VR駕駛模擬器技術(shù)方案

VR駕駛模擬器：一、產(chǎn)品介紹VR駕駛模擬器是一種駕駛訓(xùn)練的教學(xué)設(shè)備。它利用虛擬現(xiàn)實(shí)仿真技術(shù)營(yíng)造一個(gè)虛擬的駕駛訓(xùn)練環(huán)境，考生通過(guò)模擬器的操作部件與虛擬的環(huán)境進(jìn)行交互，從而進(jìn)行駕駛訓(xùn)練。汽車(chē)駕駛模擬器是應(yīng)用最為廣泛的，汽車(chē)駕駛模擬器幾乎完全呈現(xiàn)真實(shí)學(xué)車(chē)環(huán)境，能夠消除駕駛初學(xué)者的恐懼心理，適時(shí)規(guī)范駕駛者的操作，為駕校駕駛培訓(xùn)的有力幫助。利用駕駛模擬器進(jìn)行各種訓(xùn)練與實(shí)車(chē)訓(xùn)練相比，有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）安全性高：可安全地進(jìn)行危險(xiǎn)性駕駛狀態(tài)的試驗(yàn)和極限狀態(tài)下的試驗(yàn)、訓(xùn)練等。（2）再現(xiàn)性高：容易保證相同的試驗(yàn)條件，并目能夠反復(fù)進(jìn)行相同條件下的試驗(yàn)。（3）容易設(shè)定試驗(yàn)條件：容易進(jìn)行汽車(chē)特性、路面狀況、道路、障礙物等環(huán)境設(shè)定及設(shè)定變更，不需要制作大量試驗(yàn)設(shè)備節(jié)省費(fèi)用。（4）容易測(cè)定數(shù)據(jù)和分析：用計(jì)算機(jī)能夠容易地存儲(chǔ)實(shí)車(chē)試驗(yàn)測(cè)定困難的參數(shù)，并立即顯示所需的數(shù)據(jù)，高效率地處理。其抗沖擊性、耐熱性、耐低溫性、耐化學(xué)藥品性及電氣性能優(yōu)良，還具有不易老化、制品尺寸穩(wěn)定、表面光澤性好等特點(diǎn)，容易涂裝、著色，還可以進(jìn)行表面噴鍍金屬、電鍍、焊接、熱壓和粘接等。該汽車(chē)駕駛模擬器座艙采用真車(chē)操作部件ABS工程塑料外殼。系統(tǒng)采用了當(dāng)前最新的科技成果，本模擬器在操作感、儀表顯示、聽(tīng)覺(jué)和視覺(jué)上逼真地再現(xiàn)真車(chē)駕駛時(shí)的工作環(huán)境和場(chǎng)景。其提供的訓(xùn)練場(chǎng)景按中國(guó)道路的實(shí)際情況設(shè)計(jì)，可以分級(jí)設(shè)置，能訓(xùn)練學(xué)員的基本駕駛操作技術(shù)和處理緊急情況的應(yīng)變能力。能使學(xué)員快速掌握駕駛理論知識(shí)和基本操作技能，使學(xué)員的駕駛座艙既可以獨(dú)立使用，也可以通過(guò)數(shù)據(jù)通信單元與電腦主控臺(tái)配合使用。座艙單獨(dú)使用時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)汽車(chē)駕駛教學(xué)與訓(xùn)練功能；與電腦主控臺(tái)配合使用時(shí)。該臺(tái)設(shè)備具有以下幾種駕駛模式：1、單機(jī)主動(dòng)模擬駕駛：?jiǎn)闻_(tái)駕駛艙獨(dú)立訓(xùn)練，訓(xùn)練時(shí)候場(chǎng)景內(nèi)部的其他車(chē)輛、行人等由系統(tǒng)根據(jù)交通規(guī)則及交通模型發(fā)出，模擬真實(shí)的交車(chē)、會(huì)車(chē)、跟車(chē)等。2、單機(jī)被動(dòng)模擬駕駛：系統(tǒng)根據(jù)已經(jīng)配置好的被動(dòng)駕駛文件播放操作語(yǔ)音提示，學(xué)員可以在沒(méi)有教練指導(dǎo)下按照操作語(yǔ)音提示學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)正確的操作順序。被動(dòng)駕駛功能對(duì)初學(xué)駕駛的學(xué)員來(lái)說(shuō)非常有用，如果學(xué)員沒(méi)有按照提示操作，系統(tǒng)將報(bào)錯(cuò)并扣分。3、網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)模擬駕駛：通過(guò)中央控制臺(tái)可以連接學(xué)員駕駛機(jī)，實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)訓(xùn)練，場(chǎng)景中可以看見(jiàn)其他駕駛艙所駕駛的車(chē)輛，并看見(jiàn)其他駕駛艙所駕車(chē)輛的轉(zhuǎn)向燈、剎車(chē)燈以，聽(tīng)見(jiàn)其他車(chē)輛的喇叭。主控臺(tái)能打印學(xué)員的成績(jī)等。二、產(chǎn)品性能技術(shù)指標(biāo)（1）、VR駕駛模擬器硬件指標(biāo)該設(shè)備尺寸：(長(zhǎng)×寬×高)2.0m×1.0m×1.5m，機(jī)柜：(長(zhǎng)×寬×高)0.5m×0.5m×1.0m。操縱裝置為原廠汽車(chē)配件組裝包括:座椅、安全帶、轉(zhuǎn)向盤(pán)、大燈開(kāi)關(guān)、燈光操縱桿、危險(xiǎn)警報(bào)閃光燈開(kāi)關(guān)、雨刮器操縱桿開(kāi)關(guān)、點(diǎn)火開(kāi)關(guān)、駐車(chē)制動(dòng)器操縱桿、手動(dòng)變速器操縱桿、離合器踏板、制動(dòng)踏板、加速踏板。運(yùn)動(dòng)平臺(tái)：有效載荷重量：額定有效載荷：300kg，輸入頻率為0.2Hz，幅值為每個(gè)自由度最大位移響應(yīng)電信號(hào)5%的方波信號(hào)，運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)響應(yīng)方波信號(hào)的滯后時(shí)間20ms。運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的最低固有頻率大于50Hz。工作頻率范圍：0Hz～10Hz；對(duì)一個(gè)頻率為0.2Hz，幅值為最大位移相應(yīng)電信號(hào)5%的方波輸入信號(hào)而言，多自由度運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)平臺(tái)每一個(gè)自由度位移的響應(yīng)，無(wú)超調(diào)量或超調(diào)量不大于5%，超調(diào)次數(shù)不大于1。平臺(tái)系統(tǒng)一次連續(xù)工作時(shí)間不低于24小時(shí)；使用壽命≥40000小時(shí)；平均無(wú)故障時(shí)間MTBF≥4000小時(shí)；機(jī)械故障平均維修時(shí)間MTTR≤1小時(shí)；電氣故障平均維修時(shí)間MTTR≤0.5小時(shí)。頭盔同時(shí)追蹤延時(shí)響應(yīng)10ms。通過(guò)紅外位置捕捉功能，可捕捉的位移范圍4.2m×4.2m×3.0m；并可進(jìn)行水平360度、垂直360度全方位角度偵測(cè)，最小精度為0.1度。視景顯示屏材質(zhì)為OLED，分辨率為1920×1080，顯示清晰度1080P以上，重量≥440克。實(shí)物傳感器控制，響應(yīng)速度8ms。精確捕捉訓(xùn)練者操作時(shí)的手動(dòng)變速器操縱桿、離合器踏板、制動(dòng)踏板、加速踏板等數(shù)據(jù)，如方向、速度、距離，記錄分析其操作，精確的采集信息。（2）、VR駕駛模擬器軟件指標(biāo)整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行流暢、無(wú)卡頓效果。在進(jìn)行駕駛訓(xùn)練過(guò)程中，系統(tǒng)運(yùn)行最低幀率數(shù)90幀/秒。本系統(tǒng)中的駕駛操作與現(xiàn)實(shí)動(dòng)作實(shí)時(shí)快速準(zhǔn)確同步，操作同步延時(shí)響應(yīng)不大于10ms，移動(dòng)位移精度不大于2mm，動(dòng)作可捕捉空間(水平×縱向×高度)4.2m×4.2m×3.0m。學(xué)員在進(jìn)行駕駛訓(xùn)練前可以進(jìn)行“手把手”的引導(dǎo)學(xué)習(xí)模式，可以在虛擬的場(chǎng)景中看到系統(tǒng)提供的車(chē)輛行駛軌跡。訓(xùn)練過(guò)程中提供實(shí)時(shí)汽車(chē)駕駛距離、速度和方向等提示，學(xué)員根據(jù)這些數(shù)據(jù)的圖形化提示及時(shí)糾正駕駛車(chē)輛方向、速度。模擬系統(tǒng)提供了標(biāo)準(zhǔn)的駕駛技能訓(xùn)練課程：汽車(chē)基本操作、汽車(chē)駕駛?cè)丝荚嚳颇慷?xùn)練、汽車(chē)駕駛?cè)丝荚嚳颇咳?xùn)練及模擬科目訓(xùn)練。①基本操作：坐姿規(guī)范及座椅調(diào)節(jié)，安全帶，后視鏡，六大開(kāi)關(guān)（大燈開(kāi)關(guān)、燈光操縱桿操作規(guī)范、危險(xiǎn)警報(bào)閃光燈開(kāi)關(guān)、雨刮器操縱桿開(kāi)關(guān)、空調(diào)壓縮開(kāi)關(guān)、點(diǎn)火開(kāi)關(guān)），儀表盤(pán)，轉(zhuǎn)向盤(pán)，駐車(chē)制動(dòng)器操縱桿，手動(dòng)變速器操縱桿，自動(dòng)變速器操縱桿，離合器踏板，制動(dòng)踏板，加速踏板；②科目二：倒車(chē)入庫(kù)，側(cè)方位停車(chē)，坡道定點(diǎn)停車(chē)與起步，直角轉(zhuǎn)彎，曲線行駛；③科目三：上車(chē)準(zhǔn)備及起步，靠邊停車(chē)，直線行駛左（右）急轉(zhuǎn)彎，變更車(chē)道，通過(guò)路口，超車(chē)，通過(guò)學(xué)校區(qū)域，通過(guò)人行橫道，通過(guò)公交站臺(tái)，掉頭，通過(guò)路口（燈控），加減檔操作，照明不良，照明良好，會(huì)車(chē)，整體操作（熄火、檔位、轉(zhuǎn)向燈、壓車(chē)道線）；④模擬高速行駛、模擬市區(qū)行駛。（5）可進(jìn)行訓(xùn)練車(chē)型的選擇、訓(xùn)練場(chǎng)地選擇、訓(xùn)練項(xiàng)目選擇、考試場(chǎng)景定制、模擬駕駛過(guò)程中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示。（3）、VR駕駛模擬器教員臺(tái)通過(guò)教學(xué)控制機(jī)可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)單個(gè)或多個(gè)駕駛模擬學(xué)員機(jī)的控制與監(jiān)控，并可以對(duì)學(xué)員進(jìn)行全面的管理，如：班次、學(xué)員信息及成績(jī)、培訓(xùn)項(xiàng)目、培訓(xùn)科目、模擬駕駛操作回放等。具有以下輔助教學(xué)功能：建立標(biāo)準(zhǔn)駕駛操作技能庫(kù)，作為學(xué)員駕駛訓(xùn)練的參考，也可以將正確的駕駛方法示范給學(xué)員，供學(xué)生進(jìn)行網(wǎng)路學(xué)習(xí)。教練機(jī)能夠進(jìn)行任務(wù)設(shè)定實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程對(duì)駕駛模擬器開(kāi)關(guān)機(jī)、任務(wù)設(shè)置與終止，并可以按學(xué)員等級(jí)進(jìn)行不同階段的訓(xùn)練難易設(shè)定，以便對(duì)學(xué)員循序漸進(jìn)的培訓(xùn)，從易至難的過(guò)程。模擬考核評(píng)定功能，系統(tǒng)在模擬駕駛考試完畢后可立即生成考試結(jié)果及評(píng)定，并上傳至數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行保存，可隨時(shí)進(jìn)行查詢、打印。具備擴(kuò)展功能，教練可通過(guò)教學(xué)投影設(shè)備可以進(jìn)行理論知識(shí)的教學(xué)及標(biāo)準(zhǔn)操作錄像回放，并可以隨時(shí)調(diào)取學(xué)員訓(xùn)練記錄進(jìn)行重現(xiàn)、查看。三、VR駕駛模擬器配置序組別貨物名稱(chēng)數(shù)量號(hào)司機(jī)操作系統(tǒng)1司機(jī)室附屬設(shè)備1操作訓(xùn)練主控計(jì)算機(jī)（不1硬件1含顯示器）支撐系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集與傳輸1系統(tǒng)音響系統(tǒng)1

單位 詳細(xì)的設(shè)備配置描述包括司機(jī)座椅、方向盤(pán)、操縱桿、腳板、套開(kāi)關(guān)、指示燈、換擋機(jī)構(gòu)等（車(chē)廠原廠配置）。司機(jī)室儀表數(shù)碼顯示屏等定制。通過(guò)系套統(tǒng)模擬，可采用軟件模擬方式實(shí)現(xiàn)。承載訓(xùn)練軟件模塊與硬件控制系統(tǒng)。工業(yè)用計(jì)算機(jī)可以流暢運(yùn)行訓(xùn)練模塊，畫(huà)面幀率不低于30，可連續(xù)48小時(shí)不停機(jī)臺(tái)運(yùn)行，性能不降低。CPU：i5，內(nèi)存：4G或以上顯卡：1G以上顯存，硬盤(pán)：320G或以上?？刂茢?shù)據(jù)采集、指示燈控制?？杀ＷC連套續(xù)無(wú)故障運(yùn)行48小時(shí)。套 2.0聲道系統(tǒng)VR視景系統(tǒng)教員臺(tái)系統(tǒng)

數(shù)字登錄系統(tǒng)1套用戶通過(guò)登陸系統(tǒng)，建立學(xué)員管理系統(tǒng)。頭盔同時(shí)追蹤延時(shí)響應(yīng)10ms。通過(guò)紅外位置捕捉功能，可捕捉的位移范圍4.2m×4.2m×3.0m；并可進(jìn)行水平360度、VR頭盔1個(gè)垂直360度全方位角度偵測(cè)，最小精度為0.1度。視景顯示屏材質(zhì)為OLED，分辨率為1920×1080，顯示清晰度1080P以上，重量≥440克?？臻g定位裝置1套支持頭部及手部360度方位內(nèi)的位移，旋轉(zhuǎn)等操作。有效載荷重量：額定有效載荷：≧300kg，輸入頻率為0.2Hz，幅值為每個(gè)自由度最大位移響應(yīng)電信號(hào)5%的方波信號(hào)，運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)響應(yīng)方波信號(hào)的滯后時(shí)間不大于20ms。運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的最低固有頻率大于50Hz。工作頻率范圍：0Hz～10Hz；對(duì)一VR多維度運(yùn)動(dòng)力個(gè)頻率為0.2Hz，幅值為最大位移相應(yīng)電1套信號(hào)5%的方波輸入信號(hào)而言，多維度運(yùn)反饋系統(tǒng)動(dòng)平臺(tái)每一個(gè)自由度位移的響應(yīng)，無(wú)超調(diào)量或超調(diào)量不大于5%，超調(diào)次數(shù)不大于1。平臺(tái)系統(tǒng)一次連續(xù)工作時(shí)間不低于24小時(shí)；使用壽命≥40000小時(shí)；平均無(wú)故障時(shí)間MTBF≥4000小時(shí)；機(jī)械故障平均維修時(shí)間MTTR≤1小時(shí)；電氣故障平均維修時(shí)間MTTR≤0.5小時(shí)。教員臺(tái)計(jì)算機(jī)1臺(tái)(含顯示器)一體機(jī)雙核CPU，2G內(nèi)存，320G硬盤(pán)，19寸顯示器；路由氣16口100M，傳輸速率：網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)1臺(tái)10/100/1000Mbps；背板帶寬：25