汽车驾驶模拟器数据采集与处理系统设计

发布时间：2020-07-29 08:50

【摘要】：汽车驾驶模拟器可以模拟汽车的真实运动,令驾驶员体验真实的驾驶感觉,主要用于驾考培训、汽车研发、交通安全等领域。本课题根据呼和浩特通和驾校的实际需求以及汽车驾驶模拟器多输入、多输出及快速响应的要求,研发一套模拟科目考试的驾考系统。论文主要研究数据采集与处理系统,而数据采集与处理系统是整个驾驶模拟器的基础,其能否实时地获取外围设备的当前状态,直接影响到了汽车驾驶模拟器的实时性、真实性。该系统利用STM32单片机对汽车硬件设备的操作数据进行采集与处理,然后通过USB通讯协议传输到上位机,作为三维驾考系统的控制量。驾驶员根据虚拟场景实时路况,做出相应的操作,完成驾驶科目训练以及考试。论文主要完成的工作如下:1.数据分析。数据分析是对汽车驾驶模拟器需要的数据进行分析,然后对数据进行分类,并确定数据采集与处理的方法。2.系统硬件电路设计。设计档位、车灯、喇叭、车锁开关、雨刷、离合、油门、刹车、方向盘数据采集电路及外围电路,其中外围电路包括CPU、外设接口、USB通讯、稳压电路、复位电路、电机驱动电路等。3.系统软件设计。编写相应的驱动程序以及数据采集与处理程序,把采集到的数据传输到主控计算机中。这些数据作为三维驾驶系统中汽车模型的控制量,控制汽车模型的运行,进而完成科目二的考试。
【学位授予单位】：内蒙古大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TP274.2;U471.3
【图文】：

硬件设备

图２．１汽车模拟器硬件设备逡逑Ｆｉｇ．邋２．１邋Ｃａｒ邋ｓｉｍｕｌａｔｏｒ邋ｈａｒｄｗａｒｅ邋ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ逡逑

汽车车身,光栅传感器

逡逑图２．５档位霍尔传感器实物逦图２．６三踏板传感器实物逡逑Ｆｉｇ．邋２．５邋ｓｔａｌｌ邋Ｈａｌｌ邋ｓｅｎｓｏｒ邋ｉｎ邋ｋｉｎｄ逦Ｆｉｇ．邋２．６邋ｔｈｒｅｅ邋ｐｅｄａｌ邋ｓｅｎｓｏｒ邋ｉｎ邋ｋｉｎｄ逡逑由于需要测量方向盘的转向以及转角，而方向盘由电机控制，因此选择光栅传感器较为逡逑合适。如图２．７是方向盘用到的传感器，主要由发送器、接收器和检测电路三部分组成。其逡逑中当接收器前面的光圈转动时会遮挡发送器发射的光线，检测电路利用遮光片对光的遮挡输逡逑出脉冲来测量转角［３（）＿３１］。当方向盘旋转时会带动电机转动电机底部光栅传感器会输出一系列逡逑有序脉冲来判断正反转［３２］。逡逑W逡逑图２．７光栅传感器逡逑Ｆｉｇ．邋２．７邋Ｒａｓｔｅｒ邋ｓｅｎｓｏｒ逡逑２．２．２回正电机选型逡逑汽车驾驶模拟器非常关键的部分就是方向盘的控制以及方向盘转角的采集。在汽车的运逡逑行过程中，方向盘的活动带动着整个车身的运动，其中方向盘的灵活度决定着汽车车身旋转逡逑速度。在汽车驾驶模拟器中要想让人们达到真实驾驶效果，对方向盘的灵活度要求比较高，逡逑因此控制电机的选择非常关键。逡逑本系统采用的２４Ｖ直流永磁电机是由定子和转子两大部分组成。２４Ｖ直流电机在转动时逡逑定子是静止不动的。电机的定子的主要是产生磁场，由机座、主磁极、换向极、端盖、轴承逡逑和电刷装置等组成［３３＿３４］。经实际应用表明，２４Ｖ直流电机在使用时具有结构简单、精确、高逡逑效等特点

汽车车身,实物,踏板,霍尔传感器

逑图２．５档位霍尔传感器实物逦图２．６三踏板传感器实物逡逑Ｆｉｇ．邋２．５邋ｓｔａｌｌ邋Ｈａｌｌ邋ｓｅｎｓｏｒ邋ｉｎ邋ｋｉｎｄ逦Ｆｉｇ．邋２．６邋ｔｈｒｅｅ邋ｐｅｄａｌ邋ｓｅｎｓｏｒ邋ｉｎ邋ｋｉｎｄ逡逑由于需要测量方向盘的转向以及转角，而方向盘由电机控制，因此选择光栅传感器较为逡逑合适。如图２．７是方向盘用到的传感器，主要由发送器、接收器和检测电路三部分组成。其逡逑中当接收器前面的光圈转动时会遮挡发送器发射的光线，检测电路利用遮光片对光的遮挡输逡逑出脉冲来测量转角［３（）＿３１］。当方向盘旋转时会带动电机转动电机底部光栅传感器会输出一系列逡逑有序脉冲来判断正反转［３２］。逡逑W逡逑图２．７光栅传感器逡逑Ｆｉｇ．邋２．７邋Ｒａｓｔｅｒ邋ｓｅｎｓｏｒ逡逑２．２．２回正电机选型逡逑汽车驾驶模拟器非常关键的部分就是方向盘的控制以及方向盘转角的采集。在汽车的运逡逑行过程中，方向盘的活动带动着整个车身的运动，其中方向盘的灵活度决定着汽车车身旋转逡逑速度。在汽车驾驶模拟器中要想让人们达到真实驾驶效果，对方向盘的灵活度要求比较高，逡逑因此控制电机的选择非常关键。逡逑本系统采用的２４Ｖ直流永磁电机是由定子和转子两大部分组成。２４Ｖ直流电机在转动时逡逑定子是静止不动的。电机的定子的主要是产生磁场，由机座、主磁极、换向极、端盖、轴承逡逑和电刷装置等组成［３３＿３４］。经实际应用表明，２４Ｖ直流电机在使用时具有结构简单、精确、高逡逑效等特点

【参考文献】