CN111301396A - 智能驾考车 - Google Patents

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叶泽昌
刘智刚
曹耀光
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贾晓杰
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Abstract

本发明涉及一种智能驾考车，通过对现有驾考车辆进行改装使之成为智能驾考车，在现有驾考车辆上安装感知***、车联网终端、车载计算***和车载控制***，通过感知***收集学员行车过程中的驾驶行为数据和智能驾考车周围的交通数据并由车载计算***对数据进行计算处理，与驾驶员考试科目三的标准规则进行对比，将对比结果传输至车联网终端，并由车联网终端将对比结果发送至车载控制***，由车载控制***根据对比结果对智能驾考车进行控制，实现对驾考科目三路考过程人身和财产安全的全方位保障以及保障科目三许多考试评判项目的评判结果的公平与公正。

Description

智能驾考车
技术领域
本发明属于驾校考试设备技术领域，具体涉及一种智能驾考车。
背景技术
我国机动车驾驶培训与考试车辆超过100万辆，每年新增机动车驾驶人超千万。近年来，发生了数起在公共道路由驾驶培训与考试车辆引发的交通事故，多为新手驾驶员误操作导致，驾考车辆成为影响当前道路行车安全的一大隐患。现有的驾考科目三对路考过程人身和财产安全不能做到全方位保障。
目前，针对封闭场景的科目二考试以及公共道路科目三考试，已经开发出采用高精度定位进行考试评判的***；然而针对公共道路驾驶考试科目三，仍有许多考试评判项目须由考官随车进行评判，评判结果受个人主观因素影响，且存在***的可能。
发明内容
针对上述现有技术存在的现有的驾考科目三对路考过程人身和财产安全不能做到全方位保障以及科目三许多考试评判项目的评判结果受个人主观因素影响，存在***的可能的技术问题，本发明提供一种智能驾考车，通过对现有驾考车辆进行改装使之成为智能驾考车，在现有驾考车辆上安装感知***、车联网终端、车载计算***和车载控制***，通过感知***收集学员行车过程中的驾驶行为数据并由车载计算***对数据进行计算处理，与驾驶员考试科目三的标准规则进行对比，将对比结果传输至车联网终端，并由车联网终端将对比结果发送至车载控制***，由车载控制***根据所述对比结果对智能驾考车进行控制，实现对驾考科目三路考过程人身和财产安全的全方位保障以及保障科目三许多考试评判项目的评判结果的公平与公正。
本发明的技术方案如下：
一种智能驾考车，所述智能驾考车内部设置有线控转向和线控制动***，所述智能驾考车上还设置有感知***、车联网终端、车载计算***和车载控制***，所述车载计算***和所述车载控制***共同构建车载计算和控制平台，所述感知***和所述车联网终端分别与所述车载计算和控制平台连接；
所述感知***用于采集学员行车过程中的驾驶行为数据以及所述智能驾考车周围的交通数据；所述车载计算***用于将所述感知***采集的所述驾驶行为数据和所述交通数据进行计算处理，并将计算处理结果与驾驶员考试科目三的标准规则进行对比，将对比结果传输至所述车联网终端，由所述车联网终端传输给所述车载控制***，并由所述车载控制***根据所述对比结果对所述智能驾考车进行控制；
所述车载计算和控制平台用于将所述车载计算***得出的对比结果通过车联网终端发送至车管中心。
进一步地，所述智能驾考车上还设置有语音播报***，所述语音播报***与所述车联网终端通过车载网络通信的方式连接，用于对所述对比结果进行语音播报。
进一步地，所述语音播报***在所述对比结果为“合格”时，语音播报“合格”或不进行播报，在所述对比结果为“不合格”时，语音播报“不合格”。
进一步地，所述感知***设置于所述驾考车外部，所述车联网终端、所述车载计算***和所述车载控制***均设置于所述驾考车内部，所述感知***包括：摄像头、雷达、定位***和惯导***。
进一步地，所述摄像头设置在驾考车前部和尾部，通过GMSL接口与所述车载计算和控制平台通信连接；
所述雷达包括毫米波雷达和超声波雷达；所述毫米波雷达设置于驾考车前部和尾部，用于对车体周围的障碍物进行识别和判断，并对车体周围的机动车的车距、车速和车辆加速度进行计算；所述超声波雷达设置于驾考车的左右两侧，用于对左右两侧的车距进行计算和判断；所述毫米波雷达和所述超声波雷达与所述车载计算和控制平台通过CAN通信连接；
所述定位***为GNSS定位***，所述惯导***为IMU惯导***，均设置于驾考车顶部，所述GNSS定位***和所述IMU惯导***结合用于对车道位置以及驾考车的位姿进行判断，所述GNSS定位***和所述IMU惯导***与所述车载计算和控制平台通过串口通信连接。
进一步地，在车载控制***根据对比结果对所述智能驾考车进行控制之前，由所述感知***测量驾考车与周边其他车辆的间距和行驶速度，定位行人和非机动车的位置，识别交通信号和交通标志，并将所述测量、定位以及识别得到的信息发送至车载计算***，由车载计算***根据所述测量、定位以及识别得到的信息并根据预设的安全阈值规划出安全的行车路径，所述安全的行车路径的终点为所述车载控制***控制所述驾考车行驶所至的终点。
进一步地，在学员驾驶行为被评判为“不合格”，车辆进入自动驾驶模式驶向路边之前，由车载计算***规划出安全的行车路径时，所述驾考车与周边其他车辆的间距的预设的安全阈值为50m，所述驾考车与周边其他车辆的行驶速度的预设的安全阈值为50Km/h，当所述感知***测量的驾考车与周边其他车辆的行驶速度均不超过50Km/h且所述驾考车与周边其他车辆的间距均大于50m时所述车载计算***评判为安全；所述驾驶车与行人和非机动车的位置的安全阈值为100m，当所述感知***测量的驾驶车与行人和非机动车的距离大于100米时所述车载计算***评判为安全。
进一步地，在所述车载计算***确定驾考车周围为安全时，所述GNSS定位***结合所述IMU惯导***以及高精度地图，确定驾考车安全的停放终点，并由所述车载计算***根据预设的安全阈值规划好行车路线，由所述车载控制***控制驾考车的线控转向和线控制动***根据所述规划好的行车路线驶向所述安全的停放终点。
进一步地，所述车联网终端设置于车体内部副驾驶前手套箱处；所述摄像头为两个，分别设置在车尾和挡风玻璃上沿的中轴线处。
进一步地，所述毫米波雷达为两个，设置在驾考车的前后车牌处；所述超声波雷达设置在驾考车的车体两侧，每侧设置4个；所述GNSS定位***和IMU惯导***设置在车体顶部的中轴线上；所述语音播报***设置于驾考车车厢内的中控台位置。
本发明的技术效果如下：
本发明提供一种智能驾考车，该驾考车通过对现有的驾考车辆进行改装使之成为智能驾考车，在现有的驾考车辆的基础上设置感知***、车联网终端、车载计算***和车载控制***，感知***采集学员行车过程中的驾驶行为数据以及智能驾考车周围的交通数据，具体可以是在现有驾考车辆的外部安装摄像头，毫米波雷达，超声波雷达，以在驾驶员考试科目三中完成障碍物的识别与测距功能，交通信号标志的识别与判断功能，车道线的检测功能，其他车辆、非机动车辆、行人的识别功能以及其他车辆发出的信号判断功能，在车辆的顶部安装定位***和惯导***，以使学员在驾驶员考试科目三中完成车道位置的计算功能和车辆位姿的判断功能，在车辆内部安装车联网终端以及车载计算和控制***，以使学员在驾驶员考试科目三中完成对采集的学员驾驶行为的数据以及智能驾考车周围的交通数据进行计算处理的功能，并且在处理完成后与驾驶员考试科目三的标准规则进行对比、判断，以得出学员的驾驶行为是否符合驾驶员考试科目三的标准规则，线控转向和线控制动***可以在车载计算和控制***判断出学员的驾驶行为不符合驾驶员考试科目三的标准规则时，对智能驾考车进行转向和制动的控制，从而终止考试并将车辆自动驶向路边停车，可以在驾驶员考试科目三中出现危险驾驶行为时，由车载计算***和车载控制***采取紧急措施，并由车载控制***控制线控转向和线控制动***将车辆驶向安全区域，通过对驾考车进行智能改造,将不具有人工智能和自动驾驶功能的车辆改装成为具有人工智能和自动驾驶功能的智能驾考车，可以在驾驶员考试科目三时，使得车辆能实时的感知周围的交通环境和其他机动车、非机动车和行人的状态，能有效的提高科目三考试的安全性并保证科目三许多考试评判项目的评判结果的公平与公正。
附图说明
图1为本发明智能驾考车内部各装置连接关系框图。
图2为本发明车载计算和控制平台与感知***中各装置以及语音播报***之间的通信关系框图。
图3为本发明智能驾考车中感知***的优选安装位置正视图。
图4为本发明智能驾考车中感知***的优选安装位置侧视图。
图5为本发明智能驾考车中感知***的优选安装位置后视图。
图6为本发明智能驾考车中感知***的主要功能框图。
图7为本发明智能驾考车整体工作流程图。
具体实施方式
为了更清楚的理解本发明的内容，将结合附图和实施例详细说明。
本发明涉及一种智能驾考车，该智能驾考车在现有的内部设置有线控转向和线控制动***的普通驾考车的基础上增加了感知***、车联网终端、车载计算***和车载控制***。感知***优选设置于驾考车外部，可以包括：摄像头、雷达、定位***和惯导***等，用于采集学员行车过程中的驾驶行为数据以及智能驾考车周围的交通数据；车联网终端、车载计算***和车载控制***均优选设置于驾考车内部，车载计算***用于将感知***采集的驾驶行为数据以及交通数据进行计算处理，并将计算处理结果与驾驶员考试科目三的标准规则进行对比，将对比结果传输至车联网终端，由车联网终端传输给车载控制***，并由车载控制***根据对比结果对智能驾考车进行控制；车载计算***和车载控制***共同构建车载计算和控制平台，车载计算和控制平台用于将车载计算***得出的对比结果通过车联网终端发送至车管中心。如图1所示，感知***和车联网终端分别与车载计算和控制平台连接。
具体地，在智能驾考车上还可以进一步设置有语音播报***，设置于车辆的车厢内部，比如在驾考车车厢内的中控台位置，如图2所示，语音播报***与车联网终端通过车载网络通信的方式传输信息，当车载计算***判断出学员的驾驶行为是否合格后，会向车联网终端发送一条指令，车联网终端根据指令控制语音播报***进行对应的语音播报。具体地，语音播报***在驾驶员考试科目三的考试过程中对考试科目进行实时的提醒，在考试过程中，对学员考核合格的项目不进行语音播报提醒，对学员考核扣分的项目进行语音警告提醒，对学员考核不合格的项目进行语音播报“不合格”，当语音播报***播报完“不合格”后，由车载计算***根据感知***采集的信息规划出安全的行驶路径，再由车载控制***控制线控转向和线控制动***按照规划出的安全的行驶路径进行车辆的转向、加速或制动以使车辆按照规划的路线驶向安全的区域。在该实施例中，由车载计算***和车载控制***构成的车载计算和控制平台与感知***之间通过CAN通信、GMSL接口或串口连接，与车联网终端之间通过车载网络通信的方式连接，具体地，如图2所示，车载计算和控制平台与感知***中的毫米波雷达、超声波雷达通过CAN通信连接，与摄像头通过GMSL接口连接，与GNSS、IMU通过串口连接，依据感知***中各个设备的不同特性使用不同的连接方式从而使得感知***与车载计算和控制平台之间的通信更敏捷，通信及车辆控制效果更好。
具体地，感知***采集的数据包括：考试车辆周围的机动车的速度和位置信息、非机动车和行人的位置信息、周围的交通信号灯、交通标志等信息、车道线信息等。如图3-图5所示感知***的优选安装位置的正视、侧视和后视图，感知***包括设置在车头前部和车尾部的摄像头，优选可分别设置在车尾和挡风玻璃上沿的中轴线处，如图6所示，摄像头可以进行车辆识别、非机动车识别、行人识别、超车信号判断、交通信号灯识别以及标志、标识识别等，不同位置的摄像头的具体的作用有所不同，例如，车头前部的摄像头可以对车辆前方的机动车、非机动车以及行人进行识别；可以对车辆前方的交通信号灯进行识别和判断；可以对车辆两侧的交通标志和标识进行识别；车尾部的摄像头可以对车辆后方的机动车进行识别，可以对车辆后部的机动车的超车信号进行识别和判断。感知***将采集到的数据发送至车载计算***，由车载计算***对采集到的数据进行分析处理，并与驾驶员考试科目三的标准规则进行对比，将对比结果发送至车联网终端，并由车联网终端将比较的结果传输至车载控制***以控制线控转向和线控制动***对车辆的方向和速度进行控制，从而将车辆驶向规划好的安全区域的终点。
在该实施例中，如图3-图5所示，感知***还包括固定设置在驾考车的前后车牌处的两个毫米波雷达，如图6所示，毫米波雷达可以进行车距、车速计算以及车辆加速度计算，具体地，车头前部的毫米波雷达可以对车辆前方的机动车、非机动车、行人等障碍物进行识别和判断，可以对车辆前方的机动车的车距、车速和车辆加速度进行计算；车尾部的毫米波雷达可以对车辆后方的机动车进行识别和判断，具体地，可以对车辆后方的机动车的车距、车速和车辆加速度进行计算。
在该实施例中，如图3-图5所示，感知***还包括固定在驾考车的车体左右两侧的多个超声波雷达，如图6所示，超声波雷达可以进行侧向车距计算，具体地，车辆右侧的超声波雷达可以在车辆进行超车或并行时对车辆右侧车距进行计算和判断，车辆左侧的超声波雷达可以在车辆被超车或并行时对车辆左侧车距进行计算和判断。
在该实施例中，如图3-图5所示，感知***还包括固定设置在车辆顶部中轴线上的GNSS导航***和IMU惯导***，如图6所示，GNSS导航***可以进行车道位置计算和车辆位姿判断。GNSS导航***和IMU惯导***组合使用并结合在车联网终端中预先植入的驾驶员考试科目三场地的高精度地图对车辆的位置进行准确定位以及对车辆的位姿进行判断，并且可以对车道位置进行精确计算。
在该实施例中，在现有普通驾考车中的线控转向和线控制动***可以在学员进行驾驶员考试科目三中在正常操作时正常工作，并由学员进行控制；线控转向和线控制动***在学员进行驾驶员考试科目三的操作中出现危险情况或操作不符合科目三考试规则标准时，由车载控制***对线控转向和线控制动***进行控制，具体控制的是车辆的转向、加速或制动。
优选地，在该实施例中，车联网终端设置于车辆的车体内部副驾驶前手套箱处，实现对车辆所有工作情况和静、动态信息的采集、存储并发送，利用车载移动网络实现人车交互，并与车载计算***以及车载控制***进行通讯以控制车辆的行驶方向、速度，具体地，如图7所示，由车载计算***将感知***采集到的学员的驾驶行为数据和智能驾考车周围的交通数据进行计算处理并与驾驶员考试科目三的标准规则进行对比、判断，从而判断学员的驾驶行为是否合格(是否符合规则)，当学员的驾驶行为被判定为不合格(不符合规则)时，并由车载计算***将学员驾驶行为不合格信息传输至车联网终端，由车联网终端控制语音播报***实时进行指令提醒“不合格”，车联网终端将接收到的学员驾驶行为不合格信息发送至车载控制***，在车载控制***根据学员驾驶行为不合格信息对智能驾考车进行控制之前(也就是在进入自动驾驶模式之前)，由感知***测量驾考车与周边其他车辆的间距和行驶速度，定位行人和非机动车的位置，识别交通信号和交通标志，并将测量、定位以及识别得到的信息发送至车载计算***，由车载计算***根据测量、定位以及识别得到的信息并根据预设的安全阈值规划出安全的行车路径，由车载控制***对线控转向和线控制动***进行控制，通过线控转向和线控制动***控制车辆的转向、加速或制动以使车辆按照规划出的安全的行车路径驶向安全的位置，结束考试；当学员的驾驶行为被判定为合格(符合规则)时，继续进行下一科目的考试，并由感知***继续进行学员的驾驶行为数据以及和智能驾考车周围的交通数据的获取。具体地，在进行安全的行车路径的规划时，设定驾考车与周边其他车辆间距的安全阈值为50m，设定驾考车与周边其他车辆的行驶速度的安全阈值为50Km/h，当感知***测量驾考车与周边其他车辆的行驶速度均不超过50Km/h且所述驾考车与周边其他车辆的间距均大于50m时，车载计算***评判该驾考车所行驶的路径为安全的；设定驾驶车与行人和非机动车的位置的安全阈值为100m，当感知***测量的驾驶车与行人和非机动车的距离大于100米时，车载计算***评判该驾考车所行驶的路径为安全的，本发明对上述各安全阈值的数值不作具体限定，只要能保证考试车辆的行驶路径为安全的阈值均落于本发明的保护范围之内。
应当指出，以上所述具体实施方式可以使本领域的技术人员更全面地理解本发明创造，但不以任何方式限制本发明创造。因此，尽管本说明书参照附图和实施例对本发明创造已进行了详细的说明，但是，本领域技术人员应当理解，仍然可以对本发明创造进行修改或者等同替换，总之，一切不脱离本发明创造的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明创造专利的保护范围当中。

Claims (10)

1.一种智能驾考车，所述智能驾考车内部设置有线控转向和线控制动***，其特征在于，所述智能驾考车上还设置有感知***、车联网终端、车载计算***和车载控制***，所述车载计算***和所述车载控制***共同构建车载计算和控制平台，所述感知***和所述车联网终端分别与所述车载计算和控制平台连接；
所述感知***用于采集学员行车过程中的驾驶行为数据以及所述智能驾考车周围的交通数据；所述车载计算***用于将所述感知***采集的所述驾驶行为数据和所述交通数据进行计算处理，并将计算处理结果与驾驶员考试科目三的标准规则进行对比，将对比结果传输至所述车联网终端，由所述车联网终端传输给所述车载控制***，并由所述车载控制***根据所述对比结果对所述智能驾考车进行控制；
所述车载计算和控制平台用于将所述车载计算***得出的对比结果通过车联网终端发送至车管中心。
2.根据权利要求1所述的智能驾考车，其特征在于，所述智能驾考车上还设置有语音播报***，所述语音播报***与所述车联网终端通过车载网络通信的方式连接，用于对所述对比结果进行语音播报。
3.根据权利要求2所述的智能驾考车，所述语音播报***在所述对比结果为“合格”时，语音播报“合格”或不进行播报，在所述对比结果为“不合格”时，语音播报“不合格”。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的智能驾考车，其特征在于，所述感知***设置于所述驾考车外部，所述车联网终端、所述车载计算***和所述车载控制***均设置于所述驾考车内部，所述感知***包括：摄像头、雷达、定位***和惯导***。
5.根据权利要求4所述的智能驾考车，其特征在于，
所述摄像头设置在驾考车前部和尾部，通过GMSL接口与所述车载计算和控制平台通信连接；
所述雷达包括毫米波雷达和超声波雷达；所述毫米波雷达设置于驾考车前部和尾部，用于对车体周围的障碍物进行识别和判断，并对车体周围的机动车的车距、车速和车辆加速度进行计算；所述超声波雷达设置于驾考车的左右两侧，用于对左右两侧的车距进行计算和判断；所述毫米波雷达和所述超声波雷达与所述车载计算和控制平台通过CAN通信连接；
所述定位***为GNSS定位***，所述惯导***为IMU惯导***，均设置于驾考车顶部，所述GNSS定位***和所述IMU惯导***结合用于对车道位置以及驾考车的位姿进行判断，所述GNSS定位***和所述IMU惯导***与所述车载计算和控制平台通过串口通信连接。
6.根据权利要求1～3中任一项所述的智能驾考车，其特征在于，在车载控制***根据对比结果对所述智能驾考车进行控制之前，由所述感知***测量驾考车与周边其他车辆的间距和行驶速度，定位行人和非机动车的位置，识别交通信号和交通标志，并将所述测量、定位以及识别得到的信息发送至车载计算***，由车载计算***根据所述测量、定位以及识别得到的信息并根据预设的安全阈值规划出安全的行车路径，所述安全的行车路径的终点为所述车载控制***控制所述驾考车行驶所至的终点。
7.根据权利要求6所述的智能驾考车，其特征在于，在学员驾驶行为被评判为“不合格”，车辆进入自动驾驶模式驶向路边之前，由车载计算***规划出安全的行车路径时，所述驾考车与周边其他车辆的间距的预设的安全阈值为50m，所述驾考车与周边其他车辆的行驶速度的预设的安全阈值为50Km/h，当所述感知***测量的驾考车与周边其他车辆的行驶速度均不超过50Km/h且所述驾考车与周边其他车辆的间距均大于50m时所述车载计算***评判为安全；所述驾驶车与行人和非机动车的位置的安全阈值为100m，当所述感知***测量的驾驶车与行人和非机动车的距离大于100米时所述车载计算***评判为安全。
8.根据权利要求7所述的智能驾考车，其特征在于，在所述车载计算***确定驾考车周围为安全时，所述GNSS定位***结合所述IMU惯导***以及高精度地图，确定驾考车安全的停放终点，并由所述车载计算***根据预设的安全阈值规划好行车路线，由所述车载控制***控制驾考车的线控转向和线控制动***根据所述规划好的行车路线驶向所述安全的停放终点。
9.根据权利要求5所述的智能驾考车，其特征在于，所述车联网终端设置于车体内部副驾驶前手套箱处；所述摄像头为两个，分别设置在车尾和挡风玻璃上沿的中轴线处。
10.根据权利要求5所述的智能驾考车，其特征在于，所述毫米波雷达为两个，设置在驾考车的前后车牌处；所述超声波雷达设置在驾考车的车体两侧，每侧设置4个；所述GNSS定位***和IMU惯导***设置在车体顶部的中轴线上；所述语音播报***设置于驾考车车厢内的中控台位置。
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