一种驾驶仿真模拟设备的制作方法

1.本实用新型涉及模拟驾驶技术领域，具体涉及一种驾驶仿真模拟设备。


背景技术：

2.驾驶人需要具备熟练的驾驶操作技能，以及丰富的安全意识、风险意识，才能在驾驶过程中保证自身的安全，保证其他车辆和行人的安全。目前，国内针对驾驶操作技能的培训已经非常成熟，例如，通过模拟训练装置对驾驶操作技能进行培训。然而对于安全意识和风险意识的培训，仅有一些大型的营运车辆经营平台和高校有在做一些课题研究，主要通过心理答题，或者在车上安装车载设备采集车驾的平稳性数据，结合驾驶过程中录下的前方视频进行分析等技术路线实现。
3.但是，心理答题的方式存在应试技巧的问题，而且实际上路跟答题会存在较大的差异；驾驶过程中的前方视频由于视线范围问题，无法区分出当时的全面的交通情况，例如：车辆上安装的惯导设备显示出车辆在某个时间上急加速或减速，会报车辆驾驶平稳性有问题，但当时可能是由于旁车采取了减速措施导致本车的急减速，或者是其他突发情况导致，但车载设备无法全面反馈出这些综合情况，只能片面作出评价，这对驾驶人驾驶风险意识不能做出准确评价。
4.因此，现有技术中，无法全面的采集真实的行车信息和驾驶人的反馈信息，导致无法准确评价驾驶人的驾驶风险意识水平。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种驾驶仿真模拟设备，以克服目前无法全面的采集真实的行车信息和驾驶人的反馈信息，导致无法准确评价驾驶人的驾驶风险意识水平的问题。
6.为实现以上目的，本实用新型采用如下技术方案：
7.一种驾驶仿真模拟设备，包括：仿真驾驶操纵装置、操纵机构信息采集装置、控制装置和vr显示装置；
8.所述仿真驾驶操纵装置用于模拟驾驶工况；
9.所述vr显示装置与所述控制装置电连接，所述vr显示装置用于基于所述控制装置发送的模拟信号模拟交通场景，以便于用户根据所述交通场景操控所述仿真驾驶操纵装置的各操纵部件；
10.所述操纵机构信息采集装置包括传感器和信息采集控制板；
11.所述传感器设置在所述各操纵部件上，所述传感器用于采集所述用户通过操控所述各操纵部件产生的操纵信息；所述信息采集控制板分别与所述传感器、所述控制装置电连接，所述信息采集控制板用于获取所述操纵信息，并将所述操纵信息发送给所述控制装置，以便于所述控制装置根据所述操纵信息调整所述模拟信号；
12.所述vr显示装置还用于追踪眼动信息，并将所述眼动信息发送给所述控制装置，
以便于所述控制装置根据所述操纵信息和所述眼动信息，评估驾驶风险。
13.进一步的，以上所述的驾驶仿真模拟设备，所述仿真驾驶操纵装置包括舱体、舱体底部设置的车轮，以及，在所述舱体内按照车辆仿真设计的操纵部件和驾驶座椅；
14.所述操纵部件包括方向盘仿真机构、操纵踏板仿真机构、档位仿真机构和手刹仿真机构；
15.所述传感器包括压力传感器、角度传感器和档位传感器；
16.所述方向盘仿真机构上设置所述压力传感器，所述方向盘仿真机构上设置所述角度传感器，所述档位仿真机构上设置所述档位传感器。
17.进一步的，以上所述的驾驶仿真模拟设备，所述操纵踏板仿真机构包括仿真踏板和弹簧机构，所述弹簧机构的一端机械连接所述仿真踏板，所述弹簧机构的另一端机械连接所述舱体；
18.所述压力传感器设置在所述仿真踏板的板面下方。
19.进一步的，以上所述的驾驶仿真模拟设备，所述方向盘仿真机构包括仿真操纵杆和伺服电机，所述仿真操纵杆和所述伺服电机的驱动端机械连接；
20.所述伺服电机还通过所述信息采集控制板与所述控制装置电连接；所述信息采集控制板接收所述控制装置的控制信号，控制所述伺服电机模拟车辆驾驶过程中方向盘的受力。
21.进一步的，以上所述的驾驶仿真模拟设备，所述vr显示装置包括vr眼镜。
22.本实用新型的驾驶仿真模拟设备，通过设置仿真驾驶操纵装置，实现了对驾驶工况的模拟，通过设置vr显示装置，实现了对交通场景的模拟。用户可以在模拟的交通场景、驾驶工况下进行模拟驾驶，控制装置能够根据用户的驾驶情况调整对交通场景的模拟，以使驾驶过程更加真实，通过设置在仿真驾驶操纵装置的各个传感器，能够获取到用户的操纵信息，通过vr显示装置能够追踪到用户的眼动信息，结合操纵信息和眼动信息，边可以评估用户驾驶风险。本技术的技术方案，通过模拟真实的驾驶场景，能够全面综合的反馈出驾驶人的驾驶操作信息、行车信息以及观察反馈信息，以便于能够更加准确的评价驾驶人驾驶风险意识能力。
附图说明
23.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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实用新型的一些实施例，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。
24.图1是本实用新型驾驶仿真模拟设备一种实施例提供的结构图；
25.图2是本实用新型驾驶仿真模拟设备一种实施例提供的电路框图；
26.图3为本实用新型图1中a向视图。
具体实施方式
27.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部
的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。
28.图1是本实用新型驾驶仿真模拟设备一种实施例提供的结构图；
29.图2是本实用新型驾驶仿真模拟设备一种实施例提供的电路框图。
30.如图1和图2所示，本实施例的驾驶仿真模拟设备，包括：仿真驾驶操纵装置1、操纵机构信息采集装置2、控制装置3和vr显示装置4。
31.仿真驾驶操纵装置1用于模拟驾驶工况。在一些可选的实施例中，仿真驾驶操纵装置1包括舱体11、舱体11底部设置的车轮(车轮图1未示出)，以及，在舱体11内按照车辆仿真设计的操纵部件和驾驶座椅13。其中，操纵部件包括方向盘仿真机构121、操纵踏板仿真机构122、档位仿真机构123和手刹仿真机构124。
32.舱体11用于模拟车身，方向盘仿真机构121用于模拟车辆的方向盘，操纵踏板仿真机构122用于模拟刹车、油门和离合器等踏板，档位仿真机构123用于模拟档位，手刹仿真机构124用于模拟手刹。操纵部件和驾驶座椅13按照车辆仿真设计，即方向盘仿真机构121、操纵踏板仿真机构122、档位仿真机构123、手刹仿真机构124和驾驶座椅13的安装位置与真实的车辆一致，如图1所示。
33.vr显示装置4与控制装置3电连接，vr显示装置4用于基于控制装置3发送的模拟信号模拟交通场景，以便于用户根据交通场景操控仿真驾驶操纵装置1的各操纵部件。需要说明的是，交通场景是根据现实进行建模，交通场景中包括道路、信号灯、标志牌和动态车辆等。其中，动态车辆是带有车辆物理的ai车辆，而非按固定路线的背景车辆，如此一来高度仿真了路面的各类交通情况，使得潜在的交通危险场景测试零风险。例如，若交通场景显示为弯道，用户可以控制方向盘仿真机构121进行模拟转向；若若交通场景显示为红灯，用户可以综合控制操纵踏板仿真机构122、档位仿真机构123和手刹仿真机构124进行模拟减速和停车。
34.操纵机构信息采集装置2包括相连的传感器21和信息采集控制板22。传感器21设置在各操纵部件上，用于采集用户通过操控各操纵部件产生的操纵信息。在一些可选的实施例中，传感器21包括压力传感器211、角度传感器212和档位传感器213。进一步的，方向盘仿真机构121上设置压力传感器211，压力传感器211可以反馈人员的操作状态，将车辆的油门、刹车状态传输至信息采集控制板22；方向盘仿真机构121上设置角度传感器212，角度传感器212可以检测方向盘的转动角度，将方向盘的转动角度信息传输至信息采集控制板22；档位仿真机构123上设置档位传感器213，档位传感器213将驾驶档位传输至信息采集控制板22。
35.信息采集控制板22还与控制装置3电连接，信息采集控制板22用于获取将车辆的油门、刹车状态，方向盘的转动角度，以及驾驶档位等操纵信息，并将操纵信息发送给控制装置3，以便于控制装置3根据操纵信息调整模拟信号，对vr显示装置4中显示的虚拟驾驶设备进行调整。例如，若检测到方向盘转动了移动角度，那么控制装置3则需要对模拟信号进行调整，以便于vr显示装置4模拟的交通场景对应处于转动状态；若检测到处于刹车状态，那么控制装置3则需要对模拟信号进行调整，以便于vr显示装置4模拟的交通场景对应处于刹车状态。
36.需要说明的是，此部分控制装置3根据操纵信息调整模拟信号所涉及的软件部分
是非常成熟的现有技术，目前大部分vr显示装置4均能够实现，此处不做一一赘述。
37.进一步的，vr显示装置4还用于追踪眼动信息，并将眼动信息发送给控制装置3，以便于控制装置3根据操纵信息和眼动信息，评估驾驶人的驾驶风险意识。具体的，在仿真驾驶过程中，控制装置3将vr显示装置4的空间位置、人眼空间位置及目光方向转化成虚拟仿真交通场中的眼睛和目光的三维坐标，从而检测出是否观察到某个交通目标以及观察的时间信息，由控制装置3进行驾驶风险意识评估。
38.在一些可选的实施例中，vr显示装置4采用vr眼镜，优选htc vive eye型号。vr眼镜检测驾驶过程中用户目光观察交通目标的时间信息，控制装置3将时间信息与预设的观察时间进行比对，对相应的驾驶行为赋予风险值。具体的，用户在vr眼镜上观看交通场景时，vr眼镜也实时在采集用户眼球关注的焦点，并记录眼睛关注的多个交通目标以在各目标区域的停留时间，并实时传送给控制装置3，控制装置3根据数据库中预先列出的影响行驶安全的目标及停留时间阈值，与vr眼镜采集到的用户关注的目标及时间值进行比对，如有遗漏或时间值小于阈值，则判断用户对于某个影响交通安全的目标未关注到，根据数据事先设定的风险值进行单条驾驶行为赋予风险值。
39.本实用新型的驾驶仿真模拟设备，通过设置仿真驾驶操纵装置1，实现了对驾驶工况的模拟，通过设置vr显示装置4，实现了对交通场景的模拟。用户可以在模拟的交通场景、驾驶工况下进行模拟驾驶，控制装置3能够根据用户的驾驶情况调整对交通场景的模拟，以使驾驶过程更加真实，通过设置在仿真驾驶操纵装置1的各个传感器21，能够获取到用户的操纵信息，通过vr显示装置4能够追踪到用户的眼动信息，结合操纵信息和眼动信息，便可以评估驾驶人的驾驶风险意识。本技术的技术方案，通过模拟真实的驾驶场景，能够全面综合的反馈出驾驶人的驾驶操作信息、行车信息以及观察反馈信息，以便于能够更加准确的评价驾驶人驾驶风险意识。
40.在一些可选的实施例中，操纵踏板仿真机构122包括仿真踏板和弹簧机构，弹簧机构的一端机械连接仿真踏板，弹簧机构的另一端机械连接舱体11，压力传感器211设置在仿真踏板的板面下方。压力传感器211可检测驾驶过程中用户踩刹车、脚放置在刹车上未踩刹车、脚未放置在刹车上三种状态。
41.图3为本实用新型图1中a向视图。
42.在一些可选的实施例中，如图1和图3所示，方向盘仿真机构121包括仿真操纵杆1212和伺服电机1211，仿真操纵杆1212和伺服电机1211的驱动端机械连接。伺服电机1211还通过信息采集控制板22与控制装置3电连接；信息采集控制板22接收控制装置3的控制信号，控制伺服电机1211模拟车辆驾驶过程中方向盘的受力，提高驾驶模拟的真实性。例如，模拟的交通场景显示车辆车轮撞击了某些硬物，控制装置3也会通过伺服电机1211模拟反馈，提高驾驶模拟的真实性，保证评估结果准确。
43.本实用新型的驾驶仿真模拟设备，用户佩戴vr眼镜，由控制装置3实时渲染出真实的交通场景，发送给vr眼镜进行显示，用户根据路况信息，使用仿真驾驶操纵装置1进行模拟驾驶；仿真驾驶操纵装置1在驾驶过程中将各机构的数据通过对应的传感器21发送给控制装置3，并接收控制装置3下发的指令，控制各仿真机构实现转向机构力感反馈，全面综合的反馈出驾驶信息、行车信息，以便于能够更加准确的评价驾驶人的驾驶风险意识。
44.本实施例以一个具体的应用场景对本方案进行进一步说明：
45.控制装置3仿真出城市道路场景，当舱体中驾驶人员通过vr眼镜看见后，操纵仿真驾驶操纵装置1，进行点火，调整速度、档位方向等，按指示向前开，当前方路口斑马线上有行人在通过路口，驾驶人仍然加大油门继续往前冲，与操纵踏板仿真机构122中油门踏板对应的压力传感器211将数据实时发送至控制装置3，控制装置3根据规则库，判断当前行为违反了斑马线应当礼让行人的法律要求，对当前行为记录一个风险值。
46.本实施例以另一个具体的应用场景对本方案进行进一步说明：
47.vr眼镜中场景为驾驶人前方相临车道停了一辆公交车在下客，本车道前方无车，舱中驾驶人未松开油门并脚放置在刹车上，而是正常加油门继续往前开，此时vr眼镜未在公交车头区域采集到驾驶人目光停留时间，同时与操纵踏板仿真机构122中油门踏板对应的压力传感器211采集到油门踏板上仍然有踩踏，与操纵踏板仿真机构122中刹车踏板对应的压力传感器211未有信号产生；控制装置3收到vr眼镜和压力传感器21反馈的数据后，首先进行潜在驾驶危险点是否进行了观察的判断，然后将压力传感器211采集的油门、刹车数据与数据库中正确数据进行对比，结果是在相临车道有停止的公交车车头进行仔细观察，并减速通过，存在潜在驾驶风险，依据数据中对应的数据值给出风险数据，进行驾驶人的驾驶风险意识评估。
48.可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
49.需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。
50.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
51.尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。