LG-SD03A型预防车辆事故仿真训练三自由度模拟器

一、产品概述
LG-SD03A型预防车辆事故仿真训练三自由度模拟器平台以三自由度平台通过伺服电机的位置模式来控制活塞杆的行程，伺服电机通过由MBOX驱动器得到信息并驱动电动机转动，*终来实现平台的左右翻转以及前后俯仰等动作。能够实现驾驶舱对仿真图形的快速、稳定的反映，通过模拟驾驶舱和计算机实时生成汽车行驶过程中的虚拟视境、音响效果和运动仿真等驾驶环境, 以视景仿真管理软件实现虚拟环境的“沉浸感、交互性”特性，为驾驶人提供了在坡路、颠簸路面等以及车辆加减速、转向、侧滑时的运动临场感，同时能够针对轿车、货车、客车等各类车型进行包括临界、极限工况的全工况仿真实验，分析、预估和评价汽车的操纵稳定性、安全性、制动性、动力性和燃油经济性，对汽车运动性能控制系统进行仿真、评价、预测和优化，提供车型结构参数匹配的*优化方案等，对于汽车驾驶模拟器开发具有重要而现实的意义。
二、系统组成：
LG-SD03A型预防车辆事故仿真训练三自由度模拟器设备由模拟驾驶舱、视景模拟驾驶软件、数据采集系统、三自由度平台系统由Stewart机构的三自由度运动平台、计算机控制系统、驱动系统等组成（如下图）。下平台安装在地面的固定基座基上，上平台为支撑平台。计算机控制系统通过协调控制电动缸的行程，实现运动平台的三个自由度的运动。
各主要部分简述如下：
2.1模拟驾驶舱：驾驶座舱采用玻璃钢外壳用模具一次铸造成型，坚固耐用，永不变型；外观简洁大方、时尚亮丽（可选迷彩色外壳）。五大操作件及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，实车转数方向自动回位；档位外罩采用真车中央通道，具有真车实感。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。
2.2视景模拟驾驶软件：视景全部由计算机实时生成三维图像。32位真彩色，24帧/秒。多自由度数学模型，实现汽车模拟驾驶各种道路及相关驾驶技术考试、训练项目的逼真动感模拟。
2.3运动平台：三自由度运动平台是根据运动控制的运动指令，进行相应的运动；系统控制服务器根据全景视频的内容提取相应的动作，并且解算成运动控制能够识别的运动指令，与此同时控制各播放器全景视频同步运行。
2.4上下运动平台：上平台，连接需要被模拟动作的机构。上铰链，双回转轴的虎克铰结构，用于连接上平台与电动缸的活塞杆。下铰链，单虎克铰结构，用于连接固定基座与电动缸的筒体。下平台，安装固定基座。
2.5计算机控制系统硬件：运动控制计算机（伺服控制单元）：实现平台系统启动/停止、接收上位机发来的位姿控制信息、对电动缸进行运动控制、监控伺服电机驱动器的工作状态、监控系统的运动状态、完成故障处理以及安全保护工作。
2.6信号调理单元：完成与平台系统运动状态相关的各种传感器信号、测试信号和数字I/O信号的调理，以及伺服驱动器的驱动等。
2.7系统控制软件：运动控制计算机的软件包括运动控制软件和逻辑控制软件。
三、工作原理、特征：
模拟器动感平台、电动缸及伺服电机：模拟器通过控制电动缸活塞杆的行程，实现动感平台台体的三自由度运动。驱动器系统：接收用户控制指令，通过控制伺服电机的输入，对伺服电机的输出转速和转角进行控制，达到控制电动缸活塞杆出速度和行程的目的。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；同时，它还对平台的运动过程进行监测，预防和处理系统的异常情况。
3.1有效载荷重量
有效载荷：250Kg
*大载荷：300kg（含上平台及铰链）
四、系统可靠性及相关参数
4.1系统功率需求
动感平台功率总需求：800W（单相220V）。
4.2噪声
动感平台以80mm/s时，距平台系统1m处的噪声强度低于62dB。
4.3安全功能
动感平台所有机械组件的设计载荷大于额定载荷的4倍。
4.4环境条件
a、运行环境温度： 0~40°C
b、储存温度： -20~70°C
c、湿度： 5~95%
d、防潮等级： IP65
4.5、可靠性和可维修性
a、动感平台一次连续工作时间不低于48小时。
b、使用寿命不小于10000小时。
c、平均无故障时间MTBF≥2000小时。
d、机械故障平均维修时间MTTR≤1小时。
e、电气故障平均维修时间MTTR≤0.5小时。
4.6供电条件要求
a、电压220V，波动范围：-10%～+10%；
b、频率50HZ，波动范围：-5%～+5%；
五、产品样式

▲部队运输车迷彩款

▲重汽运输车车型

▲解放运输车车型

▲北汽勇士指挥车车型

▲大众系列小车车型

六、部分模拟场景画面：

侧方位停车

倒车入库

坡道起步

曲线行驶

直角转弯

紧急情况处理

模拟隧道

窄路掉头

湿滑路面

模拟雨（雾）天

七、汽车驾驶模拟器软件：
7.1软件功能：　新版汽车驾驶模拟器软件符合“公安部123号令”考评规则。小车（科目二）场地5项，分别为：倒车入库、坡道定点停车和起步、侧方停车、曲线行驶、直角转弯；大车（科目二）场地16项，分别为：桩考、坡道定点停车和起步、侧方停车、通过单边桥、曲线行驶、直角转弯、通过限宽门、通过连续障碍、起伏路行驶、窄路掉头、模拟高速公路、连续急弯山区路、隧道、雨天、雾天湿滑路、紧急情况处置。新版汽车驾驶模拟器软件道路驾驶技能考试（科目三）内容包括：上车准备（系安全带）、起步、直线行驶、加减挡位操作、变更车道、靠边停车、直行通过路口、路口左转弯、路口右转弯、通过人行横道线、通过学校区域、通过公共汽车站、会车、超车、掉头、夜间行驶等训练考试项目。增加了危险场景：视线不清的交通情况下，超车后突然切入他人道引起被超车辆紧急制动、自行车、行人突然横穿马路，路面维修，障碍物绕行等危险场景、专项驾驶：危险道路、眩目道路、爆胎体验、紧急避让、趣味驾驶等驾驶科目。产品完全符合“中华人民共和国公安部令第 123 号令”及教育部新的国家机动车驾驶员训练大纲要求。具有自主知识产权。是目前市场上功能*全*新的汽车驾驶模拟器软件。
7.2操作错误检测项目：系统对学员操作各操作部件正确与否进行判断，如启动时是否踩下离合器、闯红灯报警等。与前面版本不同的是，区别判断“离合器松得太快”和“发动机转速过低”。
7.3系统自动评分：自动语言评分功能，并在每次驾驶训练后系统自动给予文字显示成绩评分。
7.4无纸化考试：无纸化考试采用标准化试题，题库里共有11套试题（共1500道试题），可以随机出题考试以可以依次考试每套试题。与现有无纸化考试系统*大的区别在于：无纸化考试试题集成在驾驶模拟器系统之中，可以利用模拟器进行。
7.5交通标志、标线及交通法规：交通标志、标线包括所有的禁令标志、禁止标线、警告标线、警告标志、指路标志、指示标线、指示标志。
7.6交通法规包括：道路交通安全法、道路交通安全法实施条例、道路交通安全违法行为处理程序规定、道路交通事故处理办法、道路交通事故处理程序规定、高速公路交通管理办法、机动车登记办法、机动车登记规定、机动车驾驶员培训管理规定、机动车驾驶证申领和使用规定、交通违章处理程序规定。
7.7驾驶模式：a.被动式：被动式驾驶适用于初学的学员，学生可以按照电脑语音提示进行规范的操作练习。b.主动式：主动式驾驶与实际车辆相同。
7.8视频界面功能:a.主视屏：显示驾驶前方道路与周围路况、使学生能感觉身在驾驶室操作着运行中的汽车。并显示档位、成绩分数。b.后视镜：左右后视镜均能达到与真车相同的模拟效果，可调节升降。c.模拟仪表显示:方向、油门、离合器、脚刹车、手制动演示操作进度；指示灯、时速、里程、发动机转速均有在模拟仪表上显示。
7.9特殊功能：通过鼠标操作可由正常驾驶室驾驶模式切换到六种不同府视式驾驶模拟.
7.10训练场景科目：泥泞道路、危险场景、石子路面、涉水道路、山区道路、乡村道路、城市道路、高速公路、桩考、坡道定点停车和起步、侧方停车、通过单边桥、曲线行驶、直角转弯、通过限宽门、通过连续障碍、起伏路行驶、窄路掉头、模拟高速公路、连续急弯山区路、隧道、雨雾天、湿滑路等训练内容；道路驾驶技能考核内容：新版汽车驾驶模拟器软件道路驾驶技能考试（科目三）内容包括：上车准备（系安全带）、起步、直线行驶、加减挡位操作、变更车道、靠边停车、直行通过路口、路口左转弯、路口右转弯、通过人行横道线、会车、超车、掉头等训练考试项目。紧急避险专项训练内容：危险道路、眩目道路、爆胎体验、紧急避让等内容。.趣味驾驶。
7.11天气:一般道路可选择多种天气：白天、雪天、雾天、雨天、黑夜。
7.12画面选择：可以选择“打开”或“关闭”：后视镜、向导地图、错误提示、成绩等。
7.13其它车辆选择：各道路分6种数目选择：3至60辆。
7.14车型选择：在训练中有多种车型可供选择，软件符合陕汽运输车、大客车、指挥车。
7.15汽车模拟技术：汽车多自由度数学模型，实现汽车转向、制动和加速的逼真模拟。
7.16测试调整功能：传感器测试：方向机的测试、离合器的测试、油门的测试、制动器的测试（脚刹）、手制动的测试、变速器各档位的测试、鸣号、点火、开锁。只要打开测试界面便一目了然。并可作学员操作曲线学仿。
7.17 VCD教学播放软件：有50个以上*新全国各地的车辆交通事故的视频，可供模拟驾驶。

八、性能指标：

设备名称	技术性能										数量
预防车辆事故仿真训练三自由度模拟器平台	商标品牌：LIGONG理工			产品型号：LG-SD03A型				车型：可按要求定制			2台
	1、动感汽车驾驶模拟器硬件配置
	产品描述：预防车辆事故仿真训练三自由度模拟器平由模拟驾驶舱、视景模拟驾驶软件、数据采集系统、三自由度平台系统由Stewart机构的三自由度运动平台、计算机控制系统、驱动系统等组成。下平台安装在地面的固定基座基上，上平台为支撑平台。计算机控制系统通过协调控制电动缸的行程，实现运动平台的三个自由度的运动。
	计算机配置：I5四核处理器；内存8G；1T硬盘；2G独立显卡；三屏；27寸液晶显示器
	座舱外壳材质：驾驶座舱采用玻璃钢外壳用模具一次铸造成型，坚固耐用，永不变型；外观简洁大方、颜色采用军用迷彩色外壳。五大操作件及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，实车转数方向自动回位；档位手球采用真车中央通道，具有真车实感。(车型可要采购方要求定制)
	变速器：采用仿实车变速箱档位。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、倒车档和驻车档）。(车型可要采购方要求定制)
	离合器：离合器采用实车压盘，实现半联动力感，离合器结合、分离、半联动状态感觉明显，分级输出。知名品牌真实汽车配件
	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。组件是真车实物配件。采用玻璃钢外壳，颜色可选部队迷彩色或常规白色，环保、防火。
	传感器：传感器信号为模拟量或数字量，输出变化时声音、视像同步变化（音量变化不少于5级），滞后小于50毫秒。有力度变化，力度均适合部队训练使用。
	转向器：转向器转向范围不小于0－1060度（数字量分级不小于180脉冲/圈），反应灵敏，能够自动回正。油门、刹车信号分级输出，不少于5级，或无级输出。
	汽车座椅：专业汽车座椅、美观、耐用。前后可调，适合部队使用。
	2、驾驶模拟器软件
	驾驶模拟器软件完全符合公安部123号令。
	科目二、三功能：小车（科目二）场地5项分别为：倒车入库、坡道定点停车和起步、侧方停车、曲线行驶、直角转弯；大车（科目二）场地16项分别为：桩考、坡道定点停车和起步、侧方停车、通过单边桥、曲线行驶、直角转弯、通过限宽门、通过连续障碍、起伏路行驶、窄路掉头、模拟高速公路、连续急弯山区路、隧道、雨天、雾天湿滑路、紧急情况处置。新版汽车驾驶模拟器软件道路驾驶技能考试（科目三）内容包括：上车准备（系安全带）、起步、直线行驶、加减挡位操作、变更车道、靠边停车、直行通过路口、路口左转弯、路口右转弯、通过人行横道线、通过学校区域、通过公共汽车站、会车、超车、掉头、夜间行驶等训练考试项目。
	软件主界面：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、训练线路图均有显示。
	驾驶模拟车型：小汽车、小货车、大货车、面包车、大巴车、农用车、军用车、无极变速车（自动档及残疾车）等八大类车覆盖多达五十多款车型。软件符合陕汽运输车、大客车、指挥车。
	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。32位真彩色，24帧/秒。多自由度数学模型，实现汽车转向、制动和加速的逼真模拟
	道路场景	炫目道路：（朝九晚五的太阳）炫目会车，炫目驾驶乡村道路等。泥泞道路：泥泞洼地道路驾驶（方向、制动、驱动有打滑滞后感）场景模型取乡村道路，道路变为泥泞状态。石子路面：汽车在其上面行驶，遇到刹车时刹不住车，还可汽车还在继续滑动，有时还会斜向滑行，极难控制感，汽车在石子路面里滑动。涉水道路：涉水驾驶汽车有水流冲力对车辆的前进阻力感光及侧滑感，轮胎与水下的路压力减小，驱动力受到限制，使行驶受阻感觉。专项训练：要附合交通部要求。系统评分：每次驾驶结束,系统自动评分。山区到路：突出坡多、弯多、凹凸路面、驾驶环境复杂、有侧风、有陡坡长坡、溜坡、侧滑（有语音提示）。乡村道路：含铁道路口；加油站，公交车站、单行道、农田道口等；城市道路：含公交站台，高架立交桥、公交专用道、十字路口、丁字路口、环岛、隧道、单行道、双黄线、加油站、商场百货门口斑马线天桥，学校门口及红绿灯，行人、非机动车乱穿马路及非机动车等。高速公路：包括收费站（入、停、出、）服务区、紧急带、匝道行驶、超车道、行车道、隧道、立交桥、交通标牌标线。危险场景：视线不清的交通情况下，超车后突然切入他人道引起被超车辆紧急制动、自行车、行人突然横穿马路，路面维修，障碍物绕行等危险场景、专项驾驶：危险道路、眩目道路、爆胎体验、紧急避让、趣味驾驶等驾驶科目。
	趣味驾驶场景	附带游戏类趣味性驾驶练习。
	VCD教学播放软件	可播放avi格式标准视频流的影视资料，有50个以上*新全国各地的车辆交通事故的视频，可供模拟驾驶。
	无纸化考试软件	考试题可根据用户需要自由更换或增加
	标志标线学习软件	*新版本交通部标志标线版本
	驾驶练习评分	驾驶训练后系统自动给予评分。
	加密模块	采用硬盘序列号+加密狗方式。
	3、模拟器动感平台
	动感平台参数	姿态	位移		速度	加速度	定位精度		重复定位精度	分辨率
		俯仰（ α ）	±15°		±20°/s	±50°/s 2	0.05°		0.01°	0.005°
		滚转（ β ）	±15°		±20°/s	±50°/s 2	0.05°		0.01°	0.005°
		垂直升降(z）	±100		166mm/s	0.3g	0.05		0.02	0.001
		纵向位移(y)	±150		166mm/s	0.3g	0.05		0.02	0.001
		其他技术指标	（1）系统响应频率：0.0HZ～10HZ。
			（2）行程回差： ≤0.2mm。
			（3）防水等级：IP65。
			（4）有效载荷：250kg，总载荷：300kg（含平台自重）。
	安全性	设备使用过程中安全可靠，符合国家相关的安全标准
	环境条件及供电条件要求：	功率消耗：<300W 频率响应：100HZ-12.5DHZ 信噪比：≧50dB 抖晃率：≦02% 外形规格：1750×1700×1500(mm) 重量：240kg

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