[0094] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0095] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0096] 在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
[0097] 本发明公开了一种车辆驾驶教学智能辅助指导方法，该指导方法包括以下步骤：
[0098] S1，在教学车辆尾部安装有超声波发射装置，在教学行驶的道路上设置有k个超声波接收装置，其中，k为不小于2的正整数；
[0099] 其中：第1个超声波接收装置的坐标为(x1,y1)，第2个超声波接收装置的坐标为(x2,y2)，第3个超声波接收装置的坐标为(x3,y3)，……,第i个超声波接收装置的坐标为(xi,yi),所述i为不大于k的正整数。
[0100] 在本实施方式中，倒车入库时需要在倒车路线上设置6个超声波接收装置，其中，6个超声波接收装置分别为第1超声波接收装置、第2超声波接收装置、第3超声波接收装置、第4超声波接收装置、第5超声波接收装置、第6超声波接收装置。以图1所示，按照地图的方向规则，以车库为第一区域，车库左侧为第二区域，第二区域上部的车道为第三区域，第1超声波接收装置和第2超声波接收装置均位于第三区域，第1超声波接收装置与第2超声波接收装置相距为Q米，第1超声波接收装置与第2超声波接收装置的连线与Y轴方向平行，第1超声波接收装置与第2超声波接收装置均朝向为X轴方向且正对车辆驶来的方向。第3超声波接收装置与第4超声波接收装置均位于第二区域，第3超声波接收装置与路边相距W米，第4超声波接收装置位于第3超声波接收装置之下且与库边相距E米，并且第3超声波接收装置的朝向与X轴成R度，第4超声波接收装置的朝向与Y轴成T度。第5超声波接收装置与第6超声波接收装置位于第一区域，第5超声波接收装置、第6超声波接收装置摆放在库底，第5超声波接收装置与第6超声波接收装置的连线与x轴方向平行，朝向为y轴正方向。在本实施方式中，Q、W、E、R、T依次为1、0-2、0-2、30-60、30-60，如图1所示。
[0101] S2，获取教学车辆的速度，在本实施方式中，采用汽车OBD获取车辆速度。
[0102] S3，每次利用步骤S1中的相邻的2个超声波接收装置对车辆进行实时定位；在本实施方式中，教学车辆位置坐标的计算方法为：
[0103]
[0104] 其中，(xm,ym)为第m个超声波接收装置的坐标，(xn,yn)为第m个超声波接收装置的坐标，m、n均为不大于k的正整数，dm为第m个超声波接收装置到超声波发射装置的距离，dn为第n个超声波接收装置到超声波发射装置的距离。
[0105] S4，在步骤S3获得的实时定位信息的指导下计算车辆每次转向需要的最大转向角，并提示教学车辆进行方向盘转角调节。在本实施方式中，如图2所示，转向角的计算方法为：
[0106] S311，根据传感器传输的数据，计算：
[0107]
[0108] 其中
[0109]
[0110]
[0111] 其中：xr,yr为车辆后轮轴线中心点坐标值；
[0112] θ0为初始位置航向角，在驾校环境中θ0值为0；
[0113] 为汽车运动过程中在很短的时间内航向角的变化；
[0114] α为外转向轮偏转角，β为内转向轮偏转角，Lα为轴距，B为两侧主轴线与地面交点之间的距离，φ为等效前轮转角，θ为坐标系X轴与车主轴的夹角；为车辆前轮方向与车辆主轴夹角，前轮逆时针旋转取负，顺时针旋转取正；v为车辆的运动速度，车辆倒车时为正，前进为负；
[0115] S312,计算
[0116] 其中，(xr,yr)为车辆后轮轴线中心坐标，distance为车辆后轴中心距原点的距离；
[0117] x＝distance，x为中间参量，
[0118] S313,将x输入Z型和S型隶属度函数，得出两个隶属度μZmf，μSmf，比较μZmf和μSmf大小：
[0119] 若μZmf>μSmf，则隶属度取μZmf，代表此时距离原点为近距离；
[0120] 若μSmf>μZmf，则隶属度取μSmf，代表此时距离原点为远距离。
[0121] 在本实施方式中，距离的隶属度函数Z型和S型，分别定义为近距离和远距离，
[0122] Z型隶属度函数为：
[0123]
[0124] S型隶属度函数为：
[0125]
[0126] 其中，Z、S隶属度函数在模型中的取值范围是0-25000mm，a是1000mm，b是2000mm。
[0127] S314,根据步骤S313计算的结果，计算近距离或远距离时的转向角，具体为：当距离为远时：
[0128]
[0129]
[0130]
[0131] out＝-3×α+2×β；
[0132]
[0133] 当距离为近时：
[0134]
[0135]
[0136]
[0137] 其中，α为外转向轮偏转角，β为内转向轮偏转角，tmp为中间变量，out为输出前轮拐角值，distance为后轴中心距原点的距离，c为航向角，round()为取四舍五入之后的值。
[0138] 其中，Out为前轮拐角值； 的含义为：
[0139] out在[-π/4，π/4]范围内就取out值；
[0140] Out<-π/4时，取-π/4；
[0141] Out>π/4时，取π/4；
[0142] 即out值不能小于-π/4，不能大于π/4。
[0143] 当车尾的超声波发射装置的连线与库底的车声波接收装置的连线平行或大致平行，并且两连线的距离小停车阈值时，成功倒车入库后，退出；否则，返回步骤S311。
[0144] 在本实用新型的一种优选实施方式中，如图3所示，还包括步骤S5：在显示屏中显示倒车轨迹。
[0145] 在本发明的一种优选实施方式中，步骤S2中，包括以下步骤：
[0146] S31，在仪表板下方或者方向盘附近安装有车辆检测仪；
[0147] S32，用ELM327读取车辆检测仪中的车辆运动速度数据。
[0148] 利用OBDII获取车辆速度信息：
[0149] 所有装备OBDII系统的车辆有统一的16pin诊断座，一般位于仪表板下方或者方向盘附近，形状如下表所示，而且各pin脚已经被SAE作了规定。
[0150] 接脚定义：
[0151]Pin 定义 Pin 定义
1 供制造厂使用 9 供制造厂使用
2 SAE-J1850资料传输 10 SAE-J1850资料传输
3 供制造厂使用 11 供制造厂使用
4 车身接地 12 供制造厂使用
5 信号回路搭铁 13 供制造厂使用
6 供制造厂使用 14 供制造厂使用
7 ISO-9141资料传输 15 ISO-9141资料传输
8 供制造厂使用 16 接蓄电池正极
[0152] 采用ELM327读取OBD中的数据，加少了相应的工作量：
[0153] 在使用串口通讯程序或是串口调试软件前，首先必须设置正确的COM端口号和正确的波特率。串口设置默认为38400波特率，8个数据位，校验位为0，停止位为1位。如果设置错误的话，将不能正常通讯。
[0154] 接下来，初始化ELM-327。其初始化的指令为：ATZ AT@1ATI ATTP00100。依次发送这些指令，并且需在每个指令后加上回车。返回OK表示每步指令执行成功。返回>？则表示指令不识别。最后，如果返回头位41 00的十六进值代表初始化成功。并且所有的ELM-327指令返回的响应都以一个回车符(0x0D)及一个可选的换行符(0x0A)结束。
[0155] 最后，通过ELM-327指令获取车辆的速度信息。可以向ELM-327发送指令01 0D，加上回车，实现车速的查询功能。返回的数据是以41开头，后跟两位16进制数，表示实际车速大小。其中41 0D 00为16进制，41 0D表示前缀，00表示目前车速为0m/s；如图4所示。
[0156] 本发明还提供了一种车辆驾驶教学智能辅助指导系统，如图1所示，在教学车辆尾部安装有超声波发射装置，在教学行驶的道路上设置有k个超声波接收装置，所述k为不小于2的正整数；其中：第1个超声波接收装置的坐标为(x1,y1)，第2个超声波接收装置的坐标为(x2,y2)，第3个超声波接收装置的坐标为(x3,y3)，……,第i个超声波接收装置的坐标为(xi,yi),所述i为不大于k的正整数；控制器获取教学车辆的速度；并且对车辆进行实时定位，车辆位置坐标的计算方法为：
[0157]
[0158] 其中，(xm,ym)为第m个超声波接收装置的坐标，(xn,yn)为第n个超声波接收装置的坐标，m、n均为不大于k的正整数，dm为第m个超声波接收装置到超声波发射装置的距离，dn为第n个超声波接收装置到超声波发射装置的距离；控制器获得转向角，转向角的计算方法为：
[0159] S311，根据传感器传输的数据，计算：
[0160]
[0161] 其中
[0162]
[0163]
[0164] 其中：xr,yr为车辆后轮轴线中心点坐标值；
[0165] θ0为初始位置航向角，在驾校环境中θ0值为0；
[0166] 为汽车运动过程中在很短的时间内航向角的变化；
[0167] Lα为轴距，θ为坐标系X轴与车主轴的夹角；为车辆前轮方向与车辆主轴夹角，前轮逆时针旋转取负，顺时针旋转取正；v为车辆的运动速度，车辆倒车时为正，前进为负；
[0168] S312,计算 其中，(xr,yr)为车辆后轮轴线中心坐标，distance为车辆后轴中心距原点的距离；
[0169] x＝distance，x为中间参量，
[0170] S313,将x输入Z型和S型隶属度函数，得出两个隶属度μZmf，μSmf，比较μZmf和μSmf大小：
[0171] 若μZmf>μSmf，则隶属度取μZmf，代表此时距离原点为近距离；
[0172] 若μSmf>μZmf，则隶属度取μSmf，代表此时距离原点为远距离；
[0173] S314,根据步骤S313计算的结果，计算近距离或远距离时的转向角，当车尾的超声波发射装置的连线与库底的超声波接收装置的连线平行或大致平行，并且两连线的距离小于停车阈值时，成功倒车入库，退出，否则，返回步骤S311；并提示教学车辆进行方向盘转角调节。
[0174] 本实施方式中，PC机发送启动测量命令给发射端，延时等待；发射端发送超声波，并通知接收端启动计时；PC机延时结束后，从接收端读取距离数据。
[0175] 以PC机为核心，通过无线通道和发射、接收端通讯来进行调度；发射端只完成发射超声波并通知接收端计时；接收端只完成测距计时，PC机负责启动发射，并读取距离数据。
[0176] 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0177] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
