專利名稱：任意車輛樁考過程自動監(jiān)考評分裝置及實現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機(jī)動車駕駛?cè)藞龅伛{駛技能考試裝置，特別是任意車輛樁考過程自動監(jiān)考評分裝置及實現(xiàn)方法。
背景技術(shù)：
目前，機(jī)動車駕駛?cè)藞龅伛{駛技能考試所用到的場地樁考系統(tǒng)中，多數(shù)都是針對經(jīng)過改裝后的特定車輛作為考試車輛對象，并結(jié)合PC電腦的軟硬件來完成的。為了實現(xiàn)對考車不需要改裝即可進(jìn)行樁考考試的目的，滿足新標(biāo)準(zhǔn)中允許任意車輛都可以作為考試車輛進(jìn)行樁考的要求，都是通過采集視頻場景圖像畫面并進(jìn)行分析處理來獲取考試車輛行駛軌跡和前進(jìn)、后退等狀態(tài)信息的，從而得到所需的評分判定必須的相應(yīng)依據(jù)。獲取這些視頻場景圖像的手段，雖然有些是通過網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)或視頻服務(wù)器從網(wǎng)上獲取，但多數(shù)都是由在PC機(jī)內(nèi)安插的視頻圖像采集卡來獲取，也就是說都是基于PC機(jī)的軟 硬件平臺來實現(xiàn)的。對于考試車輛在考試過程中的運動軌跡和扣分判定狀態(tài)等必須信息，還是通過在PC硬件平臺上運行的PC軟件來提取的，離開了 PC軟硬件平臺，就無法對樁考進(jìn)行評分判定。由于在處理圖像數(shù)據(jù)過程中需要消耗大量的PC機(jī)資源，特別是時間資源，因此盡管目前的PC機(jī)運算速度已經(jīng)很高，但一臺PC機(jī)也往往只能管理一個樁考的考試過程，很難管理兩個及兩個以上樁考的考試過程；這些離不開PC機(jī)的場地樁考系統(tǒng)，對于已經(jīng)使用或計劃使用該類場地樁考系統(tǒng)的駕駛?cè)伺嘤?xùn)單位來說，學(xué)員在訓(xùn)練時也不得不配置其必不可少的PC機(jī)和PC機(jī)的操作員。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可以建立一個不依賴于PC機(jī)而獨立工作的樁考訓(xùn)練與考試的任意車輛樁考過程自動監(jiān)考評分裝置及實現(xiàn)方法；以解決現(xiàn)有技術(shù)的上述不足。解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是一種任意車輛樁考過程自動監(jiān)考評分裝置，包括核心板和接口底板；
所述核心板包括DSP數(shù)字處理器、嵌入式MCU微控制器、程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器以及接口連接器插件；
所述的DSP數(shù)字處理器和嵌入式MCU微控制器作為裝置的中心，即硬件平臺，其中DSP數(shù)字處理器負(fù)責(zé)對數(shù)字音頻和數(shù)字視頻進(jìn)行處理，從而獲取考試車輛運動軌跡各種必需的狀態(tài)數(shù)據(jù)等信息，嵌入式MCU微控制器提供操作系統(tǒng)運行平臺，方便應(yīng)用程序開發(fā)；使應(yīng)用程序能夠與硬件設(shè)備無關(guān)，達(dá)到可隨意擴(kuò)展性能或功能的目的；
核心板上的程序存儲器是用來安裝操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件的硬件載體，數(shù)據(jù)存儲器是系統(tǒng)工作時必須使用的臨時數(shù)據(jù)存儲空間，其中包括有應(yīng)用程序的接口緩沖區(qū)；
在所述接口底板上設(shè)置有包括電器接口元器件電路和機(jī)械接口連接器在內(nèi)的以下接口 可接話筒和外掛擴(kuò)音系統(tǒng)的音頻輸入輸出接口，為擴(kuò)展功能用的多通道輸入輸出通用接口，連接外掛顯示器的顯示屏接口，與以太網(wǎng)設(shè)備連接的10/100M以太網(wǎng)接口，接場地視頻攝像機(jī)的視頻輸入B接口，接云鏡一體機(jī)32的視頻輸入A接口，與具有RS-485接口的設(shè)備進(jìn)行通訊的RS-485接口，與具有RS-232接口的設(shè)備進(jìn)行通訊的RS-232接口，接口底板的接口連接器插件；
核心板和接口底板之間或是直接相連或者是通過接口連接器插件連接，當(dāng)核心板和接口底板之間直接相連時，連接到底板接口的設(shè)備信號，經(jīng)過相應(yīng)的接口處理電路進(jìn)行處理后，直接傳送到核心板上；當(dāng)核心板和接口底板之間通過接口連接器插件連接時，核心板和接口底板之間通過核心板的接口連接器插件與接口底板的接口連接器插件對應(yīng)裝配在一起；連接到底板接口的設(shè)備信號，經(jīng)過相應(yīng)的接口處理電路進(jìn)行處理后，分別通過接口底板的接口連接器插件和核心板的接口連接器插件傳送到核心板上；
本裝置利用視頻輸入A接口，通過云鏡一體機(jī)獲取對考生進(jìn)行身份鑒別的視頻圖像，利用視頻輸入B接口，通過場地視頻攝像機(jī)來對樁考考試過程進(jìn)行實時跟蹤，一方面記錄 考車的行駛軌跡，另一方面又記錄扣分判定時的一幀現(xiàn)場畫面，為考生樁考成績查詢提供影像依據(jù)；
通過音頻輸入輸出接口和外掛擴(kuò)音系統(tǒng)，在樁考考試過程中，及時地向考生進(jìn)行語音提示，使考生可以方便地了解考試要求、考試判定內(nèi)容和判定結(jié)果等過程信息；通過音頻輸入接口，根據(jù)需要隨時地與遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)的PC機(jī)進(jìn)行語音對話，方便現(xiàn)場維護(hù)人員與遠(yuǎn)程PC操作員用語音進(jìn)行溝通；
通過RS-232接口或RS-485接口獲取樁考場地的傳感器信號，從而對考試過程中出現(xiàn)的碰擦樁桿、車身出線等現(xiàn)象進(jìn)行判定；
通過RS-485接口或以太網(wǎng)接口與上位機(jī)聯(lián)網(wǎng)，適時地向上位機(jī)輸出考生樁考考試過程中身份鑒別視頻，樁考考場視頻，考車運動軌跡坐標(biāo)，扣分判定記錄畫面，以及考車前進(jìn)、后退、停止、熄火等狀態(tài)信息和其它被指定為需要輸出的數(shù)據(jù)；通過所設(shè)置的網(wǎng)絡(luò)接口，還可以接受上位機(jī)下達(dá)的各種指揮指令，與上位機(jī)進(jìn)行協(xié)同工作；
本裝置還通過與RS-232接口或RS-485接口連接的無線通訊模塊接收考試車輛上的傳感器信息，隨時監(jiān)視考試車輛及考生的操作情況。其進(jìn)一步技術(shù)方案是所述核心板或是由分別封裝的DSP數(shù)字處理器、嵌入式MCU微控制器、程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器以及核心板的接口連接器插件構(gòu)成或是由將上述元器件集成封裝在一起構(gòu)成的厚膜電路或片上系統(tǒng)SoC I構(gòu)成；或者是由DSP數(shù)字處理器、嵌入式MCU微控制器以及FPGA集成在一起構(gòu)成的片上系統(tǒng)SoC II構(gòu)成，還可以是由DSP數(shù)字處理器、嵌入式MCU微控制器合而為一構(gòu)成的片上系統(tǒng)SoC III、程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器以及核心板的接口連接器插件組成。所述通過以太網(wǎng)接口與上位機(jī)聯(lián)網(wǎng)，是采用通過無線以太網(wǎng)或以太網(wǎng)民用電力線調(diào)制解調(diào)器兩者之中的一種方式或是同時采用兩種互為備份這種方式來實現(xiàn)；所述通過RS-485接口與上位機(jī)聯(lián)網(wǎng)，是采用串行總線或無線數(shù)傳設(shè)備來實現(xiàn)。所述通過與RS-232接口或RS-485接口連接的無線通訊模塊接收考試車輛上的車載傳感器信息，是與車載傳感器之間通過簡稱為無線數(shù)傳設(shè)備的無線數(shù)據(jù)傳輸調(diào)制解調(diào)器來實現(xiàn)或是都經(jīng)過以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換模塊后再采用無線以太網(wǎng)這種方式來實現(xiàn)；這兩者可互為備份或只采用其中之一。
其更進(jìn)一步技術(shù)方案是本裝置利用為擴(kuò)展功能用的多通道輸入輸出通用接口連接的外部設(shè)備包括外掛鍵盤/觸摸屏、加熱器驅(qū)動模塊、大容量存儲器硬盤、優(yōu)盤、環(huán)境溫濕度傳感器，模擬量及開關(guān)量輸入輸出設(shè)備，打印機(jī)輸出設(shè)備和/或MMC/SD存儲卡，上述外部設(shè)備根據(jù)需要選擇其中的I種、2種或多種。本裝置的多通道輸入輸出通用接口還預(yù)留有供訓(xùn)練和考試操作的“開始/結(jié)束”等按鈕連接的接口，通過外掛的無線數(shù)傳設(shè)備，還可以與車上安裝的無線“開始/結(jié)束”等按鈕連接。本裝置在本地通過顯示屏接口連接附加設(shè)置的外掛顯示器和通過多通道輸入輸出通用接口連接外掛鍵盤/觸摸屏，接受本地操作員通過外掛鍵盤/觸摸屏進(jìn)行各種相應(yīng)的設(shè)置、查詢等基本操作。其相關(guān)的另一技術(shù)方案是一種實現(xiàn)對任意車輛樁考過程自動監(jiān)考評分的方法，它是利用本發(fā)明上述的任意車輛樁考過程自動監(jiān)考評分裝置，通過多媒體數(shù)字處理器DSP 和CCD攝像機(jī)構(gòu)成的機(jī)器視覺并結(jié)合數(shù)字化開關(guān)量采集器，對機(jī)動車駕駛?cè)藞龅伛{駛技能考試的場地樁考的訓(xùn)練和考試過程進(jìn)行自動監(jiān)考與評分判定，是通過運行嵌入式Linux操作系統(tǒng)的硬件與在嵌入式操作系統(tǒng)上運行的軟件的協(xié)同工作來共同實現(xiàn)的，所述應(yīng)用軟件包括的模塊有通訊收發(fā)器，數(shù)據(jù)量采集器，數(shù)據(jù)備份器，模擬量采集器，成績評分員，音頻信號采集器，車輛運動信息采集器，視頻信號采集器，開關(guān)量采集器，操作員人機(jī)界面，字符語音解碼器，開關(guān)設(shè)備驅(qū)動器，數(shù)字設(shè)備驅(qū)動器，數(shù)據(jù)傳輸器和數(shù)據(jù)維護(hù)器，各模塊均裝在嵌入式Linux操作系統(tǒng)上；
所述通訊收發(fā)器的作用是與上位機(jī)或是具有相應(yīng)通訊協(xié)議的其它設(shè)備進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)；
所述數(shù)字量采集器分別與嵌入式Linux操作系統(tǒng)和通訊收發(fā)器連接，其作用是采集數(shù)字化后的物理量信息；
所述數(shù)據(jù)備份器用于保存駕駛?cè)丝荚嚦煽兒涂荚囘^程的其它認(rèn)為需要保留的信息；
所述模擬量采集器通過模數(shù)轉(zhuǎn)換接口而采集模擬量；
所述成績評分員對來自考試車輛和考場的信息進(jìn)行分析與判定，并給出最終的考試成
績；
所述音頻信號采集器通過音頻輸入接口把模擬音頻信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字音頻數(shù)據(jù)；
所述視頻信號采集器通過視頻輸入接口獲取數(shù)字視頻數(shù)據(jù)并傳給車輛運動信息采集
器；
所述開關(guān)量采集器通過并行輸入接口直接讀取開關(guān)量狀態(tài)信息；
所述車輛運動信息采集器通過對數(shù)字視頻數(shù)據(jù)的分析而獲取考試車輛的運動狀態(tài)與運動軌跡等運動對象信息；
所述操作員人機(jī)界面接受現(xiàn)場操作員指令并解釋執(zhí)行，同時也把執(zhí)行結(jié)果告訴該現(xiàn)場操作員；
所述字符語音解碼器完成把字符提示信號轉(zhuǎn)換成語音提示信號，并通過音頻輸出接口驅(qū)動外掛擴(kuò)音系統(tǒng)，使考試人能夠用耳朵通過喇叭來獲得本評分裝置的提示或要求；所述開關(guān)設(shè)備驅(qū)動器通過并行輸出接口直接輸出開關(guān)量設(shè)備驅(qū)動信號；
所述數(shù)字設(shè)備驅(qū)動器分別與嵌入式Linux操作系統(tǒng)和通訊收發(fā)器連接，通過通用輸入輸出通訊接口來與被驅(qū)動的外部設(shè)備進(jìn)行通訊；所述數(shù)據(jù)傳輸器分別與嵌入式Linux操作系統(tǒng)和通訊收發(fā)器連接，對需要通過通訊網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行交換的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制與解調(diào)；
所述數(shù)據(jù)維護(hù)器分別與嵌入式Linux操作系統(tǒng)和通訊收發(fā)器連接，從上位機(jī)或移動存儲器獲取考試評分標(biāo)準(zhǔn)及其它規(guī)定等初始化數(shù)據(jù)。該方法之總的工作流程是
SlOl :系統(tǒng)初始化，對軟硬件進(jìn)行檢查，并給需要初值的變量賦予初值；sl02 :從程序存儲器引導(dǎo)嵌入式操作系統(tǒng)并加載自動監(jiān)考評分所涉及到的應(yīng)用程序；sl03 :應(yīng)用程序運行后，并在進(jìn)行樁考前不斷地判斷是否需要樁考？如果需要樁考，則進(jìn)入步驟sl04，如果不需要樁考，直接進(jìn)入sl05 ；s 104 :開始樁考考試后進(jìn)入s 105 ；
sl05 :在樁考前或結(jié)束后，進(jìn)入等待執(zhí)行下列幾種維護(hù)操作
進(jìn)入操作系統(tǒng)環(huán)境，
場地信號自檢，
設(shè)置考試區(qū)域畫面輪廓，
從上位機(jī)或移動存儲設(shè)備調(diào)入考試評判標(biāo)準(zhǔn)和其它初始化數(shù)據(jù)，
設(shè)置視頻參數(shù)，包括端口、亮度、對比度、色度和飽和度，
設(shè)置語音引擎，選擇語音1C、語音文件或語音庫之中的一種；
S106 :上述工作都結(jié)束后，便檢查并確認(rèn)是否退出？若不退出，則返回S103，若退出，則進(jìn)入S107 ；
sl07 :關(guān)閉系統(tǒng)。所述的S104樁考考試流程包括
5201:調(diào)入考試時必須的初始化數(shù)據(jù)；
5202:檢查是否有考生信息？若有則標(biāo)記為考試并進(jìn)入S203，若無則標(biāo)記為訓(xùn)練并進(jìn)人 S205,
5203:考試開始前先進(jìn)行考生身份鑒別；
5204:確認(rèn)身份鑒定是否通過？若通過則進(jìn)入S205，否則返回S202 ；
5205:開始對以下執(zhí)行指令進(jìn)行采集和分析
①有無本地開始/結(jié)束等按鍵信息？
②有無來自無線數(shù)傳設(shè)備的開始/結(jié)束等按鍵信息？
③有無通過以太網(wǎng)接口獲取的來自PC機(jī)的“開始/結(jié)束”執(zhí)行指令信息？
④有無通過機(jī)器視覺系統(tǒng)獲取的“開始/結(jié)束”等執(zhí)行指令信息？
如果以上信息之一存在，則進(jìn)入S206，若沒有，則返回S202 ；
5206:考試過程監(jiān)控，監(jiān)控完成后進(jìn)入S207 ；
5207:有無退出信息？若有進(jìn)入S208，否則返回S202 ；
5208:退出樁考程序。所述S206 :考試過程監(jiān)控程序包括
5301:語音提示考試開始；
5302:實時地進(jìn)行場地信號和考場視頻采集并傳送給上位機(jī)；
5303:考試過程分析與成績判定，利用采集到的場地信號和視頻數(shù)據(jù)，對考試過程進(jìn)行分析，并作出成績判定；
5304:傳送分析與判定結(jié)果給上位機(jī)；
5305:確定當(dāng)前的練習(xí)或是考試過程是否結(jié)束或完成？若已經(jīng)結(jié)束或完成，則進(jìn)入S306，否則返回S302 ；
5306確認(rèn)是否是練習(xí)？若是練習(xí)，則進(jìn)入S308，否則進(jìn)入S307 ；
5307:保存數(shù)據(jù)保存考試成績及其它指定為必須保存的信息后進(jìn)入S308 ；
5308:退出考試過程監(jiān)控。所述考試過程監(jiān)控程序中的S303 :過程分析與成績判定流程包括
5401:獲取場地信號和考場視頻圖像數(shù)據(jù)；
5402:確定車輛的行駛軌跡及方向；
5403:判斷車輛的行駛軌跡及方向是否合格？若合格進(jìn)入S405，若不合格，則進(jìn)入S404 ；
5404:記錄不合格判定時的一巾貞畫面和判定結(jié)果；
5405:用語音提示考試的判定結(jié)果后進(jìn)入S406 ；
5406:輸出分析與判定結(jié)果。所述樁考考試流程中，S203考生身份鑒別流程包括
5501:獲取身份鑒別視頻圖像數(shù)據(jù)，對來自視頻輸入A接口的身份鑒別視頻圖像進(jìn)行分析和處理；
5502自動跟蹤考生頭像；
5503:形成大頭貼；
5504:輸出附大頭貼的身份鑒別視頻。由于采用上述結(jié)構(gòu)，本發(fā)明之任意車輛樁考過程自動監(jiān)考評分裝置及實現(xiàn)方法具有以下有益效果
1、可以建立一個不依賴于PC機(jī)而獨立工作的樁考訓(xùn)練與考試的系統(tǒng)；
2、當(dāng)PC機(jī)或網(wǎng)絡(luò)通訊故障時，可以不影響考生繼續(xù)進(jìn)行樁考的訓(xùn)練和考試；
3、使一臺PC機(jī)可以能夠集成管理兩個及兩個以上樁考的訓(xùn)練和考試過程；
4、便于各類現(xiàn)有場地樁考系統(tǒng)在不改變其原有基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的條件下進(jìn)行高效的升級、改造，可較大程度的提高場地樁考系統(tǒng)的使用效率；
5、對已使用本裝置的場地樁考系統(tǒng)，在系統(tǒng)維護(hù)上更方便、更快捷；
6、由于使用了操作系統(tǒng)作為應(yīng)用軟件的運行與管理平臺，因此功能與性能方面的升級都比較方便，也就是說即使有新的考試規(guī)則出臺也不會導(dǎo)致重復(fù)投資類似的評分裝置；
7、由于應(yīng)用了機(jī)器視覺理論技術(shù)，因此無需定制特定車輛作為考試車輛，也就是說，任意車輛在未經(jīng)過任何改裝的情況下也可以直接用于作為考試車輛進(jìn)行樁考項目的駕駛技能考試；
8、由于采用公知的通用硬件來構(gòu)建應(yīng)用平臺，用戶可以比較方便地在市場上購買得至IJ，因此硬件選配范圍較大而且較為靈活多變，使硬件系統(tǒng)的售后維護(hù)比較有保障，故障排除時間短，維護(hù)成本低。下面，結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明之一種任意車輛樁考過程自動監(jiān)考評分裝置及實現(xiàn)方法的技術(shù)特征作進(jìn)一步的說明。


圖I:核心板結(jié)構(gòu)示意 圖2-1 :接口底板II a接口結(jié)構(gòu)以及接口底板II a與核心板I a之間通過接口連接器插件連接關(guān)系示意 圖2-2 :核心板I b直接安裝在接口底板II b上的結(jié)構(gòu)示意 圖3 :接口底板與外設(shè)的連接示意 圖4 :嵌入式Linux操作系統(tǒng)與應(yīng)用軟件的連接示意 圖5:啟停系統(tǒng)流程 圖6 :樁考考試流程圖
圖7 :考試過程監(jiān)控流程 圖8 :考試過程分析與成績判定流程 圖9 :考試人員身份鑒別流程圖。圖中
I、I a、I b -核心板，I a -帶有接口連接器插件的核心板，I b -不帶接口連接器插件的核心板；II、IIa、IIb -接口底板，IIa -帶有接口連接器插件的接口底板，IIb-不帶接口連接器插件的接口底板；111 -人機(jī)界面，IV -組成機(jī)器視覺的CXD攝像機(jī)與底板的連接口 ；
101-DSP數(shù)字處理器，102-嵌入式MCU微控制器，103-程序存儲器，104-數(shù)據(jù)存儲器，105、106-核心板的接口連接器插件；
201-音頻輸入輸出接口，202-多通道輸入輸出通用接口，203-顯示屏接口，204-10/100Μ以太網(wǎng)接口，205-視頻輸入B接口，206-視頻輸入A接口，207-RS-485接口，208-RS-232接口，209、210-接口底板的接口連接器插件；
外接設(shè)備包括
31-場地視頻攝像機(jī)，32-云鏡一體機(jī)，33-MMC/SD存儲卡，34-打印機(jī)輸出設(shè)備，35-模擬量及開關(guān)量輸入輸出設(shè)備，36-環(huán)境溫濕度傳感器，37-優(yōu)盤等USB設(shè)備，38-大容量存儲器硬盤，39-IIC及SPI和CAN總線設(shè)備接口，40-加熱器驅(qū)動模塊，41-外掛鍵盤/觸摸屏，42-外掛擴(kuò)音系統(tǒng)，43-外掛顯示器，44-以太網(wǎng)設(shè)備，45-具有RS-232接口的設(shè)備。軟件結(jié)構(gòu)包括
51-通訊收發(fā)器，52-數(shù)字量采集器，53-數(shù)據(jù)備份器；54_模擬量采集器，55-成績評分員，56-音頻信號采集器，57-視頻信號采集器，58-開關(guān)量采集器，59-車輛運動信息采集器，60-操作員人機(jī)界面，61-字符語音解碼器，62-開關(guān)設(shè)備驅(qū)動器，63-數(shù)字設(shè)備驅(qū)動器，64-數(shù)據(jù)傳輸器，65-數(shù)據(jù)維護(hù)器。文中縮略語及其意義
DSP一Digital Signal Processing ，即數(shù)字信號處理器；
MCU — Micro Control Unit)，即微控制器，也習(xí)慣地被稱為單片機(jī)；
FPGA一Field-Programmable Gate Array,即現(xiàn)場可編程門陣列；
CPLD一Complex Programmable Logic Device,即復(fù)雜可編程邏輯器件；
SoC — Systems-on-a-Chip，片上系統(tǒng)SoC包括三種，第一種是指由DSP數(shù)字處理器、嵌入式MCU微控制器以及必須的數(shù)據(jù)存儲器和程序存儲器共同封裝在一起而構(gòu)成的一種組合式集成電路芯片或厚膜電路，記作片上系統(tǒng)SoC I ；
第二種是指由DSP數(shù)字處理器、嵌入式MCU微控制器以及FPGA集成在一起構(gòu)成的集成電路芯片，記作片上系統(tǒng)SoC II，如TMS320DM6446處理器；
第三種是指由DSP數(shù)字處理器、嵌入式MCU微控制器合而為一構(gòu)成的片上系統(tǒng)SoC III。
具體實施方式
實施例一
一種任意車輛樁考過程自動監(jiān)考評分裝置，包括核心板I和接口底板II ；
所述核心板I是由DSP數(shù)字處理器101、嵌入式MCU微控制器102合而為一構(gòu)成的片上 系統(tǒng)SoC III (如TMS320DM6446)、稈序存儲器103、數(shù)據(jù)存儲器104以及核心板的接口連接器插件105、106組成的核心板I a，該核心板I a為單獨的一塊PCB電路板(參見圖I)；
所述的DSP數(shù)字處理器101和嵌入式MCU微控制器102作為裝置的中心，即硬件平臺；其中DSP數(shù)字處理器101負(fù)責(zé)對數(shù)字音頻和數(shù)字視頻進(jìn)行處理，從而獲取考試車輛運動軌跡各種必需的狀態(tài)數(shù)據(jù)等信息；嵌入式MCU微控制器102是提供操作系統(tǒng)運行平臺，方便應(yīng)用程序開發(fā)，使應(yīng)用程序能夠與硬件設(shè)備無關(guān)，達(dá)到可隨意擴(kuò)展性能或功能的目的，以便能更好地適應(yīng)不斷更正或修改的考試標(biāo)準(zhǔn)和管理標(biāo)準(zhǔn)的要求；
核心板I a上的程序存儲器103是用來安裝操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件的硬件載體，數(shù)據(jù)存儲器104是系統(tǒng)工作時必須使用的臨時數(shù)據(jù)存儲空間，其中包括有應(yīng)用程序的接口緩沖區(qū)；
在所述接口底板II是接口底板II a，該接口底板II a也為單獨的一塊PCB電路板，其上設(shè)置有包括電器接口元器件電路和機(jī)械接口連接器在內(nèi)的以下接口 可接話筒和外掛擴(kuò)音系統(tǒng)42的音頻輸入輸出接口 201，為擴(kuò)展功能用的多通道輸入輸出通用接口 202，連接外掛顯示器43的顯示屏接口 203，與以太網(wǎng)設(shè)備44連接的10/100M以太網(wǎng)接口 204，接場地視頻攝像機(jī)31的視頻輸入B接口 205，接云鏡一體機(jī)32的視頻輸入A接口 206，與具有RS-485接口的設(shè)備進(jìn)行通訊的RS-485接口 207，與具有RS-232接口的設(shè)備45進(jìn)行通訊的RS-232接口 208，接口底板的接口連接器插件209、210 ；
核心板I a和接口底板II a之間通過核心板的接口連接器插件105、106與接口底板的接口連接器插件209、210對應(yīng)裝配在一起(參見圖2-1);連接到底板接口的設(shè)備信號，經(jīng)過相應(yīng)的接口處理電路進(jìn)行處理后，分別通過接口底板的接口連接器插件209、210和核心板的接口連接器插件105、106傳送到核心板I a上；
本裝置利用視頻輸入A接口 206，通過云鏡一體機(jī)32獲取對考生進(jìn)行身份鑒別時需要的視頻圖像，利用視頻輸入B接口 205，通過場地視頻攝像機(jī)31來對樁考考試過程進(jìn)行實時跟蹤，一方面獲取考車的行駛軌跡，另一方面又可獲取扣分判定時的一幀現(xiàn)場畫面，為考生樁考成績查詢提供影像依據(jù)；
通過音頻輸入輸出接口 201和外掛擴(kuò)音系統(tǒng)42，在樁考考試過程中，及時地向考生進(jìn)行語音提示，使考生可以方便地了解考試要求、考試判定內(nèi)容和判定結(jié)果等過程信息；通過音頻輸入接口，根據(jù)需要隨時地與遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)的PC機(jī)進(jìn)行語音對話，方便現(xiàn)場維護(hù)人員與遠(yuǎn)程PC操作員用語音進(jìn)行溝通；通過RS-232接口 208或RS-485接口 207獲取樁考場地的傳感器信號，從而對考試過程中出現(xiàn)的碰擦樁桿、車身出線等現(xiàn)象進(jìn)行判定；
通過RS-485接口 207或以太網(wǎng)接口 204與上位機(jī)聯(lián)網(wǎng)，適時地向上位機(jī)輸出考生樁考考試過程中身份鑒別視頻、樁考考場視頻、考車運動軌跡坐標(biāo)、扣分判定記錄畫面、以及考車前進(jìn)、后退、停止、熄火等狀態(tài)信息和其它被指定為需要輸出的數(shù)據(jù)；通過所設(shè)置的網(wǎng)絡(luò)接口，還可以接受上位機(jī)下達(dá)的各種指揮指令，與上位機(jī)進(jìn)行協(xié)同工作。本裝置還可通過與RS-232接口 208或RS-485接口 207連接的無線通訊模塊接收考試車輛上的傳感器信息，隨時監(jiān)視考試車輛及考生的操作情況；
本裝置通過為擴(kuò)展功能用的多通道輸入輸出通用接口 202連接的外部設(shè)備包括外掛鍵盤/觸摸屏41，加熱器驅(qū)動模塊40，大容量存儲器硬盤38，優(yōu)盤37，環(huán)境溫濕度傳感器36，模擬量及開關(guān)量輸入輸出設(shè)備35，打印機(jī)輸出設(shè)備34和/或MMC/SD存儲卡33，上述外部設(shè)備根據(jù)需要選擇其中的I種、2種或多種；例如根據(jù)環(huán)境溫濕度傳感器36的實測值，通過加熱器驅(qū)動模塊40進(jìn)行除濕工作，保證高濕度環(huán)境下仍能正常工作；此外，該多通道 輸入輸出通用接口 202是為了適應(yīng)多種功能擴(kuò)展而設(shè)置的，當(dāng)不需要擴(kuò)展某些功能時，可以不預(yù)留其相應(yīng)的接口。本裝置還可在本地通過顯示屏接口 203連接附加設(shè)置的外掛顯示器43和通過多通道輸入輸出通用接口 202連接外掛鍵盤/觸摸屏41，接受本地操作員通過外掛鍵盤/觸摸屏41進(jìn)行各種相應(yīng)的設(shè)置、查詢等基本操作；
本裝置還可通過與RS-232輸入輸出接口 208或RS-485輸入輸出接口 207連接的無線通訊模塊接收考試車輛上的傳感器信息，隨時監(jiān)視考試車輛及考生的操作情況；所述通過與RS-232輸入輸出接口 208或RS-485輸入輸出接口 207連接的無線通訊模塊接收考試車輛上的車載傳感器信息，是與車載傳感器之間通過簡稱為無線數(shù)傳設(shè)備的無線數(shù)據(jù)傳輸調(diào)制解調(diào)器來實現(xiàn)或是都經(jīng)過以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換模塊后再采用無線以太網(wǎng)這種方式來實現(xiàn)；這兩者可互為備份或只采用其中之一。所述通過以太網(wǎng)接口 204與上位機(jī)聯(lián)網(wǎng)，是采用通過無線以太網(wǎng)或以太網(wǎng)民用電力線調(diào)制解調(diào)器兩者之中的一種方式或是同時采用兩種互為備份這種方式來實現(xiàn)；所述通過RS-485接口 207與上位機(jī)聯(lián)網(wǎng)，是采用串行總線或無線數(shù)傳設(shè)備來實現(xiàn)的。作為本發(fā)明實施例的一種變換，所述核心板I還可以是由分別封裝的DSP數(shù)字處理器101，嵌入式MCU微控制器102，程序存儲器103，數(shù)據(jù)存儲器104以及核心板的接口連接器插件105、106構(gòu)成或是由將上述元器件集成封裝在一起構(gòu)成的厚膜電路或片上系統(tǒng)SoC I構(gòu)成；或者是由DSP數(shù)字處理器、嵌入式MCU微控制器以及FPGA集成在一起構(gòu)成的集成電路或厚膜電路一片上系統(tǒng)SoC II構(gòu)成；核心板I和接口底板II之間的連接也可以省略接口底板的接口連接器插件209、210，而將片上系統(tǒng)SoC I或片上系統(tǒng)SoC II直接裝配在接口底板II上；
作為本發(fā)明實施例的一種變換，還可以將核心板I上的DSP數(shù)字處理器101、嵌入式MCU微控制器102、程序存儲器103、數(shù)據(jù)存儲器104直接焊接到接口底板II上形成單張PCB板；或者是將由DSP數(shù)字處理器101、嵌入式MCU微控制器102合而為I構(gòu)成的片上系統(tǒng)SoC IIK如TMS320DM6446)、程序存儲器103、數(shù)據(jù)存儲器104直接焊接到接口底板II b上形成單張PCB板(參見圖2-2)，此時，連接到接口底板II b之接口的設(shè)備信號，經(jīng)過相應(yīng)的接口處理電路進(jìn)行處理后，分別通過接口底板直接傳送到核心板I b上。DSP可以是美國德州儀器公司TI的C6000系列多媒體芯片TMS320DM642，也可以是其它品牌的多媒體DSP，嵌入式微控制器MCU可以是ARM系列ARM9或ARMll或其它公司的產(chǎn)品，本發(fā)明首選的DSP是TMS320DM6446，其已經(jīng)內(nèi)嵌了 ARM9微控制器，可以運行嵌入式Linux 或嵌入式 Windows CE。為了不依賴上位機(jī)而獨立工作，通過多通道輸入輸出通用接口 202還預(yù)留有供訓(xùn)練和考試操作的“開始/結(jié)束”等按鈕連接的接口，通過外掛的無線數(shù)傳設(shè)備，還可以與車上安裝的無線“開始/結(jié)束”等按鈕連接，方便考生訓(xùn)練與考試；通常情況下，這個“開始/結(jié)束”等按鈕信號，是由機(jī)器視覺系統(tǒng)通過觀察考試車輛進(jìn)出考試區(qū)的過程來自動產(chǎn)生的，也就是說可以不要人工手動操作也行。 以太網(wǎng)接口 204可以連接的以太網(wǎng)設(shè)備44 一般是指具有以太網(wǎng)接口的以下設(shè)備之一路由器、交換機(jī)、ADSL調(diào)制解調(diào)器、民用電力線調(diào)制解調(diào)器、無線收發(fā)器、無線以太網(wǎng)設(shè)備、個人電腦。大容量存儲器主要是指硬盤和優(yōu)盤，主要用來存儲多媒體文件和一些初始化參數(shù)文件，如進(jìn)行語音提示用的音頻文件、考生的鑒別圖像、考試過程的視頻監(jiān)控圖像、考試區(qū)域畫面輪廓設(shè)置參數(shù)、考試評判標(biāo)準(zhǔn)、語音文件和語音庫等，如果不需要這些多媒體數(shù)據(jù)及初始化參數(shù)文件，或者是由聯(lián)在網(wǎng)絡(luò)上的上位機(jī)來管理這些多媒體數(shù)據(jù)及初始化參數(shù)，則可以不需要安裝在本自動評分裝置上；類似地，當(dāng)可以連接的那些外部設(shè)備在不需要的時候，可以省略掉而不必安裝到本自動評分裝置上。實施例二
一種實現(xiàn)對任意車輛樁考過程自動監(jiān)考評分的方法，是利用實施例一所述任意車輛樁考過程自動監(jiān)考評分裝置來實現(xiàn)對任意車輛樁考過程自動監(jiān)考評分的方法，它是通過多媒體數(shù)字處理器DSP和CCD攝像機(jī)構(gòu)成的機(jī)器視覺并結(jié)合數(shù)字化開關(guān)量采集器，對機(jī)動車駕駛?cè)藞龅伛{駛技能考試的場地樁考的訓(xùn)練和考試過程進(jìn)行自動監(jiān)考與評分判定，是通過運行嵌入式Linux操作系統(tǒng)的硬件與在嵌入式操作系統(tǒng)上運行的軟件的協(xié)同工作來共同實現(xiàn)的，所述應(yīng)用軟件包括的模塊有通訊收發(fā)器51，數(shù)據(jù)量采集器52，數(shù)據(jù)備份器53，模擬量采集器54，成績評分員55，音頻信號采集器56，視頻信號采集器57，開關(guān)量采集器58，車輛運動信息采集器59，操作員人機(jī)界面60，字符語音解碼器61，開關(guān)設(shè)備驅(qū)動器62，數(shù)字設(shè)備驅(qū)動器63，數(shù)據(jù)傳輸器64和數(shù)據(jù)維護(hù)器65，各模塊均裝在嵌入式Linux操作系統(tǒng)上(參見圖4)；
所述通訊收發(fā)器51的作用是與上位機(jī)或是具有相應(yīng)通訊協(xié)議的其它設(shè)備進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)；所述數(shù)字量采集器52分別與嵌入式Linux操作系統(tǒng)和通訊收發(fā)器51連接，其作用是采集數(shù)字化后的物理量信息；
所述數(shù)據(jù)備份器53用于保存駕駛?cè)丝荚嚦煽兒涂荚囘^程的其它認(rèn)為需要保留的信
息；
所述模擬量采集器54通過模數(shù)轉(zhuǎn)換接口而采集模擬量；
所述成績評分員55對來自考試車輛和考場的信息進(jìn)行分析與判定，并給出最終的考試成績；
所述音頻信號采集器56通過音頻輸入接口把模擬音頻信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字音頻數(shù)據(jù)；所述視頻信號采集器57通過視頻輸入接口獲取數(shù)字視頻數(shù)據(jù)并傳給車輛運動信息采集器59 ；
所述開關(guān)量采集器58通過并行輸入接口直接讀取開關(guān)量狀態(tài)信息；
所述車輛運動信息采集器59通過對數(shù)字視頻數(shù)據(jù)的分析而獲取考試車輛的運動狀態(tài)與運動軌跡等運動對象信息；
所述操作員人機(jī)界面60接受現(xiàn)場操作員指令并解釋執(zhí)行，同時也把執(zhí)行結(jié)果告訴該現(xiàn)場操作員；
所述字符語音解碼器61完成把字符提示信號轉(zhuǎn)換成語音提示信號，并通過音頻輸出接口驅(qū)動外掛擴(kuò)音系統(tǒng)，使考試人能夠用耳朵通過喇叭來獲得本評分裝置的提示或要求；所述開關(guān)設(shè)備驅(qū)動器62通過并行輸出接口直接輸出開關(guān)量設(shè)備驅(qū)動信號；
所述數(shù)字設(shè)備驅(qū)動器63分別與嵌入式Linux操作系統(tǒng)和通訊收發(fā)器51連接，通過通 用輸入輸出通訊接口來與被驅(qū)動的外部設(shè)備進(jìn)行通訊；
所述數(shù)據(jù)傳輸器64分別與嵌入式Linux操作系統(tǒng)和通訊收發(fā)器51連接，對需要通過通訊網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行交換的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制與解調(diào)；
所述數(shù)據(jù)維護(hù)器65分別與嵌入式Linux操作系統(tǒng)和通訊收發(fā)器51連接，從上位機(jī)或移動存儲器獲取考試評分標(biāo)準(zhǔn)及其它規(guī)定等初始化數(shù)據(jù)。本發(fā)明以Linux操作系統(tǒng)為運行平臺的應(yīng)用軟件，即樁考程序的主要作用是
I、對身份鑒別視頻圖像進(jìn)行分析和處理，自動跟蹤考生頭像，形成大頭貼，并將附有大頭貼的視頻圖像輸出到PC機(jī)中，以便于工作人員對考生更快速進(jìn)行身份鑒別。2、對樁考場地視頻圖像進(jìn)行分析和處理，自動跟蹤考車行駛軌跡，記錄軌跡坐標(biāo)，確定行駛方向是否為倒車，同時結(jié)合場地信號，實時地對考試結(jié)果進(jìn)行判定，一旦出現(xiàn)考試不合格，則即時記錄一幀現(xiàn)場畫面。3、在練習(xí)時，根據(jù)樁考場地視頻圖像，通過機(jī)器視覺功能模塊，自動對練習(xí)車輛進(jìn)出起點位置進(jìn)行實時監(jiān)視并識別，以便于在脫離計算機(jī)和無任何人員操作按鈕的情況下仍然不影響學(xué)員進(jìn)行模擬考試訓(xùn)練。4、與CCD攝像機(jī)及視頻圖像數(shù)字化采集系統(tǒng)相結(jié)合，構(gòu)成數(shù)字化機(jī)器視覺系統(tǒng)，實現(xiàn)對在場地的考試或訓(xùn)練車輛進(jìn)行準(zhǔn)確跟蹤，獲取車輛運行方向及位置坐標(biāo)，形成車輛行駛軌跡曲線，并識別是開始考試或為考試結(jié)束，給考試過程監(jiān)控模塊提供一個開始和結(jié)束等必須的信號。5、為樁考系統(tǒng)提供必需的人機(jī)界面，使本評分裝置能很好地與包括上位計算機(jī)在內(nèi)的外部設(shè)備實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)與通訊，為現(xiàn)場維護(hù)提供方便，能友好地接受現(xiàn)場人員的操作，通過語音模塊，使駕駛?cè)四芗皶r地了解自己目前的駕駛技能與過程狀態(tài)。所述實現(xiàn)對任意車輛樁考過程自動監(jiān)考評分的方法之總的工作流程(參見圖5)是
SlOl :系統(tǒng)初始化，對軟硬件進(jìn)行檢查，并給需要初值的變量賦予初值；
sl02 :從程序存儲器103引導(dǎo)嵌入式操作系統(tǒng)并加載自動監(jiān)考評分所涉及到的應(yīng)用程
序;
sl03 :應(yīng)用程序運行后，并在進(jìn)行樁考前不斷地判斷是否需要樁考？如果需要樁考，則進(jìn)入步驟sl04，如果不需要樁考，直接進(jìn)入sl05 ；S104 :開始樁考考試后進(jìn)入S105 ；
sl05 :在樁考前或結(jié)束后，進(jìn)入等待執(zhí)行下列幾種維護(hù)操作
進(jìn)入操作系統(tǒng)環(huán)境，
場地信號自檢，
設(shè)置考試區(qū)域畫面輪廓，
從上位機(jī)或移動存儲設(shè)備調(diào)入考試評判標(biāo)準(zhǔn)和其它初始化數(shù)據(jù)，
設(shè)置視頻參數(shù)，包括端口、亮度、對比度、色度和飽和度，
設(shè)置語音引擎，選擇語音1C、語音文件或語音庫之中的一種；
S106 :上述工作都結(jié)束后，便檢查并確認(rèn)是否退出？若不退出，則返回S103，若退出， 則進(jìn)入S107 ；
sl07 :關(guān)閉系統(tǒng)。本發(fā)明實現(xiàn)對任意車輛樁考過程自動監(jiān)考評分的方法之總的工作流程中，所述的sl04樁考考試流程(參見圖6)包括
5201:調(diào)入考試時必須的初始化數(shù)據(jù)；
5202:檢查是否有考生信息？若有則標(biāo)記為考試并進(jìn)入S203，若無則標(biāo)記為訓(xùn)練并進(jìn)人 S205,
5203:考試開始前先進(jìn)行考生身份鑒別；
5204:確認(rèn)身份鑒定是否通過？若通過則進(jìn)入S205，否則返回S202 ；
5205:開始對以下執(zhí)行指令進(jìn)行采集和分析
①有無本地開始/結(jié)束等按鍵信息？
②有無來自無線數(shù)傳設(shè)備的開始/結(jié)束等按鍵信息？
③有無通過以太網(wǎng)接口204獲取的來自PC機(jī)的“開始/結(jié)束”執(zhí)行指令信息？
④有無通過機(jī)器視覺系統(tǒng)獲取的“開始/結(jié)束”等執(zhí)行指令信息？
如果以上信息之一存在，則進(jìn)入S206，若沒有，則返回S202 ；
5206:考試過程監(jiān)控，監(jiān)控完成后進(jìn)入S207 ；
5207:有無退出信息？若有進(jìn)入S208，否則返回S202 ；
5208:退出樁考程序。所述的實現(xiàn)對任意車輛樁考過程自動監(jiān)考評分的方法之樁考考試流程中，所述的
S206:考試過程監(jiān)控程序(參見圖7)包括
5301:語音提示考試開始；
5302:實時地進(jìn)行場地信號和考場視頻采集并傳送給上位機(jī)；
S303:考試過程分析與成績判定，利用采集到的場地信號和視頻數(shù)據(jù)，對考試過程進(jìn)行分析，并作出成績判定；
5304:傳送分析與判定結(jié)果給上位機(jī)；
5305:確定當(dāng)前的練習(xí)或是考試過程是否結(jié)束或完成？若已經(jīng)結(jié)束或完成，則進(jìn)入S306，否則返回S302 ；
5306確認(rèn)是否是練習(xí)？若是練習(xí)，則進(jìn)入S308，否則進(jìn)入S307 ；
5307:保存數(shù)據(jù)保存考試成績及其它指定為必須保存的信息后進(jìn)入S308 ；
5308:退出考試過程監(jiān)控。
在所述的考試過程監(jiān)控程序中，所述S303 :考試過程分析與成績判定流程(參見圖8)包括
5401:獲取場地信號和考場視頻圖像數(shù)據(jù)；
5402:確定車輛的行駛軌跡及方向；
5403:判斷車輛的行駛軌跡及方向是否合格？若合格進(jìn)入S405，若不合格，則進(jìn)入S404 ；
5404:記錄不合格判定時的一巾貞畫面和判定結(jié)果；
5405:用語音提示考試的判定結(jié)果后進(jìn)入S406 ；
5406:輸出分析與判定結(jié)果。
本發(fā)明實現(xiàn)對任意車輛樁考過程自動監(jiān)考評分的方法之總的工作流程中，所述的
S203考生身份鑒別流程(參見圖9)包括
5501:獲取身份鑒別視頻圖像數(shù)據(jù)，對來自視頻輸入A接口的身份鑒別視頻圖像進(jìn)行分析和處理；
5502自動跟蹤考生頭像；
5503:形成大頭貼；
5504:輸出附大頭貼的身份鑒別視頻。
權(quán)利要求
1.一種任意車輛樁考過程自動監(jiān)考評分裝置，其特征在于該裝置包括核心板(I )和接口底板(II ); 所述核心板(I )包括DSP數(shù)字處理器(101)、嵌入式MCU微控制器(102)、程序存儲器(103)、數(shù)據(jù)存儲器(104)以及接口連接器插件(105)、(106)； 所述的DSP數(shù)字處理 器(101)和嵌入式MCU微控制器(102)作為裝置的中心，即硬件平臺，其中DSP數(shù)字處理器(101)負(fù)責(zé)對數(shù)字音頻和數(shù)字視頻進(jìn)行處理，從而獲取考試車輛運動軌跡各種必需的狀態(tài)數(shù)據(jù)等信息，嵌入式MCU微控制器(102)提供操作系統(tǒng)運行平臺，方便應(yīng)用程序開發(fā)，使應(yīng)用程序能夠與硬件設(shè)備無關(guān)，達(dá)到可隨意擴(kuò)展性能或功能的目的；核心板(I )上的程序存儲器(103)是用來安裝操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件的硬件載體，數(shù)據(jù)存儲器(104)是系統(tǒng)工作時必須使用的臨時數(shù)據(jù)存儲空間，其中包括有應(yīng)用程序的接口緩沖區(qū)； 在所述接口底板(II )上設(shè)置有包括電器接口元器件電路和機(jī)械接口連接器在內(nèi)的以下接口 可接話筒和外掛擴(kuò)音系統(tǒng)(42)的音頻輸入輸出接口(201)，為擴(kuò)展功能用的多通道輸入輸出通用接口(202)，連接外掛顯示器(43)的顯示屏接口(203)，與以太網(wǎng)設(shè)備(44)連接的10/100M以太網(wǎng)接口(204)，接場地視頻攝像機(jī)(31)的視頻輸入B接口(205)，接云鏡一體機(jī)(32)的視頻輸入A接口(206)，與具有RS-485接口的設(shè)備進(jìn)行通訊的RS-485接口 (207)，與具有RS-232接口的設(shè)備(45)進(jìn)行通訊的RS-232接口 (208)； 核心板和接口底板之間或是直接相連或者是通過接口連接器插件連接，當(dāng)核心板和接口底板之間直接相連時，連接到底板接口的設(shè)備信號，經(jīng)過相應(yīng)的接口處理電路進(jìn)行處理后，直接傳送到核心板上；當(dāng)核心板和接口底板之間通過接口連接器插件連接時，核心板和接口底板之間通過核心板的接口連接器插件(105、106)與接口底板的接口連接器插件(209、210)對應(yīng)裝配在一起；連接到底板接口的設(shè)備信號，經(jīng)過相應(yīng)的接口處理電路進(jìn)行處理后，分別通過接口底板的接口連接器插件(209、210)和核心板的接口連接器插件(105、106)傳送到核心板上； 本裝置利用視頻輸入A接口(206)，通過云鏡一體機(jī)(32)獲取對考生進(jìn)行身份鑒別的視頻圖像，利用視頻輸入B接口(205)，通過場地視頻攝像機(jī)(31)來對樁考考試過程進(jìn)行實時跟蹤，一方面記錄考車的行駛軌跡，另一方面又記錄扣分判定時的一幀現(xiàn)場畫面，為考生樁考成績查詢提供影像依據(jù)； 通過音頻輸入輸出接口(201)和外掛擴(kuò)音系統(tǒng)(42)，在樁考考試過程中，及時地向考生進(jìn)行語音提示，使考生可以方便地了解考試要求、考試判定內(nèi)容和判定結(jié)果等過程信息；通過音頻輸入輸出接口(201)，根據(jù)需要隨時地與遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)的的PC機(jī)進(jìn)行語音對話，方便現(xiàn)場維護(hù)人員與遠(yuǎn)程PC操作員用語音進(jìn)行溝通； 通過RS-232接口(208)或RS-485接口(207)獲取樁考場地的傳感器信號，從而對考試過程中出現(xiàn)的碰擦樁桿、車身出線等現(xiàn)象進(jìn)行判定； 通過RS-485接口(207)或以太網(wǎng)接口(204)與上位機(jī)聯(lián)網(wǎng)，適時地向上位機(jī)輸出考生樁考考試過程中身份鑒別視頻，樁考考場視頻，考車運動軌跡坐標(biāo)，扣分判定記錄畫面，以及考車前進(jìn)、后退、停止、熄火等狀態(tài)信息和其它被指定為需要輸出的數(shù)據(jù)；通過所設(shè)置的網(wǎng)絡(luò)接口，還可以接受上位機(jī)下達(dá)的各種指揮指令，與上位機(jī)進(jìn)行協(xié)同工作； 本裝置還通過與RS-232接口(208)或RS-485接口(207)連接的無線通訊模塊接收考試車輛上的傳感器信息，隨時監(jiān)視考試車輛及考生的操作情況。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的任意車輛樁考過程自動監(jiān)考評分裝置，其特征在于所述核心板(I )或是由分別封裝的DSP數(shù)字處理器(101)、嵌入式MCU微控制器(102)、程序存儲器(103)、數(shù)據(jù)存儲器(104)以及核心板的接口連接器插件(105、106)構(gòu)成或是由將上述元器件集成封裝在一起構(gòu)成的厚膜電路或片上系統(tǒng)SoC I構(gòu)成；或者是由DSP數(shù)字處理器、嵌入式MCU微控制器以及FPGA集成在一起構(gòu)成的片上系統(tǒng)SoC II構(gòu)成，還可以是由DSP數(shù)字處理器(101)、嵌入式MCU微控制器(102)合而為一構(gòu)成的片上系統(tǒng)SoC III、程序存儲器(103)、數(shù)據(jù)存儲器(104)以及核心板的接口連接器插件(105、106)組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的任意車輛樁考過程自動監(jiān)考評分裝置，其特征在于所述通過以太網(wǎng)接口(204)與上位機(jī)聯(lián)網(wǎng)，是采用通過無線以太網(wǎng)或以太網(wǎng)民用電力線調(diào)制解調(diào)器兩者之中的一種方式或是同時采用兩種互為備份這種方式來實現(xiàn)；所述通過RS-485接口(207)與上位機(jī)聯(lián)網(wǎng)，是采用串行總線或無線數(shù)傳設(shè)備來實現(xiàn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的任意車輛樁考過程自動監(jiān)考評分裝置，其特征在于所述通過與RS-232輸入輸出接口(208)或RS-485輸入輸出接口(207)連接的無線通訊模塊接收考試車輛上的車載傳感器信息，是與車載傳感器之間通過簡稱為無線數(shù)傳設(shè)備的無線數(shù)據(jù)傳輸調(diào)制解調(diào)器來實現(xiàn)或是都經(jīng)過以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換模塊后再采用無線以太網(wǎng)這種方式來實現(xiàn)；這兩者可互為備份或只采用其中之一。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的任意車輛樁考過程自動監(jiān)考評分裝置，其特征在于本裝置利用為擴(kuò)展功能用的多通道輸入輸出通用接口(202)連接的外部設(shè)備包括外掛鍵盤/觸摸屏(41)，加熱器驅(qū)動模塊(40)，大容量存儲器硬盤(38)，優(yōu)盤(37)，環(huán)境溫濕度傳感器(36)，模擬量及開關(guān)量輸入輸出設(shè)備(35)，打印機(jī)輸出設(shè)備(34)和/或MMC/SD存儲卡(33)，上述外部設(shè)備根據(jù)需要選擇其中的I種、2種或多種。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的任意車輛樁考過程自動監(jiān)考評分裝置，其特征在于本裝置的多通道輸入輸出通用接口(202)還預(yù)留有供訓(xùn)練和考試操作的“開始/結(jié)束”等按鈕連接的接口，通過外掛的無線數(shù)傳設(shè)備，還可以與車上安裝的無線“開始/結(jié)束”等按鈕連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的任意車輛樁考過程自動監(jiān)考評分裝置，其特征在于本裝置在本地通過顯示屏接口(203)連接附加設(shè)置的外掛顯示器(43)和通過多通道輸入輸出通用接口(202)連接外掛鍵盤/觸摸屏(41)，接受本地操作員通過外掛鍵盤/觸摸屏(41)進(jìn)行各種相應(yīng)的設(shè)置、查詢等基本操作。
8.一種實現(xiàn)對任意車輛樁考過程自動監(jiān)考評分的方法，其特征在于它是利用權(quán)利要求I所述的任意車輛樁考過程自動監(jiān)考評分裝置，通過多媒體數(shù)字處理器DSP和CCD攝像機(jī)構(gòu)成的機(jī)器視覺并結(jié)合數(shù)字化開關(guān)量采集器，對機(jī)動車駕駛?cè)藞龅伛{駛技能考試的場地樁考的訓(xùn)練和考試過程進(jìn)行自動監(jiān)考與評分判定，是通過運行嵌入式Linux操作系統(tǒng)的硬件與在嵌入式操作系統(tǒng)上運行的軟件的協(xié)同工作來共同實現(xiàn)的，所述應(yīng)用軟件包括的模塊有通訊收發(fā)器(51)，數(shù)據(jù)量采集器(52)，數(shù)據(jù)備份器(53)，模擬量采集器(54)，成績評分員(55 )，音頻信號采集器(56 )，視頻信號采集器(57 )，開關(guān)量采集器(58 )，車輛運動信息采集器(59)，操作員人機(jī)界面(60)，字符語音解碼器(61)，開關(guān)設(shè)備驅(qū)動器(62)，數(shù)字設(shè)備驅(qū)動器(63 )，數(shù)據(jù)傳輸器(64 )和數(shù)據(jù)維護(hù)器(65 )，各模塊均裝在嵌入式Linux操作系統(tǒng)上； 所述通訊收發(fā)器(51)的作用是與上位機(jī)或是具有相應(yīng)通訊協(xié)議的其它設(shè)備進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)； 所述數(shù)字量采集器(52)分別與嵌入式Linux操作系統(tǒng)和通訊收發(fā)器(51)連接，其作用是采集數(shù)字化后的物理量信息； 所述數(shù)據(jù)備份器(53)用于保存駕駛?cè)丝荚嚦煽兒涂荚囘^程的其它認(rèn)為需要保留的信息； 所述模擬量采集器(54)通過模數(shù)轉(zhuǎn)換接口而采集模擬量； 所述成績評分員(55)對來自考試車輛和考場的信息進(jìn)行分析與判定，并給出最終的考試成績； 所述音頻信號采集器(56)通過音頻輸入接口把模擬音頻信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字音頻數(shù)據(jù)；所述視頻信號采集器(57)通過視頻輸入接口獲取數(shù)字視頻數(shù)據(jù)并傳給車輛運動信息采集器(59)； 所述開關(guān)量采集器(58)通過并行輸入接口直接讀取開關(guān)量狀態(tài)信息； 所述車輛運動信息采集器(59)通過對數(shù)字視頻數(shù)據(jù)的分析而獲取考試車輛的運動狀態(tài)與運動軌跡等運動對象信息； 所述操作員人機(jī)界面(60)接受現(xiàn)場操作員指令并解釋執(zhí)行，同時也把執(zhí)行結(jié)果告訴該現(xiàn)場操作員； 所述字符語音解碼器(61)完成把字符提示信號轉(zhuǎn)換成語音提示信號，并通過音頻輸出接口驅(qū)動外掛擴(kuò)音系統(tǒng)，使考試人能夠用耳朵通過喇叭來獲得本評分裝置的提示或要求；所述開關(guān)設(shè)備驅(qū)動器(62)通過并行輸出接口直接輸出開關(guān)量設(shè)備驅(qū)動信號； 所述數(shù)字設(shè)備驅(qū)動器(63)分別與嵌入式Linux操作系統(tǒng)和通訊收發(fā)器(51)連接，通過通用輸入輸出通訊接口來與被驅(qū)動的外部設(shè)備進(jìn)行通訊； 所述數(shù)據(jù)傳輸器(64)分別與嵌入式Linux操作系統(tǒng)和通訊收發(fā)器(51)連接，對需要通過通訊網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行交換的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制與解調(diào)； 所述數(shù)據(jù)維護(hù)器(65)分別與嵌入式Linux操作系統(tǒng)和通訊收發(fā)器(51)連接，從上位機(jī)或移動存儲器獲取考試評分標(biāo)準(zhǔn)及其它規(guī)定等初始化數(shù)據(jù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的實現(xiàn)對任意車輛樁考過程自動監(jiān)考評分的方法，其特征在于其總的工作流程是 SlOl :系統(tǒng)初始化，對軟硬件進(jìn)行檢查，并給需要初值的變量賦予初值；sl02 :從程序存儲器引導(dǎo)嵌入式操作系統(tǒng)并加載自動監(jiān)考評分所涉及到的應(yīng)用程序；sl03 :應(yīng)用程序運行后，并在進(jìn)行樁考前不斷地判斷是否需要樁考？如果需要樁考，則進(jìn)入步驟sl04，如果不需要樁考，直接進(jìn)入sl05 ；s 104 :開始樁考考試后進(jìn)入s 105 ； sl05 :在樁考前或結(jié)束后，進(jìn)入等待執(zhí)行下列幾種維護(hù)操作 進(jìn)入操作系統(tǒng)環(huán)境， 場地信號自檢， 設(shè)置考試區(qū)域畫面輪廓， 從上位機(jī)或移動存儲設(shè)備調(diào)入考試評判標(biāo)準(zhǔn)和其它初始化數(shù)據(jù)， 設(shè)置視頻參數(shù)，包括端口、亮度、對比度、色度和飽和度， 設(shè)置語音引擎，選擇語音1C、語音文件或語音庫之中的一種；sl06 :上述工作都結(jié)束后，便檢查并確認(rèn)是否退出？若不退出，則返回sl03，若退出，則進(jìn)入sl07 ； sl07 :關(guān)閉系統(tǒng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的實現(xiàn)對任意車輛樁考過程自動監(jiān)考評分的方法，其特征在于 所述的sl04樁考考試流程包括 5201:調(diào)入考試時必須的初始化數(shù)據(jù)； 5202:檢查是否有考生信息？若有則標(biāo)記為考試并進(jìn)入S203，若無則標(biāo)記為訓(xùn)練并進(jìn)人 S205, 5203:考試開始前先進(jìn)行考生身份鑒別； 5204:確認(rèn)身份鑒定是否通過？若通過則進(jìn)入S205，否則返回S202 ； 5205:開始對以下執(zhí)行指令進(jìn)行采集和分析 ①有無本地開始/結(jié)束等按鍵信息？ ②有無來自無線數(shù)傳設(shè)備的開始/結(jié)束等按鍵信息？ ③有無通過以太網(wǎng)接口獲取的來自PC機(jī)的“開始/結(jié)束”執(zhí)行指令信息？④有無通過機(jī)器視覺系統(tǒng)獲取的“開始/結(jié)束”等執(zhí)行指令信息？ 如果以上信息之一存在，則進(jìn)入S206，若沒有，則返回S202 ； 5206:考試過程監(jiān)控，監(jiān)控完成后進(jìn)入S207 ； 5207:有無退出信息？若有進(jìn)入S208，否則返回S202 ； 5208:退出樁考程序。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的實現(xiàn)對任意車輛樁考過程自動監(jiān)考評分的方法，其特征在于所述S206 :考試過程監(jiān)控程序包括 5301:語音提示考試開始； 5302:實時地進(jìn)行場地信號和考場視頻采集并傳送給上位機(jī)； 5303:考試過程分析與成績判定，利用采集到的場地信號和視頻數(shù)據(jù)，對考試過程進(jìn)行分析，并作出成績判定； 5304:傳送分析與判定結(jié)果給上位機(jī)； 5305:確定當(dāng)前的練習(xí)或是考試過程是否結(jié)束或完成？若已經(jīng)結(jié)束或完成，則進(jìn)入S306，否則返回S302 ； 5306確認(rèn)是否是練習(xí)？若是練習(xí)，則進(jìn)入S308，否則進(jìn)入S307 ； 5307:保存數(shù)據(jù)保存考試成績及其它指定為必須保存的信息后進(jìn)入S308 ； 5308:退出考試過程監(jiān)控。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的實現(xiàn)對任意車輛樁考過程自動監(jiān)考評分的方法，其特征在于所述S303 :考試過程分析與成績判定流程包括 S401:獲取場地信號和考場視頻圖像數(shù)據(jù)； S402:確定車輛的行駛軌跡及方向；S403:判斷車輛的行駛軌跡及方向是否合格？若合格進(jìn)入S405，若不合格，則進(jìn)入S404； S404:記錄不合格判定時的一巾貞畫面和判定結(jié)果；5405:用語音提示考試的判定結(jié)果后進(jìn)入S406 ； 5406:輸出分析與判定結(jié)果。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的實現(xiàn)對任意車輛樁考過程自動監(jiān)考評分的方法，其特征在于所述S203考生身份鑒別流程包括 5501:獲取身份鑒別視頻圖像數(shù)據(jù)，對來自視頻輸入A接口的身份鑒別視頻圖像進(jìn)行分析和處理； 5502自動跟蹤考生頭像； 5503:形成大頭貼； 5504:輸出附大頭貼的身份鑒別視頻。
全文摘要
一種任意車輛樁考過程自動監(jiān)考評分裝置及實現(xiàn)方法，所述裝置包括由DSP數(shù)字處理器、嵌入式MCU微控制器、程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器以及接口連接器插件構(gòu)成的核心板和接口底板；所述的DSP數(shù)字處理器和嵌入式MCU微控制器作為裝置的中心，即硬件平臺；核心板上的程序存儲器是用來安裝操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件的硬件載體，數(shù)據(jù)存儲器是系統(tǒng)工作時必須使用的臨時數(shù)據(jù)存儲空間，其中包括有應(yīng)用程序的接口緩沖區(qū)；在所述接口底板上設(shè)置有包括電器接口元器件電路和機(jī)械接口連接器在內(nèi)的多個接口；利用該裝置，通過運行嵌入式Linux操作系統(tǒng)的硬件與在嵌入式操作系統(tǒng)上運行的軟件的協(xié)同工作，即可實現(xiàn)對任意車輛樁考過程自動監(jiān)考評分。
文檔編號G09B19/16GK102789718SQ20111014620
公開日2012年11月21日 申請日期2011年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月20日
發(fā)明者吳金, 康正海, 朱江平, 李方飛, 李海濤, 羅海鷹, 陽昌珠 申請人:柳州桂通科技有限公司