 产品介绍 VR 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，考生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。汽车驾驶模拟器是应用最为广泛的，汽车驾驶模拟器几乎完全呈现真实学车环境，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。 利用驾驶模拟器进行各种训练与实车训练相比，有以下优点： （1）安全性高：可安全地进行危险性驾驶状态的试验和极限状态下的试验、训练等。 （2）再现性高：容易保证相同的试验条件，并目能够反复进行相同条件下的试验。 （3）容易设定试验条件：容易进行汽车特性、路面状况、道路、障碍物等环境设定及设定变更，不需要制作大量试验设备节省费用。 （4）容易测定数据和分析：用计算机能够容易地存储实车试验测定困难的参数，并立即显示所需的数据，高效率地处理。 其抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能优良，还具有不易老化、制品尺寸稳定、表面光泽性好等特点，容易涂装、着色，还可以进行表面喷镀金属、电镀、焊接、热压和粘接等。 该汽车驾驶模拟器座舱采用真车操作部件 ABS 工程塑料外壳。系统采用了当前最新的科技成果，本模拟器在操作感、仪表显示、听觉和视觉上逼真地再现真车驾驶时的工作环境和场景。其提供的训练场景按中国道路的实际情况设计，可以分级设置，能训练学员的基本驾驶操作技术和处理紧急情况的应变能力。能使学员快速掌握驾驶理论知识和基本操作技能，使学员的驾驶座舱既可以独立使用，也可以通过数据通信单元与电脑主控台配合使用。座舱单独使用时，可以实现汽车驾驶教学与训练功能；与电脑主控台配合使用时。 该台设备具有以下几种驾驶模式： 1、单机主动模拟驾驶：单台驾驶舱独立训练，训练时候场景内部的其他车 辆、行人等由系统根据交通规则及交通模型发出，模拟真实的交车、会车、跟车 等。 2、单机被动模拟驾驶：系统根据已经配置好的被动驾驶文件播放操作语音提示，学员可以在没有教练指导下按照操作语音提示学习，学习正确的操作顺序。被动驾驶功能对初学驾驶的学员来说非常有用，如果学员没有按照提示操作，系统将报错并扣分。 3、网络互动模拟驾驶：通过中央控制台可以连接学员驾驶机，实现联网训练，场景中可以看见其他驾驶舱所驾驶的车辆，并看见其他驾驶舱所驾车辆的转向灯、刹车灯以，听见其他车辆的喇叭。主控台能打印学员的成绩等。 二、 产品性能技术指标 （1）、VR 驾驶模拟器硬件指标 该设备尺寸： (长×宽×高)2.0m ×1.0m×1.5m，机柜： (长×宽×高)0.5m ×0.5m×1.0m。操纵装置为原厂汽车配件组装包括:座椅、安全带、转向盘、大灯开关、灯光操纵杆、危险警报闪光灯开关、雨刮器操纵杆开关、点火开关、驻车制动器操纵杆、手动变速器操纵杆、离合器踏板、制动踏板、加速踏板。 运动平台：有效载荷重量：额定有效载荷：300kg，输入频率为 0.2Hz，幅值为每个自由度最大位移响应电信号 5%的方波信号，运动系统响应方波信号的滞后时间 20ms。运动系统的最低固有频率大于 50Hz。工作频率范围：0Hz～10Hz；对一个频率为 0.2Hz，幅值为最大位移相应电信号 5%的方波输入信号而言，多自由度运动试验平台每一个自由度位移的响应，无超调量或超调量不大于 5%，超调次数不大于 1。平台系统一次连续工作时间不低于 24 小时；使用寿命≥40000小时；平均无故障时间 MTBF≥4000 小时；机械故障平均维修时间 MTTR≤1 小时；电气故障平均维修时间 MTTR≤0.5 小时。 头盔同时追踪延时响应 10ms。通过红外位置捕捉功能，可捕捉的位移范围4.2m×4.2m×3.0m；并可进行水平 360 度、垂直 360 度全方位角度侦测，最小精度为 0.1 度。视景显示屏材质为 OLED，分辨率为 1920×1080 ，显示清晰度 1080P 以上，重量≥440 克。 实物传感器控制，响应速度8ms。精确捕捉训练者操作时的手动变速器操纵杆、离合器踏板、制动踏板、加速踏板等数据，如方向、速度、距离，记录分析其操作，精确的采集信息。 （2）、VR 驾驶模拟器软件指标 整个系统运行流畅、无卡顿效果。在进行驾驶训练过程中，系统运行最低帧率数 90 帧/秒。本系统中的驾驶操作与现实动作实时快速准确同步，操作同步延时响应不大于 10ms，移动位移精度不大于2mm，动作可捕捉空间 (水平×纵向×高度) 4.2m×4.2m×3.0m。 学员在进行驾驶训练前可以进行“手把手”的引导学习模式，可以在虚拟的场景中看到系统提供的车辆行驶轨迹。 训练过程中提供实时汽车驾驶距离、速度和方向等提示，学员根据这些数据的图形化提示及时纠正驾驶车辆方向、速度。 模拟系统提供了标准的驾驶技能训练课程：汽车基本操作、汽车驾驶人考试科目二训练、汽车驾驶人考试科目三训练及模拟科目训练。 ①基本操作：坐姿规范及座椅调节，安全带，后视镜，六大开关（大灯开关、灯光操纵杆操作规范、危险警报闪光灯开关、雨刮器操纵杆开关、空调压缩开关、点火开关），仪表盘，转向盘，驻车制动器操纵杆，手动变速器操纵杆，自动变速器操纵杆，离合器踏板，制动踏板，加速踏板； ②科目二：倒车入库，侧方位停车，坡道定点停车与起步，直角转弯，曲线行驶； ③科目三：上车准备及起步，靠边停车，直线行驶左（右）急转弯，变更车道，通过路口，超车，通过学校区域，通过人行横道，通过公交站台，掉头，通过路口（灯控），加减档操作，照明不良，照明良好，会车，整体操作（熄火、档位、转向灯、压车道线）； ④模拟高速行驶、模拟市区行驶。 （5）可进行训练车型的选择、训练场地选择、训练项目选择、考试场景定制、模拟驾驶过程中的实时数据显示。 （3）、VR 驾驶模拟器教员台 通过教学控制机可以同时实现单个或多个驾驶模拟学员机的控制与监控，并可以对学员进行全面的管理，如：班次、学员信息及成绩、培训项目、培训科目、模拟驾驶操作回放等。具有以下辅助教学功能：建立标准驾驶操作技能库，作为学员驾驶训练的参考，也可以将正确的驾驶方法示范给学员，供学生进行网路学习。 教练机能够进行任务设定实现远程对驾驶模拟器开关机、任务设置与终止，并可以按学员等级进行不同阶段的训练难易设定，以便对学员循序渐进的培训，从易至难的过程。 模拟考核评定功能，系统在模拟驾驶考试完毕后可立即生成考试结果及评定，并上传至数据库进行保存，可随时进行查询、打印。 具备扩展功能，教练可通过教学投影设备可以进行理论知识的教学及标准操作录像回放，并可以随时调取学员训练记录进行重现、查看。 三、 VR 驾驶模拟器配置 序 组别 货物名称 数量 号 司机操作系统 1 司机室附属设备 1 操作 训练 主控计算机（不 1 硬件 1 含显示器） 支撑 系统 数据采集与传输 1 系统 音响系统 1  单位 详细的设备配置描述 包括司机座椅、方向盘、操纵杆、脚板、套 开关、指示灯、换挡机构等（车厂原厂 配置）。 司机室仪表数码显示屏等定制。通过系 套 统模拟，可采用软件模拟方式实现。承载训练软件模块与硬件控制系统。工业用计算机可以流畅运行训练模块，画 面帧率不低于 30，可连续 48 小时不停机 台 运行，性能不降低。CPU：i5，内存：4G或以上显卡：1G 以上显存，硬盘：320G或以上。 控制数据采集、指示灯控制。可保证连 套 续无故障运行 48 小时。 套 2.0 声道系统 VR 视 2 景系 统 教员 3 台系 统  数字登录系统 1 套 用户通过登陆系统，建立学员管理系统。 头盔同时追踪延时响应 10ms 。通过红外 位置捕捉功能，可捕捉的位移范围 4.2m ×4.2m×3.0m ；并可进行水平 360 度、 VR 头盔 1 个 垂直 360 度全方位角度侦测，最小精度 为 0.1 度。视景显示屏材质为 OLED ，分 辨率为 1920×1080 ，显示清晰度 1080P 以上，重量≥440 克。 空间定位装置 1 套 支持头部及手部 360 度方位内的位移， 旋转等操作。 有效载荷重量：额定有效载荷：≧300kg， 输入频率为 0.2Hz，幅值为每个自由度最 大位移响应电信号 5%的方波信号，运动 系统响应方波信号的滞后时间不大于 20ms。运动系统的最低固有频率大于 50Hz。工作频率范围：0Hz～10Hz；对一 VR 多维度运动力 个频率为 0.2Hz，幅值为最大位移相应电 1 套 信号 5%的方波输入信号而言，多维度运 反馈系统 动平台每一个自由度位移的响应，无超 调量或超调量不大于 5%，超调次数不大 于 1。平台系统一次连续工作时间不低于 24 小时；使用寿命≥40000 小时；平均 无故障时间 MTBF≥4000 小时；机械故障 平均维修时间 MTTR≤1 小时；电气故障 平均维修时间 MTTR≤0.5 小时。 教员台计算机 1 台 (含显示器)一体机双核 CPU，2G 内存， 320G 硬盘，19 寸显示器； 路由气 16 口 100M，传输速率： 网络交换机 1 台 10/100/1000Mbps ；背板带宽：256Gbps， 包转发率：36Mpps；网络标准：IEEE 802.3，IEEE 8。 国家规范化的科目二、三考核训练模块； 仿真训练软件 1 套 符合行业标准。山地驾驶体验模块符合 行业标准。城市内驾驶体验模块符合行 VR 系 业标准。 4 统软 教员控制台软件 1 套 符合上述模拟器系统软件技术要求。 件 教学管理软件 1 套 符合上述模拟器系统软件技术要求。 VR运动-视景协同系 1 套 符合上述模拟器系统软件技术要求。 统