CN205003902U - 一种机动车驾驶人技能培训电子教练系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种机动车驾驶人技能培训电子教练系统，包括控制装置、执行装置、传感装置、通讯装置及数据存储模块；所述传感装置与所述控制装置连接，且通过该传感装置向控制装置提供车辆位置信息和状态信息；所述数据存储模块与所述控制装置连接，且所述控制装置通过结合数据存储模块提供的数据给出操作指导；所述执行装置与所述控制装置连接，且通过该执行装置执行所述控制装置给出的操作；所述通讯装置与所述控制装置连接，并通过该通讯装置与外部进行信息交换。本实用新型可以减少教练重复性指导，替代教练部份教学工作，这降低了教练的工作强度，节省了驾校的人工成本，且可以提高培训效率、质量和安全性，具有良好的社会与经济效益。

Description

一种机动车驾驶人技能培训电子教练系统

技术领域

本实用新型涉及汽车驾驶培训和电子技术应用领域，特别指一种机动车驾驶人技能培训电子教练系统。

背景技术

近几年，随着我国经济社会的持续快速发展，群众购车刚性需求旺盛，汽车保有量呈快速增长趋势；与机动车保有量快速增长相适应，机动车驾驶人数量也呈现大幅增长趋势，与此同时，我国道路交通事故也不断增加。

面对当前严峻的交通安全形势，作为驾驶人进入道路驾驶的源头环节，驾驶人培训与考核受到公安部、交通部等相关部委的高度重视，并多次对驾驶人培训与考试的内容进行调整，强调要充分利用科技信息手段，对驾驶人进行培训与考核，保证其具备必要的驾驶能力。2011年12月，国务院颁发《道路交通安全“十二五”规划》，将加强驾驶人电子化训练、考试作为未来道路交通安全工作的重心之一。预计在我国道路交通事业不断发展的过程中，驾驶人考训环节作为驾驶人进入道路驾驶的源头，势必将得到进一步增强。

但是，目前机动车驾驶人技能培训仍然采用较原始的教练面授模式：训练开始前教练向学员讲授操作要领，学员上车操作，教练在旁边口头指导、矫正，在同一训练科目教练需要不断地重复上述过程，直到学员掌握了该训练科目。对于悟性较差的学员，教练往往需要上百次地重复同一项教学内容，不仅大大增加了工作量，而且大量重复劳动会使教练失去耐心，从而训斥苛责学员，影响教学关系，引发训练事故。再者，教练水平参次不齐，教学方法不一，对同一训练科目，不同的教练有不同的讲解，甚至存在矛盾之处，让学员无所适从。

随着技术的进步，为规范教学、提高效率、降低教练工作量，利用计算机、光电传感等电子技术进行机动车驾驶人驾驶技能辅助教学已成为一种趋势。近年来已有不少用于教学的电子教练面世，但目前的电子教练技术路线一般为：在地面与车辆安装传感单元，根据地面单元与车载单元的相对位置，推算当前车辆位置，据此给出声音或图像操作提示。例如，申请号为：200720101864.8，申请日为：2007.7.4的中国实用新型专利公开了驾驶员电子教练及考试系统；又如申请号为：200820137371.4，申请日为：2008.09.16的中国实用新型专利公开了汽车倒桩移库电子教练装置；但是，以上两个实用新型专利所公开的技术存在如下不足：⑴二者都是用于倒桩移库项目的训练，而学员实际训练的项目并不仅限于倒桩移库，还有如曲线行驶、侧方停车等项目，因此应用范围存在局限。⑵根据国家部委关于机动车驾驶人训练与考试规定的调整，小型车考试项目均已取消了作为识别对象与参考点的桩杆，这致使以上专利失去了实用意义。⑶都需要路面设施的配合才能正常工作，例如在驾驶员电子教练及考试系统中，需要红白相间的桩杆作为图像识别的对象，并据此计算车辆位置；而在汽车倒桩移库电子教练装置中，则需要使用多个地面单元检测并发送汽车位置数据，且路面设施一般处于室外训练场，因此容易受外部条件的影响，如恶劣气候、车辆撞击等，导致车辆位置传感器精度下降或者失效。⑷都是基于地面与车载的相对位置进行评判的，不能根据学员的动作预测车辆行驶路线，提前做出操作指导，如指导学员原地打轮等。⑸只作出通用性判断与提示，与学员没有具体关联，不能像真正的教练一样，可以根据不同学员的驾驶习惯进行有目的性的指导。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题，在于提供一种机动车驾驶人技能培训电子教练系统，通过该系统减少教练重复性指导，替代教练部份教学工作，降低教练的工作强度，节省驾校的人工成本。

本实用新型是这样实现的：一种机动车驾驶人技能培训电子教练系统，包括一控制装置、一执行装置、一传感装置、一通讯装置以及一数据存储模块；所述传感装置与所述控制装置连接，且通过该传感装置向所述控制装置提供车辆位置信息和状态信息；所述数据存储模块与所述控制装置连接，且所述控制装置通过结合所述数据存储模块提供的数据给出操作指导；所述执行装置与所述控制装置连接，且通过该执行装置执行所述控制装置给出的操作；所述通讯装置与所述控制装置连接，并通过该通讯装置与外部进行信息交换。

进一步地，所述控制装置包括中央处理机、身份验证设备以及人机交互设备，所述身份验证设备以及人机交互设备均与所述中央处理机连接。

进一步地，所述中央处理机为单片机、车载计算机、平板电脑或者手机。

进一步地，所述执行装置包括显示设备、语音播放设备、声光报警设备、自动刹车机构以及第一数据总线，且所述显示设备、语音播放设备、声光报警设备以及自动刹车机构通过所述第一数据总线相连，并均与所述中央处理机连接。

进一步地，所述传感装置包括用于实时获取车辆位置的车辆位置传感器组，以及用于实时获取车辆各项运行参数的车辆状态传感器组；所述车辆位置传感器组和车辆状态传感器组均与所述中央处理机连接。

进一步地，所述车辆位置传感器组包括坐标位置传感器、相对位置传感器以及第二数据总线，所述坐标位置传感器和相对位置传感器通过所述第二数据总线相连；所述车辆状态传感器组包括第三数据总线、车载诊断系统接口传感器、车轮角度传感器、发动机传感器、里程传感器、档位传感器、车门传感器、安全带传感器、灯光传感器、电门传感器以及雨刷传感器，且所述车载诊断系统接口传感器、车轮角度传感器、发动机传感器、里程传感器、档位传感器、车门传感器、安全带传感器、灯光传感器、电门传感器以及雨刷传感器通过所述第三数据总线相连。

进一步地，所述通讯装置为有线网口、2G/3G/4G终端、串口或者无线局域网终端。

进一步地，所述数据存储模块包括第四数据总线、电子地图存储单元、语音信息存储单元、评判标准存储单元、学员记录存储单元、驾驶行为存储单元以及参数存储单元，且所述电子地图存储单元、语音信息存储单元、评判标准存储单元、学员记录存储单元、驾驶行为存储单元以及参数存储单元通过所述第四数据总线相连。

本实用新型的优点在于：本实用新型采用无线精确定位等先进的电子技术，通过在获取车辆位置以及各部件工作状态的基础上结合数据存储模块存储的数据分析学员驾驶行为和预测车辆轨迹，并通过图像或语音提示等对学员的驾驶行为进行指导，出现危险时则自动刹车。因此本实用新型具有可以减少教练重复性指导，替代教练部份教学工作，这不仅降低了教练的工作强度，节省了驾校的人工成本，而且可以规范学员的动作，提高培训效率、培训质量和培训的安全性，有着良好的社会与经济效益。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的说明。

图1是本实用新型电子教练系统的结构示意图。

图2是本实用新型中车辆位置传感器组的结构示意图。

图3是本实用新型中车辆状态传感器组的结构示意图。

具体实施方式

请参阅图1至图3所示，一种机动车驾驶人技能培训电子教练系统，包括一控制装置1、一执行装置2、一传感装置3、一通讯装置4以及一数据存储模块5；所述传感装置3与所述控制装置1连接，且通过该传感装置3向所述控制装置1提供车辆位置信息和状态信息；所述数据存储模块5与所述控制装置1连接，且所述控制装置1通过结合所述数据存储模块5提供的数据给出操作指导；所述执行装置2与所述控制装置1连接，且通过该执行装置2执行所述控制装置1给出的操作；所述通讯装置4与所述控制装置1连接，并通过该通讯装置4与外部进行信息交换。

所述控制装置1包括中央处理机11、身份验证设备12以及人机交互设备13，所述身份验证设备12以及人机交互设备13均与所述中央处理机11连接，在连接时可以采用有线或者无线连接。所述中央处理机11为单片机、车载计算机、平板电脑或者手机，该中央处理机11用于根据获取的各类信息对学员的驾驶行为进行分析、预测和判断，并给出相应的操作指导；所述身份验证设备12可以是指纹验证设备、二代身份证验证设备、IC卡识别设备、人脸识别设备等，用于对学员的身份进行认证；所述人机交互设备13可以是键盘、鼠标、麦克风、触摸屏等，用于信息的输入和反馈信息的处理。

所述执行装置2包括显示设备21、语音播放设备22、声光报警设备23、自动刹车机构24以及第一数据总线2a，且所述显示设备21、语音播放设备22、声光报警设备23以及自动刹车机构24通过所述第一数据总线2a相连，并均与所述中央处理机11连接，在实施时，可以采用有线或无线与所述中央处理机11连接。其中，所述显示设备21用于提供图形、文字等形式的操作指示；所述语音播放设备22以语音形式提供操作指示；所述声光报警设备23用于在异常情况下提供报警指示，例如当车辆距离障碍物很近时，就进行报警提示；所述自动刹车机构24用于危险情况下进行刹车。

所述传感装置3包括用于实时获取车辆位置的车辆位置传感器组31，以及用于实时获取车辆各项运行参数的车辆状态传感器组32；所述车辆位置传感器组31和车辆状态传感器组32均与所述中央处理机11连接。请重点参照图2所示，所述车辆位置传感器组31包括坐标位置传感器311、相对位置传感器312以及第二数据总线31a，所述坐标位置传感器311和相对位置传感器312通过所述第二数据总线31a相连；其中，所述坐标位置传感器311用于给出车辆的当前位置，包括车辆坐标、高度、方位角等，在实施时，根据不同精度的要求，所述坐标位置传感器311可以采用GPS卫星定位、北斗卫星定位、Glonass卫星定位、实时动态差分卫星定位、惯性导航、无线定位、手机基站定位等；所述相对位置传感器312用于探测车辆与周围障碍物的距离，距离探测方式可以是无线测距、超声测距、激光测距、雷达测距等。请重点参照图3所示，所述车辆状态传感器组32包括第三数据总线32a、车轮角度传感器320、发动机传感器321、里程传感器322、电门传感器323、车载诊断系统(OBD)接口传感器324、档位传感器325、车门传感器326、安全带传感器327、灯光传感器328以及雨刷传感器329，且所述车轮角度传感器320、发动机传感器321、里程传感器322、电门传感器323、车载诊断系统(OBD)接口传感器324、档位传感器325、车门传感器326、安全带传感器327、灯光传感器328以及雨刷传感器329通过所述第三数据总线32a相连，用于实时获取车辆的状态参数；当然，具体实施时还可以根据需求加入其它车辆状态的传感器。

所述通讯装置4为有线网口、2G/3G/4G终端、串口或者无线局域网终端，该通讯装置通4过有线或无线方式与外部设备(如中央控制室内的服务器)进行信息交换。

所述数据存储模块5包括第四数据总线5a、电子地图存储单元51、语音信息存储单元52、评判标准存储单元53、学员记录存储单元54、驾驶行为存储单元55以及参数存储单元56，且所述电子地图存储单元51、语音信息存储单元52、评判标准存储单元53、学员记录存储单元54、驾驶行为存储单元55以及参数存储单元56通过所述第四数据总线5a相连。其中，所述电子地图存储单元51用于存储各个培训场地的电子地图；所述语音信息存储单元52用于存储各种语音提示信息；所述评判标准存储单元53用于存储对学员进行评判的各类标准；所述学员记录存储单元54用于存储各个学员的训练记录；所述驾驶行为存储单元55用于存储学员的驾驶行为信息(例如驾驶习惯、易犯的错误等)；所述参数存储单元56用于存储车辆和场地的参数信息。

本实用新型的具体培训过程包括：

(1)车辆的自检：系统开启后，中央处理机就对系统的各个部分进行自检，若发现有异常情况时，就给出具体提示，例如发现电源电压过低、某个传感器失效等，就给出相应的提示。

(2)车辆定位：通过车辆位置传感器组获取车辆的当前位置，并从数据存储模块中调取车辆所处的培训场地的电子地图。

(3)学员身份验证：学员通过指纹、二代身份证、人脸识别等方式对身份进行验证，并从数据存储模块的学员记录存储单元中调取学员以往的训练记录，如果是首次训练，则在学员记录存储单元中建立新的学员训练档案。

(4)训练过程：包括基础培训和项目培训两个部分。

A、基础培训是指未参与具体科目的训练，只是进行基本的驾驶动作练习，如启停、加速、直线行驶、换档、减速、停车等，该基础训练过程与具体科目无关，可以不依赖车辆位置及场地的电子地图。该基础培训的主要目的在于培养学员良好的驾驶习惯。在该基础培训过程中，中央处理机将控制语音播放设备对学员进行语音提示，如提示学员适时换档、停车后拉紧手制动、油门大小等。

B、项目培训是指进行具体科目的训练，如场地驾驶技能(科目二)的侧方停车、曲线行驶和倒车入库；道路驾驶技能(科目三)的靠边停车、变更车道等。该类训练是机动车驾驶技能培训的重点，也是教练工作的重心，下面以科目二的侧方停车为例做进一步的描述；

先从数据存储模块中调取车辆所处的培训场地的电子地图，学员根据获取的电子地图驾驶车辆接近侧方停车训练项目的位置，语音播放设备语音播报通知学员前方是侧方停车项目，同时播报操作要点，提示学员进行减速、打转向灯等操作。

当车辆到达项目开始位置时，语音播放设备提示学员停车、挂倒档开始该项目的训练。在学员行驶过程中，中央处理机根据车辆当前位置以及车辆的运行状态(通过传感装置获知)，实时预测车辆的行驶轨迹和未来位置，并与电子地图进行比较，以提前给出操作指导；例如发现学员偏航，即按当前速度与方向行驶，将不能倒入车库或者将碾压车道线，则提前向学员发出动作修正建议(如方向盘向左转动半圈等)；又如发现学员误差过大，即使通过修正也不能顺利完成本项目训练或者继续后倒将会有危险时，就提前通知学员重新开到项目起点，以再次进行本项目的训练。

(5)自动刹车：学员在训练过程如果出现危险前兆，中央处理机就会控制自动刹车机构对车辆进行制动。例如出现将油门误当刹车踩、挂错档、超越训练场电子围栏等，自动刹车机构都会自动刹车，以确保学员人身安全。

(6)安全预警：当所述相对位置传感器探测到本车辆与其它车辆或栏杆等的距离小于某一设定值时，就触发声光报警设备进行报警，以提醒学员及时采取措施，防止发生碰撞事故；如果学员未采取相应措施，中央处理机就控制自动刹车机构自动刹车，以确保学员人身安全。

(7)数据收集存储：在学员进行培训的过程中，中央处理机会实时收集学员的训练记录，并将训练记录存储到学员记录存储单元中；同时中央处理机还会对收集的训练记录进行驾驶行为判断和分析，得出每个学员的驾驶习惯、易犯的错误等，并将这些数据存储到驾驶行为存储单元中，以便在后续的训练中能够进行有针对性的指导。例如某学员在起步时易犯发动机转速过高的错误，则在该学员进行训练时，中央处理机就控制语音播放设备语音提示学员轻踩油门。

(8)与外部通讯：所述通讯装置通过有线或无线方式与外部设备(如中央控制室内的服务器)进行通讯，可以实现数据共享、程序更新、多车辆集中监控、远程教学等信息交互。

综上所述，本实用新型采用无线精确定位等先进的电子技术，通过在获取车辆位置以及各部件工作状态的基础上结合数据存储模块存储的数据分析学员驾驶行为和预测车辆轨迹，并通过图像或语音提示等对学员的驾驶行为进行指导，出现危险时则自动刹车。因此本实用新型具有可以减少教练重复性指导，替代教练部份教学工作，这不仅降低了教练的工作强度，节省了驾校的人工成本，而且可以规范学员的动作，提高培训效率、培训质量和培训的安全性，有着良好的社会与经济效益。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本实用新型的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本实用新型的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本实用新型的权利要求所保护的范围内。

Claims (8)

1.一种机动车驾驶人技能培训电子教练系统，其特征在于：包括一控制装置、一执行装置、一传感装置、一通讯装置以及一数据存储模块；所述传感装置与所述控制装置连接，且通过该传感装置向所述控制装置提供车辆位置信息和状态信息；所述数据存储模块与所述控制装置连接，且所述控制装置通过结合所述数据存储模块提供的数据给出操作指导；所述执行装置与所述控制装置连接，且通过该执行装置执行所述控制装置给出的操作；所述通讯装置与所述控制装置连接，并通过该通讯装置与外部进行信息交换。

2.如权利要求1所述的一种机动车驾驶人技能培训电子教练系统，其特征在于：所述控制装置包括中央处理机、身份验证设备以及人机交互设备，所述身份验证设备以及人机交互设备均与所述中央处理机连接。

3.如权利要求2所述的一种机动车驾驶人技能培训电子教练系统，其特征在于：所述中央处理机为单片机、车载计算机、平板电脑或者手机。

4.如权利要求3所述的一种机动车驾驶人技能培训电子教练系统，其特征在于：所述执行装置包括显示设备、语音播放设备、声光报警设备、自动刹车机构以及第一数据总线，且所述显示设备、语音播放设备、声光报警设备以及自动刹车机构通过所述第一数据总线相连，并均与所述中央处理机连接。

5.如权利要求3所述的一种机动车驾驶人技能培训电子教练系统，其特征在于：所述传感装置包括用于实时获取车辆位置的车辆位置传感器组，以及用于实时获取车辆各项运行参数的车辆状态传感器组；所述车辆位置传感器组和车辆状态传感器组均与所述中央处理机连接。

6.如权利要求5所述的一种机动车驾驶人技能培训电子教练系统，其特征在于：所述车辆位置传感器组包括坐标位置传感器、相对位置传感器以及第二数据总线，所述坐标位置传感器和相对位置传感器通过所述第二数据总线相连；所述车辆状态传感器组包括第三数据总线、车载诊断系统接口传感器、车轮角度传感器、发动机传感器、里程传感器、档位传感器、车门传感器、安全带传感器、灯光传感器、电门传感器以及雨刷传感器，且所述车载诊断系统接口传感器、车轮角度传感器、发动机传感器、里程传感器、档位传感器、车门传感器、安全带传感器、灯光传感器、电门传感器以及雨刷传感器通过所述第三数据总线相连。

7.如权利要求1所述的一种机动车驾驶人技能培训电子教练系统，其特征在于：所述通讯装置为有线网口、2G/3G/4G终端、串口或者无线局域网终端。

8.如权利要求1所述的一种机动车驾驶人技能培训电子教练系统，其特征在于：所述数据存储模块包括第四数据总线、电子地图存储单元、语音信息存储单元、评判标准存储单元、学员记录存储单元、驾驶行为存储单元以及参数存储单元，且所述电子地图存储单元、语音信息存储单元、评判标准存储单元、学员记录存储单元、驾驶行为存储单元以及参数存储单元通过所述第四数据总线相连。