[发明专利]实践互动教学方法的机器汽车驾驶教练的实现方法

摘要

将汽车驾驶模拟器提升为能提供驾驶技术互动式数学，集学练于一体的机器驾驶教练系统之实现方法，尤指软件实现法。系统硬件类同汽车驾驶模拟器，软件由互动教学模块、驾驶仿真模块、导航模块和学员数据库等构成。依教学互动方式不同有两种方案：单模式方案下系统由讲授穿插教学游戏然后进入练习与测验模块，依学员参与情况系统给予激励反馈并导向相应流程。全模式方案下系统还有边学边练的互动教学模式：如操作类知识由仿真教学讲授模块演示学员随系统动作分解讲解、提示、乃至无提示作驾驶舱操作跟学，系统据传感反馈给予激励评价；学员结束训练，系统给出训练诊断与建议。学员可遵循系统建议并晋级学习，可因练习勤奋等获荣誉等级实现快乐学习。

主权项

一种将现行主动式汽车驾驶模拟器由主要提供模拟练习的仿真驾驶练习器提升为能提供全覆盖标准化的互动式驾驶教学，具有更广泛教学与练习适应性的、集学练于一体无缝对接的智能化机器驾驶教练系统之实现方法，尤其指软件的实现方法其特征是1 机器驾驶教练系统由软件和硬件构成。其硬件构成类似主动式汽车驾驶模拟器的硬件，即包括含有驾驶操纵机构、组合开关和传感器等(的驾驶舱)、相关板卡和接口等、计算机、显示屏等，大型机还包括动感运动机构，此外为配合学员管理功能可以增设IC卡读卡器或指纹辨识器以及摄像头等相关设备和接口。软件的核心模块包括互动教学模块、驾驶仿真模块和导航模块。三者的关系是互动教学模块为主体，驾驶仿真模块为互动教学模块中的仿真教学模块和仿真练习模型库模块提供模拟技术支持，互动教学模块和驾驶仿真模块按是否涉及有驾驶仿真的部分看，二者可存在互有和互无两种关系形，所以本方法下可以形成全模式方案和单一模式两种技术解决方案。二者为互有关系的是全模式方案，其互有部分是互动教学的仿真教学部分。二者关系为互无的是单一模式方案。互动模块则为各模块提供进出通道。此外，软件还可包括学员管理模块和学员数据库、网络通信模块、后台管理模块、信息发布模块等。见图5、15、16、18.2 采用符合互动教学理论和多媒体教学软件相关原则的方法指导软件编制，编制出的软件的教学过程不是简单的播放教学视频或媒介，而是在教学中学员都参与到就教学内容与系统之间的互动之中，全模式方案下互动主要方式至少包括适应驾驶特点的以下三大互动教学模式即a 在理论教学过程中，学员至少以“讲授‑测验‑激励”反馈模式参与和系统之间的教学互动。见图7b 在基础驾驶操作教学过程中，学员至少以“动作分解‑‑‑合成”互动模式参与和系统之间的教学互动，在动作分解‑‑‑合成互动模式系统采取的是仿真技术教学，是一种边学边练的学习方式。见图8、9c 在情境驾驶学习过程中，学员至少以“情境分解合成练习学习模式”的互动方式参与和系统之间的教学互动。在情境分解合成学习模式中，系统采取的也是仿真技术教学，是在虚拟情境下的跟练学习和操练。见图10、11；单一模式技术方案中教学主要互动方式只包括模式a.。3 教学互动形式多样，除特征2提及的互动模式外，还可有但不限于以下模式：教学小游戏，角色扮演，用鼠标寻找故障现象(视频图片)游戏，排出正确动作顺序游戏等4 教学互动过程中系统对学员给予反馈。系统可以建立基于增强系统人格魅力的教练类型选择和在激励反馈库模块中与之对应的教练反馈库，虚拟教练间以其形象和反馈风格建立其区隔。在本项考虑中，可以学员依据系统介绍选择虚拟教练，也可在新学员首次确认身份时系统做一学员调查，由系统据之指定适合的反馈模式；5 系统可设有学分与荣誉评价模块，采取双轨制激励模式：学员学习大纲知识点晋级能获得不同学习级别或学分，而练车的勤奋，技术的熟练度等考评参数则可得到额外的奖励积分，奖励积分可以对应特定的荣誉级别。特定学习级别的学员可以获得比如联网练车资格，不同荣誉级别学员可以在联网练习中获得选择车辆款式、颜色的不同特权等激励设计，从而激发学员学习的动力。对于非晋级学习或练习的正式学员，练可以由本模块依据知识逻辑结构和其训练记录计算出相应的学分，结合获得的奖励积分或荣誉级别获得系统激励。6 仿真练习模型库模块中建立了覆盖教学大纲足够的驾驶操作模型和情境驾驶模型：包括详尽的覆盖教学大纲的驾驶操作模型，尤其是包括详尽的覆盖大纲的虚拟情境驾驶模型，在全模式技术方案，这些完备的建模扩展了系统的教学和练习的适应性7 进入系统，系统可首先对学员进行区分；系统对不同的类型的学员提供不同的适当的学习练习路径选择；特别是在对新的完整课程学员，系统推荐树状结构的学习流程入口，该流程是晋级学习模式，系统对学员的某个学习流程结果进行评定，并依据该评定结果由系统决定学员是否能进入下一单元或流程学习或是重新本单元学习；8 系统可设有学员管理模块及配套硬件，此外还可设有“学员本人在学”确认模块并配置相应的摄像头硬件，则用户使用机器驾驶教练的第一步就是面对学员辨识模块，学员可首先被系统区分分为不提供数据库服务和数据库关联服务的临时学员；以及提供数据库机及相关服务的正式学员。临时学员可直接进入导航模块，正式学员可至少分为4种，即新学员‑晋级学习模式、新学员‑非晋级学习模式、老学员‑晋级学习模式、老学员‑非晋级学习模式。新学员进入系统第一件事是系统为之建立数据库，然后进入选择教练。老学员则首先面对的可以是上一次培训系统与遗忘曲线综合作用的培训诊断和建议，然后学员选择按系统建议执行进入相应单元或自行选择其他学习或练习内容。对临时学员或其他正式学员，系统可提供菜单式学习或直接进入仿真驾驶练习的选择。通过有关界面提供相关性链接的方式，为通过某个流程学习考核的该类学员提供网状结构或复合结构的学习可能9 系统可对正式学员提供学员数据库及相关服务，记录学员的培训状况考评结果等。数据库可根据需要采用本地、局域网、网络数据库、服务器等模式进行管理；数据库内容可以查阅不可修改；完成某次培训，系统依据知识逻辑结构和学员数据库记录和本次培训情况，以及遗忘曲线研究成果等对学员下一步学习或复习提出学习诊断和建议，并存入学员档案。学员后续练习必须遵循该建议，否则因系统认为可能遗忘而被系统降级或学分减分10 其他模块包括系统可设有网络通信模块，以解决网络连接需要和提供不同机器联网练车的需要；系统可设有后台管理模块，提供营业管理、网络设置等功能；系统可设有针对场景模型库和汽车数据模型的信息发布模块，提供相关信息发布功能；系统可设有基于学员数据库记录的用户使用倾向统计分析模块，对厂商优化产品提供依据等。