一種倒車入庫檢測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種倒車入庫檢測系統(tǒng)，屬于電子監(jiān)控領(lǐng)域。本系統(tǒng)包括設(shè)置在場地內(nèi)的固定站和設(shè)置在考試車輛上的移動站，在場地內(nèi)部署有WIFI無線網(wǎng)絡(luò)；在每個固定站上設(shè)置有發(fā)射超聲波裝置，在每個移動站上設(shè)置有移動站超聲波發(fā)射接收裝置；固定站上的所述發(fā)射超聲波裝置在接收到來自移動站的WIFI指令之后，發(fā)射固定頻率的超聲波信號；移動站上的所述超聲波發(fā)射接收裝置啟動后分別向固定站發(fā)送詢問WIFI指令，固定站在接收到該指令后，返回工作正常的應(yīng)答指令；如果設(shè)置在場地內(nèi)的所有固定站都應(yīng)答工作正常，則進(jìn)入到定位程序。
【專利說明】一種倒車入庫檢測系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電子監(jiān)控領(lǐng)域，具體涉及一種倒車入庫檢測系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]公安部《123》號令出臺和實施以來，機(jī)動車場地考試有了很多新的變化。隨著我國自動化考試系統(tǒng)的廣泛使用，不斷地有新技術(shù)在該領(lǐng)域得到應(yīng)用和推廣。傳統(tǒng)的在考試場地上設(shè)置多個傳感器的方式逐漸被新的定位技術(shù)所取代。例如，在早期的自動化考試中使用的光電傳感器、霍爾傳感器、遠(yuǎn)距離磁鐵傳感器、RFID讀卡器等在考試中體現(xiàn)出損耗量大、維護(hù)量高的特點。自2013年以來，使用差分衛(wèi)星定位的考試系統(tǒng)逐漸體現(xiàn)出其優(yōu)勢，其原理是在考試場地附近建立一個精確坐標(biāo)的固定站并配置有衛(wèi)星接收機(jī)，在車體上配置至少兩個移動衛(wèi)星接收機(jī)，通過差分衛(wèi)星定位的方法對移動衛(wèi)星接收機(jī)的位置進(jìn)行精確定位，由于汽車上配置兩個衛(wèi)星接收機(jī)，從而可以實現(xiàn)位置和姿態(tài)的定位。其定位精度可達(dá)到厘米級。通過使用衛(wèi)星定位的考試系統(tǒng)具有如下一些優(yōu)勢:1、由于適用了精確定位技術(shù)，因此考試場地上無需再設(shè)置任何傳感器，場地造價成本有所降低。2、由于傳感器造成的誤判情況得以解決。3、考試車輛除安裝必要的衛(wèi)星接收機(jī)、車載電腦、天線等設(shè)備無需對考試車輛進(jìn)行改造。但是，采用衛(wèi)星差分定位方式的考試系統(tǒng)仍然造價不菲且存在一定缺點，如天空有較厚的積云情況下、衛(wèi)星信號被遮擋會對差分定位產(chǎn)生較大影響。
[0003]根據(jù)公安部《123》號令所述要求，倒車入庫考試和評判內(nèi)容如下:機(jī)動車駕駛學(xué)員需要在如圖1所示，圖中I表示路邊線或庫位線，2表示場地控制線，3表示車輛正向行駛線，4表示車輛倒車行駛線。場地內(nèi)車輛從道路的任意一個方向倒車進(jìn)入庫位，期間車輛不能夠觸碰庫位邊線和庫位底線以及道路邊線，車輛在入庫停止后將車輛正向行駛駛?cè)氲缆放c進(jìn)入方向相對的一側(cè)。車輛駛出時必須超過道路起始標(biāo)線，車輛在駛出停止后，將再次倒車行駛進(jìn)入庫位，然后從庫位駛出直至駛出控制線視為該科目考試結(jié)束。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的難題，提供一種倒車入庫檢測系統(tǒng)，利用超聲波定位的方法實現(xiàn)對考試車輛實現(xiàn)定位和評判，降低成本。
[0005]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0006]一種倒車入庫檢測系統(tǒng)，包括設(shè)置在場地內(nèi)的固定站和設(shè)置在考試車輛上的移動站，在場地內(nèi)部署有WIFI無線網(wǎng)絡(luò)；
[0007]在每個固定站上設(shè)置有發(fā)射超聲波裝置，在每個移動站上設(shè)置有移動站超聲波發(fā)射接收裝置；
[0008]固定站上的所述發(fā)射超聲波裝置在接收到來自移動站的WIFI指令之后，發(fā)射固定頻率的超聲波信號；
[0009]移動站上的所述超聲波發(fā)射接收裝置啟動后分別向固定站發(fā)送詢問WIFI指令，固定站在接收到該指令后，返回工作正常的應(yīng)答指令；如果設(shè)置在場地內(nèi)的所有固定站都應(yīng)答工作正常，則進(jìn)入到定位程序。
[0010]固定站上的所述發(fā)射超聲波裝置包括超聲波發(fā)射器、單片機(jī)控制電路和WIFI無線發(fā)射模塊；
[0011]所述單片機(jī)控制電路與WIFI無線發(fā)射模塊進(jìn)行通訊，并控制超聲波發(fā)射器進(jìn)行超聲波發(fā)射。
[0012]移動站上的所述超聲波發(fā)射接收裝置包括超聲波接收器、超聲波發(fā)射器、車載計算機(jī)和WIFI無線發(fā)射模塊；
[0013]所述車載計算機(jī)與WIFI無線發(fā)射模塊進(jìn)行通訊，同時控制超聲波接收器進(jìn)行超聲波接收和控制超聲波發(fā)射器進(jìn)行超聲波發(fā)射。
[0014]所述車載計算機(jī)啟動后，分別向固定站發(fā)送詢問WIFI指令，該指令以TCP/IP數(shù)據(jù)報的形式下達(dá)到固定站。
[0015]每個所述固定站的高度超過考試車輛的高度。
[0016]在考試車輛上安裝有兩組車載電腦和超聲波發(fā)射接收裝置，其中一組安裝在車輛頭部，一組安裝在車輛尾部。
[0017]所述固定站有4個。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明采用了一種超聲波定位的方法對考試車輛實現(xiàn)定位和評判、其定位成本大大降低，場地和車載系統(tǒng)仍然可以不必安裝大量傳感器，而且可以在全天候的情況下運行。。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是倒車入庫考試過程。
[0020]圖2是固定站超聲波發(fā)射裝置工作原理圖。
[0021]圖3是移動站超聲波發(fā)射接收系統(tǒng)原理。
[0022]圖4是車輛移動站超聲波接收器的位置。
[0023]圖5是考試場地坐標(biāo)系的確立。

【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述:
[0025]在考試場地內(nèi)部署WIFI無線網(wǎng)絡(luò)，在該科目考試場地內(nèi)設(shè)置4個固定站，這些固定站高度必須超過車輛高度，固定站的架設(shè)可以跟場地內(nèi)保護(hù)障礙或者標(biāo)識牌一同布置起到美觀的效果。四個固定站設(shè)置有一套發(fā)射超聲波裝置、該裝置的工作原理圖如圖2所示。
[0026]固定站無線發(fā)射裝置負(fù)責(zé)在接受到WIFI無線數(shù)據(jù)報指令之后，發(fā)射固定頻率的超聲波信號。固定站在加點啟動后，檢測無線發(fā)射模塊的工作狀態(tài)，在正常情況下處于待機(jī)狀態(tài)，當(dāng)接受到來自移動站的WIFI指令后，啟動超聲波發(fā)射器發(fā)送超聲波。
[0027]在考試車輛上安裝有兩個車載電腦和移動站超聲波發(fā)射接收裝置，其工作原理圖如圖3所示。
[0028]移動站采用車載計算機(jī)處理和顯示定位內(nèi)容，其工作方式為，在車載計算機(jī)啟動后，分別向固定站發(fā)送詢問WIFI指令，該指令以TCP/IP數(shù)據(jù)報的形式下達(dá)到固定站，固定站在接收到該指令后，返回工作正常的應(yīng)答指令。如果設(shè)置在場地內(nèi)的四個固定站都應(yīng)答工作正常，則可進(jìn)入到定位程序。每輛考試車上配置有兩組超聲波接收器，兩組超聲波接收器一組安裝在車輛頭部，一組超聲波接收器安裝在車輛尾部，這樣在實現(xiàn)定位后可以確定車輛的姿態(tài)。其定位步驟如下:
[0029]第一步:車載計算機(jī)在判斷無線網(wǎng)絡(luò)和所有固定站工作正常后，向第一個固定站發(fā)送啟動超聲波發(fā)送的WIFI指令，同時記錄該指令發(fā)送的時間，發(fā)送時間的精度精確到毫秒，該發(fā)送時間定義為Tl。
[0030]第二步:第一個固定站在接收到WIFI指令后，啟動超聲波發(fā)射器發(fā)送超聲波信號發(fā)射器發(fā)送超聲波信號，移動站上的兩個超聲波接收器在接收到超聲波信號后將接收到信號的時間記錄下來，兩個接收器的接收時間分別是T2和T3。
[0031]第三步:車載計算機(jī)計算移動站兩個發(fā)射器到固定站的距離S，計算公式為:
[0032]S=(T2_T1)*V
[0033]其中V為聲波在空氣中的傳播速度，如果需要十分精確，可根據(jù)考試地區(qū)的氣候溫度等信息對V進(jìn)行補(bǔ)償。補(bǔ)償方法可參考空氣溫度、濕度對聲波傳播速度影響的公式。
[0034]第四步:針對第二、第三、第四固定站重復(fù)步驟一至步驟三，直到計算出所有與固定站之間的距離。
[0035]第五步:根據(jù)場地設(shè)置坐標(biāo)系，已知所有固定站在該坐標(biāo)系內(nèi)的坐標(biāo)，和移動站和固定站的距離，根據(jù)四點定位原理，可計算出該車輛上兩個移動站的坐標(biāo)。從而實現(xiàn)對兩個移動站的定位和車輛包括行駛姿態(tài)的定位。定位點如圖4所示:
[0036]其中“ I”表示第一個移動超聲波接收點，“2”表示第二個移動站接收點。
[0037]有了移動站坐標(biāo)后，根據(jù)移動站到車周身的距離可獲知車輛前后保險杠、車門等車輛邊緣的位置。
[0038]第六步:按照固定的時間間隔重復(fù)步驟一至步驟五，可以實時監(jiān)測車輛的位置。從而為科目考試的程序判定提供了車輛行駛的過程信息。
[0039]應(yīng)用本發(fā)明方法，從考試開始至考試結(jié)束。車輛的行駛軌跡，車輛有無超越道路警戒線，在入庫過程中有無觸碰庫位邊線和底線車輛有無按照規(guī)定路線行駛都可以獲得。從而為該考試科目的自動化考核提供了準(zhǔn)確的依據(jù)。
[0040]對于整個考試系統(tǒng)來說，考試過程的控制都由車載計算機(jī)來進(jìn)行控制，學(xué)員的考生基本信息和考試信息可以由考試中心的上位機(jī)來進(jìn)行統(tǒng)一下發(fā)和上傳等管理。車載計算機(jī)負(fù)責(zé)移動站的坐標(biāo)計算，因此車載計算機(jī)必須存儲有考場的地圖信息，舉例如圖5所示。
[0041]該車輛發(fā)射接收裝置可以實現(xiàn)車輛的空間定位，在例如有坡路行駛的過程中也可以采用該方法實現(xiàn)定位和判定，但對于倒車入庫這類科目，坐標(biāo)系的確立可以是二維的。這樣在計算上對移動站的定位只要確立其橫坐標(biāo)X，和縱坐標(biāo)Y就可以對其進(jìn)行定位，其計算過程也會相對簡單。
[0042]車載計算機(jī)系統(tǒng)在確立坐標(biāo)系后，仍需要預(yù)先記錄考場邊線和庫邊線信息，以及控制線位置信息。這些信息為判定考試車輛是否正常行駛提供判定的依據(jù)。如果考試車輛在考試過程中觸碰到道路警戒線或者庫邊線和庫地線則考試不合格。車輛考試之前車輛在控制線之外，學(xué)員可以選擇從考場左側(cè)或者右側(cè)進(jìn)入考場，每次行駛出庫位車輛必須越過控制線，通過定位信息和軌跡判斷可以知道考生是否兩次入庫，每次行駛出庫是否越過控制線。該科目同時規(guī)定，在考試過程中出現(xiàn)中途停車會扣除一定分?jǐn)?shù)，因此在一個段固定閾值的時間內(nèi)，如果車輛定位信息保持不變，則視為車輛停車，評判系統(tǒng)也會扣除相應(yīng)的分?jǐn)?shù)。該科目關(guān)于中途熄火的判定無法采用定位系統(tǒng)來進(jìn)行判定，仍需要在車載系統(tǒng)上安裝傳感器來完成。
[0043]上述技術(shù)方案只是本發(fā)明的一種實施方式，對于本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員而言，在本發(fā)明公開了應(yīng)用方法和原理的基礎(chǔ)上，很容易做出各種類型的改進(jìn)或變形，而不僅限于本發(fā)明上述【具體實施方式】所描述的方法，因此前面描述的方式只是優(yōu)選的，而并不具有限制性的意義。
【權(quán)利要求】
1.一種倒車入庫檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述系統(tǒng)包括設(shè)置在場地內(nèi)的固定站和設(shè)置在考試車輛上的移動站，在場地內(nèi)部署有WIFI無線網(wǎng)絡(luò)； 在每個固定站上設(shè)置有發(fā)射超聲波裝置，在每個移動站上設(shè)置有移動站超聲波發(fā)射接收裝置； 固定站上的所述發(fā)射超聲波裝置在接收到來自移動站的WIFI指令之后，發(fā)射固定頻率的超聲波信號； 移動站上的所述超聲波發(fā)射接收裝置啟動后分別向固定站發(fā)送詢問WIFI指令，固定站在接收到該指令后，返回工作正常的應(yīng)答指令；如果設(shè)置在場地內(nèi)的所有固定站都應(yīng)答工作正常，則進(jìn)入到定位程序。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的倒車入庫檢測系統(tǒng)，其特征在于:每個所述固定站的高度超過考試車輛的高度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的倒車入庫檢測系統(tǒng)，其特征在于:固定站上的所述發(fā)射超聲波裝置包括超聲波發(fā)射器、單片機(jī)控制電路和WIFI無線發(fā)射模塊； 所述單片機(jī)控制電路與WIFI無線發(fā)射模塊進(jìn)行通訊，并控制超聲波發(fā)射器進(jìn)行超聲波發(fā)射。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的倒車入庫檢測系統(tǒng)，其特征在于:移動站上的所述超聲波發(fā)射接收裝置包括超聲波接收器、超聲波發(fā)射器、車載計算機(jī)和WIFI無線發(fā)射模塊； 所述車載計算機(jī)與WIFI無線發(fā)射模塊進(jìn)行通訊，同時控制超聲波接收器進(jìn)行超聲波接收和控制超聲波發(fā)射器進(jìn)行超聲波發(fā)射。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的倒車入庫檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述車載計算機(jī)啟動后，分別向固定站發(fā)送詢問WIFI指令，該指令以TCP/IP數(shù)據(jù)報的形式下達(dá)到固定站。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的倒車入庫檢測系統(tǒng)，其特征在于:在考試車輛上安裝有兩組車載電腦和超聲波發(fā)射接收裝置，其中一組安裝在車輛頭部，一組安裝在車輛尾部。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一所述的倒車入庫檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述固定站有4個。
【文檔編號】G01S15/93GK104199039SQ201410448797
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年9月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月1日
【發(fā)明者】時珍全 申請人:天津工業(yè)大學(xué)