专利名称：机动车驾驶员道路驾驶考试系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种考试系统，尤其是涉及一种自动化的、计算机评测的机动车驾驶员道路驾驶考试系统。本发明型属于机动车驾驶员驾驶技术考核监测和控制技术。
根据公安部的规定，机动车驾驶员的考核分为三个科目，即科目一理论考试(简称理考)；科目二场地考试(简称桩考)；科目三道路考试(简称路考)。对于前两个科目，国内许多厂家(公司)推出计算机考核与评分系统，并应用于广大的驾驶员考核部门，推进了驾驶员考试的自动化，节省了人力、物力，提高了效率，并且有利于相关职能部门的廉政建设，收到了良好的社会与经济效益。但在路考中，大部分的驾管部门对于机动车驾驶员的路考仍然沿袭传统的落后的人工考试方式。旧有的考试方式弊病是显而易见的它容易受到人为因素的干扰，考试缺乏公平性、统一性。
自动化路考技术一直不能得到全面推广原因在于在路考中，由于考试场地大、随机性强、涉及面广，国内许多单位研制的路考系统多多少少存在着缺陷，妨碍了路考自动化技术的全面实施。如申请号为90107979发明名称为道路驾驶考核电脑综合监测系统，虽然考车上装载了计算机与各种传感器，能实现驾驶员多项操作的自动判断，但是在考试路面上，没有设置对应的传感装置，考车无法获知所经路段的种种信息，如是否为十字路口、是否有信号灯、是否有分道线，从而无法评测驾驶员驾驶过程中是否违反交通法规(如闯红灯、碾压分道线、右转不进右转弯车道等)，而交通法规考核却是机动车驾驶员考核的一个重要项目，缺乏该项的自动评测严重影响了该发明的实用性。其次，在路考中考试员与学员都专注于驾驶和观察路面情况，随时准备应付各种情况，不可能长期注视于车载监控屏幕或其他指示设施，所以缺乏语音提示也是影响该发明实用性的一项缺陷。再次，虽然计算机技术日新月异，但是道路情况千变万化，学员操作也因人而异。所以目前计算机还不能完全代替考试员的所有操作，而上述发明没有留有考试员人工评判的接口，也影响了该发明的实用性。最后，公安部已经颁布了新的机动车驾驶员考试方法，对道路考试提出了新的规定与要求，该发明的某些部分已经不能满足新的考试需求。
本发明的目的在于设计一种不仅具有车载系统还设有道路系统，语音提示系统，考试员人工判定学员的各种错误接口和考试系统能依据有关规定设置考试路段以及和各项错误判断的机动车驾驶员道路驾驶考试系统。
本发明是这样实现的它包括车载系统和道路系统，道路系统的场地信号发送器发出信息通过以射频或红外方式发出无线信号将由车载系统的场地信号接收器接收。而车载系统包括中央处理器它分别与液晶显示器屏、键盘、打印机、电压，死机监控、语音提示器及接口电路相连接，而接口电路又分别和地面传感接收器，场地信号接收器、速度传感、发动机传感、刹车传感、倒档传感相连接；道路系统的标志信号发生器分别与信号灯，场地信号发送器连，路段信息发生器连接场地信号发送器，地面传感器通过磁场与地面传感接收器相连。
所述的考试场地地面下埋设有为磁性材料的传感器，考车车轮内侧上方及保险杠下方安装有地面传感接收器，这是一个远距离接近探测器，可以远距离快速地检测地面传感器发出的磁信号，实现考车位置的准确判断。考车路段上布置有场地信号发生器，以射频或者红外方式发射编码信号，考车前保险杠上安装有场地信号接收器接收射频或红外编码，解码后获取考车驶经路段的场地交通标志信号信息，场地信号发送器为便携式电池供电结构。考车上安装有语音提示器，考试员指令及各种操作及错误提示均通过语间提示器发出，考试中不能自动判别的错误是通过键盘上手动选择错误项目健实现记录与扣分的，考车档位的判断是通过计算发动机传感器测得的发动机转速与速度传感器测得的传动轴转速的比率，查找机动车各个档位的变速比实现的。
本发明和现有技术比较，具有的优点在于首先，它不仅具有车载系统，还设有道路系统，二者结合可以考核驾驶员操纵车辆的能力、对交通法规的理解程度及对各种路况、障碍的判断与处理能力，如果仅有单纯的车载系统，只能判断学员驾驶机动车动作的正确性、规范性，不能判断车辆行驶位置的正确性，例如，学员在不允许转弯的地方转弯，但是，他的动作很规范，这时仅靠车载系统就不能判断出学员的错误。如果仅有单纯的道路系统，由于区分考试车与非考试车存在技术上的难度，所以道路系统判断某辆考车违规后，没有与考车通讯，很难确定具体犯规的车辆。
其次，具有语音提示系统，系统运行的各种操作提示，学员各种错误判断结果，都以语音方式通知学员与考试员，使得二者都得以专注于路面情况及时处理种种情况，而不必注视于屏幕或其它指示装置，提高了系统运行的安全性。
第三，具有考试员人工判决学员的各种错误接口，在系统不能自动判决的情况下，考试员或以人工指定学员所犯错误，再由系统自动扣分。这样，避免了在考车上布设众多的传感器，简化种种判断，缩短了系统运行时间，降低了成本，大大提高了系统的可靠性与实用性。
第四，本系统考试路段的设置以及各项错误判断的依据，都参照公安部颁布的新的机动车驾驶员考试方法有关规定而制订的，符合有关标准。不与现行的手工判断的考试方法冲突，有利于考试员从手工考试顺利地过渡到运用本系统进行自动考试。
车载系统与道路系统以射频、红外方式无线连接。
本发明采用了无线通讯、远距离接近监测、温度补偿、精简指令(RISC)、语音提示等技术，使得本发明具有可靠实用、反应迅速、判断及时准确、可以在各种恶劣环境下工作的特点。
以下将通过对本发明具体实施例作进一步的详细描述
图1为本发明车载系统方框图。
图2为本发明道路系统方框图。
图3为本发明接口电路原理图。
图4为本发明地面传感接收器原理图。
图5为本发明刹车、倒档传感器原理图。
图6为本发明电压监控电路原理图。
图7为本发明地面传感接收器工作示意图。
图8为本发明车载系统、道路系统工作示意图。
图9为本发明车载传感器布置图。
如图1、图9所示，本发明车载系统由中央处理器5及外接电路(设备)组成，外接电路(设备)包含有液晶显示器1、键盘2、打印机3、电压、死机监控4、语音提示器5、地面传感接收器7、接口电路8、场地信号接收器9、速度传感10、发动机传感11、刹车传感12、倒档传感13。液晶显示器1、键盘2、打印机3均安装在考车副座前方档风玻璃下部。通过线缆与中央处理器5相连，电压、死机监控电路4、接口电路8与中央处理器5安装在同一个抗震机箱内，该机箱放置于考车后部，各电路间通过内部总线相连。语音提示器5安装在考车后部，通过线缆与中央处理器5相连。五个相同的地面传感接收器7，安装在考车的轮轴及保险杠下，通过线缆与接口电路8相连。场地信号接收器9安装在考车前保险杠处，通过线缆与接口电路8相连，速度传感10安装在传动轴后桥传动轴上，发动机传感11装在考车发动机主轴散热风扇处，刹车传感12与考车的刹车灯开关相连，倒档传感13与考车的倒档灯开关相连，上述传感器均通过电缆与接口电路8相连。
如图2所示，本发明道路系统由信号灯14、标志信号发生器15、场地信号发送器16、路段信息发生器17、地面传感器18组成。信号灯14、标志信号发生器15、场地信号发送器16、路段信息发生器17设置在考试经过的路段，相互间以线缆相连。地面传感器18埋设在考试场地路面下。
如图3所示，接口电路8由总线接口J4、地址比较器U2、总线缓冲器U1、地址译码器U3、锁存器U6、输入缓冲器U5、振荡分频器U7、与门U4及其它阻容器件组成。U2的输入与J4的地址总线、锁存允许AEN及拨盘开关S1相连，输出与U1、U3相连。U1的输入端与J4的数据总线、读允许IOR及U2相连，输出与U5、U6相连。U3的输入与J4的地址总线及U2相连，输出与U4相连。U5的输入连至U1、U4，输入口10～17接到各传感电路。U6的输入与U1、U4及J4的复位RES相连，输出口O0～O7接到各传感电路及U7。U7的输入接到U6，输出接到中央处理器5的复位端。接口电路通过J4与中央处理器5以标准的总线形式连接。中央处理器5需要读外接电路数据时，首先输出需要读取端口的地址，经U2与事先以拨盘开关S1设定的输入地址比较正确后，由U2译码并与上读允许IOR，产生读选通信号I_CS，从而开启U5把外接信号输入再经U1缓冲后送到数据总线，完成一个读取信号的过程。类似地，中央处理器5需要把数据送到外接电路时，也是先产生输出地址，经译码后选通U6，而后输出数据到外接电路。由于车载系统安装在考车上，工作环境恶劣，容易受到各种干扰(如高压点火脉冲)，难免会发生程序跑飞或陷入死循环(死机)等情况，影响考试的正常进行。所以接口电路中包含由U7组成的看门狗监控电路，当程序正常运行时，由U6定时输出一个复位脉冲给U7，阻止U7分频输出。一旦程序死机，U6收不到复位信号，计数分频溢出，在15脚产生复位脉冲对中央处理器进行复位。重新开始运行程序，保证考试的正常进行。
如图4所示，地面传感接收器由远距离接近开关(申请号00237376．9)、光电耦合器U1A、非门U4B、触发器U5B组成。地面传感接收器输出与接口电路相连，并受接口电路控制。当远距离接近开关经过地面传感器18时，输出一个信号脉冲，经U1A隔离、U4B缓冲消毛刺后，触发U5B锁存该信号(输出低电平)，等待中央处理器读取。这样，即使考车速度较快，远距离接近开关感应的脉冲很窄，中央处理器不能及时读取，但是经锁存后，中央处理器也不会漏过该信号，造成误判、漏判。本次信号被读取后，中央处理器输出复位信号到U5B的8脚置位锁存器(输出高电平)，为下一次触发锁存作准备。
如图7所示，上述地面传感接收器7安装在车轮内侧车轴21下，不直接与考车底盘连接，避免考车行进的颠簸时，由于轮胎23避振器的缓冲作用，导致地面传感接收器与地面传感器18之间的距离有较大的变化，影响地面22传感接收器灵敏度。由于地面传感接收器安装在车轮内侧，考车车轮刮蹭较高障碍物时，不会触到接收器，不至于被碰坏。
如图5所示，刹车、倒档传感器由刹车开关S11、倒档开关S12、光电耦合器U1B、U1C组成，它的输出接至接口电路。刹车开关、倒档开关直接利用考车上的开关，当考车的刹车被踩下后，刹车开关闭合，U1B导通，输出低电平。同理，考车挂倒档后，也会使U1C输出低电平。由于采用光电耦合器隔离汽车电路与车载系统电路，避免了汽车电路对车载系统的干扰，提高系统的可靠性。
车载系统安装在考车上，用车载蓄电池供电，为保证系统正常运行，必须随时监测蓄电池的电压，电压不足时需要及时报警并进行相应处理。如图5所示，电压监控电路由稳压器U12、电压比较器U13A、光电耦合器U2C、时基电路U14、蜂鸣器B1组成。U12产生5V基准，加到U13A的正端，电池电压经电位器分压后加到U13的负端。如果电池电压充足，U13A正端电压小于负端电压，U13A输出低电平，光电耦合器U2C导通低电平到接口电路。同时U14的复位脚4亦为低电平，3脚没有脉冲输出，蜂鸣器B1不鸣叫。一旦电池电压跌落到设定阀值以下，U13A正端电压大于负端电压，U13A输出高电平，光电耦合器U2C截止，输出高电平到接口电路，中央处理器读取后在屏幕上提示电池电压不足，同时语音提示考试员及时给电池充电或更换电池。U4的4脚也升高为高电平，3脚输出脉冲驱动蜂鸣器B1鸣叫，发出报警信号。这样，即使电压低至不能使处理器正常运行，考试员也能得到电池欠压的警告。
本实施例工作过程描述如下学员上考车后，先由考试员验证身份。而后由系统自动生成或由考试员指定学员必须完成的课目，即可开始考试。在考车行驶过程中，安装在传动轴上的速度传感10，不断地测量传动轴转动角及转动方向，经过中央处理器5运算后可以得到考车的行驶速度以及行驶方向，并且可以累积行驶里程。结合倒档传感13，根据考车是否挂倒档，可以确定考车是否后溜以及后溜距离，当后溜距离超过限定值，系统自动扣分，并通过语音提示器5通知考试员和学员。安装在考车发动机主轴上发动机传感11，测量发动机转动的角速度，从而得到发动机的转速。根据发动机的转速、传动轴的转速可以得到二者的比率，中央处理器5查找特定考车变速箱各个档位的变速比，比较后可以得到当前考车所处的档位。一旦发动机停止运转，发动机传感11得不到触发脉冲，发出发动机熄火的信号，系统据此判断考车熄火，进行相应的扣分，同样也通知考试员与学员。设置在轮轴下及保险杠下的地面传感接收器7，是由远距离接近开关(申请号00237376．9)构成，它们不断地探测考车四个车轮及所经路段的四个车轮及保险杠下的磁场，如果考车经过的路段的地面下埋设有地面传感器18，就可以被地面传感接收器7检测到，经过精简指令集(RISC)单片机计算及温度补偿后，迅速地确定车轮是否碾过指定线或进入特定区域，从而判断考车是否越线、停止位置是否正确等。
布设在考试场地上路段信息发生器17发出所处位置的场地信息(如本路段为坡路)，该信息经场地信号发送器16编码打包后以射频、红外方式发送出去。安装在考车前保险杠处的场地信号接收器9，接收到场地信号发送器16发送的无线信号后，经解码送给中央处理器5，如果学员被要求必须完成该路段的考试，系统自动提示考试员及学员进入考试区域，并根据该路段的通过要求，如不能压线越界、速度档位限定为多少等，评判学员的操作，结合地面传感接收器7与地面传感器18判断考车所处位置。给出相应的评测结果，通过或扣分(含原因)，并以语音方式实时通知考试员与学员。
在特定路段(如信号灯路口)，设置有标志信号发生器15，它不断地根据要求产生各种标志信号，经功率放大后驱动信号灯14，产生各种交通信号(如红绿灯)。同时把当前的信号灯状态送给场地信号发送器16发送给考车上的中央处理器5，从而判断学员是否遵从信号灯指示驾驶，是否违反相应向交通法规。
如果在考试过程中，学员犯了系统不能自动判断的错误(如头伸出窗外了望)，考试员可以操作键盘，根据屏幕显示，选择事先存储在系统中的错误条目，中央处理器5根据所选条目，进行手动扣分。
如果学员犯了不及格错误(含累计扣分不及格)或通过所有要求考试的课目，系统将打印考试成绩并通知学员，需要时还可把成绩传送给上位机或写入存储卡(IC卡)。
权利要求
1.一种机动车驾驶员道路驾驶考试系统它包括车载系统，其特征在于，它还包括道路系统，其中，道路系统的场地信号发送器发出信息，发出无线信号，使车载系统的场地信号接收器接收；车载系统包括中央处理器，它分别与液晶显示屏、键盘、打印机、电压死机监控、语音提示器及接口电路相连，而接口电路又分别和地面传感接收器、场地信号接收器、速度传感、发动机传感、刹车传感、倒档传感相连接；道路系统的标志信号发生器分别与信号灯、场地信号发送器相连，路段信息发生器连接场地信号发送器，地面传感器通过磁场与地面传感接收器相连。
2.根据权利要求1所述的考试系统，其特征在于所述地面传感器为磁性材料，埋设在考试场地地面下，考车车轮内侧上方及保险杠下方安装有地面传感接收器，这是一个远距离接近探测器，可远距离快速检测地面传感器发出的磁信号实现考车位置的准确判断。
3.根据权利要求1所述的考试系统，其特征在于所述场地信号发生器布置在考试路段上，以射频或红外方式发射编码信号，使用于接收其信号的场地信号接收器安装在考车前保险杠上，场地信号发送器为便携式供电结构。
4.根据权利要求1所述的考试系统，其特征在于所述的健盘，其上有手动选择错误项目键，用于考试中不能自动判别的错误实现记录和扣分。
全文摘要
机动车驾驶员道路驾驶考试系统包括车载和道路系统。车载系统的中央处理器连液晶显示屏、键盘、打印机、电压死机监控、语音提示器、接口电路,它又和地面传感,场地信号两个接收器,速度、发动机、刹车、倒档四个传感器连,道路系统标志信号发生器分别与信号灯、场地信号发送器连,路段信息发生器连场地信号发送器,地面传感器通过磁场与地面传感接收器连。由于加有道路系统故能考核驾驶员操纵车辆能力、对交通法规的理解及对各种路况、障碍判断处理能力,并可用语言提示器及时和学员交流。
文档编号G06F13/10GK1282029SQ0012364
公开日2001年1月31日 申请日期2000年8月28日 优先权日2000年8月28日
发明者许维健, 邹行德, 宋立昌 申请人:许维健, 邹行德, 宋立昌