一种结合线路实景的高速动车模拟驾驶仿真实训系统技术方案

本发明专利技术公开了一种结合线路实景的高速动车模拟驾驶仿真实训系统，利用数据采集单元采集模拟驾驶信息和场景视频信息；利用数据处理单元接收模拟驾驶信息和场景视频信息，对模拟驾驶信息进行处理，得到模拟驾驶处理信息，对场景视频信息进行处理，得到场景视频处理信息；利用定位单元对模拟驾驶的移动进行定位并实时生成模拟坐标数据；利用数据分析单元对模拟驾驶处理信息和场景视频处理信息进行分析，得到分析信息集，并将分析信息集传输至预警提示单元；利用预警提示单元接收分析信息集并进行预警提示；本发明专利技术可以解决不能检测线路视频的场景与模拟操纵的场景是否匹配并进行预警提示的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种结合线路实景的高速动车模拟驾驶仿真实训系统
本专利技术涉及模拟驾驶
，具体为一种结合线路实景的高速动车模拟驾驶仿真实训系统。
技术介绍
司机在取得驾驶资格之前必须经过严格的培训，在可以到实际线路练习之前的培训，传统的作法是学员长期跟车添乘学习和熟悉线路。这种培养方案所需时间长，以国铁司机为例，最短也要2年。如果采用结合线路实景视频动车组仿真模拟培训系统对新司机进行培训，学员可以在真实的场景中进行操作动车组，相当于在不具备驾驶资格时，学员就可以进入真实的驾驶列车状态，并开始积累操作经验、熟悉线路。这种培养司机的方式更符合现代教育学的观点，也大大节约了人力成本。现有的高速动车模拟驾驶仿真实训系统存在的缺陷包括：不能检测线路视频的场景与模拟操纵的场景是否匹配并进行预警提示的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种结合线路实景的高速动车模拟驾驶仿真实训系统，本专利技术所要解决的技术问题为：如何解决不能检测线路视频的场景与模拟操纵的场景是否匹配并进行预警提示的问题。本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种结合线路实景的高速动车模拟驾驶仿真实训系统，包括数据采集单元、数据处理单元、数据分析单元、定位单元和预警提示单元；所述数据采集单元用于采集模拟驾驶信息和场景视频信息，该模拟驾驶信息包含模拟速度数据、模拟转向数据和模拟坐标数据；该场景视频信息包含视频关键帧数据、视频播放数据和场景坐标数据；将模拟驾驶信息和场景视频信息传输至数据处理单元；所述数据处理单元用于接收模拟驾驶信息和场景视频信息，对模拟驾驶信息进行处理，得到模拟驾驶处理信息，模拟驾驶处理信息包含模拟速度处理数据、模拟转向处理数据和模拟坐标处理数据，对场景视频信息进行处理，得到场景视频处理信息，场景视频处理信息包含视频关键帧处理数据、视频播放处理数据和场景坐标处理数据，将模拟驾驶处理信息和场景视频处理信息一同发送至数据分析单元；所述定位单元用于对模拟驾驶的移动进行定位并实时生成模拟坐标数据；所述数据分析单元用于对模拟驾驶处理信息和场景视频处理信息进行分析，得到分析信息集，并将分析信息集传输至预警提示单元；具体的步骤包括：步骤一：接收模拟驾驶处理信息和场景视频处理信息，获取模拟驾驶处理信息中标记的模拟移动速度MYSi、模拟转向角度MZJi、若干个坐标轴ZBZi和坐标点ZBDi以及路长预设值LYCi，获取场景视频处理信息中标记的若干个关键帧SGZi、关键帧移动速率SGSi、关键帧坐标SZZi和关键帧权重集GQJi；步骤二：利用公式计算获取模拟驾驶的模匹值，该公式为：其中，Hmp表示为模匹值，μ表示为预设的模匹修正因子,α表示为预设的坐标修正因子，a1、a2、a3表示为预设的不同比例系数；步骤三：将若干个模匹值进行降序排列得到模匹排序集；步骤四：利用公式计算获取模拟驾驶的景匹值，该公式为：其中，Hjp表示为景匹值，η表示为预设的景匹修正因子，b1、b2表示为预设的不同比例系数，t表示为模拟驾驶的持续时间；步骤五：将若干个景匹值进行降序排列得到景匹排序集，将模匹排序集与景匹排序集分类组合，得到分析信息集；所述预警提示单元用于接收分析信息集并进行预警提示。作为本专利技术的进一步改进方案：对模拟驾驶信息进行处理，得到模拟驾驶处理信息，具体的操作步骤包括：S21：获取模拟驾驶信息中的模拟速度数据、模拟转向数据和模拟坐标数据；S22：将模拟速度数据中不同的模拟移动速度标记为MYSi,i＝1,2...n；将标记的若干个模拟移动速度组合得到模拟速度处理数据；S23：将模拟转向数据中不同的模拟转向角度标记为MZJi,i＝1,2...n；将标记的若干个模拟转向角度组合得到模拟转向处理数据；S24：将模拟坐标数据中移动的路线设定为坐标轴，设定出发点为起点，将前进的方向设定为正方向，将若干个坐标轴标记为ZBZi,i＝1,2...n；将模拟坐标数据中路线上的信号灯设定为坐标点，将若干个坐标点标记为ZBDi,i＝1,2...n；设定不同的路径长度对应不同的路长预设值，将模拟移动的路线长度与所有的路径长度进行匹配获取对应的路长预设值并将其标记为LYCi,i＝1,2...n；将标记的若干个坐标轴和坐标点以及路长预设值分类组合，得到模拟坐标处理数据；S25：将模拟速度处理数据、模拟转向处理数据和模拟坐标处理数据分类组合，得到模拟驾驶处理信息。作为本专利技术的进一步改进方案：对场景视频信息进行处理，得到场景视频处理信息，具体的工作步骤包括：S31：获取场景视频信息中的视频关键帧数据、视频播放数据和场景坐标数据；S32：将视频关键帧数据中的若干个关键帧标记为SGZi,i＝1,2...n；设定不同的关键帧对应不同的关键帧权重，将若干个关键帧与所有的关键帧进行匹配获取对应的关键帧权重并将其组合得到关键帧权重集，将关键帧权重集标记为GQJi,i＝1,2...n；将标记的若干个关键帧和关键帧权重集组合，得到视频关键帧处理数据；S33：将视频播放数据中的若干个关键帧移动速率标记为SGSi,i＝1,2...n；将标记的若干个关键帧移动速率组合，得到视频播放处理数据；S34：将场景坐标数据中的关键帧坐标标记为SZZi,i＝1,2...n；将标记的若干个关键帧坐标组合，得到场景坐标处理数据；S35：将视频关键帧处理数据、视频播放处理数据和场景坐标处理数据分类组合，得到场景视频处理信息。作为本专利技术的进一步改进方案：所述预警提示单元用于接收分析信息集并进行预警提示，具体的工作步骤包括：S41：接收分析信息集获取模匹排序集和景匹排序集；S42：将模匹排序集中若干个降序排列的模匹值与预设的模匹阈值进行对比，若模匹值不大于模匹阈值，则生成第一同步信号；若模匹值大于模匹阈值，则生成第二同步信号；S43：将景匹排序集中若干个降序排列的景匹值与预设的景匹阈值进行对比，若景匹值不大于景匹阈值，则生成第一匹配信号；若景匹值大于景匹阈值，则生成第二匹配信号；S44：当第一同步信号和第一匹配信号同时存在，则判定模拟驾驶移动时与画面场景的移动同步；当第一同步信号和第一匹配信号不同时存在，则判定模拟驾驶移动时与画面场景的移动不同步并生成预警信号；S45：根据预警信号提示关键帧移动速率异常。本专利技术的有益效果：本专利技术公开的各个方面，利用数据采集单元采集模拟驾驶信息和场景视频信息，该模拟驾驶信息包含模拟速度数据、模拟转向数据和模拟坐标数据；该场景视频信息包含视频关键帧数据、视频播放数据和场景坐标数据；将模拟驾驶信息和场景视频信息传输至数据处理单元；通过采集模拟驾驶信息和场景视频信息并进行处理，从两方面综合分析线路视频的场景与模拟操纵的场景是否匹配，从而提高检测的准确性为数据分析提供支撑；利用数据处理单元接收模拟驾驶信息和场景视频信息，对模拟驾驶信息进行处理，得到模拟驾驶处理信本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种结合线路实景的高速动车模拟驾驶仿真实训系统，其特征在于，包括数据采集单元、数据处理单元、数据分析单元、定位单元和预警提示单元；/n所述数据采集单元用于采集模拟驾驶信息和场景视频信息，该模拟驾驶信息包含模拟速度数据、模拟转向数据和模拟坐标数据；该场景视频信息包含视频关键帧数据、视频播放数据和场景坐标数据；将模拟驾驶信息和场景视频信息传输至数据处理单元；/n所述数据处理单元用于接收模拟驾驶信息和场景视频信息，对模拟驾驶信息进行处理，得到模拟驾驶处理信息，模拟驾驶处理信息包含模拟速度处理数据、模拟转向处理数据和模拟坐标处理数据，对场景视频信息进行处理，得到场景视频处理信息，场景视频处理信息包含视频关键帧处理数据、视频播放处理数据和场景坐标处理数据，将模拟驾驶处理信息和场景视频处理信息一同发送至数据分析单元；/n所述定位单元用于对模拟驾驶的移动进行定位并实时生成模拟坐标数据；/n所述数据分析单元用于对模拟驾驶处理信息和场景视频处理信息进行分析，得到分析信息集，并将分析信息集传输至预警提示单元；具体的步骤包括：/n步骤一：接收模拟驾驶处理信息和场景视频处理信息，获取模拟驾驶处理信息中标记的模拟移动速度MYSi、模拟转向角度MZJi、若干个坐标轴ZBZi和坐标点ZBDi以及路长预设值LYCi，获取场景视频处理信息中标记的若干个关键帧SGZi、关键帧移动速率SGSi、关键帧坐标SZZi和关键帧权重集GQJi；/n步骤二：利用公式计算获取模拟驾驶的模匹值，该公式为：/n...

【技术特征摘要】
1.一种结合线路实景的高速动车模拟驾驶仿真实训系统，其特征在于，包括数据采集单元、数据处理单元、数据分析单元、定位单元和预警提示单元；
所述数据采集单元用于采集模拟驾驶信息和场景视频信息，该模拟驾驶信息包含模拟速度数据、模拟转向数据和模拟坐标数据；该场景视频信息包含视频关键帧数据、视频播放数据和场景坐标数据；将模拟驾驶信息和场景视频信息传输至数据处理单元；
所述数据处理单元用于接收模拟驾驶信息和场景视频信息，对模拟驾驶信息进行处理，得到模拟驾驶处理信息，模拟驾驶处理信息包含模拟速度处理数据、模拟转向处理数据和模拟坐标处理数据，对场景视频信息进行处理，得到场景视频处理信息，场景视频处理信息包含视频关键帧处理数据、视频播放处理数据和场景坐标处理数据，将模拟驾驶处理信息和场景视频处理信息一同发送至数据分析单元；
所述定位单元用于对模拟驾驶的移动进行定位并实时生成模拟坐标数据；
所述数据分析单元用于对模拟驾驶处理信息和场景视频处理信息进行分析，得到分析信息集，并将分析信息集传输至预警提示单元；具体的步骤包括：
步骤一：接收模拟驾驶处理信息和场景视频处理信息，获取模拟驾驶处理信息中标记的模拟移动速度MYSi、模拟转向角度MZJi、若干个坐标轴ZBZi和坐标点ZBDi以及路长预设值LYCi，获取场景视频处理信息中标记的若干个关键帧SGZi、关键帧移动速率SGSi、关键帧坐标SZZi和关键帧权重集GQJi；
步骤二：利用公式计算获取模拟驾驶的模匹值，该公式为：



其中，Hmp表示为模匹值，μ表示为预设的模匹修正因子,α表示为预设的坐标修正因子，a1、a2、a3表示为预设的不同比例系数；
步骤三：将若干个模匹值进行降序排列得到模匹排序集；
步骤四：利用公式计算获取模拟驾驶的景匹值，该公式为：



其中，Hjp表示为景匹值，η表示为预设的景匹修正因子，b1、b2表示为预设的不同比例系数，t表示为模拟驾驶的持续时间；
步骤五：将若干个景匹值进行降序排列得到景匹排序集，将模匹排序集与景匹排序集分类组合，得到分析信息集；
所述预警提示单元用于接收分析信息集并进行预警提示。


2.根据权利要求1所述的一种结合线路实景的高速动车模拟驾驶仿真实训系统，其特征在于，对模拟驾驶信息进行处理，得到模拟驾驶处理信息，具体的操作步骤包括：
S21：获取模拟驾驶信息中的模拟速度数据、模拟转向数据和模拟坐标数据；
S22：将模拟速度数据中不同的模拟移动速度标记为MYSi,i＝1,2...n；将标记的若干个模拟移动速度组合得到模拟速度处理数据；
S23：将模拟转向数据中不同的模拟转向角度标记为MZJi,i＝1,2...n；将标记的...

【专利技术属性】
技术研发人员：居彦，魏峰，余为，田葆萍，
申请(专利权)人：株洲莱恩轨道交通科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43