一种基于实际机动车的机动车驾驶人智能化训练系统
专利汇可以提供一种基于实际机动车的机动车驾驶人智能化训练系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种基于实际机动车的机动车驾驶员智能化训练系统，其包括车载智能训练子系统、 数据处理 子系统、运行管控子系统以及系统级数据通信子系统；所述车载智能训练子系统安装于实际机动车上，用于对驾驶人进行交互式驾驶训练以及采集上报驾驶人训练过程数据；所述数据处理子系统对 基础 信息进行管理，用于接收、存储与处理所述车载智能训练子系统采集上报的训练过程数据；所述运行管控子系统对车辆被操作和运行状态进行实时监控，并根据实际情况对被监控车辆进行远程操控；所述车载智能训练子系统通过系统级数据通信子系统与数据处理子系统以及运行管控子系统连接并实现双向信息互通。，下面是一种基于实际机动车的机动车驾驶人智能化训练系统专利的具体信息内容。
1.一种基于实际机动车的机动车驾驶人智能化训练系统，其特征在于：
所述机动车驾驶人智能化训练系统包括车载智能训练子系统、数据处理子系统、运行管控子系统以及系统级数据通信子系统；
所述车载智能训练子系统安装于实际机动车之上，用于对驾驶人进行交互式驾驶训练以及采集上报驾驶人训练过程数据；
所述数据处理子系统对基础信息进行管理，用于接收、存储与处理所述车载智能训练子系统采集上报的训练过程数据；
所述运行管控子系统对车辆被操作和运行状态进行实时监控，并根据实际情况对被监控车辆进行系统自动操控或人工远程操控；
所述车载智能训练子系统通过系统级数据通信子系统与数据处理子系统以及运行管控子系统连接并实现双向信息互通。
2.根据权利要求1所述的基于实际机动车的机动车驾驶人智能化训练系统，其特征在于：所述车载智能训练子系统包括车载控制计算机、驾驶人操作行为与车辆状态感知模块、车辆位姿与轨迹感知模块、驾驶人头部位姿感知模块、智能化驾驶训练教学执行与决策评价模块、多媒体3D虚拟现实人机交互模块、数字化智能场地地图模块、驾驶训练数据采集上报模块、车辆安全控制模块以及车载智能训练子系统级通信模块；所述驾驶人头部位姿感知模块包含视频采集器和软件部分，所述多媒体3D虚拟现实人机交互模块包括触摸显示屏和软件部分。
3.根据权利要求2所述的基于实际机动车的机动车驾驶人智能化训练系统，其特征在于：所述驾驶人操作行为与车辆状态感知模块、车辆位姿与轨迹感知模块、车辆安全控制模块、视频采集器以及触摸显示屏通过有线或无线方式与车载控制计算机连接并实现双向信息交互；所述头部位姿感知模块软件部分、多媒体3D虚拟现实人机交互模块软件部分以及智能化驾驶训练教学执行与决策评价模块、数字化智能场地地图模块、驾驶训练数据采集上报模块运行在车载控制计算机上。
4.根据权利要求3所述的基于实际机动车的机动车驾驶人智能化训练系统，其特征在于：所述驾驶人操作行为与车辆状态感知模块通过部署在车辆不同部位的传感器以及数据采集器采集能够实时反映驾驶人操作车辆的行为、车辆被操控机件所处状态以及车辆运行参数的信息，并将采集到的信息传送至车载控制计算机。
5.根据权利要求4所述的基于实车的机动车驾驶人智能化训练系统，其特征在于：所述能够实时反映驾驶人操作车辆的行为、车辆被操控机件所处状态以及车辆运行参数的信息包括以下信息中的至少一项：左右转向灯开关状态信息、方向盘角度信息、车速、车辆加速度、发动机转速、驻车制动器开关状态、档位状态、汽车喇叭鸣放状态与鸣放持续时间。
6.根据权利要求3所述的基于实际机动车的机动车驾驶人智能化训练系统，其特征在于：所述车辆位姿与轨迹感知模块通过定位系统获取车辆基准点和基准轴在场地、道路中的位置及姿态信息，进而计算出车辆轮廓边界在场地、道路中的实际位置以及车辆前进方向的方向角。
7.根据权利要求3所述的基于实际机动车的机动车驾驶人智能化训练系统，其特征在于：所述驾驶人头部位姿感知模块通过摄像头获取驾驶人头部图像，通过对驾驶人头部特定标识的图像处理解算出驾驶人的头部位姿，进而识别出目视前方、左侧头观察后视镜、右侧头观察后视镜、回头观察车辆后方、低头看档位、仰头、将头伸出车窗外等动作位姿，并将识别结果实时报送至智能化驾驶训练教学执行与决策评价模块。
8.根据权利要求3所述的基于实际机动车的机动车驾驶人智能化训练系统，其特征在于：
1)所述智能化驾驶训练教学执行与决策评价模块安装于车载控制计算机内，以多媒体视频、语音和三维交互图形界面方式为驾驶人提供机动车驾驶培训课程，指导驾驶人进行训练操作，并根据驾驶人操作行为与车辆状态感知模块、车辆位姿与轨迹感知模块、驾驶人头部位姿感知模块的反馈信号，基于知识库识别驾驶人的驾驶行为，实现自主响应，指导驾驶人进行后续操作或调整，实现互动式智能教学；
2)所述智能化驾驶训练教学执行与决策评价模块提供了驾驶人驾驶机动车辆并通过各级驾驶执照考试所需知识与技能的训练课程；
3)所述智能化驾驶训练教学执行与决策评价模块分阶段提供进阶式训练，帮助驾驶人渐进掌握驾驶知识和技能；其中：首先，以多媒体教学视频方式进行操作项目的初步讲解，并基于三维数字化虚拟现实场景，对操作要领进行详细讲解；随后，按步骤详细指导驾驶人进行操作，并根据获取的驾驶人操作情况做出智能化互动与反馈，纠正驾驶人错误操作，分析驾驶人错误原因，提醒驾驶人进行下一步操作；之后，由驾驶人自主进行操作，系统对操作过程进行监控，当发现操作错误时，及时提醒驾驶人所犯错误以及纠正措施；最后，进入模拟考试阶段，驾驶人完全自主进行驾驶操作，系统在操作过程中不给出任何提示性信息，在操作完成后按照标准考试准则给出量化评分，判断驾驶人是否已熟练掌握机动车驾驶技能，并给出模拟考试是否通过的结论；
4)所述智能化驾驶训练教学执行与决策评价模块可在驾驶人操作过程中，实时采集车辆轨迹信息并存储到数据处理子系统中，待驾驶人完成驾驶操作后，对驾驶人操作轨迹进行回放，辅助驾驶人回顾驾驶过程，查找操作中存在的问题；
5)所述智能化驾驶训练教学执行与决策评价模块可根据驾驶人操作行为与车辆状态感知模块、车辆位姿与轨迹感知模块、驾驶人头部位姿感知模块等传来的参数，结合场地或道路电子地图，判断驾驶人驾驶行为的合理性、合规性。并且，基于知识库，识别驾驶过程中的问题及原因，给出智能化反馈意见和分析报告。
9.根据权利要求3所述的基于实际机动车的机动车驾驶人智能化训练系统，其特征在于：
1)所述多媒体3D虚拟现实人机交互模块建立机动车的三维全息数字仿真模型，所述数字仿真模型在外形尺寸、轮廓、材质、颜色、内部空间与零部件等细节方面与真实际机动车辆完全保持一致，其中零部件包括方向盘、仪表板、座椅、前后风挡玻璃、车窗玻璃、前后雨刮器、左后视镜、中后视镜、右后视镜、档位、油门踏板、离合器踏板、制动踏板、驻车制动器、车轮等；
2)所述多媒体3D虚拟现实人机交互模块基于多窗口的虚拟现实交互场景，分别提供了外部正上方俯视、外部后上方俯视、内部驾驶人眼睛视角等多种视角场景，并与驾驶人及车辆所处的真实场景保持实时、完全、同步仿真显示；
3)所述多媒体3D虚拟现实人机交互模块可基于多窗口的虚拟现实交互场景实现讲解同步指引，在智能化驾驶训练教学执行与决策评价模块进行操作讲解的过程中，同步播放基于多窗口虚拟现实交互场景的标准操作过程，同时，对讲解中所提及的相关要素进行同步加亮显示并闪烁，帮助受训驾驶人准确理解操作要领。
10.根据权利要求3所述的基于实际机动车的机动车驾驶人智能化训练系统，其特征在于：
1)所述数字化智能场地地图模块可对机动车驾驶场地、道路等进行地图测绘和管理，通过对场地、道路中的各项设施、科目及相关要素的空间坐标的采集、存储与处理，实现对机动车驾驶场地、道路等的数字化描述；
2)所述数字化智能场地地图模块可对各类机动车在科目、场地与道路上的标准行驶轨迹进行采集与记录；
3)所述数字化智能场地地图模块可对机动车轮廓边界进行测绘，绘制车身轮廓电子地图。
11.根据权利要求3所述的基于实际机动车的机动车驾驶人智能化训练系统，其特征在于：
1)所述驾驶训练数据采集上报模块采集机动车驾驶人在训练期间的过程数据，包括以下信息中的至少一项：受训人、训练任务、开始时间、结束时间、车辆实际轨迹、训练结果；
2)所述驾驶训练数据采集上报模块将采集到的机动车驾驶人训练过程数据上传到数据处理子系统进行统一存储与管理。
12.根据权利要求3所述的基于实际机动车的机动车驾驶人智能化训练系统，其特征在于：
1)所述车辆安全控制模块基于驾驶人操作行为与车辆状态感知模块、车辆位姿与轨迹感知模块传来的车辆操控状态信息，进行主动的智能安全控制，当车辆操控状态达到规定的危险状态时，根据危险程度，自动做出适当的安全响应和控制措施；
2)所述车辆操控状态达到规定的危险状态的情况，包含以下状态中的至少一项：车辆驶出规定的行驶区域时；速度或加速度超出安全阈值时；距行人或其他障碍物的距离达到危险级别时；
3)所述车辆安全控制模块自动做出的安全响应和控制措施，包含以下措施中的至少一项：降低车辆速度、切断油路、制动车辆、停止车辆运行；
4)所述车辆安全控制模块可接收来自运行管控子系统传来的指令，做出相应的安全响应和控制措施，包含以下措施中的至少一项：降低车辆速度、切断油路、制动车辆、停止车辆运行或重新启动车辆运行。
13.根据权利要求1所述的基于实际机动车的机动车驾驶人智能化训练系统，其特征在于：所述数据处理子系统对多媒体教学课件资源、场地电子地图、驾驶人信息、教练车信息、驾培机构等信息进行管理，同时对车载智能训练子系统采集上报的训练过程数据进行接收、存储与管理。
14.根据权利要求1所述的基于实际机动车的机动车驾驶人智能化训练系统，其特征在于：所述运行管控子系统对车辆被操作和运行状态进行实时监控，可通过接收车载智能训练子系统传来的车辆训练和操控数据，在屏幕上动态显示车辆在训练场地和道路上的位置和运动信息，以及车辆运行参数；系统可按照设定的规则在必要时自动做出相应的远程控制措施，亦支持监控人员在必要时人工执行相应的远程控制措施；远程控制措施包含以下措施中的至少一项：降低车辆速度、切断油路、制动车辆、停止车辆运行或重新启动车辆运行。
15.根据权利要求1-14任一项所述的基于实际机动车的机动车驾驶人智能化训练系统，其特征在于：所述机动车驾驶人智能化训练系统采用网络版部署发行模式，在该模式下，所述车载智能训练子系统同时部署在多台教练车上，所述数据处理子系统和所述运行管控子系统分别部署在不同的中央服务器或共同部署在一台中央服务器上；所述数据处理子系统同时面向多个车载智能训练子系统提供数据接收、数据存储、数据查询、数据分析和数据传送服务；所述运行管控子系统能够同时对多台教练车进行管控。
16.根据权利要求1-14任一项所述的基于实际机动车的机动车驾驶人智能化训练系统，其特征在于：所述机动车驾驶人智能化训练系统采用单车版部署发行模式，在该模式下，所述车载智能训练子系统、所述数据处理子系统、所述运行管控子系统集中部署在同一台教练车上的一台或多台车载计算机上，通过有线、无线或内部程序调用的方式建立双向数据通信连接，该模式下以上三个子系统仅面向单台教练车提供全部功能服务。
一种基于实际机动车的机动车驾驶人智能化训练系统
一、技术领域
图2是本发明所述机动车驾驶人智能化训练系统的安装部署结构框图。其中，图2a为网络版部署发行模式，图2b为单车版部署发行模式。
图3是本发明所述机动车驾驶人智能化训练系统的“车载智能训练子系统”部署图。
五、具体实施方式
(2)教学模式：模块105在教学模式上，采用带有闭环反馈的智能化、多通道交互式教学模式。在教学训练交互通道设计上，采用多媒体视频、语音和三维交互图形界面构建智能化、互动式教学环境；在教学逻辑控制上，模块105的教学引导系统首先按照课程教学控制逻辑指导驾驶人进行训练操作，同时，根据驾驶人操作行为与车辆状态感知模块102、车辆位姿与轨迹感知模块103、驾驶人头部位姿感知模块104反馈的信号，再按照知识库中设计的智能逻辑，对驾驶人的驾驶行为进行识别，并进一步做出反馈响应，智能化指导驾驶人进行后续操作或调整，从而实现互动式智能教学。
(3)课程内容设计：模块105在训练课程内容设计上，覆盖了学员熟练、安全驾驶机动车辆并通过各类驾驶执照考试所需知识与技能的训练课程。
(4)教学技法设计：模块105在教学技法的设计上，采用了渐进式方案，帮助学员由易到难、由简单到复杂地渐进掌握驾驶知识和技能：首先，以多媒体教学视频方式进行操作项目的初步讲解，并基于三维数字化虚拟现实场景，对操作要领进行详细讲解；随后，按步骤详细指导驾驶人进行操作，并根据获取的驾驶人操作情况做出智能化互动与反馈，纠正驾驶人错误操作，分析驾驶人错误原因，提醒驾驶人进行下一步操作；之后，由驾驶人自主进行操作，系统对操作过程进行监控，当发现操作错误时，及时提醒驾驶人所犯错误以及纠正措施；最后，进入模拟考试阶段，驾驶人完全自主进行驾驶操作，系统在操作过程中不给出任何提示性信息，在操作完成后按照标准考试准则给出量化评分，判断驾驶人是否已熟练掌握机动车驾驶技能，并给出模拟考试是否通过的结论。
(5)可视化反馈功能设计：在学员训练过程中，对学员操作车辆的轨迹信息进行采集与存储，在学员完成驾驶操作后，将轨迹数据传送至多媒体3D虚拟现实人机交互模块106进行可视化轨迹回放，以帮助学员分析操作中存在的问题。
(6)智能化分析评价功能设计：模块105还设计了对驾驶人操作车辆轨迹的评价与分析的功能。可根据驾驶人操作行为与车辆状态感知模块102、车辆位姿与轨迹感知模块103、驾驶人头部位姿感知模块104等传来的参数，结合场地或道路电子地图，判断驾驶人驾驶行为的合理性、合规性。并且，基于知识库，识别驾驶过程中的问题及原因，给出智能化反馈意见和分析报告。
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