一种基于车辆位姿预测的驾驶人训练方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于车辆位姿预测的驾驶人训练方法及系统，其包括以下步骤：检测教练车的基准位姿；检测教练车转向角度；检测教练车行驶训练的轨迹；教练车的车身与车道线的平行检测；位置线压线检测；禁入区域判别。本发明专利技术实现了“无教练员”式的驾驶技能主动培训，采用实时检测教练车的位置坐标和姿态角，并通过机动车行驶的动力学原理预测教练车的下一步位置坐标和姿态角，根据当前培训项目的要求来智能化指导学员的训练，实现了倒车入库、侧方位停车、直角转弯、坡道停车与起步、曲线行驶等项目的智能培训，其方法也适用于其它场地驾驶项目的智能化培训。目的智能化培训。目的智能化培训。

【技术实现步骤摘要】
一种基于车辆位姿预测的驾驶人训练方法及系统


[0001]本专利技术涉及驾驶人学习机动车驾驶技能时的自动化、智能化培训
，具体为一种基于车辆位姿预测的驾驶人训练方法和训练系统。

技术介绍

[0002]传统的机动车驾驶技能培训是采用“师傅带徒弟”的模式进行教学，即通过教练员的“言传身教”把机动车驾驶技能传授给驾驶学员。该方法在学员实车操作时，由坐在副驾驶位置的教练员来及时发现学员的操作错误，并通过语言指导和亲自示范对学员的错误进行纠正，在出现行驶危险时，也由教练员来及时发现和处理，保障驾乘人员和教练车的安全。
[0003]这种驾驶技能培训方式受到教练员自身的交通法规理解能力、驾驶水平、语言表达能力、以及工作时的情绪状态的影响，存在着培训质量良莠不齐、培训质量因时因地而变化，使机动车驾驶技能培训教学存在着严重的不规范、不完整、不科学的现象，导致培训学员无法掌握全面、合理、准确的驾驶操作技能。
[0004]为了避免出现“师傅带徒弟”教学产生的各种问题，人们先后研制并生产了汽车驾驶模拟器、机器人教练等高新技术产品，用于解决机动车驾驶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于车辆位姿预测的驾驶人训练方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)检测教练车的基准位姿检测教练车的基准位置坐标P
A
(x
A
,y
A
,z
A
)，以及在三维空间的实时姿态S(α,β,γ)，其中α、β、γ分别表示教练车在三维空间的俯仰角、横滚角、偏航角；(2)检测教练车转向角度分别检测教练车的两个前轮的转向角度，根据该转向角度和两个后轮的位置点的位置坐标计算得出该教练车的转向圆心位置坐标P
Q
(x
Q
,y
Q
,z
Q
)；(3)检测教练车行驶训练的轨迹根据步骤(1)中的基准位置和实时姿态，规划出每个培训项目的标准行驶轨迹和左右最大偏差轨迹，在标准行驶轨迹和左右最大偏差轨迹之间设置两个中间值轨迹；教练车行驶训练时，若行驶轨迹偏离标准轨迹，但在两个中间值轨迹之间，给出正常纠错提示；若超出两个中间值轨迹范围，但在左右最大偏差轨迹之间的，给出严重纠错提示；若超出左右最大偏差轨迹范围，训练失败，回到起点重新开始训练；(4)教练车的车身与车道线的平行检测检测教练车的实时姿态中俯仰角γ与夹角θ
Z
的差值，若
‑5°
≤γ
‑
θ
Z
≤5
°
，近似平行；若γ
‑
θ
Z
>5
°
，车身向左偏斜，提示向右打方向盘；若γ
‑
θ
Z
<
‑5°
，车身向右偏斜，提示向左打方向盘；所述夹角θ
X
是指车道线与大地空间Z轴的夹角；(5)位置线压线检测检测教练车的当前车速，并测算教练车直线行驶t时间后，教练车上任意位置点与位置线之间的距离d
j
，若d
j
≥100cm，且教练车的车速低于10Km/h，正常操作；若教练车车速不小于10Km/h，提示降低车速；若50cm≤d
j
<100cm，提示降低车速；若30cm≤d
j
<50cm，提示降低车速,并准备停车；若0≤d
j
＜30cm，提示停车；(6)禁入区域判别识别禁入区域，当教练车将要驶入禁入区域时，立即启动自动刹车装置把教练车自动停下。2.根据权利要求1所述的一种基于车辆位姿预测的驾驶人训练方法，其特征在于：步骤(1)中所述基准位置坐标和三维空间的实时姿态是由卫星定位测向仪进行测量的，所述卫星定位测向仪包括安装在教练车顶前后端的主通道天线和次通道天线，所述主通道天线的位置坐标即为教练车的基准位置坐标P
A
(x
A
，y
A
，z
A
)，根据主通道天线和次通道天线的位置坐标得出教练车在三维空间的实时姿态S(α，β，γ)；所述教练车上任意位置点的实时坐标P
i
(x
i
，y
i
，z
i
)的计算公式如下：x
i
＝x
A
+x
Ai
·
sinαy
i
＝y
A
+y
Ai
·
sinβz
i
＝z
A
+z
Ai
·
sinγ
其中：i＝1、2、3、
…
、m，m不大于10，代表教练车上的m个不同的位置点；x
Ai
、y
Ai
、z
Ai
分别代表该位置点静态时与基准位置点P
A
之间的水平距离、垂直距离和高度值。3.根据权利要求1所述的一种基于车辆位姿预测的驾驶人训练方法，其特征在于：步骤(2)中所述前轮的转向角度是通过倾角仪来检测的，转向圆心位置坐标P
Q
(x
Q
，y
Q
，z
Q
)的计算公式如下：L2＝(x
Q
‑
x5)2+(y
Q
‑
y
Q5
)2+(z
Q
‑
z5)2L＝h
·
ctgb其中a、b为转向时位于内、外侧的两个前轮的转向角度，h为该教练车的轴距，L为内侧后轮中心到转向圆心的长度；P
D5
(x5，y5，z5)、P
D9
(x9，y9，z9)为教练车的两个后轮着地点D5、D9的位置点坐标。4.根据权利要求1所述的一种基于车辆位姿预测的驾驶人训练方法，其特征在于：步骤(3)中所述行驶轨迹是根据教练车行驶位姿进行规划的，所述教练车行驶位姿是指教练车行驶一段时间后位置坐标，具体如下：若教练车直线行驶时，检测教练车的行驶速度V，根据位移公式计算出教练车行驶t时间后的位置坐标P
i1
(x
i1
，y
i1
，z
i1
)，其中：x
i1
＝x
0i
+t
·
V
·
cosαy
i1...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵峰，魏涛，张松，
申请(专利权)人：无锡合壮智慧交通有限公司，
类型：发明
国别省市：