专利名称：一种三维仿真驾驶模拟系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及学车系统，特别是涉及一种三维仿真驾驶模拟系统。
背景技术：
人们学车的通常方法到驾校去学习。首先学习交通规则，上课，考试；在交通规则考试结束后，开始学习开车，从简单到复杂。经过一系列考试，拿到驾驶执照。在中国，拿到驾驶执照就意味着可以上路开车了。但在驾校学习到的，更多的只是开车的基本方法和技术。并且由于时间和金钱的限制，不大可能将开车的技术练习到熟练操控的程度。在驾校学习，开车环境比较简单，通常在练习场，路面宽敞，而且人和车都比较少， 基本上没有行人。这和真实的路面环境相差较远。在驾校里，从车的种类来说，可选择的范围也是比较小的。对于一个新手来说，他熟悉得可能是在驾校学习的车。这和他离开驾校以后驾驶的车，无论是在空间、操作习惯还有汽车性能上，很有可能还是有区别的。如何熟练操控一辆新车，这对新手来说，是一个巨大的考验和挑战。对于新手来说，另外一个重要的挑战，就是对交通规则的掌握和熟练运用程度。在交通规则考试时，人们往往都能考到比较高的分数，但这并不等同于就可以熟练运用和遵守交通规则了。特别地，当出现了交通事故或者意外后的处理方法，对新手来说，也是一个值得关注的方面。还有一个方面，在驾校学习的时候，并不能够让你对所在城市的道路熟悉起来。现在的城市发展速度非常快，可以说是日新月异；而且城市人口的流动性很大，很多都是从外地过来的“新人”。当他们驾车从一个地点到另外一个地点的时候，面临的选择非常多不同的路线，不同的路况，不同的交通拥挤情况等等。也有相当一部分人，在学习并考到驾照后，并不是马上买车或者开始开车。这样， 等到拥有车辆可以开车的时候，在驾校学习的开车技术已经荒废已久。所有这些因素，导致刚刚学会开车的新手成为交通事故的主要群体，这在各个城市都有类似的统计和结论。因此，从在驾校学会开车到上路，对于一个新手来说，这是一个挑战，而且是充满了危险的挑战。目前的一些专利技术比如专利申请号为02124671. 8，名为“导航系统”的专利， 它描述了一种可以帮助人们确定路线信息的装置，这有助于解决之前所描述的对道路状况不熟悉的问题；专利申请号为200610030601. 2，名为“支持大规模微观交通仿真的可扩展分布系统”的专利，用于对交通状况进行模拟分析。这些专利，它们部分地或者间接地解决和仿真了上述的问题和挑战，但它们并非针对“新手”这一特定的客户群而言，而是针对所有驾驶员而言具有普遍性的问题。对于刚刚学习驾驶的新手和准备学车的人员而言，这些方法还不能够全面地帮助他们解决在学习
3驾驶中面临的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种三维仿真驾驶模拟系统。本发明的目的可以通过以下技术方案来实现一种三维仿真驾驶模拟系统，其特征在于，包括外部操作输入装置，该装置至少有一个信号输出端口 ；一个基于三维仿真城市路面的模拟驾驶计算机，所述的计算机至少有两个信号输入输出端口，一个输入输出端口接收所述的信号输出端口输出的一组外部信号，所述的计算机识别该外部信号，至少一个所述的外部信号对应操作者的一个操作动作，所述的计算机在识别外部信号后经过处理生成相应显示信号，所述的相应显示信号可以从计算机的另一个信号输入输出端口发送；音频视频及结果显示装置，该装置至少有一个信号输入端口，该端口接收所述的相应信号。本发明还包括设置于互联网络控制中心的控制服务器，用于处理操作者发送的远程指令，并返回相应的数据和处理结果，该控制服务器内有一数据存储单元，所述的模拟驾驶计算机通过有线或无线网络与控制服务器相互访问；所述的外部操作输入装置为包括方向盘、键盘、鼠标的通过有线或无线方式和计算机相连的设备中的一种或多种；所述的模拟驾驶计算机包括外部信号识别单元、三维仿真模拟单元、数据存储及处理单元、网络连接单元；所述的外部信号识别单元对外部信号进行识别，将不同的外部信号生成不同的指令，并将指令发送到三维仿真模拟单元或数据存储及处理单元，或者通过网络连接单元发送到控制服务器；所述的三维仿真模拟单元根据收到的指令，从数据存储及处理单元取出对应的数据，生成一组相应的三维显示信号，并发送给音频视频及结果显示装置进行显示；所述的数据存储及处理单元对驾驶状态进行记录，并响应外部信号所生成的指令，响应控制服务器所发出的远程指令，输出三维仿真模拟单元所需要的数据，或将处理后得到的显示信号发送到音频视频及结果显示装置进行显示；所述的网络连接单元对网络连接进行控制，所述的控制包括当外部信号识别单元需要发送远程指令到控制服务器时，网络连接单元检测计算机当前是否能连接到网络，并连接到控制服务器，如果连接失败，则发送连接结果到数据存储及处理单元；所述的操作动作包括对车辆的操作；对车辆、装备、场景的选择操作；网络交易操作；更新下载操作；所述的数据包括仿真城市数据、仿真交通规则数据、仿真车辆数据和仿真天气数据。与现有技术相比，针对刚刚学习驾驶的新手和准备学习驾驶的人员容易出现的问题，本发明可以模拟学习驾驶的环境，从汽车操控到交通规则，从上路驾驶到交通意外处理等诸多环节，使得这些人员在没上路开车之前，能够通过本发明得到充分的体验和模拟上路开车的“真实感受"，从而在离开驾校后和上路开车之前能够平稳的过渡；同时，利用了 Internet的联网技术，本发明也可以作为广大网民提供一个自驾出游的虚拟世界。
图1为本发明的原理图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步说明。如图1所示，一种三维仿真驾驶模拟系统，包括外部操作输入装置110，该装置至少有一个信号输出端口 ；一个基于三维仿真城市路面的模拟驾驶计算机120，所述的计算机120至少有两个信号输入输出端口，一个输入输出端口接收所述的信号输出端口输出的一组外部信号， 所述的计算机120识别该外部信号，至少一个所述的外部信号对应操作者的一个操作动作，所述的计算机120在识别外部信号后经过处理生成相应显示信号，所述的相应显示信号可以从计算机的另一个信号输入输出端口发送；音频视频及结果显示装置130，该装置至少有一个信号输入端口，该端口接收所述的相应信号。本发明还包括设置于互联网络控制中心的控制服务器140，用于处理操作者发送的远程指令，并返回相应的数据和处理结果，该控制服务器内有一数据存储单元，所述的模拟驾驶计算机120通过有线或无线网络与控制服务器140相互访问；所述的外部操作输入装置110为包括方向盘、键盘、鼠标的通过有线或无线方式和计算机相连的设备中的一种或多种；所述的模拟驾驶计算机120包括外部信号识别单元150、三维仿真模拟单元160、数据存储及处理单元170、网络连接单元180 ；所述的外部信号识别单元150对外部信号进行识别，将不同的外部信号生成不同的指令，并将指令发送到三维仿真模拟单元160或数据存储及处理单元170，或者通过网络连接单元180发送到控制服务器140 ；所述的三维仿真模拟单元160根据收到的指令，从数据存储及处理单元170取出对应的数据，生成一组相应的三维显示信号，并发送给音频视频及结果显示装置130进行显示；所述的数据存储及处理单元170对驾驶状态进行记录，并响应外部信号所生成的指令，响应控制服务器140所发出的远程指令，输出三维仿真模拟单元160所需要的数据，或将处理后得到的显示信号发送到音频视频及结果显示装置130进行显示；所述的网络连接单元180对网络连接进行控制，所述的控制包括当外部信号识别单元需要发送远程指令到控制服务器时，网络连接单元180检测计算机当前是否能连接到网络，并连接到控制服务器，如果连接失败，则发送连接结果到数据存储及处理单元；所述的操作动作包括对车辆的操作；对车辆、装备、场景的选择操作；网络交易操作；更新下载操作。所述的数据包括仿真城市数据、仿真交通规则数据、仿真车辆数据和仿真天气数据。
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本发明模拟城市的道路信息，如道路分布、交通流量、路面宽度、是否单行线、拥堵情况、红绿灯、交通警察、绿化状况等等；模拟不同类型的天气变化；模拟多种汽车的内部和外形；并且提供一种交易模式，可以通过互联网(Internet)来购买所需的虚拟汽车、虚拟装备，以及支付参加比赛、汽车维修和交通违章罚单的费用。本发明使用键盘、鼠标或者通过有线、无线方式和计算机相连的设备来模拟汽车的操控；本发明模拟了真实的交通规则，对于道路上出现的交通违章和交通意外，按照真实的方法进行处理。本发明使用互联网(Internet)作为数据更新的媒介，可以通过访问互联网络上的网址来下载需要的更新；或者通过光盘等媒介，可以对交通道路的变化情况进行更新；本发明采用数据库的方法，可对各次出行的具体状态进行记录，包括出行时间，耗油量，违章记录，汽车维修记录和破损情况等等。在联网状态下，本发明也可作为联网汽车学习或者比赛游戏，可以通过网络联络自己的亲朋好友一起驾驶；如图1所示，所述的外部操作输入装置110，为操作者用于操作汽车的模拟控制装备，如方向盘、制动、灯光等部分。该部分可以通过键盘、鼠标以及与计算机连接的外部设备来实现，在本具体实施方式
中，该部分通过鼠标和键盘来实现控制汽车的功能。外部操作输入单元还包括对于所拥有的汽车、装备、地图等进行选择。操作者可以通过向互联网anternet网络)上的互联网络控制中心的控制服务器 140发出申请，并以真实或者虚拟货币的方式购买自己所需的虚拟汽车、虚拟装备，以及支付参加比赛、汽车维修或者交通违章罚单等费用。操作者可以通过互联网络控制中心的控制服务器140，下载本地所需的更新数据， 用于本地更新。所述的外部信号识别单元150，计算机根据输入命令的不同，产生不同的指令，并送到不同的单元进行处理。这些命令分为两类，一类是本地命令，这些命令将会在本地计算机上进行处理外部操作输入装置的命令会被送到三维仿真模拟单元160或数据存储及处理单元170 ；另外一类是远程命令，这些命令将会送到互联网上的特定单元进行处理网络交易申请和更新下载申请所发出的命令会通过网络连接单元180送到互联网络控制中心的控制服务器140。所述的三维仿真模拟单元160，在操作者选定所在的城市和出发地点之后，三维仿真模拟单元将会从数据存储及处理单元取出所需要的基本数据内容，并以此进行三维模拟。通过三维仿真模拟单元160来描述操作者当前所处场景。所设计的内容包括几个部分，第一部分是选定城市的路况信息包括当前所处的道路场景、当前道路的交通流量、 当前道路的路面宽度、红绿灯显示、交通警察、当前道路的绿化状况灯；第二部分是天气信息包括当前季节、当前时间、当前风力、当前是否下雨(如果下雨，雨量状态)、当前是否下雪(如果下雪，下雪的大小)等；第三部分是道路两边的建筑信息与广告信息；第四部分是所选择的汽车的三维模拟，这包括操作者自己的汽车、公路上的其它汽车以及特定选择的其它汽车(比如一同驾驶的朋友的汽车)的三维模拟。
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所述的数据存储及处理单元160，用于对操作者发出的本地命令以及控制服务器 140发出的远程命令进行响应，并输出三维仿真模拟单元160描述当前场景所需要的数据， 或者将相关处理的结果送到音频视频及结果显示装置130进行显示。数据存储及处理单元170的功能可描述为下述几个部分第一部分，对操作者发出的本地命令进行响应，这些本地命令包括所处的城市，所选择汽车的型号，汽车所在的街道，当前的天气状况，当前的时间等。数据存储及处理单元170在收到这些命令后，将相应的数据发送至三维仿真模拟单元160。第二部分，对在操作者行驶过程中所产生的各种问题，比如交通违章、对汽车进行的维修处理等，进行响应和处理，并将处理结果和数据送至三维仿真模拟单元160和音频视频及结果显示装置130。第三部分，对控制服务器140所发出的远程命令进行响应和处理，这些命令包括下载的更新信息、交易结果、联网比赛的结果等，并将处理结果和数据送至三维仿真模拟单元160和音频视频及结果显示装置130。所述的网络连接单元180，用于对互联网络进行连接。当外部信号识别单元150需要发送远程命令至控制服务器140时，网络连接单元180就会检测当前计算机是否能连接到互联网络，并连接到控制服务器140，如果连接失败，则会发送连接结果到数据存储及处理单元170。所述的控制服务器140，用于处理操作者发送的远程命令，并发送相应的数据和处理结果；同时，在控制服务器140中还有一个数据库，保存各种交易的价格以及用户的交易信息。在本实施例中，用于发送的远程命令包括更新下载查询和申请、网络交易申请等。以上例子主要说明了本发明的实施方式。尽管只对其中一些本发明的实施方式进行了描述，但是本领域普通技术人员应当了解，本发明可以在不偏离其主旨与范围内以许多其他的形式实施。因此，所展示的例子与实施方式被视为示意性的而非限制性的，在不脱离如所附各权利要求所定义的本发明精神及范围的情况下，本发明可能涵盖各种的修改与替换。
权利要求
1.一种三维仿真驾驶模拟系统，其特征在于，包括外部操作输入装置，该装置至少有一个信号输出端口 ；一个基于三维仿真城市路面的模拟驾驶计算机，所述的计算机至少有两个信号输入输出端口，一个输入输出端口接收所述的信号输出端口输出的一组外部信号，所述的计算机识别该外部信号，至少一个所述的外部信号对应操作者的一个操作动作，所述的计算机在识别外部信号后经过处理生成相应显示信号，所述的相应显示信号可以从计算机的另一个信号输入输出端口发送；音频视频及结果显示装置，该装置至少有一个信号输入端口，该端口接收所述的相应信号。
2.根据权利要求1所述的一种三维仿真驾驶模拟系统，其特征在于，还包括设置于互联网络控制中心的控制服务器，用于处理操作者发送的远程指令，并返回相应的数据和处理结果，该控制服务器内有一数据存储单元，所述的模拟驾驶计算机通过有线或无线网络与控制服务器相互访问。
3.根据权利要求1或2所述的一种三维仿真驾驶模拟系统，其特征在于，所述的外部操作输入装置为包括方向盘、键盘、鼠标的通过有线或无线方式和计算机相连的设备中的一种或多种。
4.根据权利要求1或2所述的一种三维仿真驾驶模拟系统，其特征在于，所述的模拟驾驶计算机包括外部信号识别单元、三维仿真模拟单元、数据存储及处理单元、网络连接单元。
5.根据权利要求4所述的一种三维仿真驾驶模拟系统，其特征在于，所述的外部信号识别单元对外部信号进行识别，将不同的外部信号生成不同的指令，并将指令发送到三维仿真模拟单元或数据存储及处理单元，或者通过网络连接单元发送到控制服务器。
6.根据权利要求5所述的一种三维仿真驾驶模拟系统，其特征在于，所述的三维仿真模拟单元根据收到的指令，从数据存储及处理单元取出对应的数据，生成一组相应的三维显示信号，并发送给音频视频及结果显示装置进行显示。
7.根据权利要求6所述的一种三维仿真驾驶模拟系统，其特征在于，所述的数据存储及处理单元对驾驶状态进行记录，并响应外部信号所生成的指令，响应控制服务器所发出的远程指令，输出三维仿真模拟单元所需要的数据，或将处理后得到的显示信号发送到音频视频及结果显示装置进行显示。
8.根据权利要求7所述的一种三维仿真驾驶模拟系统，其特征在于，所述的网络连接单元对网络连接进行控制，所述的控制包括当外部信号识别单元需要发送远程指令到控制服务器时，网络连接单元检测计算机当前是否能连接到网络，并连接到控制服务器，如果连接失败，则发送连接结果到数据存储及处理单元。
9.根据权利要求1或2所述的一种三维仿真驾驶模拟系统，其特征在于，所述的操作动作包括对车辆的操作；对车辆、装备、场景的选择操作；网络交易操作；更新下载操作。
10.根据权利要求6所述的一种三维仿真驾驶模拟系统，其特征在于，所述的数据包括仿真城市数据、仿真交通规则数据、仿真车辆数据和仿真天气数据。
全文摘要
本发明涉及一种三维仿真驾驶模拟系统，包括外部操作输入装置，该装置至少有一个信号输出端口；一个基于三维仿真城市路面的模拟驾驶计算机，所述的计算机至少有两个信号输入输出端口，一个输入输出端口接收所述的信号输出端口输出的一组外部信号，所述的计算机识别该外部信号，至少一个所述的外部信号对应操作者的一个操作动作，所述的计算机在识别外部信号后经过处理生成相应显示信号，所述的相应显示信号可以从计算机的另一个信号输入输出端口发送；音频视频及结果显示装置，该装置至少有一个信号输入端口，该端口接收所述的相应信号。与现有技术相比，本发明使学车新手能够得到充分的体验和模拟上路开车的“真实感受”。
文档编号G09B9/04GK102467837SQ201010537679
公开日2012年5月23日 申请日期2010年11月10日 优先权日2010年11月10日
发明者严峰 申请人:上海日浦信息技术有限公司