汽车驾驶模拟器单片机系统设计

章节　　汽车驾驶员模拟器是一种能准确仿真汽车的驾驶员操控动作，取得实车驾驶员感觉的建模系统。目前的汽车驾驶员模拟器子集了传感器、计算机三维动态动画、计算机模块、人工智能、数据通信、网络、多媒体等多种先进设备技术，主要用作驾驶员的培训，也可以对微观交通展开建模，对汽车的掌控特性展开研究。汽车驾驶员模拟器具备安全性低、重现性好的特点。利用驾驶员模拟器来展开研究和训练，可便利地仿真各种道路环境、天气状况，分析汽车的技术性能指标，从而可以节省大量的自然资源，具备很高的经济价。

　　在汽车驾驶员模拟器中，传感控制系统的性能直接影响到整个汽车驾驶员模拟系统的交互性和实时性，是取决于汽车驾驶员模拟器实用性能的最重要指标。传感控制系统主要由各种传感器、数据采集和处置系统、以及模块电路等构成。其中，数据采集和处置系统是整个传感控制系统的核心。目前，很多汽车驾驶员模拟器使用数据采集卡构建操控数据的收集，这种基于数据采集卡的数据采集和处置系统成本比较较高，收集模拟量时不是很平稳，必需在建模程序中使用专门的算法对模拟量展开处置，同时模块的数量也很受限，这为先前的研发带给了一些艰难。

而基于单片机的数据采集系统虽然开发周期较长，但成本比较较低，模块的可扩展性好，同时，模拟量和电源量的预处理工作也可以由单片机来已完成，几乎可以符合模拟器系统的交互性和实时性拒绝。下面讲解汽车驾驶员模拟器单片机系统的设计思路。

　　1系统的工作原理　　在仿真汽车运动时，传感器收集驾驶员的操控数据，通过模块电路对这些信号展开缩放和滤波，并对其中的模拟信号展开A/D切换，最后单片机系统将掌控信号通过RS-232模块传输给主控计算机。在建模程序中，计算机根据掌控信号、汽车的运动状态、驾驶员操作者规则等来掌控视景系统、音响系统、仪表系统、评价系统。利用单片机系统驱动程序中适当的功能函数，可以将单片机系统收集的信号切换为掌控汽车运动状态和方位的参数。

当驾驶员展开仿真驾驶员时，单片机系统收集的数据不会根据驾驶员的驾驶员操作者动态地发生变化，从而构建对驾驶员模拟器视景系统中汽车运动状态和方位的掌控，控制系统的精度由建模程序内部的算法确保。图1系统的工作流程　　汽车驾驶员过程的基本操控部件是方向盘、油门、离合器、刹车和档位，另外还有点燃电源、改向指示灯等辅助性操控部件。与实车驾驶员完全相同，这些操控部件的协同工作可以对虚拟世界视景中的汽车模型展开掌控，驾驶员训练者与视景的变化是动态的、交互的。驾驶员训练者对操控部件的操作者通过传感器被系统感官后，系统经过处置和运算获得汽车模型的控制参数，最后根据这些参数掌控视景系统的图形输入，驾驶员训练者就在虚拟世界视景中动态地仔细观察到所驾驶员车辆的运营情况。

系统的工作流程如图1右图。　　2单片机系统的设计　　2.1传感器的自由选择　　汽车驾驶员模拟器主要的掌控信号如表格1右图。　　汽车驾驶员模拟器主要有方向盘、离合器、制动器、油门、6个挡位、手刹等信号必须收集，用于的传感器还包括电源传感器、偏移传感器、角位移传感器三类。

方向盘使用角位移传感器；离合器、刹车、油门使用偏移传感器；点燃、手刹、离合器等使用电源传感器。　　经过综合实地考察与较为后，搭配TWZ型直流偏移传感器、QXJ-BZ-V型角位移传感器、ITR8102型对射式光电开关分别作为线偏移量、角位移量以及电源量传感器。其中，TWZ型直流偏移传感器的分辨率为10mu;m，QXJ-BZ-V型角位移传感器的分辨率为0.01o，ITR8102型对射式光电开关的响应时间为20mu;s。实践证明，选取的传感器几乎符合了汽车驾驶员模拟器的掌控拒绝，获得了较好的效果。

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