CN201060574Y - 驾驶员电子教练及考试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种驾驶员电子教练及考试系统。其结构是在一透明壳体的上部固定有凸面反射镜，在该壳体下部固定有与凸面镜的镜面相对的CCD摄像头，摄像头的输出端接数字信号处理显示系统。本系统安装在训练车辆上，可准确计算出车身与车身周边各桩杆及边线的相对位置，再以图像显示或语音提示的方式对学员的操作进行指导，既可以提高驾校的培训效率和质量，也可减少教练的重复性指导。本系统结构简单，成本低，既可做为电子教练也可做为电子考试系统使用，使得其性价比更高，适于大面积推广。

Description

驾驶员电子教练及考试系统

技术领域

本实用新型涉及一种电子视频定位装置，具体地说是一种驾驶员电子教练及考试系统。

背景技术

目前，在驾驶技能的场地训练与考试过程中，均涉及对驾驶车辆与周边障碍物如桩杆、边线之间的位置关系进行识别的过程。现有技术中有一种驾驶员电子考试系统，是由数个摄像头和红外检测装置及与其相连的计算机系统组成。摄像头和红外检测装置布置在训练场内，各摄像头或红外检测装置分别监测考试场地的不同部位，以将考试车辆和桩杆及边线之间的相对位置关系记录下来并传递给计算机系统，计算机系统经过处理给出考试结果。但是，这种考试系统需要多个摄像头和红外检测装置共同工作，才能记录下整个考试过程，因此整个系统的造价很高，导致难以大面积推广。同时，现在驾校在驾驶员培训过程中，仍然是采用传统的培训方法，由于驾校训练的特殊性，教练应该对学员反复进行相同内容的口头指导，其结果是教学双方需求出现很大矛盾，严重影响着驾校培训效率和培训质量的提高。

实用新型内容

本实用新型的目的就是提供一种结构简单、成本低的驾驶员电子教练及考试系统，既可协助教练对学员在做过桩训练时进行指导，也可通过监测驾驶并记录车辆运行轨迹以充当考试系统。

本实用新型是这样实现的：本系统是在一透明壳体的上部固定有凸面反射镜，在该壳体下部固定有与凸面镜的镜面相对的CCD摄像头，摄像头的输出端接数字信号处理显示系统。

采用这种结构，将系统中的数字信号处理显示系统安装在驾驶室中，其余部分安装在车体顶部中心固定位置上。镜面向下的凸面反射镜将车身周围的桩杆图像压缩成平面图形，CCD摄像头将该平面图形采集后传入数字信号处理显示系统，数字信号处理显示系统对摄制的图像进行图像模式的识别、运算，以确定车身周围桩杆的方位及其与车身的距离，再由数字信号处理显示系统根据训练车辆的位置和速度，换算出在该位置和速度上所应进行的相关操作，并用语音提示、用显示器显示出文字和数字信息。

将本实用新型安装在训练车辆上，可在过桩驾驶训练时，准确计算出车身位置及与训练场车身周边各桩杆和边线的距离，并根据位置和速度信息进行相应的操作指导。由此使得本装置可以完成过桩驾驶陪练的一些特定工作，在每次操作后车辆运行终止时可提示车辆与桩杆及边线之间的相对位置关系，以供学员驾驶训练时参考从而使得本系统可协助教练员对学员进行操作指导而构成为一种电子教练系统，进而提高驾校的培训效率和培训质量。本装置作为电子考试系统使用时，系统不进行操作提示，只监测和记录运行轨迹，当车辆不在考试规定状态和范围内时立即提示考试失败及失败的原因。

本实用新型的工作原理是：凸面反射镜把训练车辆周围360度的图像压缩成平面图形，凸面反射镜在反射过程中把图形缩小，同时也会有较大失真，但这种失真仅仅是在图像的径向。在本定位装置中进行图形识别的对象是桩杆，而桩杆的特征是垂直于地面且为竖直圆柱状，因此图像失真并不影响训练场所内桩杆角度的线性测量。由于桩杆红白相间，且在前后两副图形中的位置是连续的，所以容易识别。识别之后以图形的中心为圆心就可以计算出每根桩杆与图形正向的夹角，以及杆与杆之间的夹角。由于教练场上的桩杆的位置和间距都是确定的，这样只要能识别出三根有效桩杆，就能有两个夹角，也就可以列出两个二元方程式。解出这个二元方程式，就可计算出车辆的位置，即坐标X、Y的数据。当然这是一个点的坐标，也就是图象摄制点即观测点位置的坐标。有了车辆观测点的坐标数据，图像基准方向和教练场基准方向的夹角也是已知的，也就是说车辆的方位已经确定。由于专用的训练车辆上的观测点和车辆周围轮廓各点是一个固定的关系，因此，车辆的外形轮廓可以用数个关键点来表示。车辆行驶时，只要这些关键点不压线或撞杆，整个车辆就是安全的。有了这些关键点的坐标数据，就可以用数字提示车辆的关键点离训练场中所设置的边线或桩杆之间的最小距离。如果汽车将要出界或碰杆，就用语音或数字信息提示。学员每次操作完成后车辆停止时，本系统就可提示离目标物的距离，这样学员可以立即了解这次操作的状况，不需要他人或自己下车察看。最后还能利用显示系统给出操作结果，这个结果就相当于驾驶员电子考试系统的结果。操作完成后还可以进行轨迹回放，以使学员进一步体会操作过程中存在的问题，改正错误，提高驾驶水平。

本实用新型的优点之一是利用单镜头成像，不仅简化了结构，而且降低了产品成本，使驾校配置本系统成为可能。优点之二是利用语音和图像进行训练中的操作指导，从而代替指导人员的一些繁琐的重复性的培训指导。优点之三是存储在系统中的数据可以回放，教练员可以利用轨迹回放，形象地讲解或找出操作过程中存在的问题，也便于学员进一步体会操作过程中存在的问题，从而提高训练效率，节省训练成本。优点之四是本实用新型既可做为电子教练系统，也可做为驾驶员电子考试系统，使得其性价比更高，适于大面积推广。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意简图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型是在密封的透明壳体3内的上部固定一个凸面反射镜2，反射镜的凸面向下；在壳体下部固定一台与反射镜2镜面相对的CCD摄像头4，CCD摄像头的输出端接数字信号处理显示系统5。数字信号处理显示系统5包括图像识别单元、单片机、键盘以及显示器和语音系统。为保证图像精度，满足识别需要，最好选用800万以上像素的CCD图像传感器。

为保证360°全方位图像的摄取，凸面反射镜的有效弧度应达90°。实际制作时考虑边沿的影响，球面镜的弧度可略大于90°。凸面反射镜2镜面面积的大小取决于CCD摄像头的成像角度和球面反射镜2与CCD摄像头4之间的间距。一般情况反射镜2镜面直径应在5-10cm之间。

为满足成像要求，应对凸面反射镜2和CCD摄像头4的间距可以进行调节。本实用新型是在凸面反射镜2背部的基座上粘接一根螺杆1，螺杆旋接在壳体1顶板上开出的螺孔内。这样就可通过旋转螺杆来使反射镜2上下移动，从而方便地调节反射镜2与CCD摄像头4之间的距离，以保证摄制的图像能最大范围地拍摄到周围的景物而又不会因图像过小导致分辨率降低。凸面反射镜2的最低点和CCD摄像头4之间的距离在10-15cm范围内为宜。

Claims (2)

1.一种驾驶员电子教练及考试系统，其特征在于该装置是在透明壳体(3)的上部固定有凸面反射镜(2)，在壳体下部固定有与凸面反射镜(2)的镜面相对的CCD摄像头(4)，CCD摄像头的输出端接数字信号处理显示系统(5)。

2.根据权利要求1所述的驾驶员电子教练及考试系统，其特征在于在凸面反射镜(2)背部接有螺杆(1)，螺杆旋接在壳体(3)顶板上开出的螺孔内。

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