ZR-SD03B型 VR动感汽车驾驶模拟系统

一、建造设计目标
ZR-SD03B型 VR动感汽车驾驶模仿系统集合汽车驾驶模仿器虚拟防真技术实行实际模仿驾驶实训。可将虚拟驾驶系统与实际的道路系统相集合，对各项科目实行模仿实训驾驶，使学员规范了驾驶习惯、提升驾驶技能，熟悉道路标识，遵守交通规则，集合实际道路驾驶，使学员缩短实车实训时间，快速体验驾驶乐趣，深入理解交通安全法规和城市交通环境，更好地提升驾驶员技能和交通安全意识。缩短实车实训时间，提升驾驶技能标准化实训水平。

二、系统构成：
动感汽车驾驶模仿器设备由模仿驾驶舱、视景模仿驾驶系统、数值收集系统、三自由度平台系统由Stewart机构的三自由度动作平台、计算机数值控制系统、驱动系统等构成。下平台装配在地面的固定基座基上，上平台为支撑平台。计算机数值控制系统经过协调控制电动缸的行程，完成动作平台的三个自由度的动作。
各主要部分简述如下：
1、模仿驾驶舱：驾驶座舱应用ABS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。五大实操件及仪表台应用模拟真车实件配备，转向机构应用模拟真车方向机总成组建，实车转数方向自动回位；档位外罩应用模仿东风天锦真车中央通道，设定有真车实感。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构成。
2、视景模仿驾驶系统：视景全部由计算机数值就地实时生成三维（3D）图像。32位真彩色，24帧/秒。多自由度数学模型，完成汽车模仿驾驶各种道路及相关驾驶技术考试、实训项目的逼真动感模仿。
3、动作平台:三自由度动作平台是按照动作控制的动作指令，实行相应的动作；系统控制服务器按照全景视频的内容提取相应的动作，并而且解算成动作控制能够识别的动作指令，与此同时控制各播放器全景视频同步运行。
技术功能数值：

4、上下动作平台：上平台，连接需要被模仿动作的机构。上铰链，双回转轴的虎克铰构造，用来连接上平台与电动缸的活塞杆。下铰链，单虎克铰构造，用来连接固定基座与电动缸的筒体。下平台，装配固定基座。
5、计算机数值控制系统硬件：动作控制计算机数值（伺服控制单元）：完成平台系统启动/停止、接收上位机发来的位姿控制信息、对电动缸实行动作控制、监控伺服电动机驱动器的作业状态、监控系统的动作状态、完成故障处置整理以及安全保护作业。
6、信号调理单元：完成与平台系统动作状态相关的各种传感器信号、测量试验信号和数字I/O信号的调理，以及伺服驱动器的驱动等。
7、系统控制系统：动作控制计算机数值的系统含有概括动作控制系统和逻辑控制系统。
三、技术功能数值：
（一）硬件部分
1、计算机数值配备：四核i7 12代，内部存储容量（KV）：8GB DDR，硬盘容量（KV）：1T，单独显卡：2G。
2、显露系统：65寸液晶显露器。
3、VR眼镜：惠普（HP） Reverb G2 VR/MR 眼镜头盔
分辨率：2160x2160单眼、视野114度、音频：内置扬声器、线长：6.0米、跟踪摄像头：4个前置摄像头+Insideout定位。
4、座舱外壳材料：驾驶座舱应用ABS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。五大实操件及仪表台应用真车实件配备，转向机构应用真车方向机总成组建，实车转数方向自动回位；档位外罩应用模仿东风天锦真车中央通道，设定有真车实感。
5、变速器：应用模仿实车变速箱档位手球。档位和实车相符合（自动档只含前进档、倒车档和驻车档）。
6、离合器：离合器集合、分离、模仿场景半联动状态感觉明显，分级输出。
7、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双人座椅等构成。结合套件必须是真车实物备品备件。环保，防火烧外壳
8、传感器：信号为模仿量或数字量，输出改变时声音、视像同步改变（音量改变不少于5级），滞后小于50毫秒。有力度改变，力度均适合青少年儿童使用。
9、转向器：转向器转向界限不小于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。
10、汽车座椅：专业汽车座椅、美观、耐用。前后可调，适合青少年及儿童使用。
（二）系统部分
1、模仿器系统版本要求：VP运行版授权（Vega Prime、Distributed Rendering、FX、Light Lobes、Vortex）5项模型块。系统必须由四个主要系统包括：汽车模仿驾驶教学系统系统；汽车驾驶模仿系统科目考试系统；车辆预防事故拟真模仿系统；汽车液压动力转向控制系统拟真演示系统构成。
2、系统主界面：启动画面后，界面下方同时显露：油门、刹车、转向、离合器深浅进度均有显露。视景120度全新广角宽频驾驶模仿，界面显露各项指示灯、文字提醒框、档位位置、实训成绩，后视镜（左、右、中）后视镜可调动、实训线路图均有显露。
3、驾驶模仿车型：豪泺1167运输车、东风EQ1118G、陕汽、大客车等多款车型。
4、视景图象技术功能数值参考规格
视景全部由计算机数值就地实时生成三维（3D）图像。32位真彩色，24帧/秒。多自由度数学模型，完成汽车转向、限制动作和加快速度的逼真模仿
5、基础驾驶课目
起步、直线行驶、停车、倒车（直线倒车、左右倒车、倒车入库）、换挡（加挡、减挡、限定距离换挡）、转向（经过直角转弯、经过8字形路、经过S形路）
6、场地驾驶课目
定位停车、坡道停车起步、上坡转弯换挡、经过单凸路、 经过单双边桥、经过圆形错位障碍、经过错位小巷、经过限制门、渐窄门、起伏路段、连续障碍、单边桥、弯曲线行驶、经过桥涵、限速限宽门、直线倒车、窄路掉头、单凸路、横断路、双边桥、高架桥
7、道路驾驶课目
一般道路驾驶、城市道路驾驶、高速公路驾驶、山区道路驾驶、涉水路驾驶、泥泞路驾驶、松沙路驾驶、卵石路驾驶、冰雪路驾驶、不良天气条件驾驶（雨雾雪风沙天）、夜间驾驶、设定有震毁、岸滩路段
8、战地驾驶课目
进出掩体、经过山丘、经过侧坡、经过蛇形障碍、经过燃烧路段、经过反坦克壕、经过堑壕、经过弹坑、经过浮桥和经过战地结合障碍等
9、应急避险课目
含有概括引擎着火、无油熄火、高速取卡、突然出现行人、突然爆胎、出现落石、窄路会车、超载驾驶、车辆突然失控（含有限制动作失灵、车辆爆胎处置、车辆失火处置、转向失灵、车辆侧滑、转向失控处置、限制动作失灵处置、车辆突然熄火等）
10、上下运输工量具驾驶模仿实训课目
铁路水路航空输送车辆装卸载、综合演练等科目
11、实训车型库
（1）车辆三维（3D）模型：实训车辆（拟真车型库应设定有良好的拓展性，可按照需求方的需要实行个性化车型定制），含有概括车身、驾驶室、底盘等实行高精细建模，贴图分辨率不小于1024*1024。
（2）动力系统三维（3D）模型：含有概括车型动力系统，与相应驾驶模仿器配套使用，适用驾驶模仿交互实操。可与泥泞路、涉水路、松沙路、冰雪路等四种地面依据路面工况标准实行交互，可拟真四种地面对轮胎的作用效果，如轮胎沉陷、侧滑、地面纹理改变。驾驶实操区分重载和空载两种驾驶模式。
车型拟真效果均含有：
1）转向失控、限制动作失灵两种驾驶效果拟真；
2）泥泞路驾驶、冰雪路驾驶转向失控、限制动作失灵效果拟真。
3）虚拟仪表开关：按实装仪表形状、功能数值输出方法、位置关系、大小实行设计，经过触摸屏点击、选用、位置变换完成实操。
12、实训条件库

其他三维（3D）模型素材：
（1）相关车辆含有概括：不少于3种，军用车辆有装甲车、战场救护车、指挥车等；民用车辆有皮卡车、SUV、乘坐车（小型、中型、大型），货车（轻型、重型）等。
要求：车辆加入场景后可自主运行，形成与真实环境基础一致的交通环境（车流量可控）。
建筑物、指示牌：不少于10种，形成村庄、城市环境。
（2）地物有高速收费站，加油站，桥涵，村庄等地物不少于4种模型；辅助设施含有交通信号、道路栏杆等不少于6种模型，贴图分辨率不小于1024*1024，不少于5000个三角面。
（3）植被模型技术功能数值参考规格：
1）植被支持alpha镂空贴图；
2）基础模型制作精细度合适，符合虚拟环境要求；
3）4层LOD细节层次模型制作，最高为10000个三角面，最低为50个三角面；
4）植物贴图效果适用虚拟环境要求；
5）物理属性制作及设定，如碰撞盒、重量、密度等（树木、灌木）。
效果素材：
对烟雾、爆炸等效果建模，有烟雾、火花、碎片效果，不能造成系统卡顿。
能输出驾驶过程中的各种音响效果，以及爆炸等声音。含有概括炮弹爆炸声，车辆启动刹车声，风声，雨声，人员哀嚎声，撞击声等6种。
时间素材：
含有概括昼夜两种时段，--时间推移发生改变，模仿24小时昼夜光照改变。可选用一天24小时内的随意时段。
13、地形道路库
（1）总体要求
整体实训地形之和不少于200平方公里，支持卫星影像贴图、地表纹理贴图，能采取资源动态载入模式，延迟1s左右；对整体地形模型实行分层渲染。地形含有概括山地、丘陵、平原、湖泊、河流，各类地形呈区域分布；地貌应有植被覆盖；地物含有概括自然形成和人工构筑。
（2）其他要求
1）支持卫星图和地表贴图的平滑过渡；
2）地表材料细节纹理，道路及道路两侧精细地形网格精确度符合虚拟环境视觉需要；
3）图形刷新频率≥25帧/秒；
4）布置形式：各类型道路纵横交错，设计多个平交、立交道口，可局部形成迂回；平原道路设计布置可选用环状、枝状、坡地，山地道路设计布置可采取盘旋、尽端式，各种布置均可综合运用；
5）道路总里程应不少于100km，道路布置纵横交错，局部可形成迂回，整体地形精确度适用虚拟环境的视觉需要；
6）应有不少于2个经典型车辆实训场的虚拟场景（场地和战地课目实训的三维（3D）地形生成、相应障碍物建模及显露）；场地驾驶和战地驾驶三维（3D）地形均不小于4平方公里，实训道路长（含障碍物）不小于200米，课目设定标准符合陆军军事实训大纲要求。
（3）道路课目场景建模要求
1）一般道路建模要求：
①按照一般道路实际建模；
②道路至少有两条机动车车道，有路面中心线和车行道分界线；
③沿途设定有非机动车道、交通信号灯、交通标识、树木、行人、非机动车、安全监控及通讯设施等。
2）城市道路建模要求：
①按照城市道路实际建模；
②道路设定有中央隔离带，每侧至少有三条以上机动车车道，汽车分向、分道行驶，互不干扰；
③沿途设定有非机动车道、绿化隔离带、护栏、地标线、交通信号灯、交通标识、树木、行人、非机动车、安全监控及通讯设施等。
3）高速公路建模要求：
①采取全封闭管理。道路两侧用隔离栏等设施将公路全程封闭起来，可以在出入口实行控制，高速公路内车辆速度为60-120km/h，交通流量分大、中、小三级可调；
②应用全立交，禁止行人和非机动车在路上行走，与其他线路相交时应用立体交叉、行人跨线或地道桥；
③设定有中央隔离带，每侧至少有两条以上车道，汽车分向、分道行驶，互不干扰；
④沿途设定有综合服务设施、安全监控及通讯设施等；
⑤不直接经过城镇，在通往城镇处设立分流道，经过支线进入城镇。
4）山区道路建模要求：
①按照山区道路实际建模；
②道路无中央隔离带，标单黄线或双黄线，每侧至少有一条以上机动车车道，汽车混合行驶，互相干扰；
③道路两侧为傍山路，有悬崖、急弯、鸣笛、减慢速度等交通标识；
④连续上下坡，对车辆的牵引力和限制动作力的生成受到极大限制，极易造成车轮限制动作失效。
5）复杂道路场景建模要求：
含泥泞路、涉水路、松沙路、卵石路、冰雪路等三维（3D）地形生成、道路建模及显露。
①泥泞路段建模要求：按照淤陷程度分为难中易三种，要求呈现车辆真实淤陷效果；
②涉水路段区分泥底和沙石底两种，涉水深度不超过1.2m；
③松沙路、冰雪路车辆不发生淤陷；
④按照泥泞路、涉水路、松沙路、卵石路、冰雪路的场地标准设定场地。
6）不良天气和夜间场景建模要求：
①不良天气建模要求：要求呈现一般道路驾驶时雨天、雾天、雪天、风沙天真实场景效果；
②夜间建模要求：要求呈现一般道路驾驶时夜间真实场景效果。
14、驾驶练习评定分数
驾驶实训后系统自动给予评定分数。
15、加密模型块
应用硬盘序列号+加密狗方法。
16、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
（三）环境条件及供电条件要求：
1、功率（W）消耗：<250W
2、频率响应：100HZ-12.5DHZ
3、信噪比：≧50dB
4、抖晃率：≦02%
5、外观规格：1850*1200*1850
6、重 量：240kg

四、部分场景界面图片

车型选用

天气选用

圆形错位障碍

蛇形障碍

进出掩体

泥泞路段