一种用于驾驶训练的虚拟现实一体机

1.本发明涉及驾驶训练设备技术领域，特别是一种用于驾驶训练的虚拟现实一体机。


背景技术：

2.驾校训练中，一般通过学员实际操作车辆和操作模拟车辆装置，进行驾驶训练项目。其中驾驶操作模拟车辆装置由于不耗油、基本没有成本投入，是学员实际驾驶车辆前一个必要的训练项目。现有的模拟车辆装置一般包括显示屏和必要的模拟油门、离合器、刹车踏板、变速箱、控制电路板、方向盘等。训练时，学员坐在模拟车辆装置前，然后根据显示屏显示的实时画面分别操作油门、离合器、刹车踏板、方向盘或变速箱等，进而控制电路板内置的软件对学员的模拟驾驶情况进行判定等，得出学员具体的驾驶技能情况。
3.虽然现有的模拟车辆装置能一定程度实现学员驾驶车辆的技能，但是受到结构所限，其模拟驾驶时无法和教练取得交互，也就是说模拟驾驶中无法得到教练的指导，这样教练不到现场、由于不能了解到学员具体驾驶情况，也就无法针对性给学员提出建议，学员的驾驶训练技术无法得到有效提升，给模拟驾驶训练的有效推广使用造成了一定的技术制约。综上所述，提供一种可实现学员和教练实时交互的虚拟驾驶训练设备显得尤为必要。


技术实现要素：

4.为了克服现有模拟车辆装置由于功能所限，无法实现学员和教练的互动，不利于提高驾驶训练效果的弊端，本发明提供了采用ai技术作为基础，基于具有显示屏和必要的模拟油门、离合器、刹车踏板、方向盘、变速箱、控制电路板的驾驶训练装置本体及vr显示设备，应用中在相关单元模块的共同作用下，能实时采集学员根据显示屏显示的画面分别操作油门、离合器、刹车踏板、方向盘及变速箱档杆的视频信息，并和数据库单元内的相关数据作比对，得出学员模拟驾驶中的具体得分、还能给出具体哪些不足需要改进的意见，并能实时将训练信息传递给远端教练人员，教练人员能实时掌握学员模拟驾驶中的具体情况，并给予实时指导，由此能有效提高了学员驾驶训练效果的一种用于驾驶训练的虚拟现实一体机。
5.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
6.一种用于驾驶训练的虚拟现实一体机，包括驾驶训练装置本体及vr显示设备，vr显示设备的视频信号输入端和控制电路板的视频输出端电性连接，其特征在于还具有进程控制单元、数据采集单元、数据分析单元、数据库单元、评分单元、提示纠正单元、第一交互单元、第一数据发送单元、第一数据接收单元、第二数据接收单元、第二数据发送单元、第二交互单元；所述进程控制单元工作时能逐级由简到难控制显示屏显示模拟驾驶画面进程，数据采集单元工作时经显示屏前端的摄像头采集学员根据显示屏显示画面对应的驾驶数据、并将数据输出到数据分析单元，数据分析单元调取数据库单元内的相关数据对学员模拟驾驶车辆情况进行分析并将分析数据输出到评分单元；所述评分单元能基于数据库分析
单元输入的数据，对学员根据屏幕显示的驾驶画面，对应操作情况进行评分显示提示学员，提示纠正单元基于数据库分析单元分析出的情况能对学员分别模拟操作的多个动作进行错误提示；所述第一数据发送单元能将学员实时模拟驾驶的视频信息、得分信息、错误信息经无线移动网络远传，第一数据接收单元能接收远端教练人员给出的视频及语音信息，第二数据接收单元能接收第一数据发送单元发送的各种数据信息，第二数据发送单元能将教练对学员指导的视频及语音信息传递到第一数据接收单元；所述第一交互单元和第二交互单元能实现教练和学员之间的信息互动，教练根据学员模拟驾驶训练中的各种操作动作能实时给予学员提示，学员驾驶中产生的各种错误动作能得到及时纠正。
7.进一步地，所述vr设备及显示屏的显示画面及语音同步。
8.进一步地，所述提示纠正单元能给出学员模拟驾驶中具体的错误类型、错误时间、错误的次数数据。
9.进一步地，所述数据采集单元工作时经摄像头采集的数据，包括学员模拟驾驶车辆操作油门、刹车、离合器及变速箱档杆、方向盘动作数据。数据分析单元具体工作时能对学员模拟驾驶中，操作油门、刹车、离合器及变速箱档杆、方向盘的动作进行分类。
10.进一步地，所述数据库单元根据显示屏显示的对应画面数据、内部储存有学员对应应该具体分别操作油门、刹车、离合器及变速箱档杆、方向盘方位及角度等的数据值，并根据数据值进行分类打分。
11.进一步地，所述进程控制单元控制显示屏显示模拟驾驶画面进程时，当学员后续训练中得分过低时会返回上一个显示界面进行继续模拟驾驶训练，得分高时直接进入下一个相对复杂的驾驶训练界面进行模拟驾驶训练。
12.进一步地，所述提示纠正单元提示的信号包括显示屏显示界面文字提示和语音播报显示。
13.进一步地，所述第一交互单元和第二交互单元实现教练和学员之间的信息互动中，互动的信息包括语音和视频两种数据。
14.本发明有益效果是：本发明采用ai技术作为基础，基于具有显示屏和必要的模拟油门、离合器、刹车踏板、方向盘、变速箱、控制电路板的驾驶训练装置本体及vr显示设备，应用中学员佩戴vr设备进行模拟驾驶训练(熟悉了解油门、离合器、刹车踏板、方向盘及变速箱档杆位置前提下)或者直接观看显示屏画面进行训练，应用更加灵活，vr设备能给学员带来身临其境的训练效果，在相关单元模块的共同作用下，能实时采集学员根据显示屏显示的画面分别操作油门、离合器、刹车踏板、方向盘及变速箱档杆的视频信息，并和数据库单元内的相关数据作比对，得出学员模拟驾驶中的具体得分、还能给出具体哪些不足需要改进的意见，这样学员能具体掌握不足的情况，下次返回训练时就能即使纠正上次的操作错误；本发明中，学员当前训练不合格时界面能返回上一次训练，训练合格时能由简到难进入下一个较难的训练界面，达到循序渐进的训练效果；学员模拟驾驶中，各种数据会实时传递到远端教练人员的手机等应用，教练员可以不在现场就能对学员的模拟驾驶情况进行实时性监督，并能实时和学员实现语音和视频交流，直观指出学员当前驾驶中存在的具体问题，学员能进一步得到驾驶指导，进而更能提高驾驶训练效果。基于上述，所以本发明具有好的应用前景。
附图说明
15.以下结合附图和实施例将本发明做进一步说明。
16.图1是本发明整体结构示意图。
17.图2是本发明软件架构框图示意。
具体实施方式
18.图1、2中所示，一种用于驾驶训练的虚拟现实一体机，包括具有显示屏7和必要的模拟油门1、离合器2、刹车踏板3、方向盘4、变速箱5、控制电路板6的驾驶训练装置本体及vr显示设备(图中未画出)，vr显示设备的视频信号输入端和控制电路板的视频输出端经视频线连接，还具有进程控制单元、数据采集单元、数据分析单元、数据库单元、评分单元、提示纠正单元、第一交互单元、第一数据发送单元、第一数据接收单元、第二数据接收单元、第二数据发送单元、第二交互单元；所述进程控制单元、数据采集单元、数据分析单元、数据库单元、评分单元、提示纠正单元、第一交互单元、第一数据发送单元、第一数据接收单元是安装在控制电路板内的应用软件，第二数据接收单元、第二数据发送单元、第二交互单元是安装在教练人员身边智能手机或pc机内的应用软件；所述进程控制单元工作时能逐级由简到难控制显示屏显示模拟驾驶画面进程，数据采集单元工作时经显示屏前端的摄像头7采集学员根据显示屏显示画面对应的驾驶数据、并将数据输出到数据分析单元，数据分析单元调取数据库单元内的相关数据对学员模拟驾驶车辆情况进行分析并将分析数据输出到评分单元；所述评分单元能基于数据库分析单元输入的数据，对学员根据屏幕显示的驾驶画面，对应操作油门、方向盘、刹车、离合器、变速箱档杆情况进行评分显示提示学员，提示纠正单元基于数据库分析单元分析出的情况能对学员分别模拟操作的多个动作进行错误提示；所述第一数据发送单元能将学员实时模拟驾驶的视频信息、得分信息、错误信息经无线移动网络远传，第一数据接收单元能接收远端教练人员给出的视频及语音信息，第二数据接收单元能接收第一数据发送单元发送的各种数据信息，第二数据发送单元能将教练对学员指导的视频及语音信息传递到第一数据接收单元；所述第一交互单元和第二交互单元能实现教练和学员之间的信息互动，教练根据学员模拟驾驶训练中的各种操作动作能实时给予学员提示，学员驾驶中产生的各种错误动作能得到及时纠正。
19.图1、2所示，vr设备及显示屏的显示画面及语音同步。提示纠正单元能给出学员模拟驾驶中具体的错误类型、错误时间、错误的次数数据。数据采集单元工作时经摄像头采集的数据，包括学员模拟驾驶车辆操作油门、刹车、离合器及变速箱档杆、方向盘动作数据。数据分析单元具体工作时能对学员模拟驾驶中，操作油门、刹车、离合器及变速箱档杆、方向盘的动作进行分类。数据库单元根据显示屏显示的对应画面数据、内部储存有学员对应应该具体分别操作油门、刹车、离合器及变速箱档杆、方向盘方位及角度等的数据值，并根据数据值进行分类打分。进程控制单元控制显示屏显示模拟驾驶画面进程时，当学员后续训练中得分过低时会返回上一个显示界面进行继续模拟驾驶训练，得分高时直接进入下一个相对复杂的驾驶训练界面进行模拟驾驶训练。提示纠正单元提示的信号包括显示屏显示界面文字提示和语音播报显示。第一交互单元和第二交互单元实现教练和学员之间的信息互动中，互动的信息包括语音和视频两种数据(视频中，学员端及教练端的显示屏一角进行显示，不对主训练界面造成影响)。
20.图1、2所示，本发明采用ai技术作为基础，基于具有显示屏1和必要的模拟油门2、离合器3、刹车踏板4、方向盘5、变速箱6、控制电路板7的驾驶训练装置本体及vr设备等作为训练的器材。本发明使用时，学员坐在显示屏前端的座椅上就可开始模拟驾驶训练，学员佩戴vr设备进行模拟驾驶训练(熟悉了解油门、离合器、刹车踏板、方向盘及变速箱手柄位置前提下)或者直接观看显示屏画面进行训练，应用更加灵活，vr设备能给学员带来身临其境的效果，能提高学员的学习积极性并取得相应更好的训练效果。驾驶训练包括如下流程，a：进程控制单元工作时根据内部编程控制，能逐级由简到难控制显示屏显示模拟驾驶画面进程，学员根据画面显示的图像数据相应的用手或用脚操作模拟油门2、离合器3、刹车踏板4、方向盘5、变速箱7，和画面同步进行训练(比如说画面显示车辆在爬一个陡峭的山坡，那么学员此刻就需要换档位、加大油门等等操作)，实际训练中，当学员后续训练中得分过低时会返回上一个显示界面进行继续模拟驾驶训练，得分高时直接进入下一个相对复杂的驾驶训练界面进行模拟驾驶训练，能达到更好训练效果且能提高学员的学习热情(由简到难能起到提高学员攻关的热情)。b：数据采集单元工作时经显示屏前端的摄像头实时采集学员根据显示屏显示画面对应的操作油门2、离合器3、刹车踏板4、方向盘5、变速箱7驾驶数据，并将数据输出到数据分析单元；数据分析单元调取数据库单元内的相关数据实时对学员模拟驾驶车辆情况进行分析、并将分析数据输出到评分单元，评分单元评分栏目包括操作油门2、离合器3、刹车踏板4、方向盘5、变速箱7的评分数据，评分数据位于显示屏显示界面的左上端，不会对整体训练进程画面造成干扰。c：提示纠正单元基于数据库分析单元分析出的情况对学员分别模拟操作的多个动作进行错误提示，学员由于实时得到模拟驾驶错误提示，这样进行下一个相同驾驶动作操作时能进行针对性改正，起到了事半功倍的效果。d：第一数据发送单元将学员实时模拟驾驶的视频信息、得分信息、错误信息经无线移动网络远传，教练通过身边的智能手机或pc机等内安装的第二数据接收单元能实时远程了解学员模拟驾驶的情况，必要时教练通过第二交互单元经第二数据发送单元发送语音和视频数据，远端第一数据接收单元接收到相关数据后，学员能实时经第一交互单元和教练实现语音、视频交互，这样教练能实时根据画面显示的内容及学员相应的操作动作给予指导，学员错误的动作能得到及时纠正，学员能进一步得到驾驶指导，进而更能提高驾驶训练效果。
21.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
22.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。