一种车辆定位装置及一种智能驾考系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种驾校考试系统，具体涉及一种使用摄像头辅助GPS对车辆进行定 位的智能驾校考试系统。
【背景技术】
[0002] 现有技术中的驾驶人考试系统主要利用差分GPS的高精度位置测量原理实现对 考试车辆与考试场地的高精度位置测量，从而实现两者之间的位置比较并进行考试评判。 该系统首先利用差分GPS对考试场地进行厘米级测绘，测绘得到数字化的考试场地地图并 存储在驾考评判计算机中；此外，利用GPS/惯性组合式定位系统来测量车辆的位置、航向 角、俯仰角、横滚角等信息，结合考试车辆的几何参数信息，可以计算得到考试车辆轮廓线 的三维坐标值，并将坐标参数输入到驾考评判计算机，驾考评判计算机将车辆轮廓信息与 考试场地信息进行比较评判，并根据预先存储的考试规则信息，对考试结果进行评判。
[0003] 这种考试系统很好地解决了传统考试方式的一些缺点，如无需对考试场地进行改 造，大大降低了场地的改造成本和改造时间，同时也降低了考试场地传感器的维护成本。而 且这种考试方式利用软件的方式实现驾考评判，因此，当考试项目和考试规则发生改变时， 无需对考试场地进行二次改造。但这种单纯基于GPS的驾考方式也往往存在如下问题：
[0004] 1、由于需要确定考车的航向角，一般需要在考试车辆上安装2个GPS天线，并需要 安装定向型GPS接收机，由于GPS定向接收机对GPS信号的要求较高，当GPS信号受到干扰 时，定向信号非常容易受到干扰甚至中断，从而导致车辆无法继续考试；2、在车辆考试过程 中，需要将考试车辆的考试状态信息和车辆内外的实时监控视频信号利用无线传输的方式 实时传输至考试监控中心，当前所有的传输方式都采用全向天线的方式，为了传输同样带 宽的信号，全向天线相比定向天线的功率较大，同时传输距离受限，传输可靠性较低；3、定 向型GPS接收机及2个GPS天线的成本相对较高。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的一个技术问题在于现有技术中的驾驶人考试系统在GPS定向 信号丢失时考试无法继续。
[0006] 本发明所要解决的另一个技术问题在于现有技术中的驾驶人考试系统采用全向 天线传输功率大、距离受限且可靠性低。
[0007] 本发明所要解决的又一个技术问题在于现有技术中的驾驶人考试系统成本较高。
[0008] 为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
[0009] 本发明提供一种车辆定位装置，包括：
[0010] GPS/MEMS组合定位单元，用于获取驾考车辆的第一位置信息、第一俯仰角、第一横 滚角；
[0011] 辅助定位单元，用于对至少一个预设标志点进行瞄准跟踪；
[0012] 数据处理单元，接收所述GPS/MEMS组合定位单元及所述辅助定位单元发送的数 据，根据瞄准跟踪结果获取车辆的第一航向角、第二俯仰角和第二横滚角；并根据所述第一 位置信息、所述第一俯仰角、所述第一横滚角、所述第一航向角、所述第二俯仰角、所述第二 横滚角获取车辆的位置信息、航向角、俯仰角和横滚角，根据所述位置信息、航向角、俯仰角 和横滚角结合车辆自身的几何关系得到车辆边缘轮廓的位置。
[0013] 优选地，上述车辆定位装置中，所述辅助定位单元包括：
[0014] 双轴框架，包括俯仰轴和方位轴；
[0015] 光电摄像机，设置于所述双轴框架上，可绕俯仰轴、方位轴旋转，实现对固定和活 动目标的实时图像跟踪；
[0016] 码盘，设置于俯仰轴和方位轴轴系上，用于输出俯仰轴和方位轴的转角信息作为 瞄准跟踪结果。
[0017] 优选地，上述车辆定位装置中，所述辅助定位单元还用于接收所述GPS/MEMS组合 定位单元发送的数据，根据所述第一位置信息、所述第一俯仰角、所述第一横滚角隔离车体 运动的姿态变化。
[0018] 优选地，上述车辆定位装置中，所述辅助定位单元还包括：
[0019] 定向型无线电天线，用于实现驾考车辆与外界的高速率高带宽定向通信。
[0020] 优选地，上述车辆定位装置中，每一所述预设标志点与驾考场地中心点连线之间 的夹角为360° /η，η表示预设标志点的个数。
[0021] 优选地，上述车辆定位装置中，每一所述预设标志点上设置有无线电天线，用于与 辅助定位单元上设置的所述定向型无线电天线进行高速率高带宽定向通信。
[0022] 优选地，上述车辆定位装置中，所述预设标志点的数量为3个。
[0023] 本发明还提供一种智能驾考系统，包括以上所述的车辆定位装置，用于对驾考车 辆进行实时、连续、准确的定位，得到驾考车辆的车辆边缘轮廓的位置；以及信息处理中 心；
[0024] 所述信息处理中心内部存储有驾考场地的地图数据信息和驾考评判标准信息；所 述信息处理中心将所述车辆边缘轮廓的位置与驾考场地的地图数据信息在同一坐标系下 进行位置比较，获得二者的相对位置关系，同时结合驾考评判标准信息，输出驾考结果。
[0025] 本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
[0026] (1)本发明所述的车辆定位装置及智能驾考系统，其中的车辆定位装置包括GPS/ MEMS组合定位单元、辅助定位单元和数据处理单元；其中GPS/MEMS组合定位单元用于获取 驾考车辆的第一位置信息、第一俯仰角、第一横滚角；辅助定位单元用于对至少一个预设标 志点进行瞄准跟踪；数据处理单元用于接收所述GPS/MEMS组合定位单元及所述辅助定位 单元发送的数据，根据瞄准跟踪结果获取车辆的第一航向角、第二俯仰角和第二横滚角；并 根据所述第一位置信息、所述第一俯仰角、所述第一横滚角、所述第一航向角、所述第二俯 仰角、所述第二横滚角获取车辆的位置信息、航向角、俯仰角和横滚角，根据所述位置信息、 航向角、俯仰角和横滚角结合车辆自身的几何关系得到车辆边缘轮廓的位置。因此，本发明 只需要在驾考车辆上安装一个GPS天线即可，成本明显比与双GPS系统有所降低。另外，在 驾考场地中设置至少一个标志点，辅助定位单元可以根据对任意标志点进行跟踪定位，并 根据定位跟踪结果获得车辆的姿态信息，因此即使驾考车辆在运行过程中GPS信号丢失， 也能确保航向角测量的连续性，确保了考试过程的高可靠性，不受环境等因素的干扰。
[0027] (2)本发明所述的车辆定位装置及智能驾考系统，其中的辅助单元上安装定向型 无线电天线，实现驾考车辆与外界的的高可靠性高带宽定向通信，减小对传输距离的限制， 提高传输可靠性。
【附图说明】
[0028] 为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合 附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
[0029] 图1是本发明所述车辆定位装置的原理图；
[0030] 图2是本发明所述GPS/MEMS组合定位单元的原理图；
[0031] 图3是本发明所述的辅助定位单元的结构示意图；
[0032] 图4是本发明所述用于确定车辆初始航向角的原理示意图。
【具体实施方式】
[0033] 为了更清楚的说明本发明的技术方案，下面结合附图及