[发明专利]基于增强虚拟现实人机交互的智能驾驶训练系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及机动车驾驶训练领域，特别涉及基于增强虚拟现实人机交互的智能驾驶训练系统及方法。

背景技术

机动车驾驶人培训是道路交通安全的第一道屏障。随着国民经济的飞速发展，我国正在快速迈向汽车社会，公众对驾驶技能训练与认证考试的需求呈现出井喷式发展。相对于社会公众对驾培驾考的巨量需求，我国在驾培驾考的技术手段、培训能力等诸多方面存在着明显的“瓶颈”与“短板”。当前，驾驶人培训方面仍主要采用“口传身教”的传统培训模式，由教练员采用人工方式对学员展开教学培训。面对新时期驾培驾考需求与社会信息化趋势，此种方式暴露出越来越多的问题：(1)培训效果与效率不高：由于缺乏必要的信息化技术手段，一些高度依赖学员自身体验的操作环节(如车辆半联动的状态感觉、倒车入库时的空间感等)往往很难由教练通过语言描述导入给学员，加之部分教练表达能力的不足以及学员理解能力的差异，易导致培训效率难以提高，培训效果不佳的现象；(2)对教练员能力与素质的依赖性过高：单纯依赖人工教学的培训方式必然导致对人的高度依赖，培训效果与质量严重依赖教练员的个人业务能力与职业操守，易导致培训质量的起伏与差异；(3)培训知识和经验难以有效积累和复制：具有丰富知识和经验的优秀教练员是驾培行业的稀缺资源，其知识和经验是驾培机构的宝贵财富，而人工培训的方式在相当程度上阻碍了驾培知识和经验积累、挖掘与复制推广；(4)标准化培训课程难以推行：一些优质驾校在长期实践中通过教学研究形成了完善的标准化课程体系，但人工教学方式往往造成标准课程体系在执行终端环节的失真、缩水。

因此，亟待将数字化、信息化等先进技术手段引入传统驾培驾考领域，研制基于信息化技术的先进驾驶人培训系统，为机动车驾驶人培训提供先进教学手段与平台。针对上述需求，市场上曾出现过一些用于驾驶人培训的驾驶训练模拟器。该类系统可在固定的仿真设备上，通过屏幕上的画面运动营造驾驶模拟环境。此类系统所营造的驾驶体验以及学员的心理感受均与驾驶实际车辆存在较大差距，难以收到良好的训练效果。

帮助学员正确建立车辆空间感是机动车驾驶人培训中的重要环节，也是培训教学的难点之一。初学者往往由于视觉误差难以快速建立对车辆与外部场地标线和参照物的相对位置关系的正确理解。在传统教学过程中，教练员往往通过口传身教的方式帮助学员建立空间感。由于教练员口头表达传递欠精准，传递信息量有限，学员往往会产生错误理解，且需要让学员频繁下车查看车辆空间位置状态，教学效率低、效果差。现有的驾驶电子训练系统也只是能够为学员提供基于模拟考试的训练和操作情况反馈，而无法对学员进行主动的引导式训练教学。

近年来，随着计算机硬件性能的快速提升和计算机图形学技术的快速发展，虚拟现实和增强现实技术受到越来越多的研究与关注，在工业、娱乐、教育、科普等领域的应用日趋广泛，但驾培产业领域中的应用则一直处于空白。

发明内容

本发明提供基于增强虚拟现实人机交互的智能驾驶训练系统及方法，目的在于解决现有技术中训练效果差以及智能化低的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：基于增强虚拟现实人机交互的智能驾驶训练系统，包括车载智能训练子系统、数据处理子系统、运行管控子系统以及系统级数据通信子系统；

所述车载智能训练子系统安装于实际机动车之上，用于对驾驶人进行交互式驾驶训练以及采集上报驾驶人训练过程数据；

所述数据处理子系统对基础信息进行管理，用于接收、存储与处理所述车载智能训练子系统采集上报的训练过程数据；

所述运行管控子系统对车辆被操作和运行状态进行实时监控，并根据实际情况对被监控车辆进行系统自动操控或人工远程操控；

所述车载智能训练子系统通过系统级数据通信子系统与数据处理子系统以及运行管控子系统连接并实现双向信息互通。

所述车载智能训练子系统包括多媒体3D虚拟现实人机交互模块，所述多媒体3D虚拟现实人机交互模块包括：

场景模型建立子模块，用于建立外部场地的场景三维数据模型；

车辆模型建立子模块，用于根据车辆参数建立车辆三维数据模型；

模型融合子模块，用于将所述车辆三维数据模型植入场景三维数据模型中；

位置获取子模块，用于通过GPS获取车辆在外部场地的位置信息，并根据所述位置信息获得所述车辆三维数据模型在场景三维数据模型中的空间位置；

显示子模块，用于显示车辆三维数据模型在场景三维数据模型中的空间位置。