CN108766097A - 一种基于vr模拟技术的4d场景智能学车系统与装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于VR模拟技术的4D场景智能学车系统与装置，该装置包括简易模拟驾驶车体，在简易模拟驾驶车体底部起支持和模拟汽车动作作用的联动支柱，与简易模拟驾驶车体的控制模块连接头戴式VR设备，与简易模拟驾驶车体和头戴式VR设备连接的信号采集反馈模块，与信号采集反馈模块连接的数据处理模块以及显示模块。本发明涉及机动车驾驶技术学习领域，该一种基于VR模拟技术的4D场景智能学车系统与装置是软硬件结合的模拟学车实训，具有真实性高、操作简单、学习周期短等特点，以解决在初次学习机动车驾驶技术的过程中教练员和学员配比不均、学员学车周期长、驾驶技术不熟练等问题，更好的适应了现代社会的需求。

Description

一种基于VR模拟技术的4D场景智能学车系统与装置

技术领域

本发明涉及机动车驾驶技术学习领域，具体为一种基于VR模拟技术的4D场景智能学车系统与装置。

背景技术

随着汽车工业的发展，汽车逐步进入人们的生活且普及率逐年提高，人们学习汽车驾驶技术的意愿越来越强烈。然而，大部分的驾校都人满为患，并且学员的数量远远多于教练员，这就导致很大一部分人及时无法熟悉、掌握车辆驾驶技术，使得整个学习周期变长，影响正常的工作生活。其次，部分学员在练习驾驶技术时，由于驾驶技术的基础不是很好，这就可能导致教练车的损毁，对学员和驾校都是一种损失。

已有发明专利如公开号为CN106205273A仅针对已经领取机动车驾驶证的驾驶员，并未考虑用户为初次学车者的情况。因此，如何更好的为初次学车者提供更加好学车、练车环境，已经成为亟待解决的问题。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对缺失软硬件结合的模拟驾车实训系统的现状，本发明提供了一种基于VR模拟技术的4D场景智能学车系统与装置，是软硬件结合的模拟学车实训，有成本低、真实性高、操作简单、学习周期短、可靠性高等特点，以解决在机动车驾驶技术学习的过程中教练员和学员配比不均、学员学车周期长、驾驶技术不熟练等问题。

(二)技术方案

为了实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于VR模拟技术的4D场景智能学车系统与装置，包括简易模拟驾驶车体，在简易模拟驾驶车体底部起支持和模拟汽车动作的联动支柱，与简易模拟驾驶车体的控制模块连接头戴式VR设备，与简易模拟驾驶车体和头戴式VR设备连接的信号采集反馈模块，与信号采集反馈模块连接的数据处理模块以及显示模块。

所选的，所述简易模拟驾驶车体包括整个汽车驾驶位以及驾驶侧车门，转向盘、离合器踏板以及变速杆、行车制动器和加速踏板、驻车制动器，相应的仪表盘、中控台，前挡风玻璃、车门窗、后视镜、倒车镜等相应配套设备。

所选的，所述联动支柱，其特征在于支持简易模拟驾驶车体，并用于模拟模拟汽车启动、加速、减速、左转、右转和停车等一系列4D状态效果。

所选的，所述头戴式VR设备，用于显示系统产生的与简易模拟驾驶车体一致的虚拟驾驶场景，并跟踪学员的视线轨迹显示相应角度的驾驶场景。

所选的，所述信号采集反馈模块，包括学员动作采集反馈模块、学员状态采集反馈模块、车身动作采集反馈模块以及智能语音模块。

所选的，所述学员动作采集反馈模块，用于采集学员的驾车动作，以分析学员驾车动作的正确性。

所选的，所述学员状态采集反馈模块，包括心律传感器、呼吸频率传感器和体温传感器，保证学员在学车过程中的安全。

所选的，所述车身动作采集反馈模块，用于采集简易模拟驾驶车体的动作。

所选的，所述智能语音模块，用于驾驶技能的教学、播报信息以及各种语音提示。

所选的，所述数据处理模块，用于对采集信号进行处理、分析与反馈结果。包括对学员、车身采集到的动作进行数据处理和比对分析，并将结果反馈给显示模块。

所选的，所述显示模块包括一块具有数据传输与存储功能和人机交互功能的车载显示屏和上位机，显示屏用于选择学习内容以及驾驶场景，并实时显示模拟驾驶过程中采集和反馈的数据，对错误的操作进行语言提醒并对驾车技术做出综合评判。上位机用于各项数据的综合显示、回放学员视觉影响、分析学员存在驾驶问题以及给出相应的驾车建议并打印综合评判结果。

(三)有益效果

本发明提供了一种一种基于VR模拟技术的4D场景智能学车系统与装置。具备以下有益效果：

(1)该一种基于VR模拟技术的4D场景智能学车系统与装置，采用VR模拟技术和4D场景技术的结合，为初次学车者提供更为真实的学车、驾车环境；

(2)该一种基于VR模拟技术的4D场景智能学车系统与装置，采用信号采集反馈模块，及时采集学员的动作信息以及车身反馈情况；

(3)该一种基于VR模拟技术的4D场景智能学车系统与装置，在简易模拟驾驶车体底部起支持作用的联动支柱将模拟汽车启动、加速、减速、左转、右转和停车等一系列4D状态效果；

(4)该一种基于VR模拟技术的4D场景智能学车系统与装置，采用显示模块，包括车载显示屏和远程上位机。车载显示屏的优点在于方便初次学车者选择适合自己的学习内容，实时纠正错误的驾驶动作，使得初次学车者能够在短时间内熟悉并掌握驾车动作和技巧。远程上位机的优点在于可以反复观看自己驾驶视频，以正确握自己的驾驶情况，系统将根据驾车情况给出相应的驾车评析报告，并可以打印该报告便于后续驾驶技术的学习。

附图说明

图1为本发明的系统设计框图；

图2为发明的学车系统设计框图；

图3为本发明的简易模拟驾驶车体模型图。

附图标记说明：

1—信号采集反馈模块； 2—数据处理模块

3—显示模块； 4—联动支柱；

4-1—联动支柱1； 4-2—联动支柱2；

4-3—联动支柱3； 4-4—联动支柱4；

4-5—联动支柱5； 5—简易模拟驾驶车体；

6—地面。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1-3，本发明提供一种技术方案：一种基于VR模拟技术的4D场景智能学车系统，包括简易模拟驾驶车体5，在简易模拟驾驶车体底部起支持和模拟汽车动作的联动支柱4，与简易模拟驾驶车体的控制模块连接头戴式VR设备，与简易模拟驾驶车体5和头戴式VR设备连接的信号采集反馈模块1，与信号采集反馈模块1连接的数据处理模块2以及显示模块3。

简易模拟驾驶车体5包括整个汽车驾驶位以及驾驶侧车门，转向盘、离合器踏板以及变速杆、行车制动器和加速踏板、驻车制动器，相应的仪表盘、中控台，前挡风玻璃、车门窗、后视镜、倒车镜等相关配套设备。

当学员打开简易模拟驾驶车5的车门进入驾驶室时，学车系统开始启动并完成自检操作，若设备出现故障将自动报警；若自检正常学员将在语言的提示下对所要学习内容进行选择，头戴式VR设备则产生相应的虚拟场景，在简易模拟驾驶车体5底部起支持作用的联动支柱4将模拟汽车加速、减速、左转、右转和停车等一系列4D状态效果。

信号采集反馈模块1包括学员动作采集反馈模块、学员状态采集反馈模块、车身动作采集反馈模块以及智能语言模块。学员动作采集反馈模块，用于采集学员的驾车动作，以分析驾驶动作的正确性。学员状态采集反馈模块，包括心律传感器、呼吸频率传感器和体温传感器，保证学员在学车过程中的人身安全。车身动作采集反馈模块，用于采集简易模拟驾驶车体的动作。数据处理模块2，用于对采集信号进行处理、分析与反馈结果。包括对学员、车身采集到的动作进行数据处理和比对分析，并将结果反馈给显示模块3。智能语音模块，用于驾驶技能的教学、播报信息以及其他各种语音提示。当学员动作的错误或不符合规范时，将在车载显示屏上显示，智能语言模块进行语言提醒。

显示模块3包括一块具有数据传输与存储功能和人机交互功能的车载显示屏和远程上位机，车载显示屏用于选择学习内容以及驾驶场景，并实时显示模拟驾驶过程中采集和反馈的数据，对错误的操作进行语言提醒并进行综合评判。远程上位机用于各项数据的综合显示、回放学员视觉影像视频、分析学员存在驾驶问题以及给出相应的驾车建议并打印综合评判结果。

学员在驾车时，系统将根据选择的不同驾车模式运行。若选择新课程学习，学员将在语音提示下学习驾车技术的基本要领；若选择驾车练习，学员将自主驾车，驾车结束后系统将给出综合评价；若选择模拟驾车考试，学员将在语言提示下驾车，完成考试后，系统将给出分数和综合评价。

驾驶完毕后，学员可以选择继续学习或者去远程上位机处回看驾车视频，学车系统会给出相应的评价和建议，学员可以选择是否将结果打印出来。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素”。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种基于VR模拟技术的4D场景智能学车系统与装置，其装置特征在于：包括简易模拟驾驶车体(5)，在简易模拟驾驶车体底部起支持和模拟汽车动作作用的联动支柱(4)，与简易模拟驾驶车体的控制模块连接头戴式VR设备，与简易模拟驾驶车体(5)和头戴式VR设备连接的信号采集反馈模块(1)，与信号采集反馈模块连接的数据处理模块(2)以及显示模块(3)。

2.根据权利要求1所述简易模拟驾驶车体(5)包括整个汽车驾驶位以及驾驶侧车门，转向盘、离合器踏板以及变速杆、行车制动器和加速踏板、驻车制动器，相应的仪表盘、中控台，前挡风玻璃、车门窗、后视镜、倒车镜等配套设备。

3.根据权利要求1所述联动支柱(4)，其特征在于支持和模拟简易模拟驾驶车体(5)的车身动作，并放置于地面(6)上，用于模拟模拟汽车启动、加速、减速、左转、右转和停车等一系列4D状态效果。

4.根据权利要求4所述智能语音模块，用于驾驶技能的教学、播报信息采集反馈模块的处理结果以及其他各种语言提示。

5.根据权利要求1所述显示模块(3)包括一块具有数据传输与存储功能和人机交互功能的车载显示屏和远程上位机，车载显示屏用于选择学习内容以及驾驶场景，并实时显示模拟驾驶过程中采集和反馈的数据，对错误的操作进行语言提醒并进行综合评判。上位机用于各项数据的综合显示、回放驾驶员视觉影像视频、分析驾驶员的存在驾驶问题以及给出相应的驾车建议并打印综合评判结果。