[发明专利]一种训练驾驶员刹车和油门操控的装置及其训练方法

权利要求书

1.一种训练驾驶员刹车和油门操控的装置，其特征在于，该装置包括显示器A(1)、显示器B(2)、方向盘(4)、刹车板(5)、油门(6)和摄像头(8)；

所述显示器A(1)用于显示模拟的驾驶场景，正对着驾驶员；所述显示器B(2)位于显示器A(1)右下方，通过该装置的系统主机与摄像头(8)相连；用于实时显示摄像头(8)拍摄的驾驶员右脚(9)活动和油门(6)以及刹车板(5)的视频，驾驶员在驾驶过程中通过显示器B看到自己的右脚的起始位置和整个动作，以提供驾驶过程中驾驶员右脚(9)操控刹车板和油门板的实时视觉反馈；

所述方向盘(4)、刹车板(5)和油门(6)的位置与实际车辆中的一致，所述摄像头(8)正对着驾驶员的刹车板(5)和油门(6)以及驾驶员右脚(9)；

所述显示器A(1)、显示器B(2)、方向盘(4)、刹车板(5)、油门(6)和摄像头(8)均与装置的系统主机相连接。

2.根据权利要求1所述的一种训练驾驶员刹车和油门操控的装置，其特征在于，该装置还包括地板和驾驶员座位，方便驾驶，地板用于放置驾驶员脚部。地板上的起始位置S(7)作为驾驶员踩刹车板(5)或油门(6)的起始位置。

3.根据权利要求1所述的一种训练驾驶员刹车和油门操控的装置，其特征在于，所述刹车板(5)放开后，显示器A(1)中车速回复到刹车前。

4.根据权利要求1所述的一种训练驾驶员刹车和油门操控的装置，其特征在于，该装置上具有音箱，发出模拟的刹车和油门声音，并根据不同的驾驶任务设定有不同的提示音。

5.根据权利要求1所述的一种训练驾驶员刹车和油门操控的装置，其特征在于，该装置还包括显示器C(3)，所述显示器C(3)位于显示器A(1)左下方，与系统主机连接，所述显示器C(3)用于显示文字，在对驾驶员进行训练测试时，让驾驶员阅读显示的文字，以提高训练测试的难度。

6.一种基于权利要求1-5任一项所述装置训练驾驶员刹车和油门操控的训练方法，其特征在于，该方法分为刹车单一操控的强化学习、油门和刹车的转换的训练和测试三个阶段；

所述刹车单一操控的强化学习具体步骤如下：

A.训练从地板到刹车板的动作：驾驶员坐在座位上，手扶方向盘(4)，显示器A(1)显示模拟的驾驶场景；显示器B(2)显示驾驶员整个右脚的活动以及刹车板(5)和油门(6)，当驾驶场景中出现了行人或者障碍物的时候，驾驶员需要完成以下刹车任务：

驾驶员把右脚从地板上的起始位置S(7)移到刹车板(5)，并踩刹车板，同时驾驶员需要：

1)口头大声说：“踩刹车！”；

2)通过显示器A看到驾驶场景，在驾驶过程中通过显示器B看到自己的右脚的起始位置和整个动作以及模拟的汽车在场景中停车的动作；

3)踩下刹车以后，听到装置模拟的刹车声音，右脚移回到原来的位置，显示器A(1)中车速自动加速到刹车前的速度。

重复刹车任务N次(N≥300，训练次数越多训练效果越好)：前次的训练过程中，右脚移动速度慢于之后的训练过程，直至连续正确完成N次的刹车任务重复；并在最后的次刹车任务中，如果驾驶员出现以下情况：当驾驶场景中出现行人、障碍物、红灯、停车标志或前车急刹车时去踩了油门(6)，那么驾驶员要将重复训练从地板到刹车板的动作，直至重复刹车任务N次连续正确为止；

B.训练从油门板到刹车板的动作，和步骤A类似，区别只在于驾驶员坐在座位上右脚从油门(6)移至刹车板(5)；

所述油门和刹车的转换的训练在驾驶员完成刹车单一操控的强化学习之后进行，强化驾驶员对油门(6)和刹车板(5)两者操控的区分；

驾驶员坐在座位上，右脚根据驾驶任务在地板的起始位置S(7)，刹车板(5)，油门(6)间切换；所述驾驶任务具体为：驾驶员手扶方向盘，目视显示器A(1)和B(2)，根据驾驶场景和装置的语音提示进行以下两种任务：

A.当驾驶员听到装置的加速提示音时，则驾驶员完成油门(6)的以下操作任务：

1)口头大声说：“踩油门！”；

2)通过显示器A(1)看到驾驶场景和显示器B(2)看到自己的右脚的起始位置和整个动作以及模拟的汽车在场景中加速的动作；

3)听到装置模拟的车辆加速声音；

B.当驾驶员看到路障、行人、红灯或前车急刹车等情况时，驾驶员完成以下刹车板操作任务：

1)口头大声说：“踩刹车！”；

2)通过显示器A(1)看到驾驶场景和显示器B(2)看到自己的右脚的起始位置和整个动作以及模拟的汽车在场景中停车的动作；

3)听到装置模拟的刹车声音。

重复驾驶任务N次(N≥300，训练次数越多训练效果越好)：在前次的训练过程中，右脚移动速度慢于之后的训练过程，直至连续正确完成N次的驾驶任务；在最后的次驾驶任务中，如果驾驶员只有把油门当成刹车，即本应该去踩刹车但是驾驶员却踩了油门，那么驾驶员重新回到刹车单一操控的强化学习并训练通过以后，再进行油门和刹车的转换的训练，直至重复驾驶任务N次连续正确为止；

所述测试在驾驶员完成刹车单一操控的强化学习以及油门和刹车的转换的训练以后进行，利用装置进行测试。测试任务在装置中进行真实场景的驾驶操作任务，包括城市道路、高速公路、乡村道路、限速变化、行人、路障、红绿灯等驾驶场景；

在整个测试阶段一共有次的油门和次的刹车操作，通过测试的标准是：A：0次把油门当成刹车，即本应该去踩刹车但是驾驶员却踩了油门，并且B：分心任务的正确率在80％以上；

驾驶员出现以下情况：情况1：在测试过程中，不管标准B是否达到，若没有达到标准A：即只要出现1次或1次以上把油门当成刹车，那么驾驶员回到刹车单一操控的强化学习通过以后，再进行油门和刹车的转换的训练直至从上一次错误开始计数300次连续正确为止，再进行测试直至测试通过。情况2：在测试过程中，没有达到标准B但达到标准A：那么驾驶员要再进行油门和刹车的转换的训练直至从上一次错误开始计数300次连续正确为止，再进行测试直至测试通过。