六自由度动感驾驶模拟器技术方案(纯方案,36页)18651.pdf

-1-目 录 13.1“六自由度动感驾驶模拟器”介绍.-2-13.2 六自由度电动运动平台技术规格.-3-13.2.1 性能特征.-3-13.2.2 机械系统组成.-4-13.2.3 控制系统组成.-5-13.2.4 安全保护要求.-7-13.3“六自由度动感驾驶模拟器”总体功能.-8-13.3.1 系统硬件技术方案.-8-13.3.2 系统 VR 仿真软件技术方案.-9-13.3.3 视景控制软件技术方案.-10-13.5 相关产品图文资料.-11-13.5.1 起重机操作仿真训练机.-11-13.5.2 港口起重机综合模拟系统 Port Crane Simulation System.-16-13.5.3 集装箱牵引车操作训练模拟系统.-18-13.5.4 港口场内流动车辆操作训练模拟器.-19-十四、产品质量证明材料.-22-14.1 质量保证措施.-22-14.1.1 项目管理.-22-14.1.2 项目领导小组.-23-14.2 提供切实可行的售后服务.-24-14.2.1 售后服务体系介绍.-24-14.2.2 售后服务机构主要人员.-25-14.2.3 产品的服务时限、故障响应处理时限.-25-14.2.4 应急事件解决方案.-28-14.2.5 售后服务承诺.-29-14.2.6 技术服务方案.-31-14.3 售后服务保证措施.-31-14.3.1 供货进度安排.-31-14.3.2 项目组织实施方案.-32-14.3.3 运输方式.-34-14.3.4 安装、调试方案.-34-14.3.5 验收方案.-35-2-13.1“六自由度动感驾驶模拟器”介绍“六自由度动感驾驶模拟器”（月球蜘蛛车）模拟登上月球表面的驾驶环境，对月球中各种环境展开冒险，月球是距离地球最近的一个天体，是地球唯一的天然卫星，月球表面的重力也只有地球表面的1/6。因此在月球上驾驶蜘蛛车摇晃幅度也会较大。六自由度动感驾驶模拟器（月球蜘蛛车）在操作上摒弃了离合、档位等复杂的操作构件，要求仅使用方向盘、油门、刹车等进行控制，操作方法简单，需配置安全带，适合六岁以上的全部人群操作。月球表面覆盖着一层松散层，到处布满了岩石碎块，角砾状岩块、砂和尘土。驾驶途中，经常会因为月球表面的凹凸不平而产生颠簸感。蜘蛛车可以灵活地模拟车辆在月球表面行进过程中的惯性、加速度以及受地形影响产生的颠簸、飞跃、加速、入弯、撞车等物理效果。让观众感受到蜘蛛车的在模拟这些地形时真实感，坐在蜘蛛车上面可以尽情体验月球风光。-3-13.2 六自由度电动运动平台技术规格 13.2.1 性能特征 所提供的全电动的六自由度运动平台，具有在模拟的性能包线范围内给蜘蛛车驾驶人员提供过载感觉和一定范围内姿态角变化的动感信息的能力，从而使蜘蛛车驾驶人员在月球环境下，在运动突发和姿态变化的感觉方面与在被模拟蜘蛛车上的感觉相似。13.2.1.1 有效载荷重量 有效载荷：200kg 总载荷：300kg 13.2.1.2 运动能力 额定动负载质量：M200kg；运动频率：0.0Hzf10Hz；系统响应时间：30ms 六自由度运动技术参数：自由度 幅度 速度 加速度 前后 80mm 200 mm/s 0.3g 左右 80mm 200 mm/s 0.3g 升降 80mm 200 mm/s 0.3g 俯仰 12 20/s 100/s2 侧倾 12 20/s 100/s2 偏航 12 20/s 100/s2 13.2.1.3 平稳性 运动平台在任何一个稳态位置或常值速度下，不产生大于 0.02g 的寄生加速度。-4-13.2.1.4 漂移量 运动平台连续运行 12 小时以上，任何一个电动缸的位置漂移不超过 0.5mm。13.2.1.5 可靠性和可维修性 平台一次连续工作时间：48 小时 使用寿命：20000 小时 平均无故障时间：2000 小时 13.2.1.6 供电条件 单相交流电，电压 220V，波动范围：-10%+10%；频率 50HZ，波动范围：-5%+5%；功率容量：5KVA。13.2.2 机械系统组成 13.2.2.1 平台外形尺寸 底座的占地面积为 2.25m2（1.5m1.5m），平台安装面距地面 500mm。图-上平台安装尺寸图 -5-13.2.2.2 平台主体材质 平台结构件采用 A3 钢焊接而成，并对其进行了防锈和喷漆处理。铰链等运动部件采用 45 号钢加工而成。13.2.2.3 电动缸部分 电动缸的主要构成材料为硬铝和 45 号钢 部件名称 技术要求 电动缸 采用折返式电动缸，滚珠丝杆，额定出力不小于1000N，额定速度不小于 180mm/sec 伺服电机 功率密度不小于 500W/L；采用 220V 交流电；采用 CANOPEN总线内置，抗干扰性强；包含内置滤波器，内置制动电阻，内置抱闸控制；具有 CE,UL 认证，符合 ROHS 标准；带有欧盟强制标准的安全转矩控制功能 驱动器 与伺服电机同一品牌，匹配使用 同步带 采用高强度钢丝作为张力元素，使用寿命两年以上；强度高，适用于高频往复伺服运动；张力计量采用张力计量表，保证正确的张力控制；张力调节简单，背隙小，免维护。13.2.3 控制系统组成 运动控制计算机：实现动感平台系统启动/停止、接收上位机发来的动感控制信息、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。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。13.2.3.1 控制系统构成 -6-序号 名 称 型 号 数量 1 运动控制计算机 工业级嵌入式实时控制计算机（MTC）1 台 2 机柜 1 台 13.2.3.2 控制软件 运动平台采用实时操作系统、数字控制模式。控制软件包括运动控制、通讯模块、检测程序、用户接口（API）和特效模块。13.2.3.3 运动控制 为平台进行运动计算、控制。上位机进行操控时，平台运动能够真实模拟车辆的运动姿态和驾驶感受。13.2.3.4 通讯模块 封装上位主机与运动平台控制主机的通讯方式和通讯协议，用户通过运动平台的 API 接口，可以顺利地与运动平台建立连接关系。通讯通讯方式：采用UDP 传输协议；13.2.3.5 检测程序 提供图形化的、容易操作的平台检测界面，可以在没有用户控制程序的时候，用来对运动平台的状态、性能等进行检测，同时作为运动调试的工具。13.2.3.6 用户接口（API）通过该接口用户可以与运动平台建立连接关系，并进行实时控制、监测平台状态等。-7-13.2.3.7 特效模块 封装特定运动效果模块，用户上位机程序可以直接调用，并赋予一定的参数范围。特效模块方案由双方协商确定，至少包括驶过减速标线时低频震动效果、驶过减速垄时颠簸效果、碰撞效果、车身闯动效果、制动时抖动效果等。13.2.4 安全保护要求 13.2.4.1 故障检测 平台启动时，系统自动对主要部件进行检测，发现故障时通过屏幕或声音报警，经处置后方可运行。在平台运行中系统实时检测，当检测到故障时切入安全保护模式。13.2.4.2 运行检测 平台运行平顺、连续，无尖点、跳跃和非正常抖动等现象，不会出现恶性冲击。平台在运行过程中，可实时检测电动缸行程，对于行程极限、速度极限、加速度极限以及可能出现的不良冲击实行限位和保护。13.2.4.3 电气安全保护 具有过载保护、过流保护、过压保护和短路保护，若电源故障突然断电时，伺服电机可自动抱闸，使平台保持现有姿态静止，防止恶性冲击。恢复供电重新启动后保证可正常工作。13.2.4.4 紧急停止功能 平台设置“紧急停止”功能，一旦实施紧急停止，则运动平台即刻停止运动，保持现有姿态静止。提供至少2 路“紧急停止”按钮（或接口）。-8-13.3“六自由度动感驾驶模拟器”总体功能 13.3.1 系统硬件技术方案 蜘蛛月球车 参照图示 根据现实中汽车驾驶室的操作布局，控制主机、VR 控制器、驾驶座椅和虚拟场景显示器紧密的结合在一起组成一个完整的虚拟驾驶环境，整体美观大方。人性化设计，可以调节驾驶座椅前后，方向盘的高低前后，踏脚的前后。（1）VR 控制器：可 900 度旋转方向盘，强化真实感；具有油门、刹车以及其他操作按钮。（2）控制主机：CPU：i3-2120；显示芯片：nVidia GeForce GT630独立显卡；内存容量：4GB；硬盘：500GB;（3）虚拟场景显示屏:液晶显示屏拼接，分辨率：19201080；背光类型：LED背光；动态对比度：10000:1；屏幕比例：16:9（宽屏）;（4）模拟器组合形式方便拆装；（5）六自由度电动运动平台：上下、左右、前后摇动，模拟汽车遇到不同路面情况下的飘浮、摇曳、起伏等情景。俯仰、滚转、升降等运动，模拟汽车遇到不同路况下的巨烈起伏、晃动等。-9-13.3.2 系统 VR 仿真软件技术方案 蜘蛛月球车 参照图示 “六自由度动感驾驶模拟器”模拟月球蜘蛛车的驾驶功能，通过 VR 仿真软件构建出真实的登上月球表面的驾驶环境，通过 VR 控制器产生操作信号输入到 VR 仿真软件中进行处理，将操作结果反馈到虚拟场景显示屏上，对月球中各种环境展开冒险。仿真软件跟VR 控制器能够完美的对接。主要功能如下：司机操作硬件功能模拟主要包括：方向盘、灯光开关、驻车制动、制动踏板、油门踏板、工作装置操作手柄及其它一些控制开关。配置安全带，适合六岁以上的全部人群操作。声音模拟（发动机启动，怠速，加速，减速和制动，工作装置动作）和图像模拟（多个后视镜等），有第一人称视角和第三人称视角输出。场景完整、逼真、模块化，场景为月球表面覆盖着一层松散层，到处布满了岩石碎块，角砾状岩块、砂和尘土。；驾驶途中，经常会因为月球表面的凹凸不平而产生颠簸感。蜘蛛车可以灵活地模拟车辆在月球表面行进过程中的惯性、加速度以及受地形影响产生的颠簸、飞跃、加速、入弯、撞车等物理效果。让观众感受到蜘蛛车的在模拟这些地形时真实感，坐在蜘蛛车上面可以尽情体验月球风光；有外部接口，便于连接其他设备（可进行视频资料演示和语音讲解）和其它观众观摩学习；-10-蜘蛛月球车 参照图示 13.3.3 视景控制软件技术方案（1）系统仿真 3D 画面实时响应、画面逼真、色彩协调、比例合适，画面应流畅无卡壳，无马赛克。（2）保证硬件操纵与画面的动作响应协调一致。视景系统的多通道显示技术以多台高分辨率、高带宽的液晶显示屏为基础，提供高质量三维影像或立体影像，各显示通道之间可以根据不同的应用需要以不同的方式进行组合，构成各种不同类型的虚拟环境。通过把屏幕定义为多个视角，共同投影到一个或几个物面，从而模拟特定的虚拟现实环境如月球地貌、蜘蛛车等。