道路特征信息的计算，得出车辆的行驶速度、纵向加速度、横向加速度、横摆角速度、俯仰 角速度、侧倾角速度等，同时根据刹车踏板的行程与行驶速度、模拟车体质量、路面状况等 信息，计算出制动毂温度。
[0046] 所述道路特征采集模块连接有纵坡采集模块、超高采集模块、曲线半径采集模块、 视距采集模块、车道数与路肩宽度采集模块，这六个模块通过其输出端与道路特征采集模 块的输入通道连接，采集道路的纵坡、超高、曲线半径、视距、车道数、车道宽度，路肩宽度。
[0047] 所述ΒΠΗ方真环境模块在虚拟环境中模拟大气温度、降雨、风阻、降雪、大雾的极 端天气，通过模拟算法控制不同天气条件下的空气能见度，用以分析不同天气条件下对于 行车安全性的影响以及相对应的驾驶员驾驶行为的变化。在初始参数设定中，可设定试验 要求的降雨或降雪量以及空气能见度数据，通过算法将不同的天气数据转化为路面摩阻系 数值，并通过轮胎的材质、胎压、车型、车重、行驶速度等车辆行驶信息，计算出不同条件下 的车辆侧滑系数与刹车制动距离。B頂全景仿真环境展示路面、护栏、交通标志、标线以及道 路两侧的植物、建筑物。
[0048] 对于极端天气造成的湿滑路面，由系统中的算法模拟出道路的水滑状态，并将最 终的水滑结果以平台的滑动信号体现，具体的算法运算过程如下： 出现水膜滑溜现象的危险速度与轮胎接触地面的压强，也就是轮胎气压的平方根成比 例，考虑到量纲关系，两者之间的数值对应关系，得到最小极限水上滑行速度的计算公式： 式中：
V一一开始产生滑溜现场的危险车速，km/h ; P 轮胎气压，kPa。
[0049] -般情况下，轿车的轮胎气压较低，所以发生水滑的速度比较低；而载重汽车、大 型客车的轮胎气压较高，以较高的速度行驶才能发生水滑现象。车辆的水滑速度不仅和轮 胎的胎压有关，轮胎的印迹（轮胎与路面接触部分的长r和宽刀对水滑速度也有影响，通 过输入轮胎长宽比可以得到水滑预测公式。
[0050] 式中： V一一卡车轮胎的水滑速度，km/h ;
一轿车轮胎的水滑速度，km/h ; w--接触面的长度，km ; 1--接触面宽度，km。
[0051] 将上述计算过程带入算法中，由算法进行数据转换，最终形成平台运动信号，模拟 不同降雨条件下、不同车况下的水滑过程，实现模拟分析。
[0052] 本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书 而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。
【主权项】
1. 基于WM仿真环境的驾驶模拟控制系统，其特征在于： 包含有驾驶操作模块、驾驶模拟平台控制模块、环屏融合显示模块、车辆性能采集模块 和道路特征采集模块，均接入中央处理器，中央处理器上另外连接有B頂仿真环境模块； 所述驾驶操作模块将驾驶员对模拟车辆的操作信息发送至中央处理器； 所述驾驶模拟平台控制模块响应驾驶员对于车辆的操作信息，并同时接收道路信息发 送至中央处理器，采用多自由度平台； 所述环屏融合显示模块是将多屏显示进行无缝衔接，组成环形显示幕，完整的将模拟 画面图像处理结果发送至中央处理器； 所述WM仿真环境模块在驾驶模拟室中模拟不同道路条件与天气情况，并通过虚拟仿 真屏幕展示道路情景，将仿真信息发送至中央处理器； 所述道路特征采集模块采集道路状态信息发送至中央处理器；道路特征采集模块同时 与B頂仿真环境模块互相连接并通信，采集模拟道路状态信息发送至中央处理器； 中央处理器通过通信单元接收各模块发送的信息后，结合模拟环境与驾驶员操作内 容，通过融合环屏实时显示，并将所有信息存储至车载存储器。2. 根据权利要求1所述的基于BDH方真环境的驾驶模拟控制系统，其特征在于： 所述WM仿真环境模块中载入既有道路条件信息和驾驶操作舱中驾驶员的操作信息 为主要数据输入，多自由度平台以及环形显示幕作为数据的输出及响应端，连接方式为网 络通信方式。3. 根据权利要求1所述的基于BDH方真环境的驾驶模拟控制系统，其特征在于： 所述驾驶操作模块预先安装有方向盘转角传感器、油门踏板行程传感器、制动踏板力 传感器、制动踏板行程传感器、离合器行程传感器，该模块将自身的驾驶行为数据传输给中 央处理器。4. 根据权利要求1所述的基于BDH方真环境的驾驶模拟控制系统，其特征在于： 所述驾驶模拟控制模块，通过基于Stewart模型理论的MBOX数据结构算法对UDP全字 段数据格式进行拆解、重组，最后通过位姿反解的变换矩阵与Ethernet总线通讯协议实现 驾驶模拟操作对于多自由度平台的控制效果，平台本身根据变换后的信号进行多自由度的 升降、旋转、侧倾动作。5. 根据权利要求1所述的基于BnH方真环境的驾驶模拟控制系统，其特征在于： 所述环屏融合显示模块，通过Mosaic三角特征矩阵算法，对多台投射设备输出的画面 在整块环形屏幕中进行无缝融合，其中，Mosaic算法对屏幕相互重合的部分进行矩阵三角 型切割，再根据模式识别算法对图像的边缘进行重新计算、变形、矫正，最终实现显示画面 的整体统一。6. 根据权利要求1所述的基于BnH方真环境的驾驶模拟控制系统，其特征在于： 所述车辆性能采集模块接入CAN总线，CAN总线上同时接入有方向盘转角传感器、油门 踏板行程传感器、发动机转速计、惯量传感器、制动毂温度传感器、发动机扭矩传感器、制动 踏板力传感器和制动踏板行程传感器，采集信息包括车速、方向盘转角、发动机转速、发动 机扭矩、制动器踏板行程、制动踏板力、油门踏板行程、纵向加速度、横向加速度、横摆角速 度、俯仰角速度、侧倾角速度和制动毂温度。7. 根据权利要求1所述的基于BDH方真环境的驾驶模拟控制系统，其特征在于： 所述道路特征采集模块连接有纵坡采集模块、超高采集模块、曲线半径采集模块、视距 采集模块、车道数与路肩宽度采集模块，这六个模块通过其输出端与道路特征采集模块的 输入通道连接。8.根据权利要求1所述的基于BnH方真环境的驾驶模拟控制系统，其特征在于： 所述BIM仿真环境模块在虚拟环境中模拟大气温度、降雨、风阻、降雪、大雾的极端天 气，通过模拟算法控制不同天气条件下的空气能见度，用以分析不同天气条件下对于行车 安全性的影响以及相对应的驾驶员驾驶行为的变化； B頂全景仿真环境展示路面、护栏、交通标志、标线以及道路两侧的植物、建筑物。
【专利摘要】本发明涉及基于BIM仿真环境的驾驶模拟控制系统。交通安全分析主要从道路线形设计和交通事故数据方面入手，无法获取驾驶员心生理状态变化特征，及车辆在不同道路环境下的运行状态数据。本发明包含有驾驶操作模块、驾驶模拟平台控制模块、环屏融合显示模块、车辆性能采集模块和道路特征采集模块，均接入中央处理器；中央处理器上连接有BIM仿真环境模块，通过BIM仿真系统精确建立不同的道路环境，获取驾驶员操作信息，通过驾驶模拟操作模块对多自由度平台的控制算法，以及模拟各种极端天气的环境模拟算法，完整模拟道路路感与车感，对驾驶员及车况进行实时采集与运算，通过模块化设计来采集、传输、处理、显示和存储多路传感器数据。
【IPC分类】G09B9/04
【公开号】CN105096688
【申请号】CN201510512123
【发明人】刘建蓓, 邱磊, 马小龙, 张志伟
【申请人】中交第一公路勘察设计研究院有限公司
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年8月20日