汽车驾驶员式样驾驶训练与考核自动监控系统技术方案

本汽车驾驶员式样驾驶训练与考核自动监控系统涉及一种汽车驾驶员场地驾驶考试（习惯称桩考）的训练与考核设备，特别是该设备的自动监控管理系统。主要是由式样驾驶教练车、计算机控制与管理系统、样驾驶场地设备组成。式样驾驶教练车上装有传感器、带有液晶显示器车载计算机、无线数据接收设备和打印机，传感器采集档位、转向、车速和发动机转速信号，无线数据接收设备接收场地无线信号；计算机控制与管理系统由两部分组成：一是基于车辆运动模型的对车辆行使轨迹的计算及显示，二是通过驾驶员行为评价模型评价学员驾驶行为；式样驾驶场地设备包括场地的相应标杆、框架、碰杆信号传感器、红外线监控光路传感器和无线数据发射设备以及控制箱。

【技术实现步骤摘要】

本汽车驾驶员式样驾驶训练与考核自动监控系统涉及一种汽车驾驶员场地驾驶考试(习惯称桩考)的训练与考核设备，特别是该设备的自动监控管理系统。
技术介绍
在我国，申请汽车驾驶执照的考试科目包括交通法规与相关知识考试、场地驾驶考试(桩考)和道路驾驶考试(路考)。其中桩考主要采用设桩和划线相结合的方式进行。目前，国内普遍应用的桩考设备(简称桩考仪)主要是由南京高创科技有限公司、北京燕赛公司等公司开发，其系统自动监控原理是通过传感器将考场考车越线和碰杆信号通过有线连接到场外控制室的考核监控系统，而考车的行驶状态是通过考车上的传感器采集，用无线通讯的方式传往控制室，经过无线接收后送给计算机管理系统，最后通过控制室计算机对学员的考试结果按照公安部门的考试要求给出成绩。以上桩考仪的具体结构由三部分组成，分别为场地数据采集设备、车辆数据采集系统和主控室考核监控系统，参阅图1。整个系统的结构参阅图2所示。红外线监控光路布置在场地两侧，越线及碰杆信号通过连线传入主控室。在教练车上，数据采集仪通过传感器将车辆行使数据采集，无线数据发射设备将采集来的信号编码后发出，由主控室接收。在主控室，无线数据接收设备接收到从教练车传来的无线信号，并将信号解码后传给测试仪，再传给计算机，计算机根据车辆及场地信号监控考车状态，判断考生驾驶错误，并最后给出考核成绩。对于考试过程来说，驾驶员必须完成整个过程的操作行为，在考试过程中，主控室对车辆状态可以进行监视，考试过程结束后，可以给出考核成绩。上述系统一般由公安部门应用于对驾驶员驾驶执照的考试。对于学员的平时训练，很少有培训部门买这样的桩考仪。因为，这种桩考仪只注重对是否碰杆、越线、半联动和是否熄火等操作结果给出最后评分，由于系统中考车和监控系统分离，在场外进行监控，学员在驾驶的同时不能及时了解自己操作的正确与否，对于驾驶过程是否规范，特别是对碰杆和越线之前的操作不能进行实时分析和评价。而由于场地驾驶过程是一个动态驾驶过程，学员不仅要及时知道自己练习时是否碰杆、越线，更主要是要及时了解发生碰杆、越线错误之前的动态操作过程，以便能及时总结经验，找出碰杆、越线的原因，所以此种系统对提高驾驶员训练质量起不到很大作用。而且它只能给出操作错误的简单打分，对学员的平时训练效果不大。虽然它可以通过计算机软件在行驶结束后对学员操作过程和行驶轨迹给出评价，但由于评价结果是在场外反映，学员只能事后去分析练习过程，因而不利于及时纠正学员的驾驶错误。此种系统只适合于考试，不适合于学员平时训练。目前国内还没有一个适合于平时学员进行场地驾驶训练的桩考训练设备。
技术实现思路
针对以上存在的问题，提供一种采用计算机车载，采集车内信号显示车辆运动轨迹及判断驾驶员控制行为，无线传输场地信号进行车辆行驶过程判别，计算机实时监控、综合评价驾驶员行为的汽车驾驶员式样驾驶训练与考核自动监控系统。这样，由于监控系统位于车内，学员在练习过程中就可以对发生碰杆和越线等错误操作之前的动态过程进行实时分析，及时纠正驾驶错误。更重要的是，基于本系统建立的驾驶员最佳操作模型，学员可以将自己的驾驶行为同最佳操作行为进行对比，从而发现自己在各个驾驶环节和操作过程的不足，并且可以通过跟踪最佳操作模式去练习场地驾驶。汽车驾驶员式样驾驶训练与考核自动监控系统主要是由式样驾驶教练车、计算机控制与管理系统、式样驾驶场地设备组成，式样驾驶教练车上装有可分别采集车辆的档位、转向、车速和发动机转速信号的传感器、装有控制与管理系统程序和显示器的车载计算机、接收场地无线信号的无线数据接收设备和打印机，车载计算机上装有进行信号输入的A/D转换卡，信号接收部分本身包含有继电器，信号接收后，继电器动作，可以通过连线把信号直接传给计算机上的A/D板，计算机控制与管理系统的程序主体由两部分组成一部分是基于车辆运动模型对车辆行使轨迹的计算及显示，另一部分为通过驾驶员行为评价模型评价学员驾驶行为，式样驾驶场地设备包括场地的相应标杆、框架、碰杆信号传感器、红外线监控光路传感器和无线数据发射设备以及控制箱，碰杆传感器和红外线监控光路传感器将信号传给无线数据发射设备，由其将信号发射。汽车驾驶员式样驾驶训练与考核自动监控系统的原理参阅图3和图4。场地碰杆和越线信号通过传感器采集，传输给无线数据发射设备，无线数据发射设备将信号发射，由车上的无线数据接收设备接收，传给车载计算机(小型工业控制计算机)。车上的档位、转向、车速和发动机转速信号通过车上的传感器采集，传给车载计算机。计算机通过评价管理软件对输入的信号进行分析、计算，从而实时显示车辆行驶轨迹和学员操作正确与否的相关信息，并与标准轨迹进行对比，对驾驶员行为进行实时监控，在最后给出最终评价。汽车驾驶员式样驾驶训练与考核自动监控系统针对驾驶员的式样驾驶训练，可以对驾驶过程进行实时监控和评价，学员在练习过程中可及时跟踪最佳操作模式去练习场地驾驶，及时发现自己在各个驾驶环节和操作过程的不足，使教练员能够及时的定性、定量对学员的操作错误给出较之以往更科学的指导，从而提高式样驾驶训练质量，缩短培训周期，增强训练效果，并减少汽车磨损和燃油消耗。本项目的研究成果适用于国内各单位和驾驶培训部门进行驾驶员的式样驾驶训练与考核，具有广泛的经济效益和社会效益，并添补国内空白和达到技术领先水平。附图说明图1为桩考仪系统结构示意图。图2为桩考仪系统场地车辆关系示意图。图中实线表示场地传感器有线信号传输，虚线表示无线信号传输，1为红外线监控光路，2为桩位开关。图3为汽车驾驶员式样驾驶训练与考核自动监控系统结构示意图。图4为汽车驾驶员式样驾驶训练与考核自动监控系统场地车辆关系示意图。图中实线表示场地传感器有线信号传输，虚线表示无线信号传输，图中4为红外线监控光路传感器，3为碰杆信号传感器(霍尔传感器)。图5为档位传感器安装位置示意图。图中5为接进开关，6为拨叉轴，7为接进开关。图6为曲轴位置传感器示意图。图中8为霍尔传感器，9为信号轮。图7为车速传感器设备示意图，图中11为霍尔传感器，12为车辆传动轴，13为圆孔，9为信号轮。图8为系统场地设备平面示意图。图中14为标杆(内部装有碰杆信号传感器)，15为金属框架立柱底座，4为红外线监控光路传感器。此图只反映各设备相应位置关系。图9为碰杆信号传感器(霍尔传感器)在标杆内安装示意图，图中3为霍尔传感器。图10为红外线监控光路传感器在外壳内位置示意图，图中16为风扇，17为加热管，18为红外线发射接收装置。图11为无线数据传输设备结构简图。图12为场地框架相互位置简图，图中1为立柱，2为横梁。具体实施例方式下面结合附图所示实施例进一步说明本专利技术的具体内容及其工作过程。汽车驾驶员式样驾驶训练与考核自动监控系统主要由以下几个部分组成1、式样驾驶教练车车上装有传感器、车载计算机(带有液晶显示器)、无线数据接收设备和打印机。传感器采集档位、转向、车速和发动机转速信号。无线数据接收设备接收场地无线信号。档位信号的采集使用接近开关，可设有两个，分别采集一档和倒档的档位信号，接近开关固定在变速箱盖上的孔上，孔的位置位于相应档位拨叉轴前端的上方，参阅图5。挂档时，拨叉轴移动到传感器之下，则传感器发出信号。两个档位传感器的原理及安装相同。转本文档来自技高网...

【技术保护点】
汽车驾驶员式样驾驶训练与考核自动监控系统主要是由式样驾驶教练车、计算机控制与管理系统、式样驾驶场地设备组成，其特征在于：式样驾驶教练车上装有可分别采集车辆的档位、转向、车速和发动机转速信号的传感器、装有控制与管理系统程序和显示器的车载计算机、接收场地无线信号的无线数据接收设备和打印机，车载计算机上装有进行信号输入的Ａ／Ｄ转换卡，信号接收部分本身包含有继电器，信号接收后，继电器动作，可以通过连线把信号直接传给计算机上的Ａ／Ｄ板，计算机控制与管理系统的程序主体由两部分组成：一部分是基于车辆运动模型对车辆行使轨迹的计算及显示，另一部分为通过驾驶员行为评价模型评价学员驾驶行为，式样驾驶场地设备包括场地的相应标杆、框架、碰杆信号传感器、红外线监控光路传感器和无线数据发射设备以及控制箱，碰杆传感器和红外线监控光路传感器将信号传给无线数据发射设备，由其将信号发射。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：程秀生，李辉，张继国，张兵，毕乾坤，孟庆勇，
申请(专利权)人：吉林大学，内蒙古交通职业技术学院，
类型：发明
国别省市：82[中国|长春]