一种监控驾驶训练车上学员行为的系统及方法与流程

本发明涉及行为监控系统领域，具体涉及一种监控驾驶训练车上学员行为的系统及方法。

背景技术：

监控驾驶训练车上学员行为的系统通常分为两个部分，一部分安装在训练车内，一部分安装在驾校的监控中心或是教练的手机中，能够对学员在训练车驾驶室内的行为进行监控，保证教练即使不在训练车内也能对学员进行练车指导。

但现有的监控驾驶训练车上学员行为的系统在使用时存在着一定的不足之处有待改善，首先，现有的监控驾驶训练车上学员行为的系统在使用时，只能监控车内学员的行为，由于学员的行为能够影响训练车的行为，无法对训练车车外情况和训练车本身的行为进行监控，会存在安全隐患；其次，现有监控驾驶训练车上学员行为的系统在使用时，只起到监控作用，学员在练车时的不当行为往往会引发交通事故，现有系统无法针对学员的不当行为进行限制和补救。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于：现有的监控驾驶训练车上学员行为的系统在使用时，只能监控车内学员的行为，由于学员的行为能够影响训练车的行为，无法对训练车车外情况和训练车本身的行为进行监控，会存在安全隐患；其次，现有监控驾驶训练车上学员行为的系统在使用时，只起到监控作用，学员在练车时的不当行为往往会引发交通事故，现有系统无法针对学员的不当行为进行限制和补救。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的，一种监控驾驶训练车上学员行为的系统，包括学员终端和驾校终端，所述学员终端包括学员登录模块、人脸识别模块、身份识别模块、时间设定模块、测距模块、车速监测模块、人车监控模块、车门锁死模块、紧急制动模块、gps定位模块和前端交互模块，所述驾校终端包括决策模块、视频数据库和后端交互模块，所述决策模块包括图像处理模块、行为判断模块、违规编辑模块、违规行为数据库、数据接收模块、数据分析模块、警报模块和指令输出模块；

所述学员登录模块用于学员的登录、人脸识别模块用于学员登录时进行人脸识别，身份识别模块用于识别学员的证件信息，学员登录模块、人脸识别模块和身份识别模块主要作用在于模拟学员考试时在驾考车中的身份验证；

所述时间设定模块用于设定训练车的安全制动时间，安全制动时间为驾驶员应急反应时间、碰撞预留时间和训练车制动时间之和，其中训练车制动时间取码表盘上整十和整百数值下算出的制动时间；

所述测距模块用于测量训练车到障碍物之间的距离，连接测距仪；

所述车速监测模块用于监测训练车的实时速度，连接测速仪；

所述人车监控模块用于监控车内的学员行为和车外的情况以及由学员操作行为带来的训练车行为；

所述gps定位模块用于定位训练车的位置；

所述前端交互模块和后端交互模块用于学员和教练之间的语音交互；

所述车门锁死模块用于在紧急情况下锁死车门；

所述紧急制动模块用于在紧急情况下紧急制动训练车；

所述决策模块用于根据学员终端传输的图像和信息数据进行运算判别，并做出决策；

所述图像处理模块用于处理监控视频中提取的图像，定位学员的行为；

所述行为判断模块用于对学员行为进行判断；

所述违规编辑模块用于编辑违规行为的标准；

所述违规行为数据库用于储存违规行为标准；

所述数据接收模块用于接收训练车中学员终端检测的各种数据；

所述数据分析模块用于对数据接收模块接收的数据进行分析；

所述警报模块用于在判断出行为违规和数据分析结果显示存在安全隐患时发出警报；

所述指令输出模块用于根据判断结果和数据分析结构生成对应指令并反馈到学员终端；

所述视频数据库用于储存人车监控模块拍摄的视频数据。

优选的，所述驾校终端与学员终端通过网络专线连接，且学员终端安装在训练车中，驾校终端安装在驾校的监控中心或者教练的手机中。

优选的，所述人车监控模块包括视频传输模块、车内监控模块、车外监控模块、图像采集模块和图像传输模块，车内监控模块连接车内摄像头，车外监控模块连接四个车外摄像头，且四个车外摄像头分别安装在训练车的前后端及两侧。

优选的，所述人车监控模块的具体执行步骤如下：

步骤一：车内监控模块连接的车内摄像头对车内情况进行拍摄，包括对学员行为的监控，车外监控模块连接的四个车外摄像头分别对训练车四周的情况进行监控；

步骤二：视频传输模块将车内监控模块和车外监控模块拍摄的视频，通过网络专线传输到驾校终端的视频数据库中进行储存，同时图像采集模块在车内监控模块拍摄的视频中提取学员的行为图像，在车外监控模块拍摄的视频中提取车外环境图像；

步骤三：图像传输模块将图像采集模块采集的图像通过网络专线传输到驾校终端的图像处理模块中。

优选的，所述决策模块的具体执行步骤如下：

步骤1：驾校或者教练通过时间设定模块设定训练车的安全制动时间，记为t，测距模块连接的测距仪测量训练车到障碍物之间的距离，记为s，车速监测模块连接的测速仪对训练车的实时车速和加速度进行测量，分别记为v和a，并将t、a、s和v的值通过网络专线传输到驾校终端，驾校通过违规编辑模块编辑违规行为标准，并储存在违规行为数据库中；

步骤2：驾校终端的数据接收模块接收t、a、s和v的值，图像处理模块接收人车监控模块的图像后进行处理，对图像显示的学员行为进行特征化提取；

步骤3：行为判断模块根据图像处理的结果配合违规行为数据库中的违规标准，对学员行为进行判别，若学员行为违规，则警报模块发出警报，教练通过后端交互模块发起语音交互，学员通过前端交互模块进行回复，同时数据分析模块对数据接收模块的数据进行运算分析，记训练车的实际制动时间t，执行公式为s＝vt+(at²/2)，计算出以t为未知数的一元二次方程，当且仅当t>＝t时，警报模块发出警报，同时指令输出模块发出指令，通过网络专线激活紧急制动模块进行紧急制动。

一种监控驾驶训练车上学员行为系统的监控方法，该监控驾驶训练车上学员行为系统的监控方法具体包括如下步骤：

步骤(1)：教练在训练车的学员终端中的时间设定模块设定训练车的安全制动时间，并在驾校终端中通过违规编辑模块编辑相关的违规行为标准储存在违规行为数据库中，之后学员通过学员登录模块中的人脸识别模块和身份识别模块进行系统登录，开始练车；

步骤(2)：在学员练车的过程中，gps定位模块对训练车进行实时定位，并将定位通过网络专线传到驾校终端，同时人车监控模块连接的的各个摄像头分别对车内和车外的情况进行监控，并将监控视频传输到驾校终端的视频数据库中进行储存，将监控视频中提取的图像传输到图像处理模块，测距模块连接的测距仪测量训练车行使中车身到障碍物之间的距离，车速监测模块检测训练车行使中的实时速度和加速度，并将测距仪与测速仪的测量数据传输到驾校终端汇中，由数据接收模块进行接收；

步骤(3)：图像处理模块在接收人车监控模块的图像后进行处理，对图像显示的学员行为进行特征化提取，行为判断模块根据图像处理的结果配合违规行为数据库中的违规标准，对学员行为进行判别，若学员行为违规，则警报模块发出警报，同时数据分析模块对数据接收模块的数据进行运算分析，警报模块再根据数据分析的结果选择是否发出警报，指令输出模块根据数据分析的结果发出相关指令，例如当人车监控模块监控到学员在车内准备开车门，而车门一侧有行人车辆或是后方有行人车辆靠近时，则会发出指令激活车门锁死模块，避免学员开车门造成交通事故，当数据分析模块分析出训练车即将撞到障碍物而学员仍未制动训练车时，则会发出指令激活紧急制动模块进行紧急制动，避免训练车撞上障碍物，且当学员练车时，教练不在副驾驶位置，教练和学员便可通过后端交互模块和前端交互模块进行语音交互，方便教练配合人车监控模块的监控通过并语音指导学员练车操作。

本发明相比现有技术具有以下优点：一种监控驾驶训练车上学员行为的系统，通过在人车监控模块中增设车外监控模块，车内监控模块连接的车内摄像头对车内情况进行拍摄，包括对学员行为的监控，车外监控模块连接的四个车外摄像头分别对训练车四周的情况进行监控，图像处理模块接收人车监控模块的图像后进行处理，对图像显示的学员行为进行特征化提取，行为判断模块根据图像处理的结果配合违规行为数据库中的违规标准，对学员行为进行判别，若学员行为违规，则警报模块发出警报，通过对车内外情况的共同监控，保障行车安全；

通过增设决策模块，测距模块连接的测距仪测量训练车行使中车身到障碍物之间的距离，车速监测模块检测训练车行使中的实时速度和加速度，并将测距仪与测速仪的测量数据传输到驾校终端汇中的决策模块中，并利用决策模块的进行分析决策，发出警报和对应的指令，在学员将要误开车门时激活车门锁死模块限制学员开车门，在训练车即将碰撞障碍物而学员仍未采取措施时，激活紧急制动模块进行紧急制动，在教练不在副驾驶位置，教练和学员便可通过后端交互模块和前端交互模块进行语音交互，指导学员练车，避免因学员的不当操作引发交通事故。

附图说明

图1是本发明的系统框图；

图2是本发明中人车监控模块的系统图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1-2所示，一种监控驾驶训练车上学员行为的系统，包括学员终端和驾校终端，学员终端包括学员登录模块、人脸识别模块、身份识别模块、时间设定模块、测距模块、车速监测模块、人车监控模块、车门锁死模块、紧急制动模块、gps定位模块和前端交互模块，驾校终端包括决策模块、视频数据库和后端交互模块，决策模块包括图像处理模块、行为判断模块、违规编辑模块、违规行为数据库、数据接收模块、数据分析模块、警报模块和指令输出模块；

学员登录模块用于学员的登录、人脸识别模块用于学员登录时进行人脸识别，身份识别模块用于识别学员的证件信息，学员登录模块、人脸识别模块和身份识别模块主要作用在于模拟学员考试时在驾考车中的身份验证；

时间设定模块用于设定训练车的安全制动时间，安全制动时间为驾驶员应急反应时间、碰撞预留时间和训练车制动时间之和，其中训练车制动时间取码表盘上整十和整百数值下算出的制动时间；

测距模块用于测量训练车到障碍物之间的距离，连接测距仪；

车速监测模块用于监测训练车的实时速度，连接测速仪；

人车监控模块用于监控车内的学员行为和车外的情况以及由学员操作行为带来的训练车行为；

gps定位模块用于定位训练车的位置；

前端交互模块和后端交互模块用于学员和教练之间的语音交互；

车门锁死模块用于在紧急情况下锁死车门；

紧急制动模块用于在紧急情况下紧急制动训练车；

决策模块用于根据学员终端传输的图像和信息数据进行运算判别，并做出决策；

图像处理模块用于处理监控视频中提取的图像，定位学员的行为；

行为判断模块用于对学员行为进行判断；

违规编辑模块用于编辑违规行为的标准；

违规行为数据库用于储存违规行为标准；

数据接收模块用于接收训练车中学员终端检测的各种数据；

数据分析模块用于对数据接收模块接收的数据进行分析；

警报模块用于在判断出行为违规和数据分析结果显示存在安全隐患时发出警报；

指令输出模块用于根据判断结果和数据分析结构生成对应指令并反馈到学员终端；

视频数据库用于储存人车监控模块拍摄的视频数据。

驾校终端与学员终端通过网络专线连接，且学员终端安装在训练车中，驾校终端安装在驾校的监控中心或者教练的手机中。

人车监控模块包括视频传输模块、车内监控模块、车外监控模块、图像采集模块和图像传输模块，车内监控模块连接车内摄像头，车外监控模块连接四个车外摄像头，且四个车外摄像头分别安装在训练车的前后端及两侧。

人车监控模块的具体执行步骤如下：

步骤一：车内监控模块连接的车内摄像头对车内情况进行拍摄，包括对学员行为的监控，车外监控模块连接的四个车外摄像头分别对训练车四周的情况进行监控；

步骤二：视频传输模块将车内监控模块和车外监控模块拍摄的视频，通过网络专线传输到驾校终端的视频数据库中进行储存，同时图像采集模块在车内监控模块拍摄的视频中提取学员的行为图像，在车外监控模块拍摄的视频中提取车外环境图像；

步骤三：图像传输模块将图像采集模块采集的图像通过网络专线传输到驾校终端的图像处理模块中。

决策模块的具体执行步骤如下：

步骤1：驾校或者教练通过时间设定模块设定训练车的安全制动时间，记为t，测距模块连接的测距仪测量训练车到障碍物之间的距离，记为s，车速监测模块连接的测速仪对训练车的实时车速和加速度进行测量，分别记为v和a，并将t、a、s和v的值通过网络专线传输到驾校终端，驾校通过违规编辑模块编辑违规行为标准，并储存在违规行为数据库中；

步骤2：驾校终端的数据接收模块接收t、a、s和v的值，图像处理模块接收人车监控模块的图像后进行处理，对图像显示的学员行为进行特征化提取；

步骤3：行为判断模块根据图像处理的结果配合违规行为数据库中的违规标准，对学员行为进行判别，若学员行为违规，则警报模块发出警报，教练通过后端交互模块发起语音交互，学员通过前端交互模块进行回复，同时数据分析模块对数据接收模块的数据进行运算分析，记训练车的实际制动时间t，执行公式为s＝vt+(at²/2)，计算出以t为未知数的一元二次方程，当且仅当t>＝t时，警报模块发出警报，同时指令输出模块发出指令，通过网络专线激活紧急制动模块进行紧急制动。

一种监控驾驶训练车上学员行为系统的监控方法，该监控驾驶训练车上学员行为系统的监控方法具体包括如下步骤具体包括如下步骤：

步骤(1)：教练在训练车的学员终端中的时间设定模块设定训练车的安全制动时间，并在驾校终端中通过违规编辑模块编辑相关的违规行为标准储存在违规行为数据库中，之后学员通过学员登录模块中的人脸识别模块和身份识别模块进行系统登录，开始练车；

步骤(2)：在学员练车的过程中，gps定位模块对训练车进行实时定位，并将定位通过网络专线传到驾校终端，同时人车监控模块连接的的各个摄像头分别对车内和车外的情况进行监控，并将监控视频传输到驾校终端的视频数据库中进行储存，将监控视频中提取的图像传输到图像处理模块，测距模块连接的测距仪测量训练车行使中车身到障碍物之间的距离，车速监测模块检测训练车行使中的实时速度和加速度，并将测距仪与测速仪的测量数据传输到驾校终端汇中，由数据接收模块进行接收；

步骤(3)：图像处理模块在接收人车监控模块的图像后进行处理，对图像显示的学员行为进行特征化提取，行为判断模块根据图像处理的结果配合违规行为数据库中的违规标准，对学员行为进行判别，若学员行为违规，则警报模块发出警报，同时数据分析模块对数据接收模块的数据进行运算分析，警报模块再根据数据分析的结果选择是否发出警报，指令输出模块根据数据分析的结果发出相关指令，例如当人车监控模块监控到学员在车内准备开车门，而车门一侧有行人车辆或是后方有行人车辆靠近时，则会发出指令激活车门锁死模块，避免学员开车门造成交通事故，当数据分析模块分析出训练车即将撞到障碍物而学员仍未制动训练车时，则会发出指令激活紧急制动模块进行紧急制动，避免训练车撞上障碍物，且当学员练车时，教练不在副驾驶位置，教练和学员便可通过后端交互模块和前端交互模块进行语音交互，方便教练配合人车监控模块的监控通过并语音指导学员练车操作。

综上，本发明在使用时，首先教练在训练车的学员终端中的时间设定模块设定训练车的安全制动时间，并在驾校终端中通过违规编辑模块编辑相关的违规行为标准储存在违规行为数据库中，之后学员通过学员登录模块中的人脸识别模块和身份识别模块进行系统登录，开始练车，gps定位模块对训练车进行实时定位，并将定位通过网络专线传到驾校终端，同时人车监控模块连接的的各个摄像头分别对车内和车外的情况进行监控，并将监控视频传输到驾校终端的视频数据库中进行储存，将监控视频中提取的图像传输到图像处理模块，测距模块连接的测距仪测量训练车行使中车身到障碍物之间的距离，车速监测模块检测训练车行使中的实时速度和加速度，并将测距仪与测速仪的测量数据传输到驾校终端汇中，由数据接收模块进行接收，图像处理模块在接收人车监控模块的图像后进行处理，对图像显示的学员行为进行特征化提取，行为判断模块根据图像处理的结果配合违规行为数据库中的违规标准，对学员行为进行判别，若学员行为违规，则警报模块发出警报，同时数据分析模块对数据接收模块的数据进行运算分析，警报模块再根据数据分析的结果选择是否发出警报，指令输出模块根据数据分析的结果发出相关指令，例如当人车监控模块监控到学员在车内准备开车门，而车门一侧有行人车辆或是后方有行人车辆靠近时，则会发出指令激活车门锁死模块，避免学员开车门造成交通事故，当数据分析模块分析出训练车即将撞到障碍物而学员仍未制动训练车时，则会发出指令激活紧急制动模块进行紧急制动，避免训练车撞上障碍物，且当学员练车时，教练不在副驾驶位置，教练和学员便可通过后端交互模块和前端交互模块进行语音交互，方便教练配合人车监控模块的监控通过并语音指导学员练车操作。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。