一种汽车驾驶模拟器方向盘阻尼力控制装置及方法与流程

本发明涉及汽车模拟驾驶，特别涉及一种汽车驾驶模拟器方向盘阻尼力控制装置及方法。

背景技术：

1、为了减少汽车交通安全事故，提高驾驶的熟练程度，驾驶人员有必要进行一定的训练和评测，然而如果全部进行实际的训练和评测，则需要花费大量的金钱和场地，同时由于驾驶人员的巨大数量，有可能需要等待较长的时间才能参加类似的训练和评测。因此，现在出现了模拟汽车驾驶感受的汽车模拟器。汽车驾驶模拟器是一种驾驶训练的教学设备。其利用虚拟现实仿真技术营造一个虚拟的驾驶训练环境，人们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。

2、在汽车驾驶模拟的过程中，方向盘的阻尼力也是汽车模拟程度的一个体现，然而，现如今并没有关于方向盘阻尼力的研究，使得用户在体验汽车及驾驶模拟的过程中，关于方向盘的模拟起不到很好地仿真效果，用户体验感不强。

3、鉴于此，需要一种汽车驾驶模拟器方向盘阻尼力控制装置及方法。

技术实现思路

1、针对现有技术中并没有关于方向盘阻尼力的研究，使得用户在体验汽车及驾驶模拟的过程中，关于方向盘的模拟起不到很好地仿真效果，用户体验感不强的问题，本发明提供了一种汽车驾驶模拟器方向盘阻尼力控制装置及方法，能够实时接收来自pc端的速度指令信号，进而通过控制电机控制模块以控制安装在方向盘上的方向盘电机模块，该过程给方向盘提供阻尼力，进一步模拟了方向盘的阻尼情况，提高用户体验感。具体技术方案如下：

2、一种汽车驾驶模拟器方向盘阻尼力控制装置，包括主控模块、电源模块、通信模块、pc端、电机控制模块和方向盘电机模块；

3、所述主控模块与所述通信模块连接，所述通信模块与所述pc端通讯连接，所述电源模块分别于所述主控模块、所述通信模块以及所述电机控制模块连接，所述电机控制模块与所述主控模块连接，所述电机控制模块与所述方向盘电机模块连接；

4、所述主控模块通过所述通信模块接收来及所述pc端的指令信号，所述主控模块基于所述指令信号控制所述电机控制模块，所述电机控制模块接收来自所述主控模块的指令进而控制所述方向盘电机模块，所述方向盘电机模块安装在汽车驾驶模拟器的方向盘上，用于通过自身正转反转给方向盘提供阻尼力，所述电源模块用于给所述主控模块、所述通信模块以及所述电机控制模块进行电能供给。

5、优选的，还包括mos管，所述mos管分别于所述电机控制模块和所述方向盘电机模块连接，所属电机控制模块通过所述mos管控制所述方向盘电机模块的启动和停止。

6、优选的，所述电机控制模块有两个，所述mos管有4个，两个所述电机控制模块分别接收来自所述主控模块的pwm信号并基于pwm信号控制三个mos管进而控制上下桥臂轮流导通以实现对所述方向盘电机模块的控制。

7、优选的，所述主控模块采用m0516ldn微控制器，所述m0516ldn微控制器中内嵌36kb应用程序flash、8kb sram、模拟转数字转换器和22.1184mhz振荡器；所述36kb应用程序用于控制信号接收和信号输出；所述8kb sram用于支持在线系统更新isp；所述22.1184mhz振荡器用于产生22.1184mhz的电信号；所述模拟转数字转换器用于提供8通道-12位分辨率；所述m0516ldn微控制器pwm0和pwm2通道输出pwm波，调节其占空比驱动两个所述电机控制模块进而控制4个所述mos管使得上下桥臂轮流导通进而实现对所述方向盘电机模块的控制；所述m0516ldn微控制器通过uart_port0通道实时接收pc端传输过来的指令信号。

8、优选的，所述电源模块采用cj78l15芯片和cj78l05芯片，所述cj78l05芯片与所述主控模块和所述通信模块连接，所述cj78l15芯片与所述电机控制模块连接。

9、优选的，所述电机控制模块采用ir2104s芯片，所述ir2104s芯片用于接收来自主控模块的pwm信号进而控制mos管，所述mos管采用nce6080k，所述nce6080k受控于ir2104s输出电压驱动方向盘电机模块，所述方向盘电机模块采用直流电机，所述通信模块采用sp485ee，所述sp485ee将modbus485信号转换成ttl电平。

10、一种汽车驾驶模拟器方向盘阻尼力控制方法，应用于如上所述的装置，包括以下步骤：

11、s1：初始化系统时钟和串口uart_port0，并且进行io功能配置；

12、s2：开启定时器tmro 100ms中断初始化；

13、s3：pwm初始化；

14、s4：利用for循环控制读取来自pc端的信号并且将信号传输给所述电机控制模块。

15、优选的，所述步骤s4所述的for循环的结束条件为采样次数满18次；所述步骤s4所述的for循环的过程中，还进行定时时间取反led的操作。

16、一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如上所述的汽车驾驶模拟器方向盘阻尼力控制方法。

17、一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行如上所述的汽车驾驶模拟器方向盘阻尼力控制方法。

18、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

19、本发明通过设置的主控模块、电源模块、通信模块、pc端、电机控制模块和方向盘电机模块，实现了对方向盘阻尼力的控制。其中，主控模块接收来自pc端的关于速度的指令信号进而驱动电机控制模块以控制方向盘电机模块。此外，所述电机控制模块设置有两个，分别接收来自主控模块的两路信号，且电机控制模块通过控制mos管来实现对方向盘电机模块的控制，所述方向盘电机模块设置在方向盘上，通过4个mos管的结合实现上下桥臂轮流导通以此来实现对直流电机的无极调速，以达到给方向盘一定阻尼力的效果。

技术特征：

1.一种汽车驾驶模拟器方向盘阻尼力控制装置，其特征在于，包括主控模块、电源模块、通信模块、pc端、电机控制模块和方向盘电机模块；

2.根据权利要求1所述的一种汽车驾驶模拟器方向盘阻尼力控制装置，其特征在于，还包括mos管，所述mos管分别于所述电机控制模块和所述方向盘电机模块连接，所属电机控制模块通过所述mos管控制所述方向盘电机模块的启动和停止。

3.根据权利要求2所述的一种汽车驾驶模拟器方向盘阻尼力控制装置，其特征在于，所述电机控制模块有两个，所述mos管有4个，两个所述电机控制模块分别接收来自所述主控模块的pwm信号并基于pwm信号控制三个mos管进而控制上下桥臂轮流导通以实现对所述方向盘电机模块的控制。

4.根据权利要求3所述的一种汽车驾驶模拟器方向盘阻尼力控制装置，其特征在于，所述主控模块采用m0516ldn微控制器，所述m0516ldn微控制器中内嵌36kb应用程序flash、8kb sram、模拟转数字转换器和22.1184mhz振荡器；所述36kb应用程序用于控制信号接收和信号输出；所述8kb sram用于支持在线系统更新isp；所述22.1184mhz振荡器用于产生22.1184mhz的电信号；所述模拟转数字转换器用于提供8通道-12位分辨率；所述m0516ldn微控制器pwm0和pwm2通道输出pwm波，调节其占空比驱动两个所述电机控制模块进而控制4个所述mos管使得上下桥臂轮流导通进而实现对所述方向盘电机模块的控制；所述m0516ldn微控制器通过uart_port0通道实时接收pc端传输过来的指令信号。

5.根据权利要求1所述的一种汽车驾驶模拟器方向盘阻尼力控制装置，其特征在于，所述电源模块采用cj78l15芯片和cj78l05芯片，所述cj78l05芯片与所述主控模块和所述通信模块连接，所述cj78l15芯片与所述电机控制模块连接。

6.根据权利要求1所述的一种汽车驾驶模拟器方向盘阻尼力控制装置，其特征在于，所述电机控制模块采用ir2104s芯片，所述ir2104s芯片用于接收来自主控模块的pwm信号进而控制mos管，所述mos管采用nce6080k，所述nce6080k受控于ir2104s输出电压驱动方向盘电机模块，所述方向盘电机模块采用直流电机，所述通信模块采用sp485ee，所述sp485ee将modbus485信号转换成ttl电平。

7.一种汽车驾驶模拟器方向盘阻尼力控制方法，其特征在于，应用于权利要求1至6任一所述的装置，包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的一种汽车驾驶模拟器方向盘阻尼力控制方法，其特征在于，所述步骤s4所述的for循环的结束条件为采样次数满18次；所述步骤s4所述的for循环的过程中，还进行定时时间取反led的操作。

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行权利要求7至8中任意一项所述的汽车驾驶模拟器方向盘阻尼力控制方法。

10.一种处理器，其特征在于，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行权利要求7至8中任意一项所述的汽车驾驶模拟器方向盘阻尼力控制方法。

技术总结
本发明公开了一种汽车驾驶模拟器方向盘阻尼力控制装置及方法，涉及汽车模拟驾驶技术领域，解决了现有技术中用户在体验汽车及驾驶模拟的过程中，关于方向盘的模拟起不到很好地仿真效果，用户体验感不强的问题。本发明设置有主控模块、电源模块、通信模块、PC端、电机控制模块和方向盘电机模块，其中，主控模块接收来自PC端的指令信号进而驱动电机控制模块以控制方向盘电机模块。此外，电机控制模块设置有两个，分别接收来自主控模块的两路信号，电机控制模块通过控制MOS管来实现对方向盘电机模块的控制，方向盘电机模块设置在方向盘上，通过4个MOS管的结合实现上下桥臂轮流导通以此来实现对直流电机的无极调速，以达到给方向盘一定阻尼力的效果。

技术研发人员：陈学斌
受保护的技术使用者：广西中易弘达科技有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11