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单边桥驾驶技能训练与考试评分装置及评分方法

阅读:23发布:2023-02-21

专利汇可以提供单边桥驾驶技能训练与考试评分装置及评分方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种单边桥驾驶技能训练与考试评分装置,包括卫星 定位 与 导航系统 终端接收机核心模 块 A、B,嵌入式多媒体数字 信号 处理器核心模块, 数据采集 与设备驱动 接口 底板 四大部份;所述核心模块A、B均采用北斗二代+GPS双星四频GNSS核心模块,核心模块A与天线T1连接,用于测定天线T2所在 位置 到天线T1所在位置的连线的朝向;核心模块B与天线T2连接,用于测定天线T2所在位置的坐标值;嵌入式多媒体 数字信号 处理器核心模块负责音频和视频等媒体信号数据的处理工作;数据采集与设备驱动接口底板上设置有多个接口,用于与外接设备连接;该装置是一种适用于无固定场地设施的“通过单边桥”项目的训练与考试过程驾驶技能评判的仪器设备。,下面是单边桥驾驶技能训练与考试评分装置及评分方法专利的具体信息内容。

1.一种单边桥驾驶技能训练与考试评分装置,其特征在于:该装置包括卫星定位导航系统终端接收机核心模A(Ⅰ)、卫星定位与导航系统终端接收机核心模块B(Ⅱ),嵌入式多媒体数字信号处理器核心模块(Ⅲ),数据采集与设备驱动接口底板(Ⅳ)四大部份;
所述的卫星定位与导航系统终端接收机核心模块A(Ⅰ)采用北斗二代+GPS双星四频GNSS核心模块,与天线T1连接,用于测定天线T2所在位置到天线T1所在位置的连线的朝向;
所述的卫星定位与导航系统终端接收机核心模块B(Ⅱ)也是采用北斗二代+GPS双星四频GNSS核心模块,与天线T2连接,用于测定天线T2所在位置的坐标值;
所述的嵌入式多媒体数字信号处理器核心模块(Ⅲ)是其内带有嵌入式微控制器MCU的多媒体DSP,兼顾负责音频和视频等媒体信号数据的处理工作;
所述数据采集与设备驱动接口底板(Ⅳ)上设置的接口包括:一路复合视频输出接口(601),2~4路复合视频输入接口(602),供监听驾驶室内环境声音用的拾音器接口和向驾驶人提供语音提示信息的音频输出接口(603),车辆操作状态传感器驱动及其信号采集接口(604),CAN、RS485、RS232以及以太网通讯联网接口(605),键盘与显示器以及人机界面接口(606),开关量输出接口(607),适应DC12V或DC24V电源系统的训练和考试车辆的DC
9—36V宽电压输入的DC-DC电源变换器接口(608);
卫星定位与导航系统终端接收机核心模块A(Ⅰ)、卫星定位与导航系统终端接收机核心模块B(Ⅱ)和嵌入式多媒体数字信号处理器核心模块(Ⅲ)与数据采集与设备驱动接口底板(Ⅳ)之间或是通过各核心模块相应的可插拔式接口连接器接插件(5Ⅰ1、5Ⅱ1、5Ⅲ1)与设备驱动接口底板(Ⅳ)上的接口连接器接插件(6Ⅰ1、6Ⅱ1、6Ⅲ1)装配在一起,或是不使用这些接口连接器接插件而直接地镶嵌到数据采集与设备驱动接口底板(Ⅳ)对应的PCB板上。
2.根据权利要求1所述的单边桥驾驶技能训练与考试评分装置,其特征在于:该装置的外接设备包括:可接受复合视频信号的视频监视器(701),可以监视车内驾驶人和车外场景的2~4台视频摄像设备(702),监听驾驶室内声音用的拾音器和向驾驶人提供语音提示信息的扩音设备(703),采集车辆被操作时产生的状态信号的传感器或其信号(704),能够利用CAN、RS-485、RS-232、无线数传模块、WIFI或以太网之中一种或几种方式进行互联通讯的设备(705),键盘与图文显示器等人机界面设备(706),需要用开关信号控制的设备和状态信号指示灯(707),单边桥训考仪所需电源的电源变换器(708);
单边桥驾驶技能训练与考试评分装置利用视频监视器设备(701),有选择性地直接观察到通过2~4路复合视频输入接口(602)获取的来自视频输入设备(702)中的某个视频输入设备的输出信号或单边桥驾驶技能训练与考试评分装置通过一路复合视频输出接口(601)接口输出的视频图文信息;
单边桥驾驶技能训练与考试评分装置利用视频输入设备(702),通过2~4路复合视频输入接口(602),一方面获取坐在正驾驶员位置上的驾驶人及其操作过程的视频图像,并为后面进行身份鉴别图像识别过程提供原始的视频图像数据;另一方面还可获取车辆外前方的视频图像;这些内外的视频图像还可提供给远程监控记录设备进行实时监控录像;
单边桥驾驶技能训练与考试评分装置通过安装在驾驶室内的拾音器(703)可以监听到车内驾驶室里的声音,在考试时监管通过话语声音进行作弊的现象;利用安装在车上且连接到驾驶室内的扬声器的扩音系统、设备,在必要时可以及时地向驾驶人进行语音提示,同时,通过这些语音输入输出设备,随时地与远程联网的PC机进行语音对话;
单边桥驾驶技能训练与考试评分装置通过联接到车辆操作状态传感器驱动及其信号采集接口(604)的车辆操作状态信号采集传感器(704)采集车辆被操作时产生的状态信号,包括灯光状态、是否熄火、安全带是否系好、刹车、离合、状态信号;
所述能够利用CAN、RS-485、RS-232、无线数传模块、WIFI或以太网之中一种或几种方式进行互联通讯的设备(705)是指能通过CAN、RS485、RS232或以太网通讯联网接口(605)接口利用CAN、RS-485、RS-232、无线数传模块、WIFI或以太网之中的某一种方式与单边桥驾驶技能训练与考试评分装置互联通讯的设备,包括挂到CAN或RS485总线上的设备、以太网交换机或路由器以及监控中心电脑或其它上位机电脑;
所述键盘与图文显示器等人机界面设备(706)是用于当维护和应用在教练车上时,通过键盘输入设备,在维护或训练时可以根据需要进行必要的操作,通过图文显示器设备,可以看到操作结果或驾驶人在练习过程中的某些进程或必须的图文提示信息;
所述需要用开关信号控制的设备和状态信号指示灯(707)是在利用语音进行训考过程状态提示的同时,在现场又提供保留了一份可以通过光信号进行相应提示的途径;对驾驶人来说,具有声光互为备份的作用。
3.根据权利要求1所述的单边桥驾驶技能训练与考试评分装置,其特征在于:该装置利用适应考试车辆电源电压变化大的DC9—36V宽电压输入的DC-DC电源变换器(708),在考试车辆启动后可以用汽车电机的电来向“单边桥驾驶技能训练与考试评分装置”提供连续不断的工作电源。
4.根据权利要求1所述的单边桥驾驶技能训练与考试评分装置,其特征在于:所述的嵌入式多媒体数字信号处理器核心模块(Ⅲ)采用美国德州仪器TI公司的C6000系列多媒体芯片或是其它品牌的多媒体DSP,嵌入式微控制器MCU是ARM系列的ARM9或ARM11或其它可以运行嵌入式Linux或嵌入式Windows CE的微控制器。
5.根据权利要求1所述的单边桥驾驶技能训练与考试评分装置,其特征在于:该装置与上位机的连接或是通过北斗系统的短报文信道;或是利用GPRS移动通讯网、CAN总线或RS485总线;或是利用具有UART接口的无线数据传输设备;或是WIFI或以太网这几种链路中的一种或多种来实现。
6.根据权利要求1所述的单边桥驾驶技能训练与考试评分装置,其特征在于:该装置的硬件系统,既可以支持Linux2.3或其更高版本的操作系统,包括android,又可以支持windows CE 5.0或其更高版本的操作系统。
7.一种单边桥驾驶技能训练与考试评分方法,其特征在于:它是利用权利要求1所述的单边桥驾驶技能训练与考试评分装置,即:利用北斗二代+GPS双星四频GNSS应用模块与嵌入式DSP多媒体数字信号处理器应用模块为核心模块实现的“通过单边桥”训练指导与考试评判装置,利用我国北斗定位与导航卫星信号,结合RTK相位差分技术,对车辆的行驶姿态进行综合分析,最终评判车辆在“通过单边桥”项目的训练或考试过程中是否达到相应标准的要求;
上桥和掉桥是依据车辆行驶姿态中的横滚β和俯仰角δ的实时值进行判定的,在训考车辆对应的电子数据库中预先保存了前、后、左、右轮分别在左桥和右桥上、下时各种可能状态所对应的一组横滚角β和俯仰角δ的具体数值,在考试监控过程中不断地实时监测车辆的这些行驶姿态数据,再参考训考车C在行进途中的实际坐标和朝向以及预先存储在数据库中的允许经过的行驶轨迹数据,进而分析评判训考车C在“通过单边桥”项目考评过程中的实际成绩;
所述横滚角β是车身平面与线段D的夹角;
所述俯仰角δ是车身平面与线段E的夹角;
所述车身平面是指与车辆底盘平行的平面;
所述线段D是与平面平行且垂直于训考车C后天线T2指向前天线T1的方向向量X的线段;
所述线段E是垂直于线段D且平行于水平面的线段。
8.根据权利要求7所述的单边桥驾驶技能训练与考试评分方法,其特征在于:该方法采用嵌入式Linux或windows CE或实时操作系统平台(808)及与之相应的应用软件相结合的架构;所述应用软件包括的主要模块有:与上位机联网并负责通讯收发任务的数据传输通讯器(801),采集物理开关量状态的开关量采集器(802),通过联网通讯接口获取联机目标对象信息的数字量采集器(803),对车辆被操作时的状态信号进行分析和评判驾驶技能成绩的状态分析与成绩评判器(804),负责把字符提示转换成语音提示并把通过驾驶室内的拾音器采集到的音频信号和通过驾驶室内外的摄像机采集到的视频信号进行压缩编码和把需要对已压缩编码的音视频数据进行解压缩解编码的字符语音转换及音视频编解码器(805),负责处理键盘输入和形成声光提示信号的操作员人机界面(806),负责处理与多种设备进行联接通讯而对需要传输的数据进行打包和解包处理的通讯协议处理器(807);
上述软件的综合作用是:
①初始化软件运行环境,采集车辆被操作时的状态信号并进行分析和评判,最终给出驾驶技能成绩;
②根据需要来对某些音视频信号进行编解码,完成提示信息从字符到语音的转换工作,产生符合要求的声光提示信号;
③通过人机界面,建立友好的对话环境,方便现场及维护人员对某些关心的数据进行察看或调整;
④处理多种通讯协议,并负责与它们建立连接,完成相应的通讯任务。
9. 根据权利要求7所述的单边桥驾驶技能训练与考试评分方法,其特征在于:该方法
具体步骤的主流程是:
s1:“上电初始化”,对软硬件进行检查,并给某些变量赋予初值和建立缓冲区,连接必须的数据库等文件,完成后进入s2;
s2:询问“准备考试了吗”,若是,进入s3,否则进入s6;
s3:检查“是到单边桥考试项目吗”?若是,进入s4;否则进入s5;
s4:进入“单边桥考试过程监控”,对整个“通过单边桥”考试项目进行全程监控与评判,只有当考试车辆驶出本考试项目所在场地或终止考试之后,才退出本监控过程,同时进入到s5;
s5:判断本项目“考试结束了吗”?若结束,进入s6;否则返回s3等待再一次训考过程监控;
s6:询问“有人工操作要求吗”?若有,进入s7;否则进入s8;
s7:“处理人工操作需求”,此时可以进行一些日常维护工作,检测或调校某些测控参数,完成后进入s8;
s8:准备关机吗?若是,进入s9,否则返回s2;
S9:等待关机?处理关机过程并最后完成关机要求。
10.根据权利要求9所述的单边桥驾驶技能训练与考试评分方法,其特征在于:上述步骤S4“单边桥考试过程监控”的具体处理流程是:
S400:“初始化监控参数”:对“通过单边桥”考试项目的评判与监控过程所需要使用到的常数、变量等参数进行必要的赋值或定义,打开所用的检测和通讯端口以及数据库等文件,完成后转入S401;
S401:“检测训考车前轮位置”:实时检查并测量和分析训考车C的位置,获取一组准确的坐标值后转入S402;
根据训考车C在本项目考场上的当前位置坐标值并结合考场电子地图和训考车C的电子模型数据,分析训考车C的前轮是否到了该上桥的位置了,若是,则标记上“前轮到桥了”;
S402:“前轮到桥了吗”:根据S401给出的训考车C当前位置坐标值并结合考场电子地图和训考车C的电子模型数据,分析训考车C的前轮是否到了该上桥的位置了,若是则转入S403,否则返回S401;
S403:“前轮上桥了吗”:根据实时检测到的训考车C当前位置坐标值并结合考场电子地图和训考车C的电子模型数据,分析训考车C的前轮是否到了该在桥上的位置了,若是,则再结合横滚角β和俯仰角δ来确认前轮是否在桥上,若确实在桥上则转入S404,否则转入到S434;
S404:“标记前轮已上哪边桥”:根据实时检测到的训考车C当前位置坐标值并结合考场电子地图和训考车C的电子模型数据,再结合横滚角β和俯仰角δ来确认前轮是上左边桥还是上右边桥,并作出标记;然后转入S405;
S434:“标记前轮未上桥”:标记前轮未上桥,完成后转入S405;
S405:“前轮掉桥了吗”:实时检测横滚角β和俯仰角δ,利用数据库对比分析前轮是否已掉桥,若已掉桥则转入S456,否则转入S406;
S456:“标记前轮掉桥”:标记前轮掉桥,完成后转入S406;
S406:“后轮到桥了吗”:根据实时检测到的训考车C当前位置坐标值并结合考场电子地图和训考车C的电子模型数据,分析训考车C的后轮是否到了该上桥的位置了,若是则转入S407,否则返回S405;
S407:“后轮上桥了吗”:根据实时检测到的训考车C当前位置坐标值并结合考场电子地图和训考车C的电子模型数据,分析训考车C的后轮是否到了该在桥上的位置了,若是则再结合横滚角β和俯仰角δ来确认后轮是否在桥上,若确实在桥上则转入S408,否则转入到S478;
S408:“标记后轮已上哪边桥”:根据实时检测到的训考车C当前位置坐标值并结合考场电子地图和训考车C的电子模型数据,再结合横滚角β和俯仰角δ来确认后轮是上左边桥还是上右边桥,并作出标记;然后转入S409;
S478:“标记后轮未上桥”:标记后轮未上桥,完成后转入S409;
S409:“有轮掉桥吗”:实时检测横滚角β和俯仰角δ,利用数据库对比分析是否有已掉桥状态,若有已掉桥则转入S49A,否则转入S40A;
S49A:“确定前后轮并标记”:根据实时检测到的横滚角β和俯仰角δ的实际值,确认是前轮掉桥或后轮掉桥或前后轮都掉桥,然后再作出详细标记,完成后转入S40A;
S40A:“前轮下桥了吗”:根据实时检测到的训考车C当前位置坐标值并结合考场电子地图和训考车C的电子模型数据,分析训考车C的前轮是否到了该下桥的位置了,若是则转入S40B,否则转入到S409;
S40B:“标记前轮已下桥”:一旦发现前轮到了该下桥的位置,则不再检测其是否有掉桥现象,并作出“前轮已下桥”的标记,完成后转入S40C;
S40C:“后轮掉桥了吗”:实时检测横滚角β和俯仰角δ,分析后轮是否已掉桥,若已掉桥则转入S4CD,否则转入S40D;
S4CD:“标记后轮掉桥”:标记后轮掉桥,完成后转入S40D;
S40D:“后轮下桥了吗”:根据实时检测到的训考车C当前位置坐标值并结合考场电子地图和训考车C的电子模型数据,分析训考车C的后轮是否到了该下桥的位置了,若是则转入S40E,否则转入到S40C;
S40E:“右桥上了吗”:按考试标准规定,“通过单边桥”项目的考试过程是先上左桥后上右桥,如果没有发现有上过左桥的标记,也就没有上过右桥;如果确认没有上过右桥,则此后转入S401,否则转入S40F,准备结束“本项目考试过程监控”;
S40F:“退出单边桥项目评判过程”:保存一切该保存的数据,关闭可以关闭的端口以及数据库等文件,释放所有独占的内在,退出本过程,把控制权交还调用者;
在上述各步骤中,所述训考车C的电子模型是当训考车C静止在水平面时,其在水平面上的投影,所述训考车C的电子模型数据是此投影上能反映训考车C的轮廓特征点的数据集合,包括投影的边、角或车身的某几个位置点,车轮着地点,牵引车挂车不在同一直线上行驶时一些轮廓可能形成的弧线;
所述结合横滚角β和俯仰角δ来确认前轮是否在桥上的方法是通过实时趋势曲线并结合相应的数据库进行比对,最后求出偏差值,从而判定训考车C所处位置。

说明书全文

单边桥驾驶技能训练与考试评分装置及评分方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种机动车驾驶人场地驾驶技能考试装置及评分方法,特别是单边桥驾驶技能训练与考试评分装置及评分方法。

背景技术

[0002] 公安部关于《机动车驾驶证申领和使用规定》中有一项叫做“通过单边桥”考试项目;因此在驾校和考试中心的场地道路上,都设有“单边桥”这个训练与考试场所(参见本申请说明书附图图1,即:目前正在执行的新标准《GA1029-2012机动车驾驶人考试场地及其设施设置规范》中的图9);在“通过单边桥”这个项目所在的场所中,过去为了监测车辆是否已经“上桥”或“掉桥”,通常采用下列三种方法:1、采用气流边界识别方法:在路面下埋设气流管来引导气流变化的状态信息到其附近安装的气流识别传感器,再通过在路边装设的信号传输装置,并结合控制中心的电脑,最终获知车辆通过该项目所在场所时是否“上桥”或“掉桥”等行驶状态;
2、采用磁性边界识别方法:利用在路面下埋设的供磁性检测装置检测的磁性标记物和在车上安装的磁性检测装置,并结合无线信号传输装置和控制中心的电脑,最终获知车辆通过该项目所在场所时是否“上桥”或“掉桥”等行驶状态;
3、采用倾斜传感器识别方法:在车上沿着平行于车身平面的平面上安装类似互为垂直的两个平尺而构成的车身倾斜检测装置,并结合无线信号传输装置和控制中心的电脑,最终获知车辆通过该项目所在场所时是否“上桥”或“掉桥”等行驶状态。
[0003] 这三种方法都有不足之处,前两种手段都要等待路面硬化了以后才能埋设相关部件,因此场地建设难度大,建设周期长、建设成本高、维修困难、维护成本高;上述后一种手段不能知道车辆是否该上桥或下桥这些信息,还必须再加上位置识别装置才能知道哪些车轮是否该在桥上还是桥下。

发明内容

[0004] 本发明的目的是提供一种适用于无固定场地设施的“通过单边桥”项目的训练与考试的评判方法,以及用于评判“通过单边桥”项目的训练与考试成绩评判的较为理想的仪器设备——一种单边桥驾驶技能训练与考试评分装置,该装置是一种利用我国北斗卫星定位导航系统的应用仪器设备;通过采用先进的方法,对“通过单边桥”项目的训练与考试成绩进行评判,以解决现有技术的不足。
[0005] 解决上述技术问题的技术方案是:一种单边桥驾驶技能训练与考试评分装置,包括卫星定位与导航系统终端接收机核心模A、卫星定位与导航系统终端接收机核心模块B,嵌入式多媒体数字信号处理器核心模块,数据采集与设备驱动接口底板四大部份;所述的卫星定位与导航系统终端接收机核心模块A采用北斗二代+GPS双星四频GNSS核心模块,与天线T1连接,用于测定天线T2所在位置到天线T1所在位置的连线的朝向;
所述的卫星定位与导航系统终端接收机核心模块B也是采用北斗二代+GPS双星四频GNSS核心模块,与天线T2连接,用于测定天线T2所在位置的坐标值;
所述的嵌入式多媒体数字信号处理器核心模块是其内带有嵌入式微控制器MCU的多媒体DSP,兼顾负责音频和视频等媒体信号数据的处理工作;
所述数据采集与设备驱动接口底板上设置的接口包括:一路复合视频输出接口,2~4路复合视频输入接口,供监听驾驶室内环境声音用的拾音器接口和向驾驶人提供语音提示信息的音频输出接口,车辆操作状态传感器驱动及其信号采集接口,CAN、RS485、RS232以及以太网通讯联网接口,键盘与显示器以及人机界面接口,开关量输出接口,适应DC12V或DC24V电源系统的训练和考试车辆的DC9—36V宽电压输入的DC-DC电源变换器接口;
卫星定位与导航系统终端接收机核心模块A、卫星定位与导航系统终端接收机核心模块B和嵌入式多媒体数字信号处理器核心模块与数据采集与设备驱动接口底板之间或是通过各核心模块相应的可插拔式接口连接器接插件与设备驱动接口底板上的接口连接器接插件装配在一起,或是不使用这些接口连接器接插件而直接地镶嵌到数据采集与设备驱动接口底板对应的PCB板上。
[0006] 其进一步技术方案是:该装置的外接设备包括:可接受复合视频信号的视频监视器,可以监视车内驾驶人和车外场景的2~4台视频摄像设备,监听驾驶室内声音用的拾音器和向驾驶人提供语音提示信息的扩音设备,采集车辆被操作时产生的状态信号的传感器或其信号,能够利用CAN、RS-485、RS-232、无线数传模块、WIFI或以太网之中一种或几种方式进行互联通讯的设备,键盘与图文显示器等人机界面设备,需要用开关信号控制的设备和状态信号指示灯,单边桥训考仪所需电源的电源变换器;单边桥驾驶技能训练与考试评分装置利用视频监视器设备,有选择性地直接观察到通过2~4路复合视频输入接口获取的来自视频输入设备中的某个视频输入设备的输出信号或单边桥驾驶技能训练与考试评分装置通过一路复合视频输出接口输出的视频图文信息;
单边桥驾驶技能训练与考试评分装置利用视频输入设备,通过2~4路复合视频输入接口,一方面获取坐在正驾驶员位置上的驾驶人及其操作过程的视频图像,并为后面进行身份鉴别图像识别过程提供原始的视频图像数据;另一方面还可获取车辆外前方的视频图像;这些内外的视频图像还可提供给远程监控记录设备进行实时监控录像;
单边桥驾驶技能训练与考试评分装置通过安装在驾驶室内的拾音器可以监听到车内驾驶室里的声音,在考试时监管通过话语声音进行作弊的现象;利用安装在车上且连接到驾驶室内的扬声器的扩音系统、设备,在必要时可以及时地向驾驶人进行语音提示,同时,通过这些语音输入输出设备,随时地与远程联网的PC机进行语音对话;
单边桥驾驶技能训练与考试评分装置通过联接到车辆操作状态传感器驱动及其信号采集接口的车辆操作状态信号采集传感器采集车辆被操作时产生的状态信号,包括灯光状态、是否熄火、安全带是否系好、刹车、离合、状态信号;
所述能够利用CAN、RS-485、RS-232、无线数传模块、WIFI或以太网之中一种或几种方式进行互联通讯的设备是指能通过CAN、RS485、RS232或以太网通讯联网接口利用CAN、RS-485、RS-232、无线数传模块、WIFI或以太网之中的某一种方式与本单边桥驾驶技能训练与考试评分装置互联通讯的设备,包括挂到CAN或RS485总线上的设备、以太网交换机或路由器以及监控中心电脑或其它上位机电脑;
所述键盘与图文显示器等人机界面设备是用于当维护和应用在教练车上时,通过键盘输入设备,在维护或训练时可以根据需要进行必要的操作,通过图文显示器设备,可以看到操作结果或驾驶人在练习过程中的某些进程或必须的图文提示信息;
所述需要用开关信号控制的设备和状态信号指示灯是在利用语音进行训考过程状态提示的同时,在现场又提供保留了一份可以通过光信号进行相应提示的途径;对驾驶人来说,具有声光互为备份的作用。
[0007] 其进一步技术方案是:该装置利用适应考试车辆电源电压变化大的DC9—36V宽电压输入的DC-DC电源变换器708,在考试车辆启动后可以用汽车电机的电来向“单边桥驾驶技能训练与考试评分装置”提供连续不断的工作电源。
[0008] 其进一步技术方案是:所述的嵌入式多媒体数字信号处理器核心模块Ⅲ采用美国德州仪器TI公司的C6000系列多媒体芯片或是其它品牌的多媒体DSP,嵌入式微控制器MCU是ARM系列的ARM9或ARM11或其它可以运行嵌入式Linux或嵌入式Windows CE的微控制器。
[0009] 其进一步技术方案是:该装置与上位机的连接或是通过北斗系统的短报文信道;或是利用GPRS移动通讯网、CAN总线或RS485总线;或是利用具有UART接口的无线数据传输设备;或是WIFI或以太网这几种链路中的一种或多种来实现。
[0010] 其进一步技术方案是:该装置的硬件系统,既可以支持Linux2.3或其更高版本的操作系统,包括android,又可以支持windows CE 5.0或其更高版本的操作系统。
[0011] 相关的另一技术方案是:一种单边桥驾驶技能训练与考试评分方法,它是利用上述的单边桥驾驶技能训练与考试评分装置,即:利用北斗二代+GPS双星四频GNSS应用模块与嵌入式DSP多媒体数字信号处理器应用模块为核心模块实现的“通过单边桥”训练指导与考试评判装置,利用我国北斗定位与导航卫星信号,结合RTK相位差分技术,对车辆的行驶姿态进行综合分析,最终评判车辆在“通过单边桥”项目的训练或考试过程中是否达到相应标准的要求;上桥和掉桥是依据车辆行驶姿态中的横滚β和俯仰角δ的实时值进行判定的,在训考车辆对应的电子数据库中预先保存了前、后、左、右轮分别在左桥和右桥上、下时各种可能状态所对应的一组横滚角β和俯仰角δ的具体数值,在考试监控过程中不断地实时监测车辆的这些行驶姿态数据,再参考训考车C在行进途中的实际坐标和朝向以及预先存储在数据库中的允许经过的行驶轨迹数据,进而分析评判训考车C在“通过单边桥”项目考评过程中的实际成绩;
所述横滚角β是车身平面与线段D的夹角;
所述俯仰角δ是车身平面与线段E的夹角;
所述车身平面是指与车辆底盘平行的平面;
所述线段D是与水平面平行且垂直于训考车C后天线T2指向前天线T1的方向向量X的线段;
所述线段E是垂直于线段D且平行于水平面的线段。
[0012] 该方法的进一步技术方案是:该方法采用嵌入式Linux或windows CE或实时操作系统平台及与之相应的应用软件相结合的架构;所述应用软件包括的主要模块有:与上位机联网并负责通讯收发任务的数据传输通讯器,采集物理开关量状态的开关量采集器,通过联网通讯接口获取联机目标对象信息的数字量采集器,对车辆被操作时的状态信号进行分析和评判驾驶技能成绩的状态分析与成绩评判器,负责把字符提示转换成语音提示并把通过驾驶室内的拾音器采集到的音频信号和通过驾驶室内外的摄像机采集到的视频信号进行压缩编码和把需要对已压缩编码的音视频数据进行解压缩解编码的字符语音转换及音视频编解码器,负责处理键盘输入和形成声光提示信号的操作员人机界面,负责处理与多种设备进行联接通讯而对需要传输的数据进行打包和解包处理的通讯协议处理器;上述软件的综合作用是:
①初始化软件运行环境,采集车辆被操作时的状态信号并进行分析和评判,最终给出驾驶技能成绩;
②根据需要来对某些音视频信号进行编解码,完成提示信息从字符到语音的转换工作,产生符合要求的声光提示信号;
③通过人机界面,建立友好的对话环境,方便现场及维护人员对某些关心的数据进行察看或调整;
④处理多种通讯协议,并负责与它们建立连接,完成相应的通讯任务。
[0013] 更进一步,该方法具体步骤的主流程是:s1:“上电初始化”,对软硬件进行检查,并给某些变量赋予初值和建立缓冲区,连接必须的数据库等文件,完成后进入s2;
s2:询问“准备考试了吗”,若是,进入s3,否则进入s6;
s3:检查“是到单边桥考试项目吗”?若是,进入s4;否则进入s5;
s4:进入“单边桥考试过程监控”,对整个“通过单边桥”考试项目进行全程监控与评判,只有当考试车辆驶出本考试项目所在场地或终止考试之后,才退出本监控过程,同时进入到s5;
s5:判断本项目“考试结束了吗”?若结束,进入s6;否则返回s3等待再一次训考过程监控;
s6:询问“有人工操作要求吗”?若有,进入s7;否则进入s8;
s7:“处理人工操作需求”,此时可以进行一些日常维护工作,检测或调校某些测控参数,完成后进入s8;
s8:准备关机吗?若是,进入s9,否则返回s2;
S9:等待关机?处理关机过程并最后完成关机要求。
[0014] 更进一步,上述步骤S4“单边桥考试过程监控”的具体处理流程是:S400:“初始化监控参数”:对“通过单边桥”考试项目的评判与监控过程所需要使用到的常数、变量等参数进行必要的赋值或定义,打开所用的检测和通讯端口以及数据库等文件,完成后转入S401;
S401:“检测训考车前轮位置”:实时检查并测量和分析训考车C的位置,获取一组准确的坐标值后转入S402;
根据训考车C在本项目考场上的当前位置坐标值并结合考场电子地图和训考车C的电子模型数据,分析训考车C的前轮是否到了该上桥的位置了,若是,则标记上“前轮到桥了”;
S402:“前轮到桥了吗”:根据S401给出的训考车C当前位置坐标值并结合考场电子地图和训考车C的电子模型数据,分析训考车C的前轮是否到了该上桥的位置了,若是则转入S403,否则返回S401;
S403:“前轮上桥了吗”:根据实时检测到的训考车C当前位置坐标值并结合考场电子地图和训考车C的电子模型数据,分析训考车C的前轮是否到了该在桥上的位置了,若是,则再结合横滚角β和俯仰角δ来确认前轮是否在桥上,若确实在桥上则转入S404,否则转入到S434;
S404:“标记前轮已上哪边桥”:根据实时检测到的训考车C当前位置坐标值并结合考场电子地图和训考车C的电子模型数据,再结合横滚角β和俯仰角δ来确认前轮是上左边桥还是上右边桥,并作出标记;然后转入S405;
S434:“标记前轮未上桥”:标记前轮未上桥,完成后转入S405;
S405:“前轮掉桥了吗”:实时检测横滚角β和俯仰角δ,利用数据库对比分析前轮是否已掉桥,若已掉桥则转入S456,否则转入S406;
S456:“标记前轮掉桥”:标记前轮掉桥,完成后转入S406;
S406:“后轮到桥了吗”:根据实时检测到的训考车C当前位置坐标值并结合考场电子地图和训考车C的电子模型数据,分析训考车C的后轮是否到了该上桥的位置了,若是则转入S407,否则返回S405;
S407:“后轮上桥了吗”:根据实时检测到的训考车C当前位置坐标值并结合考场电子地图和训考车C的电子模型数据,分析训考车C的后轮是否到了该在桥上的位置了,若是则再结合横滚角β和俯仰角δ来确认后轮是否在桥上,若确实在桥上则转入S408,否则转入到S478;
S408:“标记后轮已上哪边桥”:根据实时检测到的训考车C当前位置坐标值并结合考场电子地图和训考车C的电子模型数据,再结合横滚角β和俯仰角δ来确认后轮是上左边桥还是上右边桥,并作出标记;然后转入S409;
S478:“标记后轮未上桥”:标记后轮未上桥,完成后转入S409;
S409:“有轮掉桥吗”:实时检测横滚角β和俯仰角δ,利用数据库对比分析是否有已掉桥状态,若有已掉桥则转入S49A,否则转入S40A;
S49A:“确定前后轮并标记”:根据实时检测到的横滚角β和俯仰角δ的实际值,确认是前轮掉桥或后轮掉桥或前后轮都掉桥,然后再作出详细标记,完成后转入S40A;
S40A:“前轮下桥了吗”:根据实时检测到的训考车C当前位置坐标值并结合考场电子地图和训考车C的电子模型数据,分析训考车C的前轮是否到了该下桥的位置了,若是则转入S40B,否则转入到S409;
S40B:“标记前轮已下桥”:一旦发现前轮到了该下桥的位置,则不再检测其是否有掉桥现象,并作出“前轮已下桥”的标记,完成后转入S40C;
S40C:“后轮掉桥了吗”:实时检测横滚角β和俯仰角δ,分析后轮是否已掉桥,若已掉桥则转入S4CD,否则转入S40D;
S4CD:“标记后轮掉桥”:标记后轮掉桥,完成后转入S40D;
S40D:“后轮下桥了吗”:根据实时检测到的训考车C当前位置坐标值并结合考场电子地图和训考车C的电子模型数据,分析训考车C的后轮是否到了该下桥的位置了,若是则转入S40E,否则转入到S40C;
S40E:“右桥上了吗”:按考试标准规定,“通过单边桥”项目的考试过程是先上左桥后上右桥,如果没有发现有上过左桥的标记,也就没有上过右桥;如果确认没有上过右桥,则此后转入S401,否则转入S40F,准备结束“本项目考试过程监控”;
S40F:“退出单边桥项目评判过程”:保存一切该保存的数据,关闭可以关闭的端口以及数据库等文件,释放所有独占的内在,退出本过程,把控制权交还调用者;
在上述各步骤中,所述训考车C的电子模型是当训考车C静止在水平面时,其在水平面上的投影,所述训考车C的电子模型数据是此投影上能反映训考车C的轮廓特征点的数据集合,包括投影的边、角或车身的某几个位置点,车轮着地点,拖车与挂车不在同一直线上行驶时一些轮廓可能形成的弧线;
所述结合横滚角β和俯仰角δ来确认前轮是否在桥上的方法是通过实时趋势曲线并结合相应的数据库进行比对,最后求出偏差值,从而判定训考车C所处位置。
[0015] 由于采用上述技术方案,本发明之单边桥驾驶技能训练与考试评分装置及评分方法具有以下有益效果:1.提供了一种无固定场地设施的“通过单边桥”项目的训练与考试的评判方法以及装置,因此具有以下有益效果:
①除两条单边桥外,不再需要安装任何固定在场地上的设施;
②免除了利用气流检测法时因气温骤变或气导漏气而产生的信号失误现象,也免除了采用磁性检测法时因磁场分布不均或边界模糊而产生的不正确信号;
③由于除两条单边桥外,无固定场地设施,无须等待路面硬化,因此不存在“场地建设难度大、建设周期长、建设成本高、维修困难、维护成本高”等弱点;
④由于无场地固定设施,可以快速地使过去老式驾校的教学训练场地升级到可供考试评判用的考场;
⑤利用本申请专利技术还可以描绘车辆的行驶轨迹,供学员或监考官事后分析。
[0016] 2.产品质量稳定、效果好,拓展了我国北斗定位与导航系统产品及应用范畴:本发明单边桥驾驶技能训练与考试评分装置的两个主要核心模块采用我国具有完全自主知识产权的北斗二代+GPS双星四频GNSS核心模块,产品性能优越、产品国产化,有利于产品成本升级换代,并降低生产成本。
[0017] 下面,结合附图和实施例对本发明之单边桥驾驶技能训练与考试评分装置及评分方法的技术特征作进一步的说明。

附图说明

[0018] 图1-1:单边桥训练与考试场所分布示意图(俯视图,对应于《GA1029-2012机动车驾驶人考试场地及其设施设置规范》中的图9);图1-2~图1-3: 单边桥结构示意图:
图1-2:主视图,图1-3: 图1-2的左视图;
图1-1~图1-3中:
S—单边桥桥面斜坡长;L1—单边桥桥面长度;W1—单边桥桥面宽度;
H—单边桥桥面高度;L2—左右桥间距(即:左右单边桥长度方向的桥间距);
W2—左右桥错位间距(即:左右单边桥宽度方向的桥间距)。
[0019] 图2-1:训考车C在单边桥训练与考试场上的位置参数以及天线安装位置示意图;图2-2:图2-1中的训考车C放大图;
图2-1~图2-2中:
C—训练或考试车辆,简称训考车,L0—训考车C的长度;W0—训考车C的宽度;
W3—车道宽度;Bl—左边路边线;Br—右边路边线;
Ql—左桥,Qr—右桥;
T1、T2—北斗或GPS导航与定位系统中的天线,T2是代表训考车C所在位置坐标的天线,T1是提供车辆朝向测定的天线;
B—水平面上且平行于道路中心线在水平面上的投影的线段;
θ—朝向角:后天线T2指向前天线T1的方向向量X在地球水平面上的投影与地球水平面某个方向的夹角(本文在描述过程中已换算成了X在水平面上的投影与道路中心线在水平面上的投影的夹角,即线段B与X方向的夹角);
图3是垂直于水平方向并在车头沿着车尾方向观察时的训考车C在上了右桥且仍在桥上时的示意图,图中:
线段D—与水平面平行且垂直于向量X方向的线段;
Crf—训考车C的右侧前车轮;
Clf—训考车C的左侧前车轮;
β—横滚角:训考车C的车身平面以图4定义的线段E为轴线所旋转的角度;亦即车身平面与线段D的夹角;车身平面是指与车辆底盘平行的平面。
[0020] 图4是垂直于水平方向并在车头沿着车长方向观察的训考车C在上了右桥且仍在桥上时的示意图,图中:线段E—垂直于图3定义的线段D且平行于水平面的线段;
Crf—训考车C的右侧前车轮;
Crb—训考车C的右侧后车轮;
δ—俯仰角:训考车C的车身平面以线段D为轴线所旋转的角度;亦即车身平面与线段E的夹角;车身平面是指与车辆底盘平行的平面。
[0021] 图5-1~图5-3:本发明之“单边桥训考仪”的核心模块:图5-1:带有接口连接器接插件5Ⅰ1的卫星定位与导航系统终端接收机核心模块A;
图5-2:带有接口连接器接插件5Ⅱ1的卫星定位与导航系统终端接收机核心模块B;
图5-3:带有接口连接器接插件5Ⅲ1的嵌入式多媒体数字信号处理器核心模块;
图6-1~图6-2:本发明之“单边桥训考仪”的硬件结构框图
图6-1:没有连接器插件的核心模块A、核心模块B和嵌入式多媒体数字信号处理器核心模块Ⅲa直接镶嵌到没有连接器插件的接口模块底板Ⅳa所在的PCB板上;
图6-2:带有连接器插件的核心模块A、核心模块B和嵌入式多媒体数字信号处理器核心模块Ⅲ与底板Ⅳ之间通过相应的接口连接器接插件装配在一起;
图7:接口模块与外接设备的连接示意图;
图8:单边桥驾驶技能训练与考试评分装置的嵌入式Linux或windows CE操作系统与应用软件的连接示意图;
图9:单边桥驾驶技能训练与考试评分方法之主流程图
图10:主要事件触发程序模块工作流程图。
[0022] 图5-1~图8中:Ⅰ-卫星定位与导航系统终端接收机核心模块A,简称核心模块A(带有连接器插件),Ⅰa-没有连接器插件的卫星定位与导航系统终端接收机核心模块A;
Ⅱ-卫星定位与导航系统终端接收机核心模块B,简称核心模块B(带有连接器插件),Ⅱa-没有连接器插件的卫星定位与导航系统终端接收机核心模块B;
Ⅲ-嵌入式多媒体数字信号处理器核心模块(带有连接器插件),
Ⅲa-没有连接器插件的嵌入式多媒体数字信号处理器核心模块;
Ⅳ-有连接器插件的接口模块,
Ⅳa-没有连接器插件的接口模块;
601-一路复合视频输出接口,602-2~4路复合视频输入接口,603-供监听驾驶室内环境声音用的拾音器(音频)输入接口和向驾驶人提供语音提示信息的音频输出接口,604-车辆操作状态传感器驱动及其信号采集接口,605-CAN、RS485、RS232、以太网等通讯联网接口,606是键盘与显示器以及人机界面接口,607是开关量输出接口,608是工作电源接口。
[0023] 701-可接受复合视频信号的视频监视器,702-是可以监视车内驾驶人和车外场景的2~4台视频摄像设备,703-监听驾驶室内声音用的拾音器和向驾驶人提供语音提示信息的扩音设备,704-采集车辆被操作时产生的状态信号的传感器或其信号,705-能够利用CAN、RS-485、RS-232、以太网等其中某些方式进行互联通讯的设备,706-键盘与图文显示器等人机界面设备,707-需要用开关信号控制的设备和状态信号指示灯,708-电源变换器。
[0024] 801-数据传输通讯器, 802-开关量采集器, 803-数字量采集器, 804-状态分析与成绩评判器,805-字符语音转换及音视频编解码器,806-操作员人机界面,807-通讯协议处理器,808-操作系统平台。
[0025] 文中缩略语及其意义:MCU-微型中央控制器,又称单片机
DSP-嵌入式多媒体数字信号处理器,
PCB板-焊装电子元器件的印刷电路板;
RTK (Real-time kinematic)- 实时动态载波相位差分技术,是一种新的GPS测量方法。
[0026] 具体实施方式实施例一:
一种单边桥驾驶技能训练与考试评分装置,如图6-2所示,该装置包括卫星定位与导航系统终端接收机核心模块Ⅰ、卫星定位与导航系统终端接收机核心模块Ⅱ,嵌入式多媒体数字信号处理器核心模块Ⅲ,数据采集与设备驱动接口底板Ⅳ四大部份;
所述的卫星定位与导航系统终端接收机核心模块Ⅰ采用北斗二代+GPS双星四频GNSS核心模块,与天线T1连接,用于测定天线T2所在位置到天线T1所在位置的连线的朝向;
所述的卫星定位与导航系统终端接收机核心模块Ⅱ也是采用北斗二代+GPS双星四频GNSS核心模块,与天线T2连接,用于测定天线T2所在位置的坐标值;
所述的嵌入式多媒体数字信号处理器核心模块Ⅲ是其内带有嵌入式微控制器MCU的多媒体DSP,兼顾负责音频和视频等媒体信号数据的处理工作;
所述嵌入式微控制器MCU即微型中央控制器,又称单片机,可以是32位的ARM系列嵌入式单片机,也可以是8位、16位或64位的其它系列单片机;
所述多媒体DSP是一种嵌入式多媒体数字信号处理器,如TI公司的C6000系列多媒体芯片TMS320DM642;
所述数据采集与设备驱动接口底板Ⅳ上设置的接口包括:一路复合视频输出接口
601,2~4路复合视频输入接口602,供监听驾驶室内环境声音用的拾音器接口和向驾驶人提供语音提示信息的音频输出接口603,车辆操作状态传感器驱动及其信号采集接口604,CAN、RS485、RS232以及以太网通讯联网接口605,键盘与显示器以及人机界面接口606,开关量输出接口607,适应DC12V或DC24V电源系统的训练和考试车辆的DC 9—36V宽电压输入的DC-DC电源变换器接口608(参见图6-2);
卫星定位与导航系统终端接收机核心模块Ⅰ、卫星定位与导航系统终端接收机核心模块Ⅱ和嵌入式多媒体数字信号处理器核心模块Ⅲ与数据采集与设备驱动接口底板Ⅳ之间或是通过各核心模块相应的可插拔式接口连接器接插件(5Ⅰ1、5Ⅱ1、5Ⅲ1)与设备驱动接口底板Ⅳ上的接口连接器接插件(6Ⅰ1、6Ⅱ1、6Ⅲ1)装配在一起(如图6-2),或是不使用这些接口连接器接插件而直接地镶嵌到数据采集与设备驱动接口底板Ⅳa对应的PCB板上(如图6-1)。
[0027] 如图7所示,本发明单边桥驾驶技能训练与考试评分装置的外接设备包括:可接受复合视频信号的视频监视器701,可以监视车内驾驶人和车外场景的2~4台视频摄像设备702,监听驾驶室内声音用的拾音器和向驾驶人提供语音提示信息的扩音设备703,采集车辆被操作时产生的状态信号的传感器或其信号704,能够利用CAN、RS-485、RS-232、无线数传模块、WIFI或以太网之中一种或几种方式进行互联通讯的设备705,键盘与图文显示器等人机界面设备706,需要用开关信号控制的设备和状态信号指示灯707,单边桥训考仪所需电源的电源变换器708;单边桥驾驶技能训练与考试评分装置利用视频监视器设备701,有选择性地直接观察到通过2~4路复合视频输入接口602获取的来自视频输入设备702中的某个视频输入设备的输出信号或单边桥驾驶技能训练与考试评分装置通过一路复合视频输出接口601接口输出的视频图文信息;
单边桥驾驶技能训练与考试评分装置利用视频输入设备702,通过2~4路复合视频输入接口602,一方面获取坐在正驾驶员位置上的驾驶人及其操作过程的视频图像,并为后面进行身份鉴别和图像识别过程提供原始的视频图像数据;另一方面还可获取车辆外前方的视频图像;这些内外的视频图像还可提供给远程监控记录设备进行实时监控录像;
单边桥驾驶技能训练与考试评分装置通过安装在驾驶室内的拾音器703可以监听到车内驾驶室里的声音,避免出现考试时监管通过话语声音提示进行作弊的现象;利用安装在车上且连接到驾驶室内的扬声器的扩音系统、设备,在必要时可以及时地向驾驶人进行语音提示,特别是用在教练车上尤为重要,可以根据具体情况确定是否需要用语音来给学员加以提示;同时,通过这些语音输入输出设备,随时地与远程联网的PC机进行语音对话,方便远程PC操作员或监考官能够用语音与现场维护人员或驾驶人进行沟通;
单边桥驾驶技能训练与考试评分装置通过联接到车辆操作状态传感器驱动及其信号采集接口604的车辆操作状态信号采集传感器704采集车辆被操作时产生的状态信号,包括灯光状态、是否熄火、安全带是否系好以及刹车、离合、油门状态等信号;
所述能够利用CAN、RS-485、RS-232、无线数传模块、WIFI或以太网之中一种或几种方式进行互联通讯的设备705是指能通过CAN、RS485、RS232或以太网通讯联网接口605接口利用CAN、RS-485、RS-232、无线数传模块、WIFI或以太网之中一种或几种与本单边桥驾驶技能训练与考试评分装置互联通讯的设备,包括挂到CAN或RS485总线上的设备、以太网交换机或路由器以及监控中心电脑或其它上位机电脑;
所述键盘与图文显示器等人机界面设备706是当训考车维护和训考车作为教练车时,通过键盘输入设备,在维护或训练时可以根据需要进行必要的操作,通过图文显示器设备,可以看到操作结果或驾驶人在练习过程中的某些进程或必须的图文提示信息;从而可以及时地得到纠正,加快和提高驾驶技能的掌握速度,也用来显示考试过程中必须的图文信息;
所述需要用开关信号控制的设备和状态信号指示灯707是在利用语音进行训考过程状态提示的同时,在现场又提供保留了一份可以通过光信号进行相应提示的途径;对驾驶人来说,具有声光互为备份的作用。
[0028] 本发明之单边桥驾驶技能训练与考试评分装置利用适应考试车辆电源电压变化大的DC 9—36V宽电压输入的DC-DC电源变换器708,在考试车辆启动后可以用汽车发电机的电力来向“单边桥驾驶技能训练与考试评分装置”提供连续不断的工作电源,从而延长车载备用电瓶的供电时间。
[0029] 本发明之单边桥驾驶技能训练与考试评分装置中,所述的嵌入式多媒体数字信号处理器核心模块Ⅲ采用美国德州仪器TI公司的C6000系列多媒体芯片,如TMS320DM642;或是其它品牌的多媒体DSP,嵌入式微控制器MCU是ARM系列的ARM9或ARM11或其它可以运行嵌入式Linux或嵌入式Windows CE的微控制器;可以是32位的ARM系列嵌入式单片机,也可以是8位、16位或64位的其它系列单片机。
[0030] 本发明之单边桥驾驶技能训练与考试评分装置与上位机连接或是通过北斗系统的短报文信道;或是利用GPRS移动通讯网、CAN总线或RS485总线;或是利用具有UART接口的无线数据传输设备;或是WIFI、或是以太网这几种链路中的一种或多种来实现。
[0031] 本发明之单边桥驾驶技能训练与考试评分装置的硬件系统,既可以支持Linux2.3或其更高版本的操作系统,包括android,又可以支持windows CE 5.0或其更高版本的操作系统。
[0032] 实施例二:一种单边桥驾驶技能训练与考试评分方法,它是利用本发明实施例一所述的单边桥驾驶技能训练与考试评分装置,即:利用北斗二代+GPS双星四频GNSS应用模块与嵌入式DSP多媒体数字信号处理器应用模块为核心模块实现的“通过单边桥”训练指导与考试评判装置,利用我国北斗定位与导航卫星信号,结合RTK相位差分技术,对车辆的行驶姿态进行综合分析,最终评判车辆在“通过单边桥”项目的训练或考试过程中是否达到相应标准的要求;
上桥和掉桥是依据车辆行驶姿态中的横滚角β和俯仰角δ的实时值进行判定的,在训考车辆对应的电子数据库中预先保存了前、后、左、右轮分别在左桥和右桥上、下时各种可能状态所对应的一组横滚角β和俯仰角δ的具体数值,在考试监控过程中不断地实时监测车辆的这些行驶姿态数据,再参考训考车C在行进途中的实际坐标和朝向以及预先存储在数据库中的允许经过的行驶轨迹数据,进而分析评判训考车C在“通过单边桥”项目考评过程中的实际成绩;
所述横滚角β是车身平面与线段D的夹角;
所述俯仰角δ是车身平面与线段E的夹角;
所述车身平面是指与车辆底盘平行的平面;
所述线段D是与水平面平行且垂直于训考车C后天线T2指向前天线T1的方向向量X的线段;
所述线段E是垂直于线段D且平行于水平面的线段。
[0033] 上述车身平面是基于下面定义的一个相对直角坐标系而得出的:设天线T2指向天线T1的方向向量X与X沿着垂直于车身平面的轴线Z逆时针旋转90°后重合的向量是Y,则X与Y共同构成平行于车身平面XY的平面直角坐标系,它两的交点O称为此XY平面直角坐标系的原点;轴线Z的指向与Y沿着X轴逆时针旋转90°后重合的向量指向一致,这样XYZ就构成了人们经常使用的三维直角坐标系,车身平面是指与车辆底盘平行的平面。
[0034] 所述电子数据库中预先保存了前、后、左、右轮分别在左桥和右桥上、下时各种可能状态所对应的一组横滚角β和俯仰角δ的具体数值,不同车辆(是指车型号不同、车轮距(包括前后轮距、左右轮距)不同、车长度不同、高度不同等)有所不同,都是可以通过实际测量得到的一组组地理坐标数据值。
[0035] 本发明单边桥驾驶技能训练与考试评分方法采用嵌入式Linux或windows CE或实时操作系统平台808及与之相应的应用软件相结合的架构;所述应用软件包括的主要模块有:与上位机联网并负责通讯收发任务的数据传输通讯器801,采集物理开关量状态的开关量采集器802,通过联网通讯接口获取联机目标对象信息的数字量采集器803,对车辆被操作时的状态信号进行分析和评判驾驶技能成绩的状态分析与成绩评判器804,负责把字符提示转换成语音提示并把通过驾驶室内的拾音器采集到的音频信号和通过驾驶室内外的摄像机采集到的视频信号进行压缩编码和把需要对已压缩编码的音视频数据进行解压缩解编码的字符语音转换及音视频编解码器805,负责处理键盘输入和形成声光提示信号的操作员人机界面806,负责处理与多种设备进行联接通讯而对需要传输的数据进行打包和解包处理的通讯协议处理器807(参见图8);上述软件的综合作用是:
①初始化软件运行环境,采集车辆被操作时的状态信号并进行分析和评判,最终给出驾驶技能成绩;
②根据需要来对某些音视频信号进行编解码,完成提示信息从字符到语音的转换工作,产生符合要求的声光提示信号;
③通过人机界面,建立友好的对话环境,方便现场及维护人员对某些关心的数据进行察看或调整;
④处理多种通讯协议,并负责与它们建立连接,完成相应的通讯任务。
[0036] 如图9所示,本发明单边桥驾驶技能训练与考试评分方法具体步骤的主流程是:s1:“上电初始化”,对软硬件进行检查,并给某些变量赋予初值和建立缓冲区,连接必须的数据库等文件,完成后进入s2;
s2:询问“准备考试了吗”,若是,进入s3,否则进入s6;
s3:检查“是到单边桥考试项目吗”?若是,进入s4;否则进入s5;
s4:进入“单边桥考试过程监控”,对整个“通过单边桥”考试项目进行全程监控与评判,只有当考试车辆驶出本考试项目所在场地或终止考试之后,才退出本监控过程,同时进入到s5;
s5:判断本项目“考试结束了吗”?若结束,进入s6;否则返回s3等待再一次训考过程监控;
s6:询问“有人工操作要求吗”?若有,进入s7;否则进入s8;
s7:“处理人工操作需求”,此时可以进行一些日常维护工作,检测或调校某些测控参数,完成后进入s8;
s8:准备关机吗?若是,进入s9,否则返回s2;
S9:等待关机?处理关机过程并最后完成关机要求。
[0037] 如图10所示,上述步骤S4“单边桥考试过程监控”的具体处理流程是:S400:“初始化监控参数”:对“通过单边桥”考试项目的评判与监控过程所需要使用到的常数、变量等参数进行必要的赋值或定义,打开所用的检测和通讯端口以及数据库等文件,完成后转入S401;
所述需要使用到的常数、变量或是考试标准规定的,或是程序员规定的,或是从调试时选定并存放在相应的数据库中而形成的设定值数据库中获取的;这些数据都是公知的或是可以采用公知技术获得的;
S401:“检测训考车前轮位置”:实时检查并测量和分析训考车C的位置,获取一组准确的坐标值后转入S402;
根据训考车C在本项目考场上的当前位置坐标值并结合考场电子地图和训考车C的电子模型数据,分析训考车C的前轮是否到了该上桥的位置了,若是,则标记上“前轮到桥了”;
S402:“前轮到桥了吗”:根据S401给出的训考车C当前位置坐标值并结合考场电子地图和训考车C的电子模型数据,分析训考车C的前轮是否到了该上桥的位置了,若是则转入S403,否则返回S401;
S403:“前轮上桥了吗”:根据实时检测到的训考车C当前位置坐标值并结合考场电子地图和训考车C的电子模型数据,分析训考车C的前轮是否到了该在桥上的位置了,若是,则再结合横滚角β和俯仰角δ来确认前轮是否在桥上,若确实在桥上则转入S404,否则转入到S434;
所述结合横滚角β和俯仰角δ来确认前轮是否在桥上是通过实时趋势曲线并结合相应的数据库进行比对,最后求出偏差值,从而判定车辆C所处位置;
S404:“标记前轮已上哪边桥”:根据实时检测到的训考车C当前位置坐标值并结合考场电子地图和训考车C的电子模型数据,再结合横滚角β和俯仰角δ来确认前轮是上左边桥还是上右边桥,并作出标记;然后转入S405;
S434:“标记前轮未上桥”:标记前轮未上桥,完成后转入S405;
S405:“前轮掉桥了吗”:实时检测横滚角β和俯仰角δ,利用数据库对比分析前轮是否已掉桥,若已掉桥则转入S456,否则转入S406;
S456:“标记前轮掉桥”:标记前轮掉桥,完成后转入S406;
S406:“后轮到桥了吗”:根据实时检测到的训考车C当前位置坐标值并结合考场电子地图和训考车C的电子模型数据,分析训考车C的后轮是否到了该上桥的位置了,若是则转入S407,否则返回S405;
S407:“后轮上桥了吗”:根据实时检测到的训考车C当前位置坐标值并结合考场电子地图和训考车C的电子模型数据,分析训考车C的后轮是否到了该在桥上的位置了,若是则再结合横滚角β和俯仰角δ来确认后轮是否在桥上,若确实在桥上则转入S408,否则转入到S478;
S408:“标记后轮已上哪边桥”:根据实时检测到的训考车C当前位置坐标值并结合考场电子地图和训考车C的电子模型数据,再结合横滚角β和俯仰角δ来确认后轮是上左边桥还是上右边桥,并作出标记;然后转入S409;
S478:“标记后轮未上桥”:标记后轮未上桥,完成后转入S409;
S409:“有轮掉桥吗”:实时检测横滚角β和俯仰角δ,利用数据库对比分析是否有已掉桥状态,若有已掉桥则转入S49A,否则转入S40A;
S49A:“确定前后轮并标记”:根据实时检测到的横滚角β和俯仰角δ的实际值,确认是前轮掉桥或后轮掉桥或前后轮都掉桥,然后再作出详细标记,完成后转入S40A;
S40A:“前轮下桥了吗”:根据实时检测到的训考车C当前位置坐标值并结合考场电子地图和训考车C的电子模型数据,分析训考车C的前轮是否到了该下桥的位置了,若是则转入S40B,否则转入到S409;
S40B:“标记前轮已下桥”:一旦发现前轮到了该下桥的位置,则不再检测其是否有掉桥现象,并作出“前轮已下桥”的标记,完成后转入S40C;
S40C:“后轮掉桥了吗”:实时检测横滚角β和俯仰角δ,分析后轮是否已掉桥,若已掉桥则转入S4CD,否则转入S40D;
S4CD:“标记后轮掉桥”:标记后轮掉桥,完成后转入S40D;
S40D:“后轮下桥了吗”:根据实时检测到的训考车C当前位置坐标值并结合考场电子地图和训考车C的电子模型数据,分析训考车C的后轮是否到了该下桥的位置了,若是则转入S40E,否则转入到S40C;
S40E:“右桥上了吗”:按考试标准规定,“通过单边桥”项目的考试过程是先上左桥后上右桥,如果没有发现有上过左桥的标记,也就没有上过右桥;如果确认没有上过右桥,则此后转入S401,否则转入S40F,准备结束“本项目考试过程监控”;
S40F:“退出单边桥项目评判过程”:保存一切该保存的数据,关闭可以关闭的端口以及数据库等文件,释放所有独占的内在,退出本过程,把控制权交还调用者;
在上述各步骤中,所述训考车C的电子模型是当训考车C静止在水平面时,其在水平面上的投影,所述训考车C的电子模型数据是此投影上能反映训考车C的轮廓特征点的数据集合,包括投影的边、角或车身的某几个位置点,车轮着地点,拖车与挂车不在同一直线上行驶时一些轮廓可能形成的弧线;对应于停在道路上的训考车C的机械俯视图,参见图
2-1~图2-2。
[0038] 所述结合横滚角β和俯仰角δ来确认前轮是否在桥上的方法是通过实时趋势曲线并结合相应的数据库进行比对,最后求出偏差值,从而判定训考车C所处位置;参见图3~图4。
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