CN1435800A - 数码汽车模拟驾驶培训、测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种数码汽车模拟驾驶培训、测试系统。它包含有汽车模拟机和TV放映机，汽车模拟机上设有模拟操作件车钥匙、刹车搁脚、油门、脚刹车、离合器、方向盘、速度操纵杆、鸣号器、雨刮器、灯光、手刹车、倒车、强光灯、安全带以及汽车模拟机特设的确认按钮，并相应配置传感装置输出各点电信号，这些传感器装置分别连接输入接口电路，将各传感装置的电信号输入汽车模拟机上的微机，经微机换算变换后，由输出接口电路输出信号至汽车模拟机上坐椅前方的仪表板和安置在汽车模拟机前方的TV放映机，在仪表板显示器上与控制中心的电脑显示屏上显示模拟驾驶的操作量化数据，同时画面的场景控制通过管TV的电脑放映。学员通过本系统的培训，可完成实车培训课程的50％左右，本系统对学员的模拟驾驶进行数据曲线量化数据处理，学员由于有了操作动作的测试参数分析方式，在学习时的操作动作的纠错十分准确。

Description

数码汽车模拟驾驶培训、测试系统

技术领域：

本发明涉及一种汽车模拟驾驶装置，特别是一种数码汽车模拟驾驶培训、测试系统。

背景技术：

现代汽车在交通运输中起举足轻重的作用。但由于车辆的不断猛增，道路拥挤，交通事故频发，成为一个重大社会问题。交通肇事本身的源头来自两个方面：一个方面是行驶在道路上的车辆机械性能是否达标，另一方面是驾驶考核的质量。车辆机械性能的每年检测是由人工来完成，目前已有采用自动数码检测线来进行年检。驾驶考核是靠考官凭人工的肉眼观察、凭心理的速度估计来解决驾驶员考试的程度。目前已有采用模拟驾驶与实车驾驶结合起来的手段来完成驾驶培训。早期使用的模拟器是仿照汽车驾驶室和主要操作系统而凑合起来的简单驾驶模拟器，完成手脚配合熟练各类手柄与脚的踩踏位置，只能在驾驶培训上起一定的启蒙作用。后期使用的模拟器有模拟发动机的声响，也仅是增加学员驾驶培训进入实景之感觉而已。这些模拟器由于功能和可靠性上受到无量化数据处理的局限，故未能得到推广应用。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种数码汽车驾驶培训、测试系统，学员能在数码化的模拟机上快速使驾驶动作规范，而教员能通过数码系统培训学员并对学员进行数据量化测试。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种数码汽车模拟驾驶培训、测试系统，包括汽车模拟机和放映机，其特征在于汽车模拟机上设有模拟操作件车钥匙、刹车搁脚、油门、脚刹车、离合器、方向盘、速度操纵杆、鸣号器、雨刮器、灯光、手刹车、倒车、强光灯、安全带以及汽车模拟机特设的确认按钮，并相应配置传感装置输出各点电信号，这些传感器装置分别连接输入接口电路，将各传感装置的电信号输入汽车模拟机上的微机，经微机换算变换后，由输出接口电路输出信号至汽车模拟机上坐椅前方的仪表板和安置在汽车模拟机前方的TV放映机，在仪表板显示器上显示模拟驾驶数据，同时控制TV放映机。

可以设计为多台汽车模拟机并联成一个系统，由一位教员进行教导、培训和测试。譬如，有2-100台汽车模拟机和TV放映机，每台汽车模拟机的微机输出接口电路经多用户接口连接一个实时数据管理处理系统，实时数据管理处理系统连接一个TV放映机系统而控制每台汽车模拟机前方的TV放映机。

上述的实时数据管理处理系统由电脑主机和电脑显示器构成；TV放映系统由控制电脑经转接器连接各TV放映机构成。

可以设计为实时数据管理处理系统经连接网络而连接TV放映系统和一个数据处理系统。

上述的数据量化处理系统由一台电脑连通打印机和读卡机构成。实时数据管理处理系统的电脑主机通过连接网络与数据处理系统的电脑相连通。

上述的连接网络还连接一个对外窗口服务系统。

对外窗口服务系统由电脑连通学员信息输入机和写卡机构成。实时数据管理处理系统的电脑主机通过连接网络与对外窗口服务系统的电脑相连通。

还可以设计为每台汽车模拟机的微机输出接口电路经多用户接口还连接一个程控交换系统。

程控交换系统有一台程控交换机连接一台电话机，并通过转接器连接每台汽车模拟机上配备的耳机所构成。每台汽车模拟机的微机输出接口电路经多用户接口连接程控交换机。

上述各系统的工作原理和功能如下：

汽车模拟机：学员操作模拟操作件而由其传感器装置输出电信号给汽车模拟机上的微机，由微机将油门信号和速度操纵杆信号换算为车速信号，与其它各点信号一起变换输入汽车模拟机上的仪表板给予显示，并通过多用户接口与实际时数据管理处理系统和程控交换系统连接。

实时数据管理处理系统：电脑主机与多用户连接，随时获取各汽车模拟机的有关数据，并在电脑显示器上作出模拟机各项操作动态显示、对学员的模拟驾驶进行数据曲线量化数据处理，并于设定的操作规程比较后而对操作错误进行屏幕提示、记录；电脑主机与数据管理系统和TV放映系统连接，获取数据处理系统中有关数据并向模拟机发送这些数据，控制TV放映系统而控制每台TV放映机的影片播放。

数据处理系统：通过读卡机读取学员有关数据经电脑输送给实时数据管理处理系统，并从其回输的学员培训、测试数据经电脑处理后由打字机打印报表。

TV放映系统：受控于实时数据处理系统，播放影片片段，并驱动显示屏显示。设有自动播放功能和手动方式播放功能。

对外窗口服务系统：学员信号由学员信息输入机输入，由写卡机制作学员培训、测试卡，并将学员信息输送到数据处理系统和实时数据管理处理系统。

程控交换系统：其功能在于教员或考官与各学员之间语音沟通，并接收模拟机上微机程序设定的培训语音提示。

本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出特点和显著优点：本发明采用数码化模拟技术设计成一个完整的数码汽车模拟驾驶培训、测试系统。本系统能使驾驶动作规范数码化，学员能快速学习驾驶，通过本系统的培训，可完成实车培训课程总量的50％左右。本系统可并联多台汽车模拟机，仅需要一名教员，而且培训时不受气候、路况、作息时间等影响，在每天培训的时间内完成培训的学员多，规范培训的质量会迅速获得提高。本系统能对学员的模拟驾驶进行数据曲线量化数据处理，学员由于有了操作动作的测试参数分析方式，在学习时的操作动作的纠错十分准确，提高驾驶员考试达标进程速度。

附图说明：

图1是单台汽车模拟机的汽车模拟驾驶培训、测试装置结构示意图。

图2是图1所示装置的电路系统方框图。

图3是多台汽车模拟机联机的汽车模拟驾驶培训、测试系统结构示意图。

图4是图3所示系统的电路系统图。

图5是数据管理处理系统中电脑荧屏上的一种屏幕显示图。

图6是汽车模拟机上仪表板的结构示意图。

图7是数据管理处理系统中电脑荧屏上的模拟驾驶数据曲线显示图。

具体实施方式：

本发明的一个优选实施例是：参见图1、图2、图3、图4和图6，本数码汽车模拟驾驶培训、测试系统有20台汽车模拟机和TV放映机6，由一个教员同时对20名学员进行培训、测试。每台汽车模拟机上设有模拟操作件车钥匙43、刹车搁脚2、油门1、脚刹车3、离合器4、方向盘11、速度操纵杆(速度换档杆)、鸣号器10、雨刮器9、灯光5、手刹车14、倒车13、强光灯8、安全带17、以及汽车模拟机特设的确认按钮35、39、40，并相应配置传感器装置、传感器采用霍尔磁性元件或光敏元件传感器，对各模拟操作件同时进行测量而输出各点信号，这些传感器装置分别连接输入接口电路，将各传感器装置的电信号输入汽车模拟机上座椅15前方的仪表板7和TV放映系统23而连通安置在汽车模拟机前方的TV放映机6，在仪表板上显示出模拟驾驶数据，同时控制关闭TV放映机6。参见图6，仪表板上7上还设有反光镜开关35、仪表板显示区36、耳机开关37、反光镜调节按钮41和通话开关42。参见图3和图4，20台汽车模拟机的微机输出接口电路经多用户接口18连接一个实时数据处理系统20和一个程控交换系统19，实时数据管理处理系统20的电脑主机33经连接网络24连接一个TV放映系统23、一个数据处理系统21和一个对外窗口服务系统22。实时数据管理处理系统20由电脑主机33和电脑显示器34构成。电脑主机33采用IBM 733M型电脑，主频为733M，内存容量为128M。电脑主机33与多用户接口18连接，随时获取汽车模拟机的有关数据，并在电脑显示器34上作出17项工作状态的动态显示(参见图5)，还可经数据处理后而将模拟驾驶数据曲线显示出来(参见图7，图中44是挡位操作杆曲线，45是方向盘转动曲线，46是离合器踏动深浅曲线，47是油门曲线，48是行驶速度曲线)并且对操作错误进行屏幕提示、记录，供教员监测各台模拟机的学员的学习、操作情况；与数据处理系统21的电脑相连，获取有关数据，并向其发送模拟机数据；控制TV放映系统23，从而控制每台模拟机前的TV放映机6播放VCD影片。数据处理系统21由一台电脑连通打印机28和读卡机29构成。学员学习卡经读卡机29输入学员基本信息至电脑，电脑能够统计学员数量、平均成绩、最高成绩，进行车位分配、影片段管理，电脑显示器上能够显示各种测试数据、图表、测试曲线和报表，并可由打印机28打印出来。对外窗口服务系统22由电脑连通学员信息输入机39和写卡机31构成。它可输入学员信号并制作学习卡，打印结业证书；可对系统操作人员管理权的设定、系统的考试安排、卡查询。TV放映系统23由控制电脑经转接器25连接各TV放映机6构成。TV放映系统23有两种控制TV放映机6播放VCD影片的功能：一种是自动播放功能，启动后，操作员无需做任何动作，TV放映系统23的控制电脑由实时数据管理处理系统20的电脑主机33发出的指令来自动播放影片片段，并能驱动显示屏显示；一种是手动方式播放功能，供操作员试播影片片段，在TV放映系统23的控制电脑上选择“手动模式”，播放影片并驱动显示屏显示。程控交换系统19由一台程控交换机27连接一台教员用的电话机32，并通过转接器连接每台汽车模拟机上配备的耳机16所构成。其功能在于教员或考官与各学员之间语音沟通，并接收模拟机上微机程序设定的培训语音提示。本数码汽车模拟驾驶培训、测试系统的工作过程如下：

一、培训过程：

新学员刚来培训时须填制一张学员资料情况登记表，然后工作人员将学员情况输入对外窗口服务系统22，该系统将其中的学号、地址、姓名、身份证号码、邮编、电话等内容通过写卡机31制成磁卡，在测试时使用。培训开始后，学员须戴上耳机16，工作人员通过TV放映系统23放映影片，学员根据影片中指示的步骤操作模拟机。模拟机中的微机预先设置了28种错误操作，当学员出现操作错误时，模拟机的微机就会通过耳机16发出语音提示，同时仪表板7显示区左下角的矩形框中会显示错误的代码，表示学员犯了哪种错误。

为了使学员在培训过程中就养成良好的驾车习惯，本模拟车增设了真车上所没有的刹车搁脚信号2和确认按钮35、39、40、41两种传感器。刹车搁脚信号2为装在实车踏板上，如果学员在操作过程中既没有踩油门，又没有把脚搁在刹车踏板上，模拟车里的微机就会发出操作错误提示。

确认按钮为装在仪表板右侧红、绿、黄三个颜色按钮38、39、40。当影片中提示学员要转弯时，教官就会在实时数据管理处理系统20中发出某个颜色灯亮的指令，这时，在模拟车的反光镜下部的某个颜色灯38、39、40就会亮，学员必须按与其同一颜色的确认按钮38、39、40。

教官通过实时数据管理处理系统20可以监控每位学员的操作情况，如发现问题可通过程控交换系统19与学员进行双向交流。同样，学员如遇到问题，可以按仪表板7右侧的通话按钮42，当教官接听后，既可与教官联系。

二、测试过程

本系统可对学员在通过一定时间学习后所掌握的驾车技术进行测试。在开始测试前，先要在实时数据管理处理系统20中选择用于测试的影片，然后根据影片所指示的步骤，在数据处理系统中选择若干所需的测试项目，包括油门1、刹车3、离合器4、方向盘11左(右)转、速度操纵杆12、手刹车14等。然后确定各项测试项目的开始时间(数据处理系统分析此时点以后的测试数据)、测试时间(数据处理系统分析此时间段内的测试数据)和各项项目所占的分数。当学员进场后，工作人员先在数据处理系统21中指定车位，然后把学员的磁卡放入读卡机29中刷卡，分配学员车位，这样学员的学号就与车位号对应起来，最后的成绩就能自动地保存到对外窗口服务系统22中。在这些准备工作完成后，即可开始测试。测试开始后，教官在实时数据管理处理系统20中发出开始测试指令，然后，TV放映系统23自动放映先前准备好的影片。同时，实时数据管理处理系统20开始计时。

在测试时，各模拟车中的微机把学员的操作情况(包括操作错误)以二进制数的形式发送到实时数据管理处理系统20中，该系统经过处理将二进制数的转换成实际操作信息显示在屏幕34上(参见图5)。

影片放映完毕后，教官在实时数据管理处理系统20中发出停止测试指令，数据处理系统21通过连接网络24采集经过实时数据管理处理系统20处理过的操作信息。如果学员在以”开始时间“开始、在”测试时间“段内完成了测试所规定的某项项目，则数据处理系统21就在这一项目中予以记分，如果没有完成，则不记分。如学员在操作过程中出现系统预设的操作错误，则要倒扣分。随后，数据处理系统21汇总各项测试项目所得分数及错误扣分情况，得出总分。然后数据处理系统21把学员的成绩通过连接网络24传送至对外窗口服务系统20，在“学员情况表”中存储。

数据处理系统21在处理数据得出学员成绩的同时，根据从实时数据管理处理系统20传送的数据绘制出行车状态曲线图，横轴为测试的时间，纵轴为各项测试的项目。可直观的反映学员在测试时间内的各项操作情况。

测试结束后，工作人员把学员的磁卡放入数据处理系统21的读卡机29中刷卡，收回学员的车位。

Claims (9)

1.一种数码汽车模拟驾驶培训、测试系统，包括汽车模拟机和TV放映机，其特征在于汽车模拟机上设有模拟操作件车钥匙(43)、刹车搁脚(2)、脚刹车(3)、油门(1)、离合器(4)、方向盘(11)、速度操纵杆(12)、鸣号器(10)、雨刮器(9)、灯光(5)手刹车(14)、倒车(13)、强光灯(8)、安全带(17)以及汽车模拟机特设的确认按钮(35、39、40)，并相应配置传感器装置输出各点电信号，这些传感器装置分别连接输入接口电路，将各传感装置的电信号输入汽车模拟机上的微机，经微机换算变换后，由输出接口电路输出信号至汽车模拟机上坐椅(15)前方的仪表板(7)和安置在汽车模拟机前方的TV放映机(6)，在仪表板(7)显示器(36)上显示模拟驾驶数据，同时控制TV放映机(6)。

2.根据权利要求1所述的数码汽车模拟培训、测试系统，其特征在于有2-100台汽车模拟机和TV放映机(6)，每台汽车模拟机的微机输出接口电路经多用户接口(18)连接实时数据管理处理系统(20)，实时数据管理处理系统(20)连接一个TV放映机系统(23)而控制每台汽车模拟机前方的TV放映机(6)。

3.根据权利要求2所述的数码汽车模拟培训、测试系统，其特征在于实时数据管理处理系统(20)由电脑主机(33)和电脑显示器(34)构成；TV放映系统(23)由控制电脑经转接器(25)连接各TV放映机(6)构成。

4.根据权利要求2所述的数码汽车模拟驾驶培训、测试系统，其特征在于实时数据管理处理系统(20)经连接网络(24)而连接TV放映系统(23)和一个数据处理系统(21)。

5.根据权利要求4所述的数码汽车模拟驾驶培训、测试系统，其特征在于数据处理系统(21)由一台电脑连通打印机(28)和读卡机(29)构成。

6.根据权利要求4所述的数码汽车模拟驾驶培训、测试系统，其特征在于连接网络(24)还接一个对外窗口服务系统(22)。

7.根据权利要求6所述数码汽车模拟驾驶培训、测试系统，其特征在于对外窗口服务系统(22)由电脑连通学员信息输入机(30)和写卡机(31)构成。

8.根据权利要求2所述的数码汽车模拟驾驶培训、测试系统，其特征在于每台汽车模拟机的微机输出接口电路经多用户接口(18)还连接一个程控交换系统(19)。

9.根据权利要求8所述的数码汽车模拟驾驶培训、测试系统，其特征在于程控交换系统(19)由一台程控交换机(27)连接一台电话机(32)并通过转接器连接每台汽车模拟机上配备的耳机(16)所构成。

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