[发明专利]一种基于驾驶操作数据实时采集的车辆运行仿真计算系统

说明书

本发明提供的一种基于驾驶操作数据实时采集的车辆运行仿真计算系统，该车辆运行仿真计算系统的输入端连接Logitech G29驾驶模拟器；其中，该车辆运行仿真计算系统包括数据实时采集与存储子系统、车辆动力学实时解算子系统、系统仿真逻辑控制子系统和车辆运行参数动态输出子系统；本发明的系统相对同样车辆基本属性参数的CarSim车辆仿真系统得到的100km/h‑0km/h紧急制动对比实验，得到本研究所开发车辆运行仿真计算系统得到的制动时间与制动距离的相对误差分别为5.065％和8.314％，所开发系统与CarSim车辆仿真系统得到的结果具有较高的一致性，可以满足预期的功能要求。

技术领域

本发明属于车辆与道路交通安全领域，涉及一种车辆运行仿真系统，具体涉及一种基于驾驶操作数据实时采集的仿真车辆运行计算系统。

背景技术

驾驶操作数据实时采集技术和车辆动态实时仿真技术是车辆运行仿真系统仿真实时性、高效性与精确性的基础。基于实时操作数据采集的车辆运行仿真系统现阶段已经普遍应用于驾驶培训、新车型开发、道路交通安全仿真等各型驾驶模拟器中。

目前厂商采用的数据采集卡大多针对于单一某一方面的信号数据采集，很少有公司能够提供软硬件相结合且专门用于汽车驾驶操作数据实时采集的数据采集卡，同时数据采集卡所使用的数据采集系统成本高昂，使一部分科研团体或个人难以接受。虽然基于单片机的数据采集系统成本相对前者较低，但存在开发周期长、储存用量有限、不利于用户对数据进行整体分析等缺点。汽车驾驶模拟器中开发型汽车驾驶模拟器主要服务于车企与研究机构，仿真度较高但价格高昂，而价格相对低廉的训练型汽车驾驶模拟器主要服务于驾驶操作培训及安全教育，仿真度难以达到科研技术要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于驾驶操作数据实时采集的车辆运行仿真计算系统及实现方法，解决了现有的汽车驾驶操作数据实时采集存在数据单一、成本高的缺陷。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明提供的一种基于驾驶操作数据实时采集的车辆运行仿真计算系统，该车辆运行仿真计算系统的输入端连接Logitech G29驾驶模拟器；其中，该车辆运行仿真计算系统包括数据实时采集与存储子系统、车辆动力学实时解算子系统、系统仿真逻辑控制子系统和车辆运行参数动态输出子系统，其中，驾驶操作数据实时采集与存储子系统用于采集Logitech G29驾驶模拟器中各项模拟操作数据信息，并把采集到的数据信息传输到车辆动力学实时解算子系统；车辆动力学实时解算子系统用于实时计算出仿真过程中车辆运行的各项运动参数，并把计算所的数据信息传输到系统仿真逻辑控制子系统；系统仿真逻辑控制子系统用于将接收到的数据进行仿真模拟，并将模拟所得的数据信息传输到车辆运行参数动态输出子系统；车辆运行参数动态输出子系统用于将仿真过程中驾驶操作数据及车辆运行状态参数进行实时输出显示、保存与动态示意图。

优选地，驾驶操作数据实时采集与存储子系统包括驾驶操作数据实时采集与预处理模块和驾驶操作数据管理模块，其中，驾驶操作数据实时采集与预处理模块用于采集Logitech G29驾驶模拟器中的数据信息，并把采集到的数据进行预处理，之后传输到驾驶操作数据管理模块，驾驶操作数据管理模块将接收到的数据进行实时输出显示、保存及绘制曲线。

优选地，Logitech G29驾驶模拟器通过USB连接计算机，计算机通过DirectX SDK的DirectInput组件与该车辆运行仿真计算系统连接。

优选地，驾驶操作数据实时采集与预处理模块用于采集Logitech G29驾驶模拟器中的方向盘转角、制动踏板行程、油门踏板行程、离合器踏板行程、档位操纵杆以及点火开关状态，并对采集到的数据进行中值滤波预处理，得到转向盘转角、转向盘角速度、转向盘角加速度、加速踏板位移、加速踏板线速度、加速踏板线加速度、离合踏板位移、离合踏板线速度、离合踏板线加速度、制动踏板位移、制动踏板线速度和制动踏板线加速度。