System akwizycji danych z kokpitu samochodu osobowego do zastosowania w symulatorze do nauki jazdy osób niepełnosprawnych

pol Article in Polish DOI:

Gabriel Kost , send Daniel Reclik , Wacław Banaś Instytut Automatyzacji Procesów Technologicznych i Zintegrowanych Systemów Wytwarzania, Wydział Mechaniczny Technologiczny, Politechnika Śląska, Gliwice

Download Article

Streszczenie

Od 2010 r. Wydział Mechaniczny Technologiczny Politechniki Śląskiej realizuje projekt mechatronicznego integratora procedur sterowania, przeznaczonego do sterowania symulatorem nauki jazdy. Symulator będzie przeznaczony do początkowych faz nauki jazdy osób niepełnosprawnych, gdyż osoby te - głównie z dysfunkcjami ruchu kończyn dolnych - mają ogromne kłopoty z przygotowaniem do egzaminu na prawo jazdy. Kłopoty te wynikają przede wszystkim z konieczności przygotowania we własnym zakresie pojazdu (przerobionego do jazdy z wykorzystaniem dodatkowych manetek zastępujących działanie pedałów gazu i hamulca, a także - w razie potrzeby - sprzęgła). Dodatkową trudnością jest znalezienie instruktora, który zgodziłby się na przeprowadzenie szkolenia z wykorzystaniem prywatnego samochodu kursanta. Aby ułatwić takim osobom zaadaptowanie do warunków drogowych, postanowiono opracować technologię zdolną do wprowadzenia do seryjnej produkcji i mającą na celu pełną integrację systemu sterowania symulatora z oprzyrządowaniem samochodu w taki sposób, aby obsługa symulatora samochodu możliwie wiernie odzwierciedlała rzeczywistą obsługę pojazdu mechanicznego. W pracy omówiono projekt i realizację systemu akwizycji danych z wnętrza pojazdu FIAT PANDA. System akwizycji danych ma umożliwiać odczyt położeń wszystkich przełączników znajdujących się na desce rozdzielczej oraz w kolumnie kierownicy samochodu w taki sposób, aby dane odczytywane mogły zostać wprowadzone do przemysłowego układu sterowania opartego na sterowniku PLC. Jest to warunek niezbędny, aby opracowywany system mógł znaleźć zastosowanie w projekcie mechatronicznego integratora procedur sterowania symulatorem samochodu z przeznaczeniem do nauki jazdy osób niepełnosprawnych, gdyż projekt został oparty o przemysłowe rozwiązania w zakresie sterowania napędami typu serwo. Ponieważ systemy automatyki przemysłowej pracują na zupełnie innych wartościach napięć niż instalacja pokładowa samochodów osobowych konieczne było zastąpienie praktycznie wszystkich elementów deski rozdzielczej nowymi podzespołami, których konstrukcja z jednej strony spełnia normy przemysłowej automatyki, a z drugiej strony pozwala na ukrycie w całości wewnątrz deski rozdzielczej, tak aby osoba ćwicząca na symulatorze nie odczuwała różnicy w ich obsłudze względem rzeczywistego pojazdu.

Słowa kluczowe

mechatroniczny integrator, nauka jazdy osób niepełnosprawnych, platforma Stewarta, plc, sterowanie, wirtualna rzeczywistość

System akwizycji danych z kokpitu samochodu osobowego do zastosowania w symulatorze do nauki jazdy osób niepełnosprawnych

Abstract

The project of mechatronic integrating unit for steering of the simulator for driving course have started on Silesian Technical University in 2010. This simulator is destined for initial phase of learning how to drive a car for handicapped people, because of their huge problems with preparation to the driving license exam. Mainly, those problems are connected with the necessity of suitable car preparation by themselves, e.g. application of additional levers which replace gas, break and clutch pedals. Another problem is that, it is very difficult to find an instructor who will carry out the driving course with using a private car. To make getting used to street traffic more easy for handicapped people, there was necessary to work out a special technology of full integration of simulator steering system with car instrumentation. The point is that the simulator must remind as much as it is possible the real car use. In this paper there is presented the project and data acquisition system applied in FIAT PANDA. This data acquisition system can read off the position of all applied switches which are attached on car board and in steering gear column. The read data are loaded to industrial steering system based on PLC controller. This solution is necessary to use if the system is applied in mechatronic integrator system for procedure steering of simulator for driving course for handicapped people, because the whole project is based on industrial solutions for servo steering drives. Moreover, there was necessary to replace all car board elements with other components because industrial automatic systems work on different voltage values than the on-board car installation. Furthermore, the main point is that, the new car structure must fulfill the two assumptions: it must fulfill standards of industrial automatic systems and it must cover every single switch and cable as it is in real traditional car. Those things are so important because the main goal of this project is to guarantee the handicapped people to feel exactly the same as they are in a real car in traffic street.

Keywords

control system, driving school for the handicappped people, integrated mechatronic, plc, Stewart platform, virtual reality

Bibliography

  1. Kost G., Reclik D. i inni: Experimental determination of perceptible acceleration exerted on the driver of a passenger car [w] Machine-Building and Technosphere of the XXI Century, Materiały Konferencyjne. Sewastopol. 2011.
  2. Kost G., Dymarek A. i inni: Concept of a simulator for teaching how to drive a car for people with disabilities [w] Machine-Building and Technosphere of the XXI Century, Materiały Konferencyjne. Sewastopol. 2011.
  3. Katalog B&R, B&R PC Innovations, B&R 2002.
  4. Elektroniczny katalog serwisowy koncernu FIAT (EPER - dostęp przez www).