CN109552416A - 教练车 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种教练车。该教练车包括：用于确定教练车在教练场中的位置和朝向的定位定向装置；用于通过网络上传该位置和朝向以及下载该教练车的方向盘的待旋转角度的网络通信装置，其中该待旋转角度根据该位置、该朝向和该教练车的学员的学习目标以及根据该教练场中其他教练车、障碍物和/或标识物的位置来确定；以及用于向学员指示该待旋转角度的角度指示装置。本发明通过教练车自动向学员指示待旋转角度，自动指导学员学车和练车，能够灵活满足学员学车和练车的需求。

Description

教练车

技术领域

本发明涉及机械领域，尤其涉及一种教练车。

背景技术

近年来，我国机动车保有量迅速增加，截止2016年底己达到2.9亿辆，其中汽车1.94亿量。与此同时，机动车驾驶员也得到了迅速增加，达到3.6亿人，其中汽车驾驶员超过3.1亿人，并且仍以每年8％的规模增加。为了满足如此庞大规模人群的学车和练车需求，我国机动车驾驶培训行业也水涨船高。根据资料显示，截至2016年底，全国共有驾校16032所、教练员68万人、教练车57.9万辆。但是即便如此，仍然难以满足所有学员的学车需求。

具体来说，由于尾气污染和噪音污染，驾校普遍建于市郊。这导致学员往返奔波需要耗费大量时间精力，学员因此往往选择节假日、利用整块时间学车。这进而又导致大量学员集中于节假日学车，教练员和教练车难以满足这些学员学车和练车需求。

因此，需要一种能够灵活满足学员学车和练车需求的教练车。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种教练车，以至少解决现有教练员和教练车在节假日难以满足学员学车和练车需求的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种教练车，所述教练车包括：用于确定所述教练车在教练场中的位置和朝向的定位定向装置；用于通过网络上传所述位置和所述朝向以及下载所述教练车的方向盘的待旋转角度的网络通信装置，其中所述待旋转角度根据所述位置、所述朝向和所述教练车的学员的学习目标以及根据所述教练场中其他教练车、障碍物和/或标识物的位置来确定；以及用于向所述学员指示所述待旋转角度的角度指示装置。

根据本发明的一个实施例，所述定位定向装置包括：用于采集所述教练车周围环境的图像采集单元；用于获取所述图像采集装置所采集的图像中的定位定向标识的图像处理单元；以及用于根据所述定位定向标识确定所述教练车在所述教练场中的位置和朝向的定位定向单元。

根据本发明的一个实施例，所述图像采集单元包括安装在所述教练车顶部的定焦摄像机，所述教练场的顶棚平行于地面并且设有无重复性图案；所述图像处理单元获取所述图像中的所述无重复性图案；以及所述定位定向单元根据预先存储的所述无重复性图案与所述图像处理单元所获取的图案之间的对应关系，确定所述教练车在所述教练场中的位置。

根据本发明的一个实施例，所述定焦摄像机的镜片上设有特定标识，所述教练场的顶棚还设有重复性图案；所述图像处理单元获取所述图像中的所述特定标识；以及所述定位定向单元根据预先存储的所述重复性图案与所述图像处理单元所获取的特定标识之间的夹角，确定所述教练车在所述教练场中的朝向。

根据本发明的一个实施例，所述图像采集单元包括安装在所述教练车底部的定焦摄像机，所述教练场地面设有无重复性图案；所述图像处理单元获取所述图像中的所述无重复性图案；以及所述定位定向单元根据预先存储的所述无重复性图案与所述图像处理单元所获取的图案之间的对应关系，确定所述教练车在所述教练场中的位置。

根据本发明的一个实施例，所述定焦摄像机的镜片上设有特定标识，所述教练场地面还设有重复性图案；所述图像处理单元获取所述图像中的所述特定标识；以及所述定位定向单元根据预先存储的所述重复性图案与所述图像处理单元所获取的特定标识之间的夹角，确定所述教练车在所述教练场中的朝向。

根据本发明的一个实施例，所述角度指示装置包括沿所述教练车的方向盘均匀布置的多个发光单元，其中所述多个发光单元共同指示所述待旋转角度。

根据本发明的一个实施例，所述角度指示装置包括设于所述学员前方的仪表单元，所述仪表单元通过其中的刻度、指针或箭头指示所述待旋转角度。

根据本发明的一个实施例，所述教练车还包括：用于向所述学员指示待行进速度的速度指示装置，其中所述待行进速度根据所述位置、所述朝向和所述教练车的学员的学习目标以及根据所述教练场中其它教练车、障碍物和/或标识物的位置来确定，所述速度指示装置包括设于所述教练车内的语音单元，所述语音单元通过语音向所述学员指示踩踏或抬起脚踏板以指示所述待行进速度。

根据本发明的一个实施例，所述速度指示装置还包括设于所述学员前方的显示单元，所述显示单元通过向所述学员显示踩踏或抬起脚踏板以指示所述待行进速度。

通过本发明，通过教练车自动向学员指示待旋转角度，自动指导学员学车和练车，能够灵活满足学员学车和练车的需求。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的教练车的示意图；

图2是根据本发明实施例的沿方向盘均匀布置的多个发光单元的示意图；

图3是根据本发明实施例的通过刻度指示待旋转角度的示意图；

图4是根据本发明实施例的通过指针指示待旋转角度的示意图；

图5是根据本发明实施例的通过箭头指示待旋转角度的示意图；

图6是根据本发明实施例的教练车的详细示意图；以及

图7是根据本发明实施例的教练车的控制流程图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本发明实施例提供了一种教练车。图1是根据本发明实施例的教练车的示意图，如图1所示，包括定位定向装置12、网络通信装置14和角度指示装置16，其中定位定向装置12用于确定该教练车在教练场中的位置和朝向；网络通信装置14用于通过网络上传该位置和朝向以及下载该教练车的方向盘的待旋转角度，其中该待旋转角度根据该位置、朝向和该教练车的学员的学习目标以及根据该教练场中其他教练车、障碍物和/或标识物的位置来确定；以及角度指示装置16用于向该学员指示该待旋转角度。

相关技术中，大量学员集中于节假日学车，教练员和教练车难以满足这些学员学车和练车需求。本发明实施例中，选用新型教练车，自动向学员指示方向盘的待旋转角度，自动指导学员学车和练车，能够灵活满足学员学车和练车的需求。

根据本发明的一个实施例，该定位定向装置包括：用于采集该教练车周围环境的图像采集单元；用于获取该图像采集装置所采集的图像中的定位定向标识的图像处理单元；以及用于根据该定位定向标识确定该教练车在该教练场中的位置和朝向的定位定向单元。相比于通常用于汽车定位定向的GPS系统，本发明实施例的优势在于，能够实现更高的定位精度，从而在相对更加狭小的教练场中实现教练车相对更加精准的定位和定向。

本发明实施例具体提供了如下两种定位定向方案。

方案一：教练车顶部定位定向

定位方案如下：图像采集单元包括安装在教练车顶部的定焦摄像机，教练场的顶棚平行于地面并且设有无重复性图案；图像处理单元获取图像中的无重复性图案；以及定位定向单元根据预先存储的无重复性图案与图像处理单元所获取的图案之间的对应关系，确定教练车在教练场中的位置。例如，教练场的顶棚可以采用方格图案，并且每格颜色均不相同，在这种情况下，教练车可以根据图像处理单元所获取的若干颜色的图案与预先存储的不同颜色方格图案之间的对应关系来确定教练车在教练场中的位置。

定向方案如下：在定焦摄像机的镜片上设有特定标识，在教练场的顶棚设有重复性图案；图像处理单元获取图像中的该特定标识；以及定位定向单元根据预先存储的该重复性图案与该图像处理单元所获取的特定标识之间的夹角，确定该教练车在教练场中的朝向。仍以不同颜色方格图案的教练场顶棚为例，该特定标识可以采用十字坐标标识，在这种情况下，教练车可以识别图像中的该十字坐标标识，然后根据该十字坐标的坐标轴与方格格线(其中横向格线和纵向格线可以采用不同宽度的线型加以区别)之间的夹角，确定该教练车在教练场中的朝向。

方案二：教练车底部定位定向

定位方案如下：图像采集单元包括安装在教练车底部的定焦摄像机，教练场地面设有无重复性图案；图像处理单元获取图像中的无重复性图案；以及定位定向单元根据预先存储的无重复性图案与图像处理单元所获取的图案之间的对应关系，确定教练车在教练场中的位置。例如，教练场地面可以采用方格图案，并且每格颜色均不相同，在这种情况下，教练车可以根据图像处理单元所获取的若干颜色的图案与预先存储的不同颜色方格图案的对应关系来确定教练车在教练场中的位置。

定向方案如下：在定焦摄像机的镜片上设有特定标识，在教练场地面设有重复性图案；图像处理单元获取图像中的该特定标识；以及定位定向单元根据预先存储的该重复性图案与该图像处理单元所获取的特定标识之间的夹角，确定该教练车在教练场中的朝向。仍以不同颜色方格图案的教练场地面为例，该特定标识可以采用十字坐标标识，在这种情况下，教练车可以识别图像中的该十字坐标标识，然后根据该十字坐标的坐标轴与方格格线(其中横向格线和纵向格线可以采用不同宽度的线型加以区别)之间的夹角，确定该教练车在教练场中的朝向。

需要说明，无论上述实施例中的顶部定位定向，还是上述实施例中的底部定位定向，都仅仅是本发明中所做出的若干示例。也就是说，本领域技术人员能够理解并应用的所有能够将教练车在教练场中定位定向的任何实施方式均应当纳入本发明的保护范围。

根据本发明的一个实施例，该角度指示装置包括沿教练车的方向盘均匀布置的多个发光单元，其中这些多个发光单元共同指示该待旋转角度。

图2是根据本发明实施例的沿方向盘均匀布置的多个发光单元的示意图，如图2所示，在方向盘周围放置有一个用于容纳多个发光单元的壳体，该壳体可以是圆环形或圆弧形的塑料体。在该壳体内可以放置并固定印刷线路板，该印刷线路板上排布有多个发光单元，这些发光单元可以按照类似方向盘的形状排布成圆环形或圆弧形。该印刷线路板上包括有嵌入式控制器，该嵌入式控制器可以包括上述网络通信装置14，用于与上位机通过CAN总线、有线以太网或无线以太网进行实时通信，并且用于根据来自上位机的实时通信信号(可以包括教练车的方向盘的待旋转角度)而控制上述多个发光单元的点亮或者熄灭。

根据本发明的一个实施例，该角度指示装置包括设于学员前方的仪表单元，该仪表单元通过其中的刻度、指针或箭头指示待旋转角度。

图3是根据本发明实施例的通过刻度指示待旋转角度的示意图，如图3所示，仪表单元可以是塑料刻度盘，其中央区域设有数字显示区域并且周边区域设有60个刻度条，其中每个刻度条对应于整个圆周360度中的6度。例如，当需要方向盘旋转至七点钟方向时，该仪表单元在中央区域显示数字35并且点亮35个刻度条，依此类推。

图4是根据本发明实施例的通过指针指示待旋转角度的示意图，如图4所示，仪表单元可以是塑料刻度盘，其上设有指针，该指针一端位于刻度盘圆心，另一端可以围绕刻度盘旋转。仪表单元可以用于与上位机通过CAN总线、有线以太网或无线以太网进行实时通信，并且用于根据来自上位机的实时通信信号(可以包括教练车的方向盘的待旋转角度)而控制指针直接旋转该角度。仪表单元可以设置在仪表盘区域上方，以便学员无需低头即可清楚看见。

图5是根据本发明实施例的通过箭头指示待旋转角度的示意图，如图5所示，仪表单元可以是塑料刻度盘，其上设有箭头，该箭头可以沿刻度盘边沿伸缩。仪表单元可以用于与上位机通过CAN总线、有线以太网或无线以太网进行实时通信，并且用于根据来自上位机的实时通信信号(可以包括教练车的方向盘的待旋转角度)而控制箭头伸出指向该角度。仪表单元可以设置在仪表盘区域上方，以便学员无需低头即可清楚看见。本实施例中的箭头相比于上述实施例中的刻度和指针的优点在于：本实施例中的箭头能够明确提示学员将方向盘沿着顺时针或逆时针旋转。

需要说明，无论上述实施例中的沿方向盘均匀布置的多个发光单元，还是上述实施例中的箭头、刻度和指针，都仅仅是本发明中所做出的若干示例。也就是说，本领域技术人员能够理解并应用的所有能够指示除方向盘的待旋转角度的任何实施方式均应当纳入本发明的保护范围。

根据本发明的实施例，该教练车还包括速度指示装置，用于向学员指示待行进速度，其中该待行进速度根据教练车在教练场中的位置、朝向和该学员的学习目标以及根据该教练场中其他教练车、障碍物和/或标识物的位置来确定，该速度指示装置包括设于教练车内的语音单元，该语音单元通过语音向该学员指示踩踏或抬起脚踏板以指示该待行进速度。需要说明，为了避免对学员学车造成影响，该语音单元也可以根据学员要求而关闭。另外，该速度指示装置还包括设于学员前方的显示单元，该显示单元通过向该学员显示踩踏或抬起脚踏板以指示该待行进速度。

本发明还提供了如下详细实施例，用于说明上述实施例的实现方式。

图6是根据本发明实施例的教练车的详细示意图，如图6所示，通过CAN总线(CANBus)连接了各传感器、各处理器和各控制器。其中，上述传感器可以既包括用于测量教练车与教练场中其他教练车、障碍物和/或标识物之间距离的距离传感器，又包括测量教练车行进速度的速度传感器等。上述处理器可以既包括用于分析和处理图像的DSP图形处理器，又包括分析和处理语音数据的语音处理器等。上述控制器可以既包括用于指示方向盘的待旋转角度的嵌入控制器，又包括用于控制各执行机构动作的控制器等。

图7是根据本发明实施例的教练车的控制流程图，如图7所示，包括如下的步骤S702至步骤S706。

步骤S702，CAN总线收发器(例如82C250等)接收用于指示方向盘的待旋转角度的信息并且转发给嵌入控制器。该CAN总线还可以连接有光电隔离器6N137、CAN总线控制器SJA1000和DC-DC转换器等。

步骤S704，嵌入控制器(例如80c51等)接收上述信息并将其转换为用于指示多个发光单元(发光二极管)点亮或者熄灭的编码信号。

步骤S706，锁存器芯片组根据上述编码信号驱动并锁定多个发光二极管的点亮或者熄灭。

通过上述步骤S702至步骤S706，本发明实施例中的教练车能够控制多个发光单元以向学员指示方向盘的待旋转角度。

综上所述，根据本发明的上述实施例，提供了一种教练车。该教练车包括：用于确定教练车在教练场中的位置和朝向的定位定向装置；用于通过网络上传该位置和朝向以及下载该教练车的方向盘的待旋转角度的网络通信装置，其中该待旋转角度根据该位置、该朝向和该教练车的学员的学习目标以及根据该教练场中其他教练车、障碍物和/或标识物的位置来确定；以及用于向学员指示该待旋转角度的角度指示装置。本发明通过教练车自动向学员指示待旋转角度，自动指导学员学车和练车，能够灵活满足学员学车和练车的需求。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种教练车，其特征在于，包括：

用于确定所述教练车在教练场中的位置和朝向的定位定向装置；

用于通过网络上传所述位置和所述朝向以及下载所述教练车的方向盘的待旋转角度的网络通信装置，其中所述待旋转角度根据所述位置、所述朝向和所述教练车的学员的学习目标以及根据所述教练场中其他教练车、障碍物和/或标识物的位置来确定；以及

用于向所述学员指示所述待旋转角度的角度指示装置。

2.根据权利要求1所述的教练车，其特征在于，所述定位定向装置包括：

用于采集所述教练车周围环境的图像采集单元；

用于获取所述图像采集装置所采集的图像中的定位定向标识的图像处理单元；以及

用于根据所述定位定向标识确定所述教练车在所述教练场中的位置和朝向的定位定向单元。

3.根据权利要求2所述的教练车，其特征在于，

所述图像采集单元包括安装在所述教练车顶部的定焦摄像机，所述教练场的顶棚平行于地面并且设有无重复性图案；

所述图像处理单元获取所述图像中的所述无重复性图案；以及

所述定位定向单元根据预先存储的所述无重复性图案与所述图像处理单元所获取的图案之间的对应关系，确定所述教练车在所述教练场中的位置。

4.根据权利要求3所述的教练车，其特征在于，

所述定焦摄像机的镜片上设有特定标识，所述教练场的顶棚还设有重复性图案；

所述图像处理单元获取所述图像中的所述特定标识；以及

所述定位定向单元根据预先存储的所述重复性图案与所述图像处理单元所获取的特定标识之间的夹角，确定所述教练车在所述教练场中的朝向。

5.根据权利要求2所述的教练车，其特征在于，

所述图像采集单元包括安装在所述教练车底部的定焦摄像机，所述教练场地面设有无重复性图案；

所述图像处理单元获取所述图像中的所述无重复性图案；以及

所述定位定向单元根据预先存储的所述无重复性图案与所述图像处理单元所获取的图案之间的对应关系，确定所述教练车在所述教练场中的位置。

6.根据权利要求5所述的教练车，其特征在于，

所述定焦摄像机的镜片上设有特定标识，所述教练场地面还设有重复性图案；

所述图像处理单元获取所述图像中的所述特定标识；以及

所述定位定向单元根据预先存储的所述重复性图案与所述图像处理单元所获取的特定标识之间的夹角，确定所述教练车在所述教练场中的朝向。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的教练车，其特征在于，所述角度指示装置包括沿所述教练车的方向盘均匀布置的多个发光单元，其中所述多个发光单元共同指示所述待旋转角度。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的教练车，其特征在于，所述角度指示装置包括设于所述学员前方的仪表单元，所述仪表单元通过其中的刻度、指针或箭头指示所述待旋转角度。

9.根据权利要求1至6中任一项所述的教练车，其特征在于，还包括：用于向所述学员指示待行进速度的速度指示装置，其中所述待行进速度根据所述位置、所述朝向和所述教练车的学员的学习目标以及根据所述教练场中其他教练车、障碍物和/或标识物的位置来确定，所述速度指示装置包括设于所述教练车内的语音单元，所述语音单元通过语音向所述学员指示踩踏或抬起脚踏板以指示所述待行进速度。

10.根据权利要求9所述的教练车，其特征在于，所述速度指示装置还包括设于所述学员前方的显示单元，所述显示单元通过向所述学员显示踩踏或抬起脚踏板以指示所述待行进速度。