專利名稱：一種汽車交通安全模擬駕駛教育訓練系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及交通安全宣傳教育領域，特別涉及駕駛人安全駕駛教育訓練領域，具體為一種汽車交通安全模擬駕駛教育訓練系統(tǒng)。
背景技術：
目前，汽車駕駛仿真裝置作為一種駕駛教育訓練教學設備已經應用于駕駛人駕駛技能培訓中，它借助計算機虛擬現(xiàn)實仿真技術營造一個虛擬的駕駛訓練環(huán)境，通過模擬裝置的顯示部件、操控部件等實現(xiàn)受訓者與虛擬環(huán)境的實時交互，從而進行駕駛訓練。模擬駕駛環(huán)境與真實駕駛幾乎完全相同，能夠根據(jù)需要仿真各種復雜交通場景和危險狀態(tài)，在無安全隱患、無訓練條件制約、無污染排放、低使用成本的情況下實現(xiàn)駕駛人教育和訓練?，F(xiàn)有技術中，雖然可以實現(xiàn)基本的道路交通環(huán)境仿真駕駛，但訓練的內容以基本駕駛技能為主，如學員通過模擬駕駛練習如何使用車輛操控部件，練習起步、加速、停車、倒車入庫等基本項目，以掌握基礎駕駛技術，無法通過模擬駕駛體驗學習日常交通環(huán)境中的安全風險，無法掌握緊急狀態(tài)下的處置技能，也無法對學員的安全駕駛意識進行評價。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供一種汽車交通安全模擬駕駛教育訓練系統(tǒng)，其使得學員在訓練基本駕駛技術的基礎上，體驗日常交通環(huán)境中的安全風險，掌握緊急狀態(tài)下的處置技能，提高學員的安全駕駛意識。一種汽車交通安全模擬駕駛教育訓練系統(tǒng)，其技術方案是這樣的其包括顯示部件、音效部件、操控部件、選擇輸入部件、信號采集處理部件、主控計算機部件、座艙部件、多自由度運動部件，其特征在于所述主控計算機部件內置有復雜交通環(huán)境安全駕駛訓練模塊、典型危險狀態(tài)安全駕駛訓練模塊、惡劣天氣條件安全駕駛訓練模塊、安全對比駕駛訓練模塊，所述主控計算機部件分別連接所述顯示部件、音效部件、多自由度運動部件，操控部件集成于所述座艙部件中，操控部件、選擇輸入部件連接所述信號采集處理部件，信號采集處理部件連接主控計算機部件。其進一步特征在于
所述復雜交通環(huán)境安全駕駛訓練模塊，通過虛擬現(xiàn)實技術構建仿真道路交通環(huán)境，包括城市道路、普通公路、高速公路和山區(qū)公路等常見道路類型，按照國家標準和規(guī)范設計道路元素、標志標線等，并設置仿真交通流，包括機動車、非機動車、行人等，構成復雜交通環(huán)境；在道路沿線設置若干日常駕駛中經常發(fā)生的危險交通事件，如行人橫穿道路、前方出租車急停車、自行車拐入機動車道等，學員完成模擬駕駛訓練后，系統(tǒng)對學員進行安全駕駛意識水平評價；
所述典型危險狀態(tài)安全駕駛訓練模塊，在模擬交通場景中，設置突然發(fā)生的緊急情況，如制動失效、車輪爆胎等；
所述惡劣天氣條件安全駕駛訓練模塊，模擬雨、霧、雪、冰等典型惡劣天氣，將惡劣天氣疊加到道路交通環(huán)境中；
所述安全對比駕駛訓練模塊，指示學員在不同速度下實施緊急制動、在不同干濕路面條件下實施緊急制動、駕駛不同長度車輛轉彎、觀察不同車型后視鏡有效視野等，對比不同速度下制動距離、不同路面條件下制動距離、不同車型轉彎內輪差、不同車型后視鏡視野等；
所述安全駕駛意識水平評價，具體為針對學員在執(zhí)行所述復雜交通環(huán)境安全駕駛訓練模塊的過程中，由計算機系統(tǒng)自動檢測、記錄學員的駕駛操控動作、車輛行駛狀態(tài)、交通控制元素和周邊交通流狀態(tài)，依據(jù)評判規(guī)則，對學員的安全駕駛度進行考核，包括是否符合交通規(guī)則要求、是否發(fā)生交通事故、是否存在安全隱患，給出本次模擬駕駛的評價結果。采用本發(fā)明后，復雜交通環(huán)境安全駕駛訓練模塊、典型危險狀態(tài)安全駕駛訓練模塊、惡劣天氣條件安全駕駛訓練模塊、安全對比駕駛訓練模塊的設置使得學員能夠體驗日常交通環(huán)境中的安全風險，掌握緊急狀態(tài)下的處置技能，提高學員的安全駕駛意識。


圖1為本發(fā)明的結構示意圖2為本發(fā)明中復雜交通環(huán)境安全駕駛訓練模塊的結構示意圖； 圖3為本發(fā)明中典型危險狀態(tài)安全駕駛訓練模塊的結構示意圖； 圖4為本發(fā)明中惡劣天氣條件安全駕駛訓練模塊的結構示意圖； 圖5為本發(fā)明中安全對比駕駛訓練模塊的結構示意圖； 圖6為本發(fā)明中安全駕駛意識水平評價的示意圖。
具體實施例方式見圖1，其包括顯示部件、音效部件、操控部件、選擇輸入部件、信號采集處理部件、 主控計算機部件、座艙部件、多自由度運動部件，主控計算機部件內置有復雜交通環(huán)境安全駕駛訓練模塊、典型危險狀態(tài)安全駕駛訓練模塊、惡劣天氣條件安全駕駛訓練模塊、安全對比駕駛訓練模塊，主控計算機部件分別連接顯示部件、音效部件、多自由度運動部件，操控部件集成于座艙部件中，操控部件、選擇輸入部件連接信號采集處理部件，信號采集處理部件連接主控計算機部件。復雜交通環(huán)境安全駕駛訓練模塊，通過虛擬現(xiàn)實技術構建仿真道路交通環(huán)境，包括城市道路、普通公路、高速公路和山區(qū)公路等常見道路類型，按照國家標準和規(guī)范設計道路元素、標志標線等，并設置仿真交通流，包括機動車、非機動車、行人等，構成復雜交通環(huán)境；在道路沿線設置若干日常駕駛中經常發(fā)生的危險交通事件，如行人橫穿道路、前方出租車急停車、自行車拐入機動車道等，學員駕駛訓練完成后，系統(tǒng)對學員進行安全駕駛意識水平評價；
典型危險狀態(tài)安全駕駛訓練模塊，在模擬交通場景中，設置突然發(fā)生的緊急情況，如制動失效、車輪爆胎等；惡劣天氣條件安全駕駛訓練模塊，模擬雨、霧、雪、冰等典型惡劣天氣，將惡劣天氣疊加到道路交通環(huán)境中；
安全對比駕駛訓練模塊，指示學員在不同速度下實施緊急制動、在不同干濕路面條件下實施緊急制動、駕駛不同長度車輛轉彎、觀察不同車型后視鏡有效視野等，對比不同速度下制動距離、不同路面條件下制動距離、不同車型轉彎內輪差、不同車型后視鏡視野等；
安全駕駛意識水平評價，具體為針對學員在執(zhí)行復雜交通環(huán)境安全駕駛訓練模塊的過程中，由計算機系統(tǒng)自動檢測、記錄學員的駕駛操控動作、車輛行駛狀態(tài)、交通控制元素和周邊交通流狀態(tài)，依據(jù)評判規(guī)則，對學員的安全駕駛度進行考核，包括是否符合交通規(guī)則要求、是否發(fā)生交通事故、是否存在安全隱患，給出本次模擬駕駛的評價結果。其工作原理如下通過主控計算機部件，選擇復雜交通環(huán)境安全駕駛訓練模塊、典型危險狀態(tài)安全駕駛訓練模塊、惡劣天氣條件安全駕駛訓練模塊、安全對比駕駛訓練模塊中的一種；
復雜交通環(huán)境安全駕駛訓練模塊見圖1、圖2、圖6，
通過選擇輸入部件選擇道路類型城市道路、高速公路、普通公路、山區(qū)公路；
通過選擇輸入部件選擇模擬車型小轎車、小貨車
之后進入到模擬駕駛訓練的環(huán)節(jié)，根據(jù)所選定的道路類型，模擬駕駛訓練環(huán)節(jié)會出現(xiàn)相應道路類型中的場景及危險交通事件，供學員模擬駕駛訓練；學員乘坐在座艙部件中， 通過操控部件進行模擬駕駛，信號采集處理部件實時采集駕駛操作信息并經調理后輸送至主控計算機部件，由主控計算機部件實時運算車輛運行狀態(tài)，進而調度模擬場景狀態(tài)，通過顯示部件顯示動態(tài)模擬視景，并通過音效部件、多自由度運動部件輸出仿真聲音、動態(tài)體感等，形成與學員實時交互的模擬駕駛環(huán)境；模擬駕駛由起點開始，行至止點結束；過程中， 模擬駕駛至滿足預設危險事件的觸發(fā)條件時，由主控計算機部件進行相應處理；模擬駕駛結束之后，顯示部件播放模擬駕駛全程/或重點交通事件過程，播放視角可選擇自車視角、 頂俯視角、后上方俯視角等，教員結合回放畫面對學員進行安全駕駛知識教育和指導。在模擬駕駛過程中，主控計算機部件連續(xù)記錄信號采集處理部件輸入的模擬駕駛操作信息，以及仿真運算得出的車輛運行姿態(tài)信息、當前視景范圍內模擬交通場景信息、動態(tài)仿真體信息、危險交通事件腳本等，按照預設的評判規(guī)則庫中的扣分標準進行評判、扣分。評判規(guī)則庫包括違反交通法規(guī)扣分標準、發(fā)生碰撞扣分標準、危險駕駛扣分標準，評價結果通過顯示部件以屏幕文字形式顯示安全駕駛意識水平評價得分、扣分項目等。典型危險狀態(tài)安全駕駛訓練模塊見圖1、圖3，
通過選擇輸入部件選擇模擬駕駛的危險狀態(tài)類型車輪爆胎、制動失效等，其危險狀態(tài)與模擬交通場景相匹配，如制動失效狀態(tài)設置在下坡路段；
通過選擇輸入部件選擇模擬駕駛車輛類型小轎車、小貨車；
之后學員通過操控部件進行模擬駕駛，操作信息由信號采集部件采集處理部件經調理后輸送至主控計算機部件，由主控計算機部件實時運算車輛運行狀態(tài)，進而調度模擬場景狀態(tài)，通過顯示部件、音效部件、多自由度運動部件進行輸出，形成與學員實時交互的模擬駕駛環(huán)境；預設的危險狀態(tài)發(fā)生時，音效部件實施語音提示，指導學員采取正確的應急處置措施，待車輛靜止或發(fā)生碰撞后模擬駕駛過程結束。模擬駕駛結束之后，顯示部件播放模擬駕駛過程，播放視角可選擇自車視角、頂俯
5視角、后上方俯視角等，教員結合回放畫面對學員進行安全駕駛知識教育和指導。之后，顯示部件以屏幕文字形式，介紹該危險狀態(tài)的危害、易發(fā)條件、處置措施等。惡劣天氣條件安全駕駛訓練模塊見圖1、圖4，
通過選擇輸入部件選擇惡劣天氣類型雨天、霧天、雪天、結冰，將惡劣天氣疊加到道路交通環(huán)境中；
通過選擇輸入部件選擇模擬駕駛的道路類型城市道路、高速公路、普通公路、山區(qū)公
路；
通過選擇輸入部件選擇模擬駕駛車輛類型小轎車、小貨車；
顯示部件以屏幕文字的形式，介紹該惡劣天氣下道路通行特點、容易發(fā)生的危險、安全駕駛注意事項等；
之后學員通過操控部件進行模擬駕駛，操作信息由信號采集部件采集處理部件經調理后輸送至主控計算機部件，由主控計算機部件實時運算車輛運行狀態(tài)，進而調度模擬場景狀態(tài)，通過顯示部件、音效部件、多自由度運動部件進行輸出，形成與學員實時交互的模擬駕駛環(huán)境；模擬駕駛由起點開始，行至止點結束；模擬駕駛結束之后，顯示部件播放模擬駕駛過程，播放視角可選擇自車視角、頂俯視角、后上方俯視角等，教員結合回放畫面對學員進行安全駕駛知識教育和指導。安全對比駕駛教育訓練見圖1、圖5，
通過選擇輸入部件選擇安全對比駕駛種類不同速度一制動距離、不同路面條件一制動距離、不同車型一轉彎內輪差、不同車型一后視鏡視野等，其安全對比駕駛種類與模擬交通場景相匹配，如針對“不同車型一轉彎內輪差”，模擬駕駛場景為平坦地面，由交通標線或隔離錐筒構造出彎道；
之后學員通過操控部件進行模擬駕駛，操作信息由信號采集部件采集處理部件經調理后輸送至主控計算機部件，由主控計算機部件實時運算車輛運行狀態(tài)，進而調度模擬場景狀態(tài)，通過顯示部件、音效部件、多自由度運動部件進行輸出，形成與學員實時交互的模擬駕駛環(huán)境；系統(tǒng)通過屏幕文字、語音提示等方式指示學員分別按照設定的條件進行多次模擬駕駛，并實施指定的操作行為，如緊急制動、轉彎、觀察后視鏡等；
在模擬駕駛過程中，系統(tǒng)自動記錄特定指征量制動距離、內輪差、有效視野等，通過顯示部件顯示歷次指征量結果對比，教員結合對比結果對學員進行安全駕駛知識教育和指導。
權利要求
1.一種汽車交通安全模擬駕駛教育訓練系統(tǒng)，其技術方案是這樣的其包括顯示部件、音效部件、操控部件、選擇輸入部件、信號采集處理部件、主控計算機部件、多自由度運動部件、座艙部件，其特征在于所述主控計算機部件內置有復雜交通環(huán)境安全駕駛訓練模塊、典型危險狀態(tài)安全駕駛訓練模塊、惡劣天氣條件安全駕駛訓練模塊、安全對比駕駛訓練模塊，所述主控計算機部件分別連接所述顯示部件、音效部件、多自由度運動部件，操控部件集成于所述座艙部件中，操控部件、選擇輸入部件連接所述信號采集處理部件，信號采集處理部件連接主控計算機部件。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種汽車交通安全模擬駕駛教育訓練系統(tǒng)，其特征在于所述復雜交通環(huán)境安全駕駛訓練模塊，通過虛擬現(xiàn)實技術構建仿真道路交通環(huán)境，包括城市道路、普通公路、高速公路和山區(qū)公路等常見道路類型，按照國家標準和規(guī)范設計道路元素、標志標線等，并設置仿真交通流，包括機動車、非機動車、行人等，構成復雜交通環(huán)境；在道路沿線設置若干日常駕駛中經常發(fā)生的危險交通事件，如行人橫穿道路、前方出租車急停車、自行車拐入機動車道等，學員完成模擬駕駛訓練后，系統(tǒng)對學員進行安全駕駛意識水平評價。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種汽車交通安全模擬駕駛教育訓練系統(tǒng)，其特征在于所述典型危險狀態(tài)安全駕駛訓練模塊，在模擬交通場景中，設置突然發(fā)生的緊急情況。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種汽車交通安全模擬駕駛教育訓練系統(tǒng)，其特征在于所述惡劣天氣條件安全駕駛訓練模塊，模擬雨、霧、雪、冰等典型惡劣天氣，將惡劣天氣疊加到道路交通環(huán)境中。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種汽車交通安全模擬駕駛教育訓練系統(tǒng)，其特征在于所述安全對比駕駛訓練模塊，指示駕駛人在不同速度下實施緊急制動、在不同干濕路面條件下實施緊急制動、駕駛不同長度車輛轉彎、觀察不同車型后視鏡有效視野等，對比不同速度下制動距離、不同路面條件下制動距離、不同車型轉彎內輪差、不同車型后視鏡視野等。
6.根據(jù)權利要求2所述的一種汽車交通安全模擬駕駛教育訓練系統(tǒng)，其特征在于所述安全駕駛意識水平評價，具體為針對駕駛人在執(zhí)行所述復雜交通環(huán)境安全駕駛訓練模塊的過程中，由計算機系統(tǒng)自動檢測、記錄駕駛人的駕駛操控動作、車輛行駛狀態(tài)、交通控制元素和周邊交通流狀態(tài)，依據(jù)評判規(guī)則，對駕駛人的安全駕駛度進行考核，包括是否符合交通規(guī)則要求、是否發(fā)生交通事故、是否存在安全隱患，給出本次模擬駕駛的評價結果。
全文摘要
本發(fā)明提供一種汽車交通安全模擬駕駛教育訓練系統(tǒng)，其使學員在訓練基本駕駛技術的基礎上，體驗日常交通環(huán)境中的安全風險，掌握緊急狀態(tài)下的處置技能，提高學員的安全駕駛意識。其包括顯示部件、音效部件、操控部件、選擇輸入部件、信號采集處理部件、主控計算機部件、座艙部件、多自由度運動部件，其特征在于主控計算機部件內置有復雜交通環(huán)境安全駕駛訓練模塊、典型危險狀態(tài)安全駕駛訓練模塊、惡劣天氣條件安全駕駛訓練模塊、安全對比駕駛訓練模塊，主控計算機部件分別連接所述顯示部件、音效部件、多自由度運動部件，操控部件集成于所述座艙部件中，操控部件、選擇輸入部件連接所述信號采集處理部件，信號采集處理部件連接主控計算機部件。
文檔編號G09B9/05GK102184659SQ20111015392
公開日2011年9月14日 申請日期2011年6月9日 優(yōu)先權日2011年6月9日
發(fā)明者劉東波, 尤志棟, 王長君, 高巖 申請人:公安部交通管理科學研究所