自适应调整训练场景的驾驶模拟训练系统和方法技术方案

本发明专利技术提供一种自适应调整训练场景的驾驶模拟训练系统，包括驾驶运动模拟装置、安装有虚拟视景软件的计算机、数据采集装置、自适应调整装置；自适应调整装置包括警告模块、警示模块、虚拟视景采集模块、虚拟视景插入模块；警告模块响应于无法行驶指令，生成警告信号；警示模块响应于异常行驶指令，生成警示信号；虚拟视景采集模块响应于警告信号和/或警示信号，采集当前虚拟视景场景；所述虚拟视景插入模块自适应地在后续的虚拟视景场景中插入若干次采集的虚拟视景场景。本发明专利技术能够针对性的在后续的训练场景中插入多次出现异常行驶状态或者无法行驶状态的虚拟视景场景，使用户以较高的效率和较短的时间得到更好的训练效果。

Driving simulation training system and method for adaptively adjusting training scenes

The invention provides a simulation training system of adaptive training scene driving, including driving motion simulation device, equipped with virtual visual software of computer, data acquisition device, adaptive adjustment device; adaptive adjusting device comprises a warning module, alarm module, acquisition module, virtual scene virtual scene into the module in response to the warning module; no driving instructions generate a warning signal; warning module in response to the abnormal driving command, generates a warning signal; virtual scene acquisition module in response to the warning signals and / or warning signal acquisition, the current virtual scene scene; the virtual scene is inserted into the module of adaptively inserting several acquisition virtual scene virtual scene in the following the visual scene. The invention can targeted insertion in the subsequent training scene have appeared in the virtual scene scene abnormal driving state or driving state, users with higher efficiency and shorter time to get better training effect.

【技术实现步骤摘要】
自适应调整训练场景的驾驶模拟训练系统和方法
本专利技术涉及驾驶模拟训练领域，具体而言涉及一种自适应调整训练场景的驾驶模拟训练系统和方法。
技术介绍
目前可用于训练的车辆和场地都很有限，学员通常需要花费较大的代价去学习驾驶，并且某些特殊地形或者环境条件下的训练根本无法展开，未经大量训练的学员在操作车辆时也容易引发较大的问题甚至伤亡，安全隐患差，如果投入大量车辆用于训练，车辆的成本和维修费相当高，同时还会产生较大的噪音污染和废气污染。概括来讲，现有的驾驶训练存在高成本、高危险、场地不足等限制。另外，学员在训练时难免会出现差错，如果用实车训练，通常有两种选择，一是反复将实车转移至原场景，再由学员操作；二是反复练习当前整个场景段，以增加练习差错场景的次数。前者耗时费力，需要专业人员随时协助将实车转移至原场景，后者将会耗费太多的时间在已经熟练掌握的场景上，学员得不到针对性训练。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种自适应调整训练场景的驾驶模拟训练系统和方法，记录分析用户在驾驶过程中出现的异常行驶状态和无法行驶状态，针对性的在后续的训练场景中插入多次出现异常行驶状态或者无法行驶状态的虚拟视景场景，使用户以较高的效率和较短的时间得到更好的训练效果。本专利技术的上述目的通过独立权利要求的技术特征实现，从属权利要求以另选或有利的方式发展独立权利要求的技术特征。为达成上述目的，本专利技术提出自适应调整训练场景的驾驶模拟训练系统，包括驾驶运动模拟装置、安装有虚拟视景软件的计算机、数据采集装置、自适应调整装置；所述驾驶运动模拟装置包括载具、运动模拟平台以及位置控制回路；所述运动模拟平台包括相互平行的上平台和下平台，下平台固定在地面上，上平台和下平台之间连接设置有一伺服驱动机构；所述载具内安装有若干个座椅、用于模拟真实车辆操作的操纵器、显示单元，载具固定安装在运动模拟平台的上平台之上；所述虚拟视景软件包括虚拟视景生成模块、模型精简模块、虚拟视景存储模块、虚拟视景处理模块、虚拟视景设定模块、虚拟视景播放模块；所述虚拟视景生成模块用以生成虚拟视景场景，生成的虚拟视景场景经模型精简模块精简后存储进虚拟视景存储模块，每种虚拟视景场景均具有其独立的编号、地形参数、环境参数；所述虚拟视景设定模块用以让用户从虚拟视景存储模块中通过编号选取任意一种或者多种虚拟视景场景，将之组合成一种训练场景，发送给虚拟视景播放模块；所述虚拟视景播放模块与显示单元连接，将接收到的训练场景通过显示单元以显示给用户；所述数据采集装置包括安装在座椅上用于实时探测座椅所承受压力的压力传感器、用于采集当前操纵器操作参数的操纵器采集单元、用于采集当前虚拟视景场景的场景采集单元；所述数据采集装置与虚拟视景处理模块连接，将采集到的当前操纵器的操作参数、座椅承受的压力以及当前虚拟视景场景，实时发送给虚拟视景处理模块，虚拟视景处理模块分析处理接收到的信息，判断在当前操纵器操作参数和座椅承受的压力条件下当前虚拟视景场景产生的变化，生成新的虚拟视景场景，并发送给虚拟视景播放模块，虚拟视景播放模块通过显示单元以显示给用户；所述虚拟视景处理模块生成的新的虚拟视景场景的播放优先级高于虚拟视景设定模块中未播放的虚拟视景场景；所述数据采集装置采集的当前操纵器的操作参数、以及当前虚拟视景场景同时发送给位置控制回路，位置控制回路将之分析处理后，生成当前虚拟视景场景和操纵器操作参数条件下运动模拟平台的运动状态指令，并且将运动状态指令解析成伺服驱动机构的运动指令；所述伺服驱动机构与位置控制回路连接，响应于位置控制回路的运动指令，驱动上平台进行动作，使固定在上平台上的载具的运动状态与运动状态指令指定的运动状态相同；使所述载具产生碰擦、侧滑、滑转、颠簸运动状态的运动状态指令被定义成异常行驶指令；使所述载具产生熄火、离开当前虚拟视景场景、碰撞运动状态的运动状态指令被定义成无法行驶指令；使所述载具保持平稳行驶状态的运动状态指令被定义成正常行驶指令；所述自适应调整装置包括用于生成警告信号的警告模块、用于生成警示信号的警示模块、用于采集当前虚拟视景场景的虚拟视景采集模块、用于插入虚拟视景场景的虚拟视景插入模块；所述警告模块响应于无法行驶指令，生成警告信号；所述警示模块响应于异常行驶指令，生成警示信号；所述虚拟视景采集模块与警告模块、警示模块连接，响应于警告信号和/或警示信号，采集当前虚拟视景场景，并将采集的虚拟视景场景发送给虚拟视景插入模块；所述虚拟视景插入模块响应于警告信号，自适应地在后续的虚拟视景场景中插入M次采集的虚拟视景场景；所述虚拟视景插入模块响应于警示信号，自适应地在后续的虚拟视景场景中插入N次采集的虚拟视景场景；所述M、N均为大于零的正整数。基于前述自适应调整训练场景的驾驶模拟训练系统，本申请还提及一种自适应调整训练场景的驾驶模拟训练方法，该方法包括：步骤1、选取一种或者多种虚拟视景场景，合成训练场景，用户操作驾驶模拟训练系统模拟行驶在该训练场景中；步骤2、数据采集装置采集当前虚拟视景场景中的地形参数和环境参数、操纵器操作参数、座椅所受的压力，将之发送给位置控制回路和虚拟视景处理模块；步骤3、位置控制回路和虚拟视景处理模块结合动力学模型进行动力学分析，判断出车辆在当前情形下的行驶状态和视景变化，同时进行以下两个操作：1)位置控制回路生成运动状态指令，驱动伺服驱动机构运动，使载具的运动状态与运动状态指令指定的运动状态相同，2)虚拟视景处理模块生成新的虚拟视景场景，并且将之通过显示单元以显示给用户；步骤4、分析判断运动状态指令的性质，选择以下三种情形中的任意一种：1)如果是无法行驶指令，生成警告信号，自适应调整装置响应于警告信号，自适应地在后续的虚拟视景场景中插入M次当前虚拟视景场景；2)如果是异常行驶指令，生成对应的警示信号，自适应调整装置响应于警示信号，自适应地在后续的虚拟视景场景中插入N次当前虚拟视景场景；3)如果是正常行驶指令，不生成任何信号，继续在当前训练场景中训练。由以上本专利技术的技术方案，与现有相比，其显著的有益效果在于：记录分析用户在驾驶过程中出现的异常行驶状态和无法行驶状态，针对性的在后续的训练场景中插入多次出现异常行驶状态或者无法行驶状态的虚拟视景场景，使用户以较高的效率和较短的时间得到更好的训练效果。应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的专利技术主题的一部分。另外，所要求保护的主题的所有组合都被视为本公开的专利技术主题的一部分。结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本专利技术教导的前述和其他方面、实施例和特征。本专利技术的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本专利技术教导的具体实施方式的实践中得知。附图说明附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本专利技术的各个方面的实施例，其中：图1是本专利技术的自适应调整训练场景的驾驶模拟训练系统的结构示意图。图2是本专利技术的位置控制回路的结构示意图。图3是本专利技术的驾驶运动模拟装置的结构示意图。图4是本专利技术的运动模本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自适应调整训练场景的驾驶模拟训练系统，其特征在于，包括驾驶运动模拟装置、安装有虚拟视景软件的计算机、数据采集装置、自适应调整装置；所述驾驶运动模拟装置包括载具、运动模拟平台以及位置控制回路；所述运动模拟平台包括相互平行的上平台和下平台，下平台固定在地面上，上平台和下平台之间连接设置有一伺服驱动机构；所述载具内安装有若干个座椅、用于模拟真实车辆操作的操纵器、显示单元，载具固定安装在运动模拟平台的上平台之上；所述虚拟视景软件包括虚拟视景生成模块、模型精简模块、虚拟视景存储模块、虚拟视景处理模块、虚拟视景设定模块、虚拟视景播放模块；所述虚拟视景生成模块用以生成虚拟视景场景，生成的虚拟视景场景经模型精简模块精简后存储进虚拟视景存储模块，每种虚拟视景场景均具有其独立的编号、地形参数、环境参数；所述虚拟视景设定模块用以让用户从虚拟视景存储模块中通过编号选取任意一种或者多种虚拟视景场景，将之组合成一种训练场景，发送给虚拟视景播放模块；所述虚拟视景播放模块与显示单元连接，将接收到的训练场景通过显示单元以显示给用户；所述数据采集装置包括安装在座椅上用于实时探测座椅所承受压力的压力传感器、用于采集当前操纵器操作参数的操纵器采集单元、用于采集当前虚拟视景场景的场景采集单元；所述数据采集装置与虚拟视景处理模块连接，将采集到的当前操纵器的操作参数、座椅承受的压力以及当前虚拟视景场景，实时发送给虚拟视景处理模块，虚拟视景处理模块分析处理接收到的信息，判断在当前操纵器操作参数和座椅承受的压力条件下当前虚拟视景场景产生的变化，生成新的虚拟视景场景，并发送给虚拟视景播放模块，虚拟视景播放模块通过显示单元以显示给用户；所述虚拟视景处理模块生成的新的虚拟视景场景的播放优先级高于虚拟视景设定模块中未播放的虚拟视景场景；所述数据采集装置采集的当前操纵器的操作参数、以及当前虚拟视景场景同时发送给位置控制回路，位置控制回路将之分析处理后，生成当前虚拟视景场景和操纵器操作参数条件下运动模拟平台的运动状态指令，并且将运动状态指令解析成伺服驱动机构的运动指令；所述伺服驱动机构与位置控制回路连接，响应于位置控制回路的运动指令，驱动上平台进行动作，使固定在上平台上的载具的运动状态与运动状态指令指定的运动状态相同；使所述载具产生碰擦、侧滑、滑转、颠簸运动状态的运动状态指令被定义成异常行驶指令；使所述载具产生熄火、离开当前虚拟视景场景、碰撞运动状态的运动状态指令被定义成无法行驶指令；使所述载具保持平稳行驶状态的运动状态指令被定义成正常行驶指令；所述自适应调整装置包括用于生成警告信号的警告模块、用于生成警示信号的警示模块、用于采集当前虚拟视景场景的虚拟视景采集模块、用于插入虚拟视景场景的虚拟视景插入模块；所述警告模块响应于无法行驶指令，生成警告信号；所述警示模块响应于异常行驶指令，生成警示信号；所述虚拟视景采集模块与警告模块、警示模块连接，响应于警告信号和/或警示信号，采集当前虚拟视景场景，并将采集的虚拟视景场景发送给虚拟视景插入模块；所述虚拟视景插入模块响应于警告信号，自适应地在后续的虚拟视景场景中插入M次采集的虚拟视景场景；所述虚拟视景插入模块响应于警示信号，自适应地在后续的虚拟视景场景中插入N次采集的虚拟视景场景；所述M、N均为大于零的正整数。...

【技术特征摘要】
1.一种自适应调整训练场景的驾驶模拟训练系统，其特征在于，包括驾驶运动模拟装置、安装有虚拟视景软件的计算机、数据采集装置、自适应调整装置；所述驾驶运动模拟装置包括载具、运动模拟平台以及位置控制回路；所述运动模拟平台包括相互平行的上平台和下平台，下平台固定在地面上，上平台和下平台之间连接设置有一伺服驱动机构；所述载具内安装有若干个座椅、用于模拟真实车辆操作的操纵器、显示单元，载具固定安装在运动模拟平台的上平台之上；所述虚拟视景软件包括虚拟视景生成模块、模型精简模块、虚拟视景存储模块、虚拟视景处理模块、虚拟视景设定模块、虚拟视景播放模块；所述虚拟视景生成模块用以生成虚拟视景场景，生成的虚拟视景场景经模型精简模块精简后存储进虚拟视景存储模块，每种虚拟视景场景均具有其独立的编号、地形参数、环境参数；所述虚拟视景设定模块用以让用户从虚拟视景存储模块中通过编号选取任意一种或者多种虚拟视景场景，将之组合成一种训练场景，发送给虚拟视景播放模块；所述虚拟视景播放模块与显示单元连接，将接收到的训练场景通过显示单元以显示给用户；所述数据采集装置包括安装在座椅上用于实时探测座椅所承受压力的压力传感器、用于采集当前操纵器操作参数的操纵器采集单元、用于采集当前虚拟视景场景的场景采集单元；所述数据采集装置与虚拟视景处理模块连接，将采集到的当前操纵器的操作参数、座椅承受的压力以及当前虚拟视景场景，实时发送给虚拟视景处理模块，虚拟视景处理模块分析处理接收到的信息，判断在当前操纵器操作参数和座椅承受的压力条件下当前虚拟视景场景产生的变化，生成新的虚拟视景场景，并发送给虚拟视景播放模块，虚拟视景播放模块通过显示单元以显示给用户；所述虚拟视景处理模块生成的新的虚拟视景场景的播放优先级高于虚拟视景设定模块中未播放的虚拟视景场景；所述数据采集装置采集的当前操纵器的操作参数、以及当前虚拟视景场景同时发送给位置控制回路，位置控制回路将之分析处理后，生成当前虚拟视景场景和操纵器操作参数条件下运动模拟平台的运动状态指令，并且将运动状态指令解析成伺服驱动机构的运动指令；所述伺服驱动机构与位置控制回路连接，响应于位置控制回路的运动指令，驱动上平台进行动作，使固定在上平台上的载具的运动状态与运动状态指令指定的运动状态相同；使所述载具产生碰擦、侧滑、滑转、颠簸运动状态的运动状态指令被定义成异常行驶指令；使所述载具产生熄火、离开当前虚拟视景场景、碰撞运动状态的运动状态指令被定义成无法行驶指令；使所述载具保持平稳行驶状态的运动状态指令被定义成正常行驶指令；所述自适应调整装置包括用于生成警告信号的警告模块、用于生成警示信号的警示模块、用于采集当前虚拟视景场景的虚拟视景采集模块、用于插入虚拟视景场景的虚拟视景插入模块；所述警告模块响应于无法行驶指令，生成警告信号；所述警示模块响应于异常行驶指令，生成警示信号；所述虚拟视景采集模块与警告模块、警示模块连接，响应于警告信号和/或警示信号，采集当前虚拟视景场景，并将采集的虚拟视景场景发送给虚拟视景插入模块；所述虚拟视景插入模块响应于警告信号，自适应地在后续的虚拟视景场景中插入M次采集的虚拟视景场景；所述虚拟视景插入模块响应于警示信号，自适应地在后续的虚拟视景场景中插入N次采集的虚拟视景场景；所述M、N均为大于零的正整数。2.根据权利要求1所述的自适应调整训练场景的驾驶模拟训练系统，其特征在于，所述自适应调整装置具有一身份识别模块。3.根据权利要求1所述的自适应调整训练场景的驾驶模拟训练系统，其特征在于，所述自适应调整装置具有一记录模块。4.根据权利要求1所述的自适应调整训练场景的驾驶模拟训练系统，其特征在于，所述驾驶模拟训练系统还具有一声觉模拟装置；所述声觉模拟装置包括安装在载具内的音响单元、以及安装在计算机中的音效存储模块、音效处理模块；所述音效存储模块用以存储操作真实装甲车时产生的若干种音效，该若干种音效与操纵器的操作动作一一对应；所述数据采集装置将当前操纵器的操作参数发送至音效处理模块，音效处理模块响应于接收到的数据采集装置的反...

【专利技术属性】
技术研发人员：相铁武，王赛进，眭栋芳，
申请(专利权)人：南京全控航空科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32