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汽车驾驶自由度动感模拟器 (二三六自由度动感)

1.硬件及规格:

1-1.座舱外壳材质:钣金外壳外观简洁大方、时尚亮丽。仪表台采用真车实件配置,转向机构采用真车方向机总成构建,实车转数;档位外罩采用坚固一体真车中央通道,具有真车实感。

1-2.变速器:采用大众原厂桑塔纳实车变速箱原理。档位为:倒档、一档、二档、三档、四档、五档和空挡(自动档只含前进档、倒车档、空挡和驻车档),军车、大车档位为:一档、二档、三档、四挡、五档、六档及倒挡。

1-3.驾驶座舱:驾驶舱是由转向器、油门、离合器、脚刹车、手刹车等操纵机件及座椅等组成。

1-4.传感器:方向盘(高精密角度传感器)一般用于数控机床。油离刹(无接触磁电传感器)

1-5.方向盘伺服力反馈电机

1-6.汽车座椅:专业汽车座椅、美观、耐用。前后可调,适合青少年使用。有标准三点式安全带。

1-7.其他部件:左转向灯、右转向灯、应急灯、示宽灯、雾灯、喇叭、点火开关、总电开关、雨刷、远光灯、近光灯、安全带及指示。

1-8.工作环境与规格

外形尺寸(mm):32*32+15.6*4(2000mmx宽2150mmx高2100mm)

搬入口宽(mm):1600mm

座舱重量(KG):450kg

显示器:32*2+15.6*4*316:9或★32:9 65*1+15.6*4

显示器单屏最大分辨率:2560×1440向下兼容。

电力消耗:2.7KW

工作电压:AC220V±50HZ

工作温度:10℃-40℃  

相对湿度:20%-90%

9.软件驾驶主界面

启动画面后,界面下方同时显示:油门、刹车、转向、离合器深浅进度均有显示。视景120度全新广角宽频驾驶模拟,界面显示各项指示灯、文字提示框、档位位置、训练成绩,后视镜(左、右、中)后视镜可调节,变换视角。

10.功能及技术指标

有主被动双重功能;视景图象技术指标;视景全部由计算机实时生成三维图像。多自由度数学模型,实现汽车转向、制动和加速的逼真模拟。

    执行标准:JT/T  378-2014

2.电脑配置:

单机电脑配置

技术规格

数量

备注

主板

H310  

1块

4代主板

CPU

 Intel I7  9700F

1个

 

硬盘

固态  500G

1个

 

内存

  DDR4 16G

1个

4代内存

电源

600W

1套

 

显卡

RX580 6G

1块

 

显示器

16:9 32*2+15.6*4或

32:9 65*1+15.6*4

1套

15.6触摸屏1个

系统

Win 7  64位

 

 

 

主控电脑配置

技术规格

数量

备注

主板

H310  

1块

4代主板

CPU

 Intel I7  9700F

1个

 

硬盘

固态  500G

1个

 

内存

  DDR4 16G

1个

4代内存

电源

600W

1套

 

显卡

RTX3050 6G

1块

 

示器

27寸

1个

 

系统

Win 7  64位

 

 

 

服务器配置

技术规格

数量

备注

主板

超微X11DPL-I

1块

 

CPU

 INTEL至强银牌4110

2

 

散热器

铜管散热器

2套

 

硬盘

SSD 500G

1个

 

硬盘

SAS 1.8T

5个

 

内存

服务器内存DDR4 32G

2

 

电源

台达冗余800w

1套

 

显卡

HD5700 2G

1块

 

示器

22寸触摸屏 

1

 

阵列卡

9364-8i 2G

1套

 

机箱

4U加长机箱(支持热插拔)

1套

 

系统

Win 7  64位

 

 

 

USB模数转换多功能卡

天骥

1套

装在模拟器上

鼠标

联想

1个

 

音响

 

1个

装在模拟器上

正版加密狗

 

1套

装在电脑上

仪表台

钣金定制

1台

装在模拟器上

组合开关

实车

1个

装在模拟器上

仪表总成

显示器

1套

装在模拟器上

安全带

真车三点式

1条

装在模拟器上

大灯开关

组合开关+触摸屏

1套

装在模拟器上

应急灯

触摸屏

1个

装在模拟器上

小灯

触摸屏

1个

装在模拟器上

雾灯

触摸屏

1套

装在模拟器上

机械方向盘

伺服电机1.2KW  

1套

装在模拟器上

方向盘传感器

伺服电机自带传感器

 

 

刹车传感器

最新技术无接触磁电传感器

1个

装在模拟器上

油门传感器

最新技术无接触磁电传感器

1个

装在模拟器上

离合传感器

最新技术无接触磁电传感器

1个

装在模拟器上

手刹

接触式

1个

装在模拟器上

方向盘

实物

1个

装在模拟器上

坐椅

通用

2

装在模拟器上

油门踏板

专用

1个

装在模拟器上

离合器踏板

专用

1个

装在模拟器上

刹车踏板

专用

1个

装在模拟器上

变速器总成

专用

1个

装在模拟器上

外型材料

钢板+塑料+钢材

1套

 

3. 硬件:

3-1.平台:

关于4D动感汽车模拟器

4D动感汽车模拟器系列作为我司自主研发的动态赛车,其高仿真动感平台、真实立体环绕声、超清晰模拟影像,让驾驶者在驾驶过程中如临其境,能带来更完整、更真实、更具趣味性的感官体验。

什么是4D动感模拟器?

它是一个固定基座搭载高仿真动感平台以及驾驶者,可以拟真在电玩或者动态电影中搭乘交通工具的动作,整体上给驾驶者带来更完整、更真实以及更具趣味的感官体验。一部优秀的模拟器,会创造出一个可以让驾驶者专注于该项模拟的环境,对于许多写实的模拟器而言,若能制造出越多元素的模拟即表示越逼近真实,电玩游戏能给予日渐真实的声音及影像模拟,而4D动感系列汽车模拟器则给予动作及动力学上的模拟。

4D动态模拟器的性能:

4D动态模拟器为二、三、六自由度动态模拟器,能够支持:前后倾斜Pitch:±12°、左右翻转Rol:±11°。具有优越的动态性能(速度>50°/s,加速度>100°/s2),极佳的位置重复精度(误差<0.1°),强大的负载能力(≤700KG),结构简洁,可靠性高。最大负荷下工作的功率为2300W。

动感平台参数

载荷重量:700kg

总载荷:900kg(含上平台及铰链)

负载:2.7KW/220V(单相)

运动能力指标:

1、额定有效载荷:700kg

2、★总载荷:900kg(含上平台及铰链)

3、模拟汽车在驾驶过程中的姿态变化,能够模拟上下、侧倾、俯仰等姿态。

4、★综合控制监测系统: 硬件为用户计算机,软件为研制方配合开发;平台启动时自动对主要部件进行检测,发现故障时通过屏幕或者声音报警,经处置后方可运行。在系统运行时实时检测,当检测到故障时自动切入安全保护模式。系统具有过载保护、过流保护、过压保护和短路保护。并显示各条缸的运行参数。

全动感平台的优势:

动感座椅能读取游戏中的力反馈数据,动态反映到驾驶者身上,可以实现真车的离心力,推背,摇晃,颠簸,各种路况的状态还原,让玩家能感觉身处驾驶舱中,体验赛车物理带来的视觉和触觉冲击。

产品优势

离合、刹车、油门及档位和手刹均采用磁电感应技术;

配置设备自检系统,可智能纠错、初始化设备状态,自动清除程序运行数据缓存,确保软件持久运行的稳定性;

产品严格按照JT/T-378-2014行业标准研发生产,符合驾校配置机动车驾驶模拟器设备标准。

配置:

1.详细清单

1.2上平台:

外观:武警绿/白色/陆军绿/迷彩/可定制

外观材质:钣金工艺

外观表面:金属漆(高亮度表面处理)

挂档器等配件:核心传感部分自制,手柄球属真车配件

方向盘组合:方向盘、大灯开关、雨刮开关、组合开关上下壳、采用真车配件

座椅:座椅可调节前座椅后及靠背斜度

音箱:低音炮组合

1.3下平台:

外观材质:金属钣金加工

用途:电机传动推动上平台实时动感摇摆

传感器:伺服电机自感。

控制总成:低故障高集成,替换单片机控制器的高故障率!

平台结构强,科技支持保障质量,部件耐磨性强,适合长时间运行;

用真车部件提供仿真操作环境,油门、离合器、刹车等操作方法与真车相似;

4D矢量合力模拟智能技术,让你在驾驶中感受前后左右四个方向实时变化;

还原各种路况,体验路面颠簸起伏造成的垂直方向的失重或超重等的力;

2.产品配置:

2.1框架:采用高密度压缩板和优质钢架打造而成,具有尊贵典雅、无毒无味、避免漏电的优点

2.2操控台:采用环保型环氧树脂加工而成外壳(简称玻璃钢外壳)

2.3电机:伺服电机加电推缸。

2.4转向盘总成:

2.4.1转向力度切向力:20N-120N范围;

2.4.2★内部传动有高强度抗疲劳扭簧、齿轮、同步轮、光电编码器组成,产生力反馈效果,力感同实车,可自动回位,可自由调节方向盘角度数值、力度、阻尼值、回中速度、反馈力。并反馈地形变化,根据地形方向盘自动运行,形成一个争夺力。

3.5脚刹、油门、离合、档位、手刹:

3.5.1采用电磁感应原理,与汽车驻车加速功能一致

3.5.2离合踏板行程:50-120mm范围、踏板力:20N-150N

3.5.3刹车踏板行程:50-135mm范围、踏板力:100N-500N

油门总行程:50-100mm范围、 踏板力:20N-100N

3.5.4手刹操纵杆拉力:20-100N

3.5.5档位变速杆操纵力:10N-50N

3.7座椅:座椅可调节前座椅后及靠背斜度

3.8安全带:三点式结构,带感应装置,自动提醒插好安全带。

3.9组合开关:主要功能:左转向灯、右转向灯、远光灯、近光灯、快慢雨刷、应急灯、喇叭、点火开关、雾灯等

3.10电子电路:采用接触式电磁感应原理,避免传感器与硬件之间产生接触与磨损,将电路的使用寿命周期最大化。

3.11传感系统:各操作件通过各自的传感器,经数据传感板给计算机信号,然后经计算机处理数据给电视机信号。

3.12键盘:采用嵌入式触摸屏,操作简单。

3.12液晶显示屏:选用32*2寸超窄边框LED液晶显示器双屏联接,外加15.6x4显示后视镜、仪表、触摸按键。

3.14软件:支持模拟驾驶教学系统软件、酒驾体验软件、“三超一疲”驾驶体验软件。

3.15语音提示:软件嵌入语音提示及音效等。

产品特点:

平台结构强,科技支持保障质量,部件耐磨性强,适合长时间运行;

提供仿真操作环境,油门、离合器、刹车等操作方法与真车相似;

6屏液晶显示器形成特大驾驶视野,还原逼真驾驶环境;

力反馈利用机械表现出的反作用力,让你身临其境体验游戏中各种效果;

还原各种路况,体验路面颠簸起伏造成的垂直方向的失重或超重等的力;

采用电动缸直接驱动技术,克服了液压、气动和电动推杆模拟器的成本高、笨重、动态性能慢等缺点。

参考以下要求,可根据实际情况调整:

3-2-1.台面:钣金+防静电喷塑,具有耐磨、耐高温、耐刮、抗渗透、容易清洁、防潮、不褪色、触感细腻等特点,可选颜色种类多。

主体框架、前后门:优质冷轧钢板 1.5-3.0mm 厚材料制作,表面静电喷涂,零甲醛,零气味。

综合布线:矩形框架,坚固耐用,强电弱电分离线槽,内部横纵向强电弱电分开便于走线,方便捆扎, 科学安全管理。

侧板和台面板材、颜色匹配。配件采用活动托盘、活动键盘托(教员控制台有存放资料柜等)。

屏风背板墙精选优质冷轧板制作,可挂单屏、双屏、多屏液晶支架,尺寸(根据实际情况合理设计)长约 1500mm,宽约 900mm,高约 1100mm。 用于存放教员用计算机、服务器、音响等。

3-2-2.交换机:华为

1.不低于 48 个 10/100/1000Base-T;不少于 4 个 1000Base-X SFP。支持RPS 冗余电源。

2. 包转发率:不低于 78Mpps。

交换容量:不低于 256Gbps。

3-2-3.打印机:联想A4激光打印机。 

4.软件部分

系统应具有启动、熄火、转向、离合、制动等操作响应功能,为学兵驾驶训练提供一个较真实驾驶模拟环境。

1.训练功能

应具备符合陆军军事训练大纲规定课目的驾驶模拟训练。

2.自检功能

应具备系统自检功能。

3.引导提示功能

在训练模式下可开启和关闭该功能,开启状态下对错误操作可进行文字和语音提示。

4.考核功能

能够实现考核功能。

5.性能要求

5-1.前方视景、左右后视镜视景图像与实车驾驶员图像视角一致。左右后视镜视景可调。   

5-2.驾驶操作部件与实装位置、力感、行程、颜色基本一致。

5-3.三自由度平台(座椅)在车辆行驶中产生与地形起伏相一致的颠簸,使车载人员训练时具有实车行驶中的前倾、侧滑、碰撞、震动、淤陷、涉水等感觉,便于维护,能够安全合理地进行紧急停止。 

5-4.各种仪表根据驾驶数据由触摸显示屏图形输出,开关使用触摸屏模拟。仪表和开关的形状、位置关系按实装车辆设计。

5-5.针对不同车型的特点,建立车辆动力学模型和运动学模型,仿真效果符合对应车型机动特性, 确保效果逼真。

5-6.可生成各课目训练所需三维地形、道路景况、雨雪风雾等天候及昼夜不同时段照明情况;能够模拟昼夜、各种天候、不同路况条件下的驾驶训练。

5-7.采集数据速率:每帧不大于 20ms;并能对各操作传感器进行检测。采集软件设置信号采集频率不低于 50 赫兹,间隔不大于 20ms。

6.控制端

1.用户信息

1-1.用户类型分为:管理员、教员以及学员三种类型;

管理员可以管理教员以及学员信息;教员可以管理学员信息。

1-2.操作分为:查看详情、删除、编辑。

查看详情->查看用户信息;

删除->具有权限的用户可以删除对应类型用户信息;

编辑->具有权限的用户可以更改对应类型用户信息。

1-3.查询功能

可以根据字段或者组合字段,查询对应用户信息。

1-4.支持增加用户功能(注册)

管理员可以增加管理员、教员、学员用户;

教员可以增加学员用户;

1-5.可以将教员或者学员用户信息导出生成Excel表格。

1-6.可以通过Excel表格导入教员或者学员用户信息。

注:

1)这里用户信息的字段大概有这几个,可以增加。登录密码没有在这里体现,在编辑的时候可以修改。

2)账号、身份证号、密码为必须字段,可以账号-密码登录,也可以身份证号-密码登录。

3)这里管理员用户是否必要可以商榷,其实也可以用教员用户完成所有管理员权限。

2.设备状态 

2-1.模拟器的状态分为:停用、脱机、联机三种状态。

停用:在未注册的设备,或者管理员设定为停用状态的设备,都为停用设备。

脱机:未开机的设备,或者未打开软件的设备,都未脱机设备。

联机:打开软件,并能正常连接服务器的设备,都未联机设备。

2-2.给设备一个编号

编号按照注册顺序,或者由控制台指定编号。

2-3.设备图标

每一台设备都用一个汽车模拟器的图标来表示。

★图标的位置可以移动。管理员可以根据现场设备的实际摆放情况,调整对应编号设备的图标位置。

2-4.★设备注册功能

在客户端可以进行注册或者停用设备。

客户端打算写一个小程序,将设备的唯一标识以及状态发送给服务器,然后通过服务器去改变对应设备的状态。

这里设备状态改变,怎么通知给导控台?包括脱机和联机状态的改变。

3. ★模板列表 

3-1. 创建模板及创建考试内容,对于车辆考试有单车驾驶和分队驾驶组训模式。单车模式适用于【模拟考核】模块,分队驾驶组训适用于【编队训练】模块。模拟考核是真针对单人的,编队训练是有创建房间的概念,所以系统设计的时候把它们分开。

3-2. 创建模块的时候,需要选择课目和子课目。以民用的驾考来说,科目三道路驾驶(课目)里面有很多子课目,如靠边停车、通过红绿灯、通过公交车站等等。同时,还可以选择考核的道路环境,这里就有天气、时间、战场环境、交通环境(其他车辆或者行人多不多)。

3-3.课目以及课目,是通过配置表读取的,配置表为xml表格,里面有课目及子课目名称、适用的天气、适用的车型等等。比如沙尘暴天候,只有在沙漠戈壁的道路才能够选择,普通的城市或者乡村道路是不能够选择这个天候的。这些信息都在配置表里面。

4.模拟考试

4-1.创建模拟考核

从模板中选中一个,有训练模式和考核模拟,根据模板内容来。在页面上方要显示出模板信息。

创建一个模拟考核,等于开启一个考试。

4-2.考核状态

考核状态分为:准备、开始、完成。

点击准备:所有的客户端都进入准备状态,自动跳转到该页面。

点击开始:所有客户端进入考核模式。

点击完成:所有未完成的客户端,都自动结束考核。

4-3.剩余时间

时间到了,也自动结束考核(相当于所有人提交考试)

4-4. 客户端状体显示

未登录、等候考核、考核中、完成考核

4-5.有暂停功能

将暂停命名发送到客户端,客户端进行训练暂停。

4-6.选择考试添加因素

4-6-1.训练监控

以第一人称代入和第三人称视角监控每名学兵的训练状态。

(客户端将画面转换成byte[]数组,以UDP协议发送给导控台,导控台将客户端画面实时显示出来。)这里的操作是不是右键,然后出现含有监控的菜单,点击监控,出现监控画面?

4-6-2.二维、三维地图显示∶以二维、三维地图显示车辆轨迹、位置。

(客户端会将位置信息同步到服务器端,导控台也从服务器端或者客户端数据,进行二维地图的显示。这里暂时只做二维地图,或者将地图做成伪3D的形式,导控台做位置映射。)这里会根据场地,进行地图图片的设计。

4-6-3.过程控制与千预

教员可在控制台动态进行加载、删除和替换等操作,可以临机导调,例如改变气候、训练时段和添加敌情要素等,丰富仿真场景。

对学兵在驾驶过程中出现的不当操作进行实时引导、及时纠错、适时停止。

(在考核模板上,已经设定好天气、时间、战地情况、交通路况等信息,这里要求导控台多一块控制面板,可以更改上面的条件,然后将信息发送给客户端,客户端进行动态改变考核驾驶情况。例如战火元素增加,客户端就多生成一些炮火的特效,等等)。暂停功能,就是上面第5点提到的。

4-6-4.集中组织模式下,由教员设置训练课目及条件,组织学兵进行单车驾驶或分队驾驶训练/考核,成绩能够实时呈现,并在控制台存储。

(单人模拟考核或者是下一个模块的【编队训练】考核,在驾驶过程中,客户端犯的一些错误,都是实时传给服务器,服务器同步给导控台。这时,教员就可以实时查看客户端的考试情况,把错误的操作都列出来。等考核都结束之后,会将这些错误操作及成绩保存在数据库里面,在【训练数据】或者【考核数据】模块中,都能够进行查询。这里只是要求,在过程中也能进行查看,没有扣分就是100分,扣分后,及显示剩下的分数,做一个表单。)

5.编队训练

5-1. 只能选择分队驾驶训练类型的模板。

5-2.选择好模板后,及创建好了考试内容,之后创建房间,可以创建多个房间。

5-3.创建好房间后,不是客户端选择房间进入,是导控台主动的将已经登录的客户端拉到房间里面。例如:

房间一:有1号模拟器、3号模拟、5号模拟器,指定组长,房间内部可以自由通讯,组长可以和主控台通讯;

房间二:有2号模拟器、10号模拟器、11号模拟、12号模拟器

。。。。。。

房间可以多个,每个房间可以拉进不同数量的客户端。

5-4.显示状态、有考试操作、考试时间、实时更改驾驶状况、显示地图、显示监控等。

操作错误实时同步到导控台,可以随时查看。

6. 训练数据

6-1.客户端可以自己进行单个科目的训练,这时不用接受导控台的控制。在训练过程中,操作错误以及最后的成绩到会通过服务器存储到数据库中,通过在导控台显示。这里记录的都是已经完成训练的。

6-2. 除了文字记录,训练完成后,也会将录像保存在服务器端,导控台可以查看录像文件。(为了降低录像的存储数量,客户端会对确定要录像的训练才进行保存,平时训练就不保存录像。)

6-3.可以按条件查询记录。

6-4.可以多条选择记录进行删除。

6-5.应具有训练/考核人员管理、成绩存储、成绩查询、成绩统计、成绩打印、成绩保存(excel格式)、成绩导出等功能。(这里需能够对成绩单进行打印,连接打印机。同时,可以将成绩保存成excel格式的文档,或者导出PDF格式的文档)

6-6.能采取时间驱动的方式,实时对学兵驾驶模拟训练数据进行采集,采集内容句括驾驶员各种操作信号及虚拟车辆运行状态数据,不少于60分钟、100条记录,用于场景重现和训练/考核数据分析(单人单课目前后成绩对比、错误操作频次、总体汇总统计)。

6-7.训练回放模块

6-7-1.教员可选择其中任意人员的训练、以不同视角(第一人称、第三人称)进行回放。

6-7-2.在观看训练回放时,教员通过按键可实现开始、暂停、继续开始、快进和倒退、重置等功能,并支持进度条鼠标拖动,教员在训练回放中观看时,根据需要可添加标记按钮,便于用户对关注点快速定位查找。

7. 考核数据

7-1.考核数据和训练数据其实是一样的,由导控台统一控制的,就是考核数据,都放在这个模块里面。

7-2.查询、删除等功能跟训练数据是一样的,保存查看录像等等。

7-3.打印及保存成文本格式的(Exel和PDF)也跟训练数据一样。

7-4.录像回放功能也是同理。

8. 成绩报告

8-1.上一个图是别人的软件,也是没有搞懂具体要查询什么内容。根据自己的想法,修改成下一张图,主要是查询某一次考试的一个整体成绩。

8-2.查询条件

8-2-1.考核时间:一个时间段里面的考试,在这个时间段里面有多场考核,可以选择其中一场进行查看。

8-2-2.模拟课目:其实就是模板

8-2-3.班级:根据考核人员的所在班级进行班级统计。有可能一次考核有多个班级参与,可以单独查看某一个班级在这次考核中的成绩情况。

8-2-4.可以单个或者批量删除成绩报告。

8-2-5.成绩详情,找了一份真实的成绩详情,可以作为内容参考。成绩详情应该包含模板内容,如这次考试是什么课目以及子课目,什么车型,什么天候,战火情况,交通情况等等。

★训练车型包含:皮卡车;北汽勇士;解放CA1121J;解放CA1125J;CSK181型防护型突击车;CTM132型战术车;东风康明斯;东风天锦;东风猛士;东风EQ1118;陕汽2190;豪沃1167;万山2400。车辆行人密度自由可选。

训练场景包含:训练课目对应场景。

训练天候包含:晴天;阴天;雨天;雪天;雾天;夜晚。其中雨、雾、雪可自由调节效果呈现,自主可选。

★训练时段包含:一天 24 小时内任意时段,自主可选。 或添加天侯自动模拟一天24小时随机气候变化运行。

★主控制台系统≦600台模拟器通过局域网互联,实现总机与单机、单机与单机之间数据传输。可以进行自由分组,指定班组长,班组内自由通讯。班组长通过请求与教员通讯。

教员可通过教学软件,实现通屏演示、教学功能,各个单机模拟器操作数据通过局域网上传到教员控制系统。

 

客户端软件主界面:包含理论知识、基础驾驶、场地驾驶、道路驾驶、式样驾驶、一般道路驾驶、特殊天候条件下的驾驶、夜间驾驶、应急处理体验、战地驾驶。


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