本發(fā)明涉及汽車駕駛培訓(xùn)安全，具體涉及一種基于教練車坡道溜車自動(dòng)剎車的系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、在機(jī)動(dòng)車駕駛員的培訓(xùn)流程中，坡道定點(diǎn)停車與起步無(wú)疑是每位學(xué)員必須精通的核心技能之一，它不僅構(gòu)成了學(xué)習(xí)的重點(diǎn)，也是挑戰(zhàn)學(xué)員技能掌握度的難點(diǎn)。然而，車輛在坡道行駛時(shí)，特別是上坡或下坡，極易受到重力作用的影響，產(chǎn)生下滑趨勢(shì)，尤其當(dāng)學(xué)員對(duì)車輛操控尚不純熟、離合器與油門配合欠佳或心理承受壓力時(shí)，溜車現(xiàn)象更為顯著。坡道起步時(shí)的溜車不僅可能損害車輛，還可能對(duì)學(xué)員及周圍環(huán)境構(gòu)成潛在的安全威脅。

2、針對(duì)這一問(wèn)題，傳統(tǒng)教練車主要依賴教練員的即時(shí)口頭指導(dǎo)和手動(dòng)干預(yù)來(lái)應(yīng)對(duì)坡道溜車。這要求教練員必須全程密切關(guān)注學(xué)員的操作狀況，并在察覺(jué)到溜車苗頭時(shí)迅速采取行動(dòng)，如緊急制動(dòng)或輔助學(xué)員調(diào)整操作。然而，這種方法存在顯著局限性：教練員的反應(yīng)速度和精確度可能受到外界因素如注意力分散、體力疲勞等的干擾；同時(shí)，手動(dòng)干預(yù)往往難以確保及時(shí)且準(zhǔn)確地制止溜車，進(jìn)而增加了事故發(fā)生的可能性。

3、鑒于此，本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需研發(fā)一種基于教練車的坡道溜車自動(dòng)剎車控制系統(tǒng)及方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，保障培訓(xùn)過(guò)程的安全與高效。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于目前相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供一種基于教練車坡道溜車自動(dòng)剎車的系統(tǒng)及方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，保障培訓(xùn)過(guò)程的安全與高效。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第一方面提供一種基于教練車坡道溜車自動(dòng)剎車的系統(tǒng)，其至少包括傳感器模塊、智能控制單元、剎車執(zhí)行機(jī)構(gòu)和人機(jī)交互界面；其中所述傳感器模塊至少包括加速度傳感器、傾角傳感器和車輪轉(zhuǎn)速傳感器；所述人機(jī)交互界面用于實(shí)現(xiàn)人與自動(dòng)剎車系統(tǒng)之間的互動(dòng)交流；

3、所述加速度傳感器，部署在車輛上，用于測(cè)量車輛在各軸向的加速度變化；

4、所述傾角傳感器，安裝于車輛上，用于判斷車輛是否處于坡道以及坡道的傾斜程度，實(shí)時(shí)測(cè)量車輛的傾斜角度和傾斜方向；

5、所述車輪轉(zhuǎn)速傳感器，用于監(jiān)測(cè)車輪的旋轉(zhuǎn)速度；

6、智能控制單元負(fù)責(zé)接收來(lái)自傳感器模塊的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行實(shí)時(shí)處理和分析；

7、所述剎車執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述剎車執(zhí)行機(jī)構(gòu)與教練車的剎車系統(tǒng)相連，接收來(lái)自智能控制單元的剎車指令；執(zhí)行剎車動(dòng)作，迅速降低車速或使車輛完全停止，防止溜車事故的發(fā)生。

8、進(jìn)一步的，傳感器模塊持續(xù)不斷地監(jiān)測(cè)車輛的多個(gè)關(guān)鍵參數(shù)，包括加速度、傾角以及車輪轉(zhuǎn)速中的一種或者多種，并將所獲取的數(shù)據(jù)傳輸至智能控制單元；智能控制單元在接收到這些數(shù)據(jù)后，會(huì)立即啟動(dòng)其內(nèi)置的智能控制算法，對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行全面而深入的分析，以精確判斷車輛當(dāng)前是否處于溜車狀態(tài)；

9、一旦智能控制單元確認(rèn)車輛確實(shí)處于溜車狀態(tài)，會(huì)迅速且果斷地向剎車執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出明確的剎車指令；剎車執(zhí)行機(jī)構(gòu)在接收到指令后，會(huì)立即激活剎車系統(tǒng)，對(duì)車輛實(shí)施有效的制動(dòng)措施，從而及時(shí)阻止車輛的進(jìn)一步溜動(dòng)，確保車輛的安全與穩(wěn)定。

10、本發(fā)明另一方面還提供一種基于教練車坡道溜車自動(dòng)剎車的方法，所述方法采用上述權(quán)利要求1或2所述教練車碰撞預(yù)測(cè)系統(tǒng)；其實(shí)現(xiàn)方法至少包括如下步驟：

11、步驟s1、車輛驅(qū)動(dòng)，進(jìn)入坡道練習(xí)模式；

12、步驟s2、檢測(cè)車輛是否在坡道上；

13、步驟s3、進(jìn)車車輛是否溜車；

14、步驟s4、若溜車，則自動(dòng)觸發(fā)剎車系統(tǒng)，車輛停止溜車；

15、步驟s5、系統(tǒng)發(fā)出安全提示，學(xué)員重新控制車輛，繼續(xù)坡道練習(xí)或者結(jié)束練習(xí)。

16、進(jìn)一步的，在步驟s3中，具體的實(shí)現(xiàn)方式為：

17、步驟s31、傳感器模塊持續(xù)不斷地監(jiān)測(cè)車輛的多個(gè)關(guān)鍵參數(shù)，并將所獲取的數(shù)據(jù)傳輸至智能控制單元；

18、步驟s32、智能控制單元在接收到這些數(shù)據(jù)后，會(huì)立即啟動(dòng)其內(nèi)置的智能控制算法，對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行全面而深入的分析，以精確判斷車輛當(dāng)前是否處于溜車狀態(tài)。

19、進(jìn)一步的，在步驟s4中，具體的實(shí)現(xiàn)方式為：一旦智能控制單元確認(rèn)車輛確實(shí)處于溜車狀態(tài)，會(huì)迅速地向剎車執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出明確的剎車指令；剎車執(zhí)行機(jī)構(gòu)在接收到指令后，會(huì)立即激活剎車系統(tǒng)，對(duì)車輛實(shí)施有效的制動(dòng)措施，從而及時(shí)阻止車輛的進(jìn)一步溜動(dòng)，確保車輛的安全與穩(wěn)定。

20、進(jìn)一步的，智能控制單元對(duì)車輛是否處于溜車狀態(tài)進(jìn)行判斷的邏輯如下：

21、智能控制單元會(huì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)傳感器模塊傳來(lái)的數(shù)據(jù)，包括加速度傳感器、傾角傳感器和車輪轉(zhuǎn)速傳感器的數(shù)據(jù)；

22、智能控制單元會(huì)根據(jù)預(yù)設(shè)的溜車判斷邏輯，對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析；至少包括：如果加速度傳感器顯示車輛的加速度突然減小，傾角傳感器顯示車輛的傾斜角度發(fā)生變化，而車輪轉(zhuǎn)速傳感器顯示車輪轉(zhuǎn)速突然下降，這些綜合信息能夠協(xié)助判斷出車輛正在溜車；

23、智能控制單元會(huì)根據(jù)這些參數(shù)的變化情況，通過(guò)復(fù)雜的算法進(jìn)行計(jì)算和判斷，以確定車輛是否真的處于溜車狀態(tài)。

24、如果判斷結(jié)果表明車輛正在溜車，智能控制單元會(huì)立即生成剎車指令，并通過(guò)內(nèi)部通信接口迅速發(fā)送給剎車執(zhí)行機(jī)構(gòu)；

25、剎車執(zhí)行機(jī)構(gòu)接收到指令后，會(huì)立即執(zhí)行剎車動(dòng)作，從而有效地防止車輛繼續(xù)溜車，確保車輛的安全；通過(guò)智能控制單元的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和判斷，整個(gè)系統(tǒng)能夠及時(shí)響應(yīng)車輛溜車的危險(xiǎn)情況，從而保障車輛和乘客的安全。

26、進(jìn)一步的，智能控制單元內(nèi)部集成的智能控制算法，基于預(yù)設(shè)的溜車判斷邏輯，通過(guò)綜合分析來(lái)自傳感器模塊的多個(gè)參數(shù)的變化情況，至少包括加速度、傾角和車輪轉(zhuǎn)速的變化情況，實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛是否處于溜車狀態(tài)的準(zhǔn)確判斷。

27、進(jìn)一步的，關(guān)于加速度參數(shù)分析邏輯如下：

28、加速度傳感器測(cè)量的是車輛在各軸向，包括縱向、橫向和垂向的加速度變化；在正常的坡道起步過(guò)程中，車輛會(huì)有一個(gè)穩(wěn)定的加速度增長(zhǎng)，表示車輛正在平穩(wěn)加速；然而，若車輛發(fā)生后溜或前沖，加速度傳感器將捕捉到異常的加速度變化；若車輛后溜，則縱向加速度將變?yōu)樨?fù)值，即加速度方向與車輛行駛方向相反；若車輛前沖過(guò)猛，則縱向加速度將異常增大；

29、關(guān)于傾角參數(shù)分析邏輯如下：

30、傾角傳感器實(shí)時(shí)測(cè)量車輛的傾斜角度和傾斜方向，這對(duì)于判斷車輛是否處于坡道以及坡道的傾斜程度至關(guān)重要；在正常的行駛狀態(tài)下，車輛的傾斜角度應(yīng)保持在較小范圍內(nèi)；然而，若車輛處于坡道上，傾角傳感器將捕捉到明顯的傾斜角度變化；同時(shí)，通過(guò)監(jiān)測(cè)傾斜方向的變化，可以判斷車輛是在上坡還是下坡，以及傾斜角度是否在增大，則表示車輛正在溜車；

31、關(guān)于車輪轉(zhuǎn)速參數(shù)分析邏輯如下：

32、車輪轉(zhuǎn)速傳感器監(jiān)測(cè)車輪的旋轉(zhuǎn)速度，以反映車輛的行駛狀態(tài)；在正常的坡道起步過(guò)程中，車輪轉(zhuǎn)速應(yīng)逐漸加快，與車輛的加速度增長(zhǎng)保持一致；然而，若車輛發(fā)生溜車，車輪轉(zhuǎn)速將出現(xiàn)異常變化；若車輛后溜，則車輪轉(zhuǎn)速將逐漸減小甚至停止轉(zhuǎn)動(dòng)；若車輛前沖過(guò)猛，則車輪轉(zhuǎn)速將異常加快。

33、進(jìn)一步的，智能控制算法將上述三個(gè)參數(shù)的變化情況進(jìn)行綜合分析，以判斷車輛是否處于溜車狀態(tài)；具體的判斷邏輯如下：

34、加速度異常判斷：若縱向加速度變?yōu)樨?fù)值或異常增大，則初步判斷車輛可能處于溜車狀態(tài)；

35、傾角異常判斷：若傾角傳感器捕捉到明顯的傾斜角度變化，且傾斜角度在增大（表示車輛正在溜車），則進(jìn)一步確認(rèn)車輛處于溜車狀態(tài)；

36、車輪轉(zhuǎn)速異常判斷：若車輪轉(zhuǎn)速出現(xiàn)異常變化，包括逐漸減小或異常加快，則作為輔助判斷依據(jù)，增強(qiáng)對(duì)車輛溜車狀態(tài)的確認(rèn)；

37、綜合以上三個(gè)參數(shù)的變化情況，智能控制算法可以實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛是否處于溜車狀態(tài)的準(zhǔn)確判斷；一旦確認(rèn)車輛正在溜車，智能控制單元將立即生成剎車指令，并通過(guò)內(nèi)部通信接口發(fā)送給剎車執(zhí)行機(jī)構(gòu)，以執(zhí)行剎車動(dòng)作，防止溜車事故的發(fā)生。

38、本發(fā)明采用以上技術(shù)方案，至少具有如下有益效果：

39、相比傳統(tǒng)教練車坡道起步訓(xùn)練，基于智能培訓(xùn)系統(tǒng)的坡道溜車自動(dòng)剎車系統(tǒng)具有顯著的優(yōu)勢(shì)。首先，該系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)車輛的行駛狀態(tài)，并在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)溜車跡象，從而快速響應(yīng)并采取措施，有效避免事故的發(fā)生。

40、其次，該系統(tǒng)能夠減少教練員的工作負(fù)擔(dān)，使其能夠更專注于教學(xué)指導(dǎo)和學(xué)員的心理疏導(dǎo)，提高培訓(xùn)效率和質(zhì)量。最后，該系統(tǒng)還能夠通過(guò)人機(jī)交互界面向?qū)W員提供實(shí)時(shí)的安全提示和教學(xué)建議，幫助學(xué)員更好地掌握坡道起步技能，提高駕駛安全性。

41、本發(fā)明所采用的技術(shù)方案，具備以下顯著的有益效果：

42、相較于傳統(tǒng)的教練車坡道起步訓(xùn)練方法，基于智能培訓(xùn)系統(tǒng)的坡道溜車自動(dòng)剎車系統(tǒng)展現(xiàn)出了明顯的優(yōu)勢(shì)。首要之處在于，該系統(tǒng)能夠不間斷地監(jiān)測(cè)車輛的行駛狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)溜車的初步跡象，即可立即觸發(fā)響應(yīng)機(jī)制，并迅速執(zhí)行相應(yīng)的預(yù)防措施，從而有效規(guī)避潛在的事故風(fēng)險(xiǎn)。

43、其次，該系統(tǒng)的引入顯著減輕了教練員的工作負(fù)荷，使他們能夠更為專注于對(duì)學(xué)員的教學(xué)指導(dǎo)及心理調(diào)適，進(jìn)而促進(jìn)了培訓(xùn)效率與質(zhì)量的雙重提升。

44、再者，該系統(tǒng)還融入了人機(jī)交互界面，能夠?yàn)閷W(xué)員提供及時(shí)且具體的安全警示與教學(xué)建議，有助于學(xué)員在坡道起步這一技能領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)更深入的掌握，從而提升整體駕駛安全水平。

45、具體而言，本發(fā)明所提出的教練車坡道溜車自動(dòng)剎車系統(tǒng)，其核心組件包括傳感器模塊、智能控制單元、剎車執(zhí)行機(jī)構(gòu)以及人機(jī)交互界面。這四個(gè)關(guān)鍵部分協(xié)同運(yùn)作，共同構(gòu)建了一個(gè)高效且精準(zhǔn)的自動(dòng)檢測(cè)與剎車控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)深度融合了前沿的傳感器技術(shù)、智能控制算法以及剎車執(zhí)行機(jī)構(gòu)，旨在全方位監(jiān)測(cè)并有效防止學(xué)員在坡道起步練習(xí)過(guò)程中可能出現(xiàn)的溜車現(xiàn)象，最終確保訓(xùn)練活動(dòng)的安全性與高效性得以全面實(shí)現(xiàn)。