本发明涉及机动车驾驶人智能考试与培训系统领域，具体涉及了一种驾考车辆和用于智能驾考系统的挡位判定装置。
背景技术：
目前智能驾考系统中的挡位传感器，主要用于测量手动挡汽车挡位状态，从而判断考生在驾驶过程中，是否正确换挡。
但是在实际使用过程中，挡位传感器由于经常使用，造成各个挡位间隙过大。为此，考试系统很难对一挡和三挡、二挡和四挡进行正确区分，容易在考试判定中判断错误，从而存在挡位误判率比较高的问题。
技术实现要素：
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的是现有的驾考车辆因长期使用造成挡位间隙过大，由此导致智能驾考系统中挡位误判率较高的技术问题。
(二)技术方案
为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于智能驾考系统的挡位判定装置，该装置包括微处理器以及设置在换挡杆上的角加速度传感器和线加速度传感器，所述微处理器内存储有多个换挡轨迹阈值数据；所述微处理器通过所述角加速度传感器和线加速度传感器获取所述换挡杆的运动轨迹信息，并将所述运动轨迹信息与多个所述换挡轨迹阈值数据做比较，当所述运动轨迹信息满足任意一个换挡轨迹阈值数据时，判定所述换挡杆的挡位为所述换挡轨迹阈值数据所对应的挡位。
优选的，多个所述换挡轨迹阈值数据由人为写入所述微处理器。
优选的，所述换挡轨迹阈值数据为所述微处理器通过所述角加速度传感器和线加速度传感器获取。
优选的，所述角加速度传感器为陀螺仪。
优选的，还包括套设在换挡杆外、并与车体连接的限位框，所述限位框的内框的形状与挡位面板的内框的形状相适应，用于对换挡杆的运动轨迹形成限制。
优选的，所述限位框与车体可拆卸连接。
优选的，所述换挡杆上设有磁铁；在所述车体上、并位于所述磁铁的侧方横向间隔分布有多个磁感应传感器，多个所述磁感应传感器分别与驾考系统连接，所述驾考系统通过多个所述磁感应传感器与所述磁铁的距离感应而获取所述换挡杆的挡位信息。
优选的，还包括非磁性金属腔体，多个所述磁感应传感器设置在所述非磁性金属腔体内。
优选的，所述磁感应传感器为霍尔传感器。
本发明还提供了一种驾考车辆，该驾考车辆包括如上所述的用于智能驾考系统的挡位判定装置。
(三)有益效果
本发明提供的一种驾考车辆和用于智能驾考系统的挡位判定装置，通过设置在换挡杆上的角加速度传感器和线加速度传感器对换挡杆实际换挡轨迹信息的监测，通过微处理器将换挡轨迹信息与多个换挡轨迹阈值数据作比较，从而确定出换挡过程，由此消除了传统挡位判断中仅通过挡位传感器对换挡杆的最终位置的判断，而导致因驾考车辆挡位间隙较大而造成挂挡误判的技术问题。
附图说明
图1是本发明实施例的一种智能驾考系统的挡位判定装置的示意图；
图2是本发明实施例的限位框的示意图。
图中：1、换挡杆；2、限位框；3、角加速度传感器；4、线加速度传感器；5、磁铁；6、磁感应传感器；7、非磁性金属腔体。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明提供的一种用于智能驾考系统的挡位判定装置，包括微处理器以及设置在换挡杆1上的角加速度传感器3和线加速度传感器4，角加速度传感器3和线加速度传感器4随换挡杆1一同摆动，由此可以获取换挡杆1在一个换挡动作中的一系列角加速度信息和线加速度信息，从而获得换挡杆1的运动轨迹信息；微处理器内存储有多个换挡轨迹阈值数据，每个换挡轨迹阈值数据对应一个换挡操作，由换挡操作的标准轨迹数据结合设定允许的偏差度得来，例如在标准换挡轨迹数据的两侧分别设置偏差值，该换挡杆1轨迹阈值数据即是标准换挡轨迹数据与两侧偏差值的叠加。当运动轨迹信息满足任意一个换挡轨迹阈值数据时，则判定换挡杆1的挡位为换挡轨迹阈值数据所对应的挡位，最终微处理器再将判定结果输出给驾考系统。
由上可知，本发明实施例的挡位判定装置，通过设置在换挡杆1上的角加速度传感器3和线加速度传感器4对换挡杆1实际换挡轨迹信息的监测，通过微处理器将换挡轨迹信息与多个换挡轨迹阈值数据作比较，从而确定出换挡过程，由此消除了传统挡位判断中仅通过挡位传感器对换挡杆1的最终位置的判断，而导致因驾考车辆挡位间隙较大而造成挂挡误判的技术问题。
在一些实施例中，多个换挡轨迹阈值数据可以是由人为写入微处理器，对于某种固定车型而言，其换挡杆1的换挡动作和标准运动轨迹基本都是一致的，由此可以在这些标准动作和运动轨迹的基础上人为设定偏差值，以此在驾考车辆投入使用前预先统一对各个车辆写入各种换挡轨迹阈值数据，这样在驾考车辆投入使用后便可以直接进行挡位的辅助判断。
在一些实施例中，换挡轨迹阈值数据为微处理器通过角加速度传感器3和线加速度传感器4获取，因为新的驾考车辆在投入使用之初，挡位面板尚未发生磨损，所以此时换挡杆1的挡位间隙和运动轨迹还是比较标准的，由此，可通过微处理器获取此时换挡杆1的各个换挡过程的运动轨迹信息，并在此基础上自动添加预设好的运行偏差度信息，最终设定形成换挡轨迹阈值数据。这样的好处在于，无需针对每一种车型都预先计算换挡轨迹阈值数据，节约了设计成本。另外，即便是同一种车型，各车辆之间的实际换挡轨迹也都有存在差异，这样根据车辆使用之初的实际运动轨迹来制定换挡轨迹阈值数据，可以使制定的换挡轨迹阈值数据更准确。
其中，角加速度传感器优选为陀螺仪，陀螺仪不仅可以获取换挡杆1的角加速度信息，还可以获取换挡杆1的水平、垂直和俯仰方向的速度信息，从而准确的获取换挡杆1的实时姿态，有助于更准确的记录换挡杆1的运动轨迹。
在一些实施例中，本挡位判定装置还可以包括套设在换挡杆1外、并与车体连接的限位框2，限位框2的内框的形状与挡位面板的内框的形状相适应，用于对换挡杆1的运动轨迹形成限制。对于挡位面板已经发生较大磨损的驾考车辆，在加装本挡位判定装置后，已经无法通过设置在换挡杆1上的角加速度传感器3和线加速度传感器4来制定换挡轨迹阈值数据。而通过加装限位框2后，一方面从机械结构上限制了换挡杆1的运动轨迹，使换挡杆1的运动轨迹更趋于标准，这样不仅有助于挡位传感器对挡位的判断，而且也有助于驾考人员对挡位的正确判断。
另一方面，在加装限位框2后，由于换挡杆1的换挡轨迹变得标准，所以可以通过设置在换挡杆1上的角加速度传感器3和线加速度传感器4来获取并计算换挡轨迹阈值数据，使本挡位判定装置可以在已发生磨损的驾考车辆上实施。
进一步的，上述限位框2优选与车体可拆卸连接，因为限位框2在使用一段时间后也会发生磨损，当限位框2磨损程度较大后，可更换新的限位框2以规范换挡杆1的运动轨迹，相比更换车辆的挡位面板，更换限位框2更方便、成本更低。
在一些实施例中，本挡位判断装置还包括设置在换挡杆1上的磁铁5，另外还包括设置在车体上、并位于磁铁5的侧方横向间隔分布的多个磁感应传感器6，多个磁感应传感器6分别与驾考系统连接，具体可以采用霍尔传感器，驾考系统通过多个磁感应传感器6与磁铁5的距离感应而获取换挡杆1的挡位信息。
具体的，以图2所示结构为例，在换挡杆1的左侧或右侧设置三个磁感应传感器6，中间的一个磁感应传感器6与手动挡的空挡位置相对应，前方的磁感应传感器6与手动挡的倒挡、一挡、三挡和五挡的左右方向位置相对应，而后方的磁感应传感器6与手动挡的二挡和四挡的左右方向位置相对应；由于换挡杆1分别在倒挡、一挡、三挡和五挡(或二挡、四挡)位置时，换挡杆1上的磁铁5与相应的磁感应传感器6的距离不同，因此可通过三个磁感应传感器6感应到的距离信息判断换挡杆1所在的挡位。
应当理解的是，多个磁感应传感器6并不止局限于设置在换挡杆1的左侧或右侧，还可以是设置在换挡杆1的前侧或后侧，其原理与上述设置方式相同，在此不再赘述。
进一步的，本挡位判定装置优选还包括非磁性金属腔体7，多个磁感应传感器6设置在非磁性金属腔体7内，非磁性金属腔体7可以屏蔽车体上其他电磁信号的干扰，也可以防止车内人员触碰磁感应传感器6。
本发明还提供了一种驾考车辆，该驾考车辆包括如上所述的用于智能驾考系统的挡位判定装置，驾考车辆通过该挡位判定装置可以更准确的获取驾考人员的挂挡信息，并给出准确的判断，从而提升了驾考系统的智能化应用，提高了智能驾考车辆的准确率和使用体验。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。