所屬的技術(shù)人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡潔，上述描述的存儲裝置、處理裝置的具體工作過程及有關(guān)說明，可以參考前述方法實施例中的對應(yīng)過程，在此不再贅述。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該能夠意識到，結(jié)合本文中所公開的實施例描述的各示例的模塊、方法步驟，能夠以電子硬件、計算機(jī)軟件或者二者的結(jié)合來實現(xiàn)，軟件模塊、方法步驟對應(yīng)的程序可以置于隨機(jī)存儲器(ram)、內(nèi)存、只讀存儲器(rom)、電可編程rom、電可擦除可編程rom、寄存器、硬盤、可移動磁盤、cd-rom、或內(nèi)所公知的任意其它形式的存儲介質(zhì)中。為了清楚地說明電子硬件和軟件的可互換性，在上述說明中已經(jīng)按照功能一般性地描述了各示例的組成及步驟。這些功能究竟以電子硬件還是軟件方式來執(zhí)行，取決于技術(shù)方案的特定應(yīng)用和設(shè)計約束條件。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對每個特定的應(yīng)用來使用不同方法來實現(xiàn)所描述的功能，但是這種實現(xiàn)不應(yīng)認(rèn)為超出本發(fā)明的范圍。術(shù)語“第一”、“第二”等是用于區(qū)別類似的對象，而不是用于描述或表示特定的順序或先后次序。術(shù)語“包括”或者任何其它類似用語旨在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備/裝置不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其它要素，或者還包括這些過程、方法、物品或者設(shè)備/裝置所固有的要素。至此，已經(jīng)結(jié)合附圖所示的優(yōu)選實施方式描述了本發(fā)明的技術(shù)方案，但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的是，本發(fā)明的保護(hù)范圍顯然不局限于這些具體實施方式。在不偏離本發(fā)明的原理的前提下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對相關(guān)技術(shù)特征做出等同的更改或替換，這些更改或替換之后的技術(shù)方案都將落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
背景技術(shù)：
1、隨著科技的進(jìn)步，駕駛模擬仿真系統(tǒng)在培訓(xùn)、娛樂及車輛工程設(shè)計等領(lǐng)域中扮演著越來越重要的角色。該類系統(tǒng)旨在提供一種安全且經(jīng)濟(jì)的環(huán)境，讓使用者能夠在不涉及實際道路風(fēng)險的情況下體驗或測試不同的駕駛情況。為了達(dá)到逼真的模擬效果，這些系統(tǒng)通常結(jié)合了動力學(xué)模擬、運動反饋和虛擬現(xiàn)實(vr)等先進(jìn)技術(shù)。
2、目前市場上的駕駛模擬仿真方法主要依賴于綜合的動力學(xué)模擬系統(tǒng)、六軸運動反饋系統(tǒng)以及虛擬環(huán)境渲染系統(tǒng)來實現(xiàn)對駕駛過程的模擬。然而，現(xiàn)有技術(shù)存在以下幾點不足：
3、動力學(xué)模型的局限：現(xiàn)有的用戶端(ue)側(cè)重點在于創(chuàng)建高度真實的仿真場景和精確的傳感器數(shù)據(jù)模擬，但其內(nèi)置的動力學(xué)模擬較為簡單，可調(diào)整的參數(shù)有限。這導(dǎo)致對于復(fù)雜如車輛底盤和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的高精度模擬需求無法得到滿足。因此，盡管能夠提供視覺上的真實感，但在物理行為模擬方面仍有欠缺，限制了系統(tǒng)對車輛動態(tài)特性的真實再現(xiàn)能力。
4、控制方式的單一性：傳統(tǒng)方法往往局限于通過計算機(jī)界面進(jìn)行控制，即僅能通過仿真軟件間接操控虛擬車輛，這種模式缺乏直接操作帶來的真實感，影響用戶體驗的質(zhì)量。此外，由于缺少與人體工學(xué)相匹配的操作裝置，難以完全復(fù)現(xiàn)實際駕駛中的觸覺反饋，使得訓(xùn)練效果打折扣。
5、視角靈活性不足：在傳統(tǒng)的駕駛模擬器中，用戶的視角往往是固定或預(yù)設(shè)好的，這不僅降低了沉浸感，而且對于某些特定場景下的細(xì)節(jié)觀察造成了障礙。這樣的設(shè)計不利于培養(yǎng)駕駛員應(yīng)對復(fù)雜交通狀況的能力，也不利于進(jìn)行更細(xì)致入微的操作練習(xí)。
6、基于此，本發(fā)明提出了一種駕駛模擬仿真方法及系統(tǒng)。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題，即動力學(xué)模型的局限、控制方式的單一性以及視角靈活性不足的問題，本發(fā)明提供了一種駕駛模擬仿真方法及系統(tǒng)。
2、本發(fā)明第一方面，提出了一種駕駛模擬仿真方法，集合動力學(xué)模擬系統(tǒng)、仿真交互系統(tǒng)、虛擬環(huán)境渲染系統(tǒng)和模擬駕駛器于一體，該方法包括：
3、獲取用戶在操作模擬駕駛器時的控制信息，將所述控制信息通過仿真交互系統(tǒng)發(fā)送至動力學(xué)模擬系統(tǒng)中，所述動力學(xué)模擬系統(tǒng)根據(jù)路面信息和所述控制信息計算得到位姿信息；其中，所述路面信息基于虛擬環(huán)境渲染系統(tǒng)中的仿真場景獲?。?/p>
4、所述仿真交互系統(tǒng)對所述位姿信息進(jìn)行數(shù)據(jù)異常過濾，過濾后結(jié)合預(yù)調(diào)試得到的調(diào)試系數(shù)控制模擬駕駛器的六軸運動反饋系統(tǒng)中伸縮缸的長度和角度；
5、所述仿真交互系統(tǒng)將過濾后的位姿信息轉(zhuǎn)換為所述虛擬環(huán)境渲染系統(tǒng)能夠獲取的數(shù)據(jù)，并發(fā)送至虛擬環(huán)境渲染系統(tǒng)中，更新虛擬車輛的位姿。
6、進(jìn)一步的，所述控制信息至少包括方向盤轉(zhuǎn)角、油門踏板開度、剎車踏板開度和擋位。
7、進(jìn)一步的，所述位姿信息至少包括角度數(shù)據(jù)以及不同方向的加速度，所述角度數(shù)據(jù)至少包括橫滾角度、偏航角度和俯仰角度。
8、進(jìn)一步的，所述仿真交互系統(tǒng)對所述位姿信息進(jìn)行數(shù)據(jù)異常過濾，其方法包括：
9、對所述位姿信息進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗；清洗后對所述橫滾角度進(jìn)行微分求導(dǎo)，求導(dǎo)后乘以采樣時間，得到反饋數(shù)據(jù)；
10、延遲一個采樣周期后判斷所述反饋數(shù)據(jù)的絕對值是否大于預(yù)設(shè)閾值，若大于，則判定為異常數(shù)據(jù)，將異常的反饋數(shù)據(jù)以預(yù)設(shè)倍數(shù)的采樣時間進(jìn)行衰減；
11、若小于等于，則判定為正常數(shù)據(jù)，將當(dāng)前正常的反饋數(shù)據(jù)與上一個采樣周期得到的正常的反饋數(shù)據(jù)進(jìn)行求和，得到異常過濾后的橫滾角度。
12、進(jìn)一步的，所述調(diào)試系數(shù)，其獲取方法包括如下步驟：
13、步驟s1，建立具有坡度的仿真場景，并讀取所述仿真交互系統(tǒng)輸出的標(biāo)準(zhǔn)橫滾角度；
14、步驟s2，根據(jù)六軸平臺傳感器獲取六軸運動反饋系統(tǒng)當(dāng)前的實時橫滾角度，判斷所述實時橫滾角度為正值還是負(fù)值；
15、若為正值，則將當(dāng)前的調(diào)試系數(shù)加第一預(yù)設(shè)閾值，若為負(fù)值，則將當(dāng)前的調(diào)試系數(shù)乘以第二預(yù)設(shè)閾值；其中，所述第一預(yù)設(shè)閾值和所述第二預(yù)設(shè)閾值基于調(diào)試次數(shù)設(shè)置；
16、步驟s3，將調(diào)整后的調(diào)試系數(shù)乘以實時橫滾角度，并計算與標(biāo)準(zhǔn)橫滾角度的差值；
17、若差值不在設(shè)定范圍內(nèi)，則跳轉(zhuǎn)至步驟s2，將調(diào)試次數(shù)加一，并將步驟s2中的實時橫滾角度更新為乘以調(diào)試系數(shù)后的實時橫滾角度，直至差值在設(shè)定的范圍內(nèi)時停止跳轉(zhuǎn)；
18、若差值在設(shè)定范圍內(nèi)，則結(jié)束調(diào)試，將多次調(diào)試得到的調(diào)試系數(shù)取平均值作為最終的調(diào)試系數(shù)。
19、進(jìn)一步的，所述第一預(yù)設(shè)閾值和所述第二預(yù)設(shè)閾值，其計算方法為：
20、第一預(yù)設(shè)閾值＝a×n；第二預(yù)設(shè)閾值＝bn；
21、其中，a、b均為預(yù)設(shè)值，n為調(diào)試次數(shù)。
22、進(jìn)一步的，所述一體化駕駛模擬仿真方法還包括根據(jù)位姿信息和預(yù)構(gòu)建的安全保護(hù)約束值進(jìn)行比較，防止六軸運動反饋系統(tǒng)出現(xiàn)安全事故，其具體方法為：
23、將所述位姿信息與所述安全保護(hù)約束值進(jìn)行比較，當(dāng)所述位姿信息中的任意一個參數(shù)大于相應(yīng)的所述安全保護(hù)約束值時，判斷翻車危險增長值是否大于0，若是，則判斷短暫出現(xiàn)危險現(xiàn)象，此時判斷出現(xiàn)危險現(xiàn)象的時間是否超過翻車過程參數(shù)超限時間；
24、若未超過，且位姿信息中大于安全保護(hù)約束值的參數(shù)恢復(fù)到安全值內(nèi)，則通過危險系數(shù)對翻車危險值進(jìn)行衰減；
25、若超時，則將翻車危險值按照翻車危險值增長速度多次累加，判斷累加之和是否大于危險上限值，若是，則將六軸運動反饋系統(tǒng)中的z軸高度降至最低，其中，所述翻車危險值基于動力模擬系統(tǒng)計算得到。
26、進(jìn)一步的，危險值增長速度c9，其計算方法為：
27、c9＝(c8+t_over×c7/tp)×tp/(6×t_over×k)；
28、其中，c8為危險上限值，t_over為翻車過程參數(shù)超限時間，c7為危險衰減系數(shù)，tp為離散步長，k為翻車過程報錯結(jié)束的百分比。
29、進(jìn)一步的，在所述虛擬環(huán)境渲染系統(tǒng)中創(chuàng)建攝像頭模型，所述攝像頭模型能夠進(jìn)行位置和角度的調(diào)整，并獲取仿真交互系統(tǒng)中的位姿信息；
30、通過所述位姿信息調(diào)整虛擬環(huán)境渲染系統(tǒng)中攝像頭的位置數(shù)據(jù)和旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)。
31、本發(fā)明的另一方面，提出了一種駕駛模擬仿真系統(tǒng)，基于一種駕駛模擬仿真方法，該系統(tǒng)包括：
32、位姿信息獲取模塊，其配置為獲取用戶在操作模擬駕駛器時的控制信息，將所述控制信息通過仿真交互系統(tǒng)發(fā)送至動力學(xué)模擬系統(tǒng)中，所述動力學(xué)模擬系統(tǒng)根據(jù)路面信息和所述控制信息計算得到位姿信息；其中，所述路面信息基于虛擬環(huán)境渲染系統(tǒng)中的仿真場景獲??；
33、控制模塊，其配置為通過所述仿真交互系統(tǒng)對所述位姿信息進(jìn)行數(shù)據(jù)異常過濾，過濾后結(jié)合預(yù)調(diào)試得到的調(diào)試系數(shù)控制模擬駕駛器的六軸運動反饋系統(tǒng)中伸縮缸的長度和角度；
34、仿真模塊，其配置為通過所述仿真交互系統(tǒng)將過濾后的位姿信息轉(zhuǎn)換為所述虛擬環(huán)境渲染系統(tǒng)能夠獲取的數(shù)據(jù)，并發(fā)送至虛擬環(huán)境渲染系統(tǒng)中，更新虛擬車輛的位姿。
35、本發(fā)明的有益效果：
36、增強(qiáng)了動力學(xué)模擬精度：通過改進(jìn)動力學(xué)模型，使得車輛底盤、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等復(fù)雜動態(tài)特性的模擬更加精確。這不僅提高了物理行為的真實感，還增強(qiáng)了對車輛動態(tài)特性再現(xiàn)的能力，有助于用戶獲得更接近真實駕駛的體驗。
37、多樣化的控制方式：引入了直接操作裝置，如模擬方向盤、踏板和其他與人體工學(xué)相匹配的設(shè)備，增加了觸覺反饋，提升了用戶的沉浸感和操作的真實性，從而改善了訓(xùn)練效果。
38、提升視角靈活性：實現(xiàn)了用戶視角的自由調(diào)整，不再局限于固定或預(yù)設(shè)視角，允許用戶根據(jù)需要選擇最佳觀察角度。這有利于提高駕駛員在復(fù)雜交通狀況下的應(yīng)變能力，并支持更為細(xì)致的操作練習(xí)。
39、綜合優(yōu)化用戶體驗：將動力學(xué)模擬系統(tǒng)、六軸運動反饋系統(tǒng)以及虛擬環(huán)境渲染系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合，實現(xiàn)了從視覺到觸覺全方位的模擬，為用戶提供了一個高度逼真的駕駛環(huán)境，促進(jìn)了培訓(xùn)效率和娛樂體驗的雙重提升。
40、數(shù)據(jù)處理與安全機(jī)制：包含了對位姿信息的數(shù)據(jù)異常過濾，確保了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性，同時結(jié)合調(diào)試系數(shù)來優(yōu)化六軸運動反饋系統(tǒng)的響應(yīng)，進(jìn)一步保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定運行和用戶體驗的安全性。