RU68744U1 - SIMULATOR FOR TRAINING A DRIVER OF A CAR - Google Patents
SIMULATOR FOR TRAINING A DRIVER OF A CAR Download PDFInfo
- Publication number
- RU68744U1 RU68744U1 RU2007130590/22U RU2007130590U RU68744U1 RU 68744 U1 RU68744 U1 RU 68744U1 RU 2007130590/22 U RU2007130590/22 U RU 2007130590/22U RU 2007130590 U RU2007130590 U RU 2007130590U RU 68744 U1 RU68744 U1 RU 68744U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- group
- outputs
- inputs
- module
- steering wheel
- Prior art date
Links
Landscapes
- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к техническим средствам обучения вождению транспортных средств, может быть использована для обучения вождению автомобиля.The utility model relates to technical means of teaching driving vehicles, can be used to teach driving a car.
Тренажер для обучения водителя автомобиля, содержащий рабочее место водителя с акустической системой и с аналоговыми органами управления, состоящими из педалей и руля, и дискретными органами управления, механически связанными соответственно с датчиками положения педалей и датчиком руля и дискретными датчиками их положения, модуль имитации шума двигателя, группа выходов которого соединена с группой входов формирователя звуковых сигналов, группа выходов которого соединена с группой входов акустической системы, блок имитации визуальной обстановки, первая группа входов которого соединена с первой группой выходов модуля моделирования движения машины, вторая группа выходов которого соединена с группой входов имитатора шума двигателя, а первая группа выходов блока имитации визуальной обстановки соединена с группой входов устройства отображения визуальной информации, отличающийся тем, что он дополнительно содержит привод руля, устройство согласования, модуль калибровки и модуль управления программой, первая и вторая группы выходов которого соответственно соединены с первой группой входов модуля калибровки и со второй группой блока имитации визуальной обстановки, третья группа входов которого соединена с первой группой выходов модуля калибровки, вторая группа выходов которого соединена с первой группой входов модуля моделирования движения машины, вторая группа входов которого соединена с первой группой выходов устройства согласования, вторая группа выходов которого соединена с группой входов привода руля, механически связанного с рулем автомобиля, выходы датчиков педалей и руля соединены с группой аналоговых входов устройства согласования, цифровая группа входов последнего соединена с выходами дискретных датчиков, а третья группа выходов устройства согласования соединена со второй группой входов модуля калибровки, вторая группа выходов блока имитации визуальной обстановки соединена с третьей группой входов модуля моделирования машины, третья группа выходов которого соединена с группой программных входов устройства согласования.A simulator for training a driver of a car, comprising a driver’s workplace with an acoustic system and with analog controls consisting of pedals and a steering wheel, and discrete controls mechanically connected respectively to pedal position sensors and a steering wheel sensor and discrete sensors of their position, an engine noise simulation module the group of outputs of which is connected to the group of inputs of the shaper of sound signals, the group of outputs of which is connected to the group of inputs of the acoustic system, the visual simulation block environment, the first group of inputs of which is connected to the first group of outputs of the machine motion simulation module, the second group of outputs of which is connected to the group of inputs of the engine noise simulator, and the first group of outputs of the visual environment simulator, connected to the group of inputs of the visual information display device, characterized in that it further comprises a steering wheel drive, a matching device, a calibration module and a program control module, the first and second groups of outputs of which are respectively connected to the first group of inputs of the calibration module and with the second group of the visual environment simulation block, the third group of inputs of which is connected to the first group of outputs of the calibration module, the second group of outputs of which is connected to the first group of inputs of the machine motion simulation module, the second group of inputs of which is connected to the first group of device outputs coordination, the second group of outputs of which is connected to the group of inputs of the steering wheel drive, mechanically connected with the car’s steering wheel, the outputs of the pedal sensors and the steering wheel are connected to the group of the analog inputs of the matching device, the digital group of inputs of the latter is connected to the outputs of the discrete sensors, and the third group of outputs of the matching device is connected to the second group of inputs of the calibration module, the second group of outputs of the visual simulation unit is connected to the third group of inputs of the machine simulation module, the third group of outputs of which connected to the group of program inputs of the matching device.
Description
Полезная модель относится к техническим средствам обучения вождению транспортных средств, может быть использована для обучения вождению автомобиля.The utility model relates to technical means of teaching driving vehicles, can be used to teach driving a car.
Известен тренажер для обучения водителей транспортных средств [1], содержащий имитатор визуальной обстановки, выполненный в виде ленты и блока передачи информации, рабочее место с видеоконтрольным блоком, подключенным входом к блоку передачи информации, и с органами управления, связанными с датчиками их положения, модуль моделирования движения машины.A known simulator for training drivers of vehicles [1], containing a visual environment simulator made in the form of a tape and an information transmission unit, a workstation with a video control unit connected to the information transmission unit by an input, and with controls associated with their position sensors, a module simulation of the movement of the machine.
Недостатками указанных аналогов является то, что они очень громоздкие, дорогие и не могут качественно воспроизвести информацию, получаемую водителем в процессе обучения, а также имеют большое количество подвижных механических устройств, снижающих надежность тренажера в целом.The disadvantages of these analogues are that they are very bulky, expensive and cannot qualitatively reproduce the information received by the driver during the training process, and also have a large number of movable mechanical devices that reduce the reliability of the simulator as a whole.
Известен также тренажер для обучения водителей транспортных средств [2], содержащий рабочее место водителя с акустической системой и с аналоговыми и дискретными органами управления механически связанными соответственно с аналоговыми и дискретными датчиками их положения,, модуль имитации шума двигателя, группа выходов которого соединена с группой входов формирователя звуковых сигналов, группа выходов которого соединена с группой входов акустической системы, блок имитации визуальной обстановки, первая группа входов которого соединена с первой группой выходов модуля моделирования движения машины, вторая группа выходов которого соединена с группой входов имитаторов шумов, а первая группа выходов блока имитации визуальной обстановки соединена с группой входов устройства отображения визуальной информации.Also known is a simulator for training vehicle drivers [2], comprising a driver’s workstation with an acoustic system and with analog and discrete controls that are mechanically connected respectively to analog and discrete sensors for their position, an engine noise simulation module, the group of outputs of which is connected to the group of inputs a shaper of sound signals, the group of outputs of which is connected to the group of inputs of the speaker system, a block for simulating the visual environment, the first group of inputs of which is connected with the first group of outputs of the machine motion simulation module, the second group of outputs of which is connected to the group of inputs of the noise simulators, and the first group of outputs of the visual simulation unit is connected to the group of inputs of the visual information display device.
Наиболее близким аналогом (прототипом) является тренажер для обучения вождению автомобиля [3], содержащий рабочее место водителя с акустической системой и с аналоговыми и дискретными органами управления механически связанными соответственно с аналоговыми и дискретными датчиками их положения, модуль имитации шума двигателя, группа выходов которого соединена с группой входов формирователя звуковых сигналов, группа выходов которого соединена с группой входов акустической системы, блок имитации визуальной обстановки, первая группа входов которого соединена с первой группой выходов модуля моделирования движения машины, вторая группа выходов которого соединена с группой входов имитаторов шумов, а первая группа выходов блока имитации визуальной обстановки соединена с группой входов устройства отображения визуальной информации.The closest analogue (prototype) is a simulator for learning to drive a car [3], containing a driver’s workstation with an acoustic system and with analog and discrete controls mechanically connected respectively to analog and discrete sensors of their position, an engine noise simulation module, the group of outputs of which is connected with a group of inputs of the shaper of sound signals, a group of outputs of which is connected to a group of inputs of the speaker system, a unit for simulating visual environment, the first group is an input which is connected to the first group of machine outputs motion modeling module, a second group of outputs of which is connected with a group of input noise simulators, and the first group unit simulate the visual environment of outputs connected to the inputs of group device displaying visual information.
К общим недостатком прототипа и аналогов являетсяThe common disadvantage of the prototype and analogues is
1. Отсутствие физического воздействия на водителя со стороны руля, а именно не воспроизводится самопроизвольное вращение руля при увеличении сопротивления вращению колеса, например, при снижении давления в одном из передних колес или выезде одной стороной автомобиля с асфальта на грунтовую обочину.1. The absence of physical impact on the driver from the side of the steering wheel, namely, spontaneous rotation of the steering wheel is not reproduced when the resistance to rotation of the wheel increases, for example, when the pressure in one of the front wheels decreases or one side of the car leaves the asphalt on the dirt roadside.
2. В прототипе датчики аналоговых органов управления устанавливаются механическим поворотом потенциометров. В процессе эксплуатации эти потенциометры могут сбиваться, что, в конечном счете, приводит к снижению качества моделирования движения автомобиля.2. In the prototype, the sensors of analog controls are installed by mechanical rotation of the potentiometers. During operation, these potentiometers can stray, which ultimately leads to a decrease in the quality of modeling the movement of the car.
3. В прототипе параметры дорожно-грунтовых условий заданы постоянно в модуле моделирования движения и не зависят от того «едет» ли обучаемый по асфальтированной дороге или по полю. В результате у водителя не возникает необходимости двигаться по дороге, он может, например, «срезать» поворот, проехав вне дороги и при этом ни какой реакции со стороны автомобиля не будет.3. In the prototype, the parameters of road and ground conditions are constantly set in the motion simulation module and do not depend on whether the student is “traveling” on an asphalt road or field. As a result, the driver does not need to move along the road, for example, he can “cut off” the turn by driving off the road and there will be no reaction from the side of the car.
Общим техническим результатом заявляемого технического решения является повышение качества и эффективности обучения за счет устранения указанных недостатков аналогов и прототипа.The overall technical result of the proposed technical solution is to improve the quality and effectiveness of training by eliminating the indicated disadvantages of analogues and prototype.
Этот технический результат достигается тем, что известный тренажер, содержащий рабочее место водителя с акустической системой и с аналоговыми органами управления, состоящими из педалей и руля, и дискретными органами управления, механически связанными соответственно с датчиками положения педалей и датчиком руля и дискретными датчиками их положения, модуль имитации шума двигателя, группа выходов которого соединена с группой входов формирователя звуковых сигналов, группа выходов которого соединена с группой входов акустической системы, блок имитации визуальной обстановки, первая группа входов которого соединена с первой группой выходов модуля моделирования движения машины, вторая группа выходов которого соединена с группой входов имитатора шума двигателя, а первая группа выходов блока имитации визуальной обстановки соединена с группой входов устройства отображения визуальной информации, отличающийся тем, что он дополнительно содержит привод руля, устройство согласования, модуль калибровки и модуль управления программой, первая и вторая группы выходов которого соответственно соединены с первой группой входов модуля калибровки и со второй группой блока имитации визуальной обстановки, третья группа входов которого соединена с первой группой выходов модуля калибровки, вторая группа выходов которого соединена с первой группой входов модуля моделирования движения машины, вторая группа входов которого соединена с первой группой выходов устройства согласования, вторая группа выходов которого соединена с группой входов привода руля, механически This technical result is achieved by the fact that the known simulator containing the driver’s workplace with an acoustic system and with analog controls consisting of pedals and a steering wheel, and discrete controls mechanically connected respectively to the pedal position sensors and the steering wheel sensor and discrete sensors of their position, a module for simulating engine noise, the group of outputs of which is connected to the group of inputs of the shaper of sound signals, the group of outputs of which is connected to the group of inputs of the acoustic system , a visual environment simulation unit, the first group of inputs of which is connected to the first group of outputs of the machine motion simulation module, the second group of outputs of which is connected to the group of inputs of the engine noise simulator, and the first group of outputs of the visual environment simulation unit, connected to the group of inputs of the visual information display device the fact that it additionally contains a steering wheel drive, a matching device, a calibration module and a program control module, the first and second groups of outputs of which responsibly connected to the first group of inputs of the calibration module and to the second group of the visual simulation unit, the third group of inputs of which is connected to the first group of outputs of the calibration module, the second group of outputs of which is connected to the first group of inputs of the machine motion simulation module, the second group of inputs of which is connected to the first the group of outputs of the matching device, the second group of outputs of which is connected to the group of inputs of the steering wheel drive, mechanically
связанного с рулем автомобиля, выходы датчиков педалей и руля соединены с группой аналоговых входов устройства согласования, цифровая группа входов последнего соединена с выходами дискретных датчиков, а третья группа выходов устройства согласования соединена со второй группой входов модуля калибровки, вторая группа выходов блока имитации визуальной обстановки соединена с третьей группой входов модуля моделирования машины, третья группа выходов которого соединена с группой программных входов устройства согласования.connected with the vehicle’s steering wheel, the outputs of the pedal sensors and the steering wheel are connected to the group of analog inputs of the matching device, the digital group of inputs of the latter is connected to the outputs of the discrete sensors, and the third group of outputs of the matching device is connected to the second group of inputs of the calibration module, the second group of outputs of the visual simulation unit is connected with the third group of inputs of the machine simulation module, the third group of outputs of which is connected to the group of program inputs of the matching device.
На фиг.1 изображена схема тренажера.Figure 1 shows a diagram of a simulator.
Тренажер содержит: Устройство отображения визуальной информации 1, рабочее место водителя 2 с аналоговыми (педали автомобиля 5 и руль автомобиля 6) и дискретными органами управления 9, аналоговыми датчиками положения руля 8 и педалей 7 и дискретными датчиками их положения 10, акустическую систему 3, формирователь звуковых сигналов 11, модуль шума двигателя 13, устройство согласования 12, модуль калибровки 14, модуль управления программой 15, модуль моделирования движения машины 16, блок имитации визуальной обстановки 17.The simulator contains: A visual information display device 1, a driver’s workstation 2 with analog (car pedals 5 and car steering wheel 6) and discrete controls 9, analog rudder position sensors 8 and pedals 7 and discrete position sensors 10, speakers 3, shaper sound signals 11, the engine noise module 13, the matching device 12, the calibration module 14, the program control module 15, the motion simulation module of the machine 16, the visual environment simulation unit 17.
На фиг.2 изображен вариант выполнения привода руля 4.Figure 2 shows an embodiment of the steering wheel 4.
Устройство содержит рулевое колесо 18, установленной на вал рулевого колеса 19, который связан с редуктором 20, соединенным с валом электродвигателя 21 подключенным к усилителю мощности 22. Вал рулевого колеса 19 механически связан с датчиком положения руля 8.The device comprises a steering wheel 18 mounted on the shaft of the steering wheel 19, which is connected to the gearbox 20 connected to the shaft of the electric motor 21 connected to the power amplifier 22. The shaft of the steering wheel 19 is mechanically connected to the steering wheel position sensor 8.
На фиг.3 изображен вариант выполнения устройства согласования 12.Figure 3 shows an embodiment of a matching device 12.
Устройство содержит устройство ввода аналоговых сигналов 25, устройство ввода-вывода дискретных сигналов 24, ШИМ преобразователь 23, процессор 26.The device comprises an input device for analog signals 25, an input / output device for discrete signals 24, a PWM converter 23, a processor 26.
На фиг.4 представлен вариант выполнения модуля моделирования движения машины 14. содержащий модуль моделирования шасси 27, модуль моделирования взаимодействия шасси с грунтом 28, модуль вычисления текущих координат шасси 29 и модуль определения параметров ДГУ (дорожно-грунтовых условий) под каждым колесом 30.Figure 4 presents an embodiment of a module for simulating the movement of a machine 14. comprising a module for modeling the chassis 27, a module for modeling the interaction of the chassis with soil 28, a module for calculating the current coordinates of the chassis 29, and a module for determining the parameters of the diesel engine (road and ground conditions) under each wheel 30.
На фиг.5 изображен вариант выполнения блока имитации визуальной обстановки 15. Блок имитации визуальной обстановки содержит формирователь сигналов видео изображения 31, модуль управления видеокамерами 32, модуль интерфейсов программы 33, модуль основной видеокамеры 34, модель внешней обстановки 35, модуль формирователя служебных окон 36 и модуль видеокамеры зеркала 37.Figure 5 shows an embodiment of a visual environment simulation unit 15. The visual environment simulation block comprises a video image signal generator 31, a video camera control module 32, a program interface module 33, a main video camera module 34, an external environment model 35, a service window generator module 36, and Mirror video camera module 37.
Тренажер для обучения водителя автомобиля, содержащий рабочее место водителя 2 с акустической системой 3 и с аналоговыми органами управления, состоящими из педалей 5 и руля 6, и дискретными органами управления 9, механически связанными соответственно A simulator for training a driver of a car, comprising a driver’s workstation 2 with an acoustic system 3 and with analog controls consisting of pedals 5 and a steering wheel 6 and discrete controls 9 mechanically connected respectively
с датчиками положения педалей 7 и датчиком руля 8 и дискретными датчиками их положения 10, модуль имитации шума двигателя 13, группа выходов которого соединена с группой входов формирователя звуковых сигналов 11, группа выходов которого соединена с группой входов акустической системы 3, блок имитации визуальной обстановки 17, первая группа входов которого соединена с первой группой выходов модуля моделирования движения машины 16, вторая группа выходов которого соединена с группой входов имитатора шума двигателя 13, а первая группа выходов блока имитации визуальной обстановки 17 соединена с группой входов устройства отображения визуальной информации 1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит привод руля 4, устройство согласования 12, модуль калибровки 14 и модуль управления программой 15, первая и вторая группы выходов которого соответственно соединены с первой группой входов модуля калибровки 14 и со второй группой блока имитации визуальной обстановки 17, третья группа входов которого соединена с первой группой выходов модуля калибровки 14, вторая группа выходов которого соединена с первой группой входов модуля моделирования движения машины 16, вторая группа входов которого соединена с первой группой выходов устройства согласования 12, вторая группа выходов которого соединена с группой входов привода руля 4, механически связанного с рулем автомобиля 6, выходы датчиков педалей 7 и руля 8 соединены с группой аналоговых входов устройства согласования 12, цифровая группа входов последнего соединена с выходами дискретных датчиков 10, а третья группа выходов устройства согласования 12 соединена со второй группой входов модуля калибровки 14, вторая группа выходов блока имитации визуальной обстановки 17 соединена с третьей группой входов модуля моделирования машины 16, третья группа выходов которого соединена с группой программных входов устройства согласования 12.with pedal position sensors 7 and a steering wheel sensor 8 and discrete sensors of their position 10, an engine noise simulation module 13, an output group of which is connected to a group of inputs of a shaper of sound signals 11, a group of outputs of which is connected to a group of inputs of an acoustic system 3, a visual simulation unit 17 the first group of inputs of which is connected to the first group of outputs of the motion simulation module of the machine 16, the second group of outputs of which is connected to the group of inputs of a noise simulator of the engine 13, and the first group of outputs of the block and simulating the visual environment 17 is connected to the group of inputs of the visual information display device 1, characterized in that it further comprises a rudder drive 4, a matching device 12, a calibration module 14 and a program control module 15, the first and second groups of outputs of which are respectively connected to the first group the inputs of the calibration module 14 and with the second group of the visual simulation unit 17, the third group of inputs of which is connected to the first group of outputs of the calibration module 14, the second group of outputs of which unified with the first group of inputs of the motion simulation module of the machine 16, the second group of inputs of which is connected to the first group of outputs of the matching device 12, the second group of outputs of which is connected to the group of inputs of the steering wheel 4, mechanically connected to the steering wheel of the car 6, the outputs of the sensors of the pedals 7 and steering wheel 8 connected to the group of analog inputs of the matching device 12, the digital group of inputs of the latter is connected to the outputs of the discrete sensors 10, and the third group of outputs of the matching device 12 is connected to the second group of inputs dow calibration module 14, the second group of outputs of the visual simulation unit 17 is connected to the third group of inputs of the simulation module of the machine 16, the third group of outputs of which is connected to the group of program inputs of the matching device 12.
Рабочее место водителя 2 представляет собой несущую металлоконструкцию, на которой установлены аналоговые органы управления, состоящие из педалей 5 и руля 6, дискретные органы управления 9, дискретные датчики положения органов управления 10, устройство отображения визуальной информации 1 и акустическая система 3. Рабочее место водителя 2 (установленное на нем сидение) обеспечивает подгонку позы водителя в соответствии со строением его тела, размещение органов управления осуществляется как на реальном автомобиле.The driver’s workstation 2 is a supporting metal structure, on which analog controls are installed, consisting of pedals 5 and the steering wheel 6, discrete controls 9, discrete position sensors of the controls 10, a visual information display device 1 and an acoustic system 3. Driver’s workplace 2 (the seat mounted on it) provides adjustment of the driver’s posture in accordance with the structure of his body, the placement of controls is carried out as on a real car.
К аналоговым органам управления, относятся: руль 6 автомобиля, педали 5 тормоза, «газа», сцепления. Эти органы управления механически связаны с датчиками их положения:Analog controls include: steering wheel 6 of the car, pedals 5 brakes, "gas", clutch. These controls are mechanically linked to their position sensors:
руль автомобиля 6 с датчиком положения руля 8, педали 5 с датчиком положения педалей 7. Датчиками педалей и рулевого колеса являются потенциометры оси, которых поворачиваются на угол пропорциональный перемещению органов управления.the car’s steering wheel 6 with a steering wheel position sensor 8, pedals 5 with a pedal position sensor 7. The pedal and steering wheel sensors are axis potentiometers, which are rotated through an angle proportional to the movement of the controls.
Руль 6 автомобиля состоит из рулевого колеса 18 насаженного на вал 19 рулевого колеса, который механически связан с датчиком положения руля 8, выполненного, например, в виде потенциометра, с движка которого снимается напряжение пропорциональное углу поворота рулевого колеса. Вал 19 механически связан с понижающим редуктором 20, установленным на валу электродвигателя 21. На питающие выводы электродвигателя 21 подается напряжение широтно-импульсного управления (ШИМ) с помощью которого он управляется.The steering wheel 6 of the car consists of a steering wheel 18 mounted on the shaft 19 of the steering wheel, which is mechanically connected to the position sensor of the steering wheel 8, made, for example, in the form of a potentiometer, from the engine of which the voltage is proportional to the angle of rotation of the steering wheel. The shaft 19 is mechanically connected with a reduction gear 20 mounted on the shaft of the electric motor 21. A voltage of pulse-width control (PWM) is supplied to the supply terminals of the electric motor 21 by which it is controlled.
Каждая педаль оснащена загрузочным устройством, создающим сопротивление движению ноги, аналогичное сопротивлению в реальном автомобиле. Это загрузочное устройство представляет собой пружину изменяющую усилие на педалях при их перемещении.Each pedal is equipped with a boot device that creates resistance to leg movement, similar to resistance in a real car. This boot device is a spring changing the force on the pedals when moving them.
К дискретным органам управления 10, относится рычаг переключения передач. Датчиками 10 таких органов управления 9 являются микропереключатели.Discrete controls 10 include a gear shift lever. Sensors 10 of such controls 9 are microswitches.
Тренажер работает следующим образом.The simulator works as follows.
Подготовительная часть. Инструктор включает тренажер и на экране монитора появляется главное окно задач. С помощью с помощью манипулятора «мышь» и клавиатуры инструктор может переходить на выполнение любой задачи, представленной в главном окне. Например, занести данные на обучаемых, провести тестирование работы датчиков всех органов управления все это обеспечивает программный модуль 15 управления программой в совокупности с остальными блоками тренажера.The preparatory part. The instructor turns on the simulator and the main task window appears on the monitor screen. Using the “mouse” and the keyboard, the instructor can proceed to any task presented in the main window. For example, to enter data on the trainees, to test the operation of the sensors of all controls, all this is provided by the program module 15 for managing the program in conjunction with the rest of the simulator blocks.
Обучаемый водитель, находящийся рабочем месте 2 тренажера воздействует, определенным образом, в зависимости от поставленной задачи, на органы управления. В результате чего, датчики 7, 8 и 9, механически связанные с органами управления перемещаются и на их выходах формируются аналоговые напряжения, пропорциональные величине перемещения органов управления. Эти напряжения поступают на устройство согласования 12, с помощью которого они преобразуются в численные значения переменных, пропорциональных положению органов управления. В связи с тем, что потенциометрические датчики в процессе работы могут сбиваться, поэтому в процессе эксплуатации осуществляется контроль работы всех органов управления и при необходимости осуществляется калибровка органов управления. Для этого служит модуль калибровки 14, с помощью которого определяются минимальные и максимальные значения того или иного датчика и затем эти значения нормируются в диапазоне от 0 минимум до 1 максимум, в результате исключается снижения качества моделирования автомобиля в процессе эксплуатации тренажера. Для руля нормирование осуществляется в диапазоне от -1 до +1. Таким образом, достигается технический результат - повышение качества моделирования автомобиля, устранением недостатка п.2. Эти аналоговые переменные поступают через первую группу The trained driver who is in the workplace 2 of the simulator acts, in a certain way, depending on the task, on the controls. As a result, the sensors 7, 8 and 9, mechanically connected with the controls, move and analog voltages are generated at their outputs, proportional to the amount of movement of the controls. These voltages are supplied to the matching device 12, with the help of which they are converted into numerical values of variables proportional to the position of the controls. Due to the fact that potentiometric sensors can be knocked down during operation, therefore, during operation, the operation of all controls is monitored and, if necessary, the controls are calibrated. To do this, use calibration module 14, with the help of which the minimum and maximum values of one or another sensor are determined and then these values are normalized in the range from 0 minimum to 1 maximum, as a result, the quality of vehicle modeling during the operation of the simulator is reduced. For the steering, rationing is carried out in the range from -1 to +1. Thus, a technical result is achieved - improving the quality of car modeling, eliminating the disadvantage of paragraph 2. These analog variables go through the first group.
входов модуля 16 моделирования движения машины на модуль моделирования 27 шасси автомобиля (см. фиг.4), а через вторую группу входов на этот же модуль поступают переменные от дискретных датчиков.the inputs of the module 16 simulating the movement of the car to the simulation module 27 of the chassis of the car (see figure 4), and through the second group of inputs to the same module the variables from the discrete sensors come.
Основу модели движения автомобиля составляют дифференциальные уравнения, как правило, с нелинейными правыми частями, описывающие движение агрегатов и узлов реальной машины во взаимодействии с грунтом и профилем местности. На основе этих уравнений создан программный модуль, моделирующий движение машины, который в совокупности с персональной ЭВМ представляет собой модуль 14 моделирования движения. В результате решения (интегрирования) дифференциальных уравнений вычисляются значения выходных переменных модели движения, основными из них:The basis of the car’s motion model is made up of differential equations, as a rule, with non-linear right-hand sides describing the movement of aggregates and units of a real machine in interaction with the ground and the terrain profile. Based on these equations, a software module was created that simulates the movement of the machine, which, in combination with a personal computer, is a module 14 for modeling motion. As a result of the solution (integration) of differential equations, the values of the output variables of the motion model are calculated, the main ones are:
1. крутящий момент двигателя;1. engine torque;
2. частота вращения вала двигателя;2. engine shaft speed;
3. частота вращения колес автомобиля3. vehicle wheel speed
4. линейная скорость движения машины;4. linear speed of the machine;
5. угловая скорость поворота машины;5. angular velocity of rotation of the machine;
6. вертикальное перемещение подрессоренной части корпуса;6. vertical movement of the sprung part of the body;
7. угол тангажа подрессоренной части корпуса;7. pitch angle of the sprung part of the body;
8. угол крена подрессоренной части корпуса.8. The angle of heel of the sprung part of the body.
9. угол поворота рулевого колеса со стороны автомобиля в зависимости от условий движения моделируемого автомобиля.9. steering angle of the steering wheel from the side of the car depending on the traffic conditions of the simulated car.
Для обеспечения изменения сопротивления качению колес и изменения сцепления колес с грунтом при выезде каждого колеса на другой грунт в модуле 16 используются два дополнительных модуля модуль 29 вычисления текущих координат шасси и модуль 30 определения параметров дорожно-грунтовых условий (ДГУ) под каждым колесом. На первой группе выходов модуля 29 формируются координаты, описывающие пространственное положение шасси автомобиля, эти переменные с помощью модуля 32 (фиг.5) управляют положением основной камеры 32 на моделируемой местности 35, т.е. осуществляется однозначная взаимосвязь положения автомобиля на местности. Следовательно, однозначно определяются параметры ДГУ под каждым колесом. Эти параметры через вторую группу выходов блока 17 поступают на третью группу входов модуля 16 моделирования движения, в котором в модуле 30 определяются значения коэффициентов сопротивления и сцепления под каждым колесом в зависимости от типа грунта (например, асфальт, песок, гравий, и т.д.). В этом же модуле определяется и высота моделируемой поверхности местности, необходимой для моделирования колебаний машины. Таким образом To provide changes in the rolling resistance of the wheels and changes in the adhesion of the wheels to the ground when each wheel leaves for different soil, module 16 uses two additional modules, module 29 for calculating the current coordinates of the chassis and module 30 for determining the parameters of road and ground conditions (DGU) under each wheel. On the first group of outputs of module 29, coordinates are formed that describe the spatial position of the car chassis; these variables, using module 32 (Fig. 5), control the position of the main camera 32 on the simulated terrain 35, i.e. an unambiguous relationship between the position of the car on the ground. Therefore, the DGU parameters under each wheel are uniquely determined. These parameters through the second group of outputs of block 17 go to the third group of inputs of motion simulation module 16, in which module 30 determines the values of drag and adhesion coefficients under each wheel depending on the type of soil (for example, asphalt, sand, gravel, etc. .). In the same module, the height of the simulated terrain surface is also determined, which is necessary for modeling the oscillations of the machine. In this way
- достигается технический результат, устраняется недостаток прототипа отмеченный в п.3.- a technical result is achieved, the disadvantage of the prototype noted in paragraph 3 is eliminated.
Выходные переменные 1-2 модуля 16 через вторую группу выходов модуля 16 поступают на входы модуля имитации шума двигателя 13, который в совокупности с формирователем 11 (звуковая плата), преобразующим цифровой код в сигнал звуковой частоты и, при необходимости, усилитель для создания необходимого уровня шума, формирует аналоговое напряжение звуковой частоты. В результате обучаемый водитель слышит в наушниках или через динамики (акустическая система 3), установленные на рабочего места водителя 2, шум двигателя в зависимости от режима работы моделируемой машины.The output variables 1-2 of the module 16 through the second group of outputs of the module 16 are fed to the inputs of the noise simulation module of the engine 13, which, together with the driver 11 (sound card), converts the digital code into a sound frequency signal and, if necessary, an amplifier to create the necessary level noise, generates an analog voltage of sound frequency. As a result, the trained driver hears through the headphones or through the speakers (speaker system 3) installed on the driver’s workplace 2, engine noise, depending on the mode of operation of the simulated machine.
Программный модуль имитации шума двигателя 13 выполняется следующим образом. На реальной машине производится запись шумов на нескольких характерных режимах, например, начиная с минимально устойчивой частоты вращения вала двигателя и кончая максимальной через равные промежутки по частоте вращения вала двигателя. Далее такая же запись осуществляется только при другой нагрузке на двигатель. В результате получается конечное число фрагментов записи шума на месте водителя. Затем эти фрагменты оцифровываются на компьютере, и с помощью выходных переменных модуля 14 моделирования движения, эти фрагменты выбираются и с помощью звуковой платы преобразуются в аналоговый сигнал шума двигателя. Промежуточные значения между фиксированными частотами вращения вала двигателя, при которых производилась запись шума, интерполируется за счет сдвига основных частот спектра оцифрованного шума. Таким образом, имитируемый шум в заявляемом тренажере практически соответствует реальному шуму и чем больше оцифрованных фрагментов, тем он ближе к реальному.The software module for simulating the noise of the engine 13 is as follows. On a real machine, noise is recorded in several characteristic modes, for example, starting with a minimally stable engine shaft speed and ending at maximum intervals at equal intervals in terms of engine shaft speed. Further, the same recording is carried out only at a different load on the engine. The result is a finite number of fragments of noise recording at the driver's seat. Then these fragments are digitized on a computer, and using the output variables of the motion simulation module 14, these fragments are selected and converted using the sound card into an analog engine noise signal. Intermediate values between the fixed rotational speeds of the motor shaft, at which noise was recorded, is interpolated due to a shift in the fundamental frequencies of the spectrum of digitized noise. Thus, the simulated noise in the inventive simulator practically corresponds to real noise, and the more digitized fragments, the closer to real.
Выходные переменные 4-8 модуля 16 характеризуют параметры движения машины на местности, они формируются в модуле 16 с помощью модуля 28 взаимодействия шасси с грунтом, затем в модуле 29 вычисляются текущие (в каждый момент времени) координаты перемещения шасси во всех степенях свободы. Такие переменные могут быть, например, вычислены с помощью направляющих косинусов. Затем они через первую группу выходов модуля 16 моделирования движения, поступают на первую группу входов блока 17 имитации визуальной обстановки. Эти переменные, с помощью модуля 32 управляют положением виртуальных камер 34 и 37 на моделируемой местности. Местность воспроизводится программным способом с помощью 3D графики.The output variables 4-8 of the module 16 characterize the parameters of the machine’s movement on the ground, they are generated in the module 16 using the module 28 for the interaction of the chassis with the ground, then in the module 29 the current (at each time) coordinates of the movement of the chassis in all degrees of freedom are calculated. Such variables can, for example, be calculated using guide cosines. Then they, through the first group of outputs of the motion simulation module 16, enter the first group of inputs of the visual environment simulation block 17. These variables, using module 32, control the position of virtual cameras 34 and 37 on the simulated terrain. The terrain is reproduced programmatically using 3D graphics.
Вариантов исполнения блока 17 имитации визуальной обстановки известно довольно много, их можно видеть практически во всех компьютерных играх, в которых используется 3D графика. Как вариант исполнения блока 17 имитации визуальной информации в There are a lot of options for the execution of the block 17 for simulating the visual environment; they can be seen in almost all computer games that use 3D graphics. As an embodiment of the block 17 simulating visual information in
совокупности с устройством отображения визуальной информации 1, представлен на фиг.5.in conjunction with a visual information display device 1, is shown in FIG. 5.
Модуль 32 управления видеокамерами управляет положением основной 34 видеокамеры «установленной на уровне глаз водителя» и камерой 37 зеркала заднего вида. Эти камеры совместно с модулем 33 интерфейсов программы (программно) и формирователем 31 сигналов видео изображения (аппаратно) обеспечивают на выходах последнего сигналов видеоизображения. Эти сигналы обеспечивают отображение на мониторе (устройство 1 отображения визуальной информации) изображение дороги на местности, наблюдаемое с места водителя.The camcorder control module 32 controls the position of the main camera 34 of the “mounted at eye level of the driver" and the rear view mirror camera 37. These cameras together with the module 33 of the program interfaces (software) and the driver 31 of the video signal signals (hardware) provide the outputs of the last signals of the video image. These signals provide a display on the monitor (device 1 display visual information) image of the road on the ground, observed from the driver's seat.
Выходная переменная 9, определяющая угол поворота колеса вычисляется в модуле 16. Этот угол возникает при изменении сопротивления качению колес одного борта по сравнение с другим, например при спустило колесо или одним бортом выехали с асфальта на обочину. При этом за счет разности сил на передних управляемых колесах появляется поворачивающий момент, который приводит к изменению переменной пропорциональной углу поворота управляемых колес, а следовательно и руля. Эта переменная через третью группу выходов модуля 16 поступает на программный вход устройства согласования 12 где с помощью процессора 26 и ШИМ преобразователя 23 преобразуется в напряжение ШИМ. Далее это напряжение поступает на привод руля - на вход усилителя 22 мощности, который обеспечивает необходимую для управления электродвигателем мощность управляющих импульсов. При наличии напряжения ШИМ двигатель начинает вращаться, поворачивая рулевое колесо 18. В этом случае если водитель не будет противодействовать этому обратным вращением рулевого колеса 18, моделируемый автомобиль будет изменять траекторию своего движения, что наблюдается в таких ситуациях на реальном автомобиле. Таким образом - достигается технический результат, устраняется недостаток прототипа отмеченный в п.1.The output variable 9, which determines the angle of rotation of the wheel, is calculated in module 16. This angle occurs when the rolling resistance of the wheels of one side changes in comparison with another, for example, when a wheel is lowered or one side is pulled from asphalt to the side of the road. At the same time, due to the difference in forces on the front steered wheels, a turning moment appears, which leads to a change in the variable proportional to the angle of rotation of the steered wheels, and therefore the steering wheel. This variable through the third group of outputs of module 16 is fed to the program input of the matching device 12 where, using the processor 26 and the PWM converter 23, it is converted to the PWM voltage. Further, this voltage is supplied to the steering wheel drive - to the input of the power amplifier 22, which provides the necessary control pulses for controlling the electric motor. In the presence of PWM voltage, the engine starts to rotate by turning the steering wheel 18. In this case, if the driver does not oppose this reverse rotation of the steering wheel 18, the simulated car will change its trajectory, which is observed in such situations on a real car. Thus, a technical result is achieved, the disadvantage of the prototype noted in paragraph 1 is eliminated.
Таким образом, предложенное техническое решение позволяет исключить недостатки тренажера прототипа и повысить его эффективность.Thus, the proposed technical solution eliminates the disadvantages of the simulator of the prototype and increase its effectiveness.
Источники информации:Information sources:
1. Авторское свидетельство СССР №1728875 Мкл G09В 9/041. USSR Author's Certificate No. 1728875 Mcl G09B 9/04
2. Свидетельство на полезную модель №24032 Мкл G09В 9/042. Certificate for utility model No. 24032 μl G09B 9/04
3. Патент на полезную модель №31033 Мкл G09В 9/043. Utility Model Patent No. 31033 Mcl G09B 9/04
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007130590/22U RU68744U1 (en) | 2007-08-09 | 2007-08-09 | SIMULATOR FOR TRAINING A DRIVER OF A CAR |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007130590/22U RU68744U1 (en) | 2007-08-09 | 2007-08-09 | SIMULATOR FOR TRAINING A DRIVER OF A CAR |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU68744U1 true RU68744U1 (en) | 2007-11-27 |
Family
ID=38960959
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007130590/22U RU68744U1 (en) | 2007-08-09 | 2007-08-09 | SIMULATOR FOR TRAINING A DRIVER OF A CAR |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU68744U1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010062214A1 (en) * | 2008-11-01 | 2010-06-03 | Malygin Viktor Nikolaevich | System for video games with a 2d/3d monitor |
| RU2782551C1 (en) * | 2021-12-13 | 2022-10-31 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ имени генерала армии А.В. Хрулева" Министерства обороны Российской Федерации | Device for simulating the skidding of a front-wheel drive car |
-
2007
- 2007-08-09 RU RU2007130590/22U patent/RU68744U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010062214A1 (en) * | 2008-11-01 | 2010-06-03 | Malygin Viktor Nikolaevich | System for video games with a 2d/3d monitor |
| RU2782551C1 (en) * | 2021-12-13 | 2022-10-31 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ имени генерала армии А.В. Хрулева" Министерства обороны Российской Федерации | Device for simulating the skidding of a front-wheel drive car |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1495434B1 (en) | Portable in-the-vehicle road simulator | |
| CN109887372A (en) | Driving training analogy method, electronic equipment and storage medium | |
| KR100955086B1 (en) | Eco driving simulators | |
| Gruening et al. | Driving simulation | |
| JP3400969B2 (en) | 4-wheel driving simulator | |
| CN111161586A (en) | Rescue vehicle simulation training device and operation method | |
| Iqbal et al. | Developing PC-Based Driving Simulator System for Driver Behavior Analysis Research | |
| KR20040049919A (en) | Self traning type Real Time Load feel Driving Simulator | |
| JP7103951B2 (en) | Vehicle test system, control device for vehicle test system, vehicle test system control method, and program for vehicle test system | |
| RU68744U1 (en) | SIMULATOR FOR TRAINING A DRIVER OF A CAR | |
| RU73528U1 (en) | SIMULATOR FOR TRAINING A DRIVER OF A CAR | |
| RU2709344C1 (en) | Method of training driving combat vehicle and simulator for its implementation | |
| RU152219U1 (en) | TRAINING SIMULATOR FOR TRAINING DRIVES AND DRIVING CAREERS AND CONTROL OF CORRECTIVE ACTIONS BY THE INSTRUCTOR | |
| RU78595U1 (en) | SIMULATOR FOR TRAINING A DRIVER OF A CAR | |
| RU68745U1 (en) | SIMULATOR FOR TRAINING A DRIVER OF A CAR | |
| RU108682U1 (en) | TRAINING SIMULATOR FOR MOTOR TRAILERS IN MOTOR TRANSPORT | |
| RU70030U1 (en) | SIMULATOR FOR TRAINING A DRIVER OF A CAR | |
| RU69293U1 (en) | SIMULATOR FOR TRAINING A DRIVER OF A CAR | |
| RU78351U1 (en) | SIMULATOR FOR TRAINING A DRIVER OF A CAR | |
| RU78352U1 (en) | SIMULATOR FOR TRAINING A DRIVER OF A CAR | |
| RU78974U1 (en) | SIMULATOR FOR TRAINING A DRIVER OF A CAR | |
| CN114898628A (en) | Driving operation simulation method, device, equipment and storage medium | |
| CN101763759A (en) | Transmission control method and device and teaching system for motor vehicle simulating device | |
| RU82363U1 (en) | VEHICLE SIMULATOR CAB | |
| JP2008052216A (en) | Driving simulation test system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20110810 |