苏晓东 赵百捷 卢志锦 孙稚媛
摘 要：本文以倒车入库考试为例介绍了GPS定位信号在机动车驾驶员科目二考试中的计算和控制方法。
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关键词 ：机动车驾驶员考试；GPS；倒车入库
项目来源：国家级大学生创新创业训练计划项目，编号：201310240001。
引言
近十年，我国的机动车数量激增，2013年比2003年提高了5.7倍，达到了1.37亿辆。与此同时，参加机动车驾驶员考试的人数也在逐年增加，传统的科目二考试手段已经相对滞后，结合GPS定位技术的智能化机动车驾驶员科目二考试系统应运而生。而GPS定位信号在车试中的计算方法和有效控制是系统的设计核心。
1、考试场地几何方程的建立方法
考场如图1所示，——边线；┄┄控制线；—→前进线；┄→倒车线。尺寸：库宽W=Wc+60cm（车宽加60厘米）；车位长L=Lc+70cm（车长加60厘米）；车道宽S=1.5Lc（车长的1.5倍）；车库距控制线距离h=1.5Lc（车长的1.5倍）。
1.1 设定考试场地的基础坐标
在A0、A1、A4点上设置GPS进行坐标测量，因为是静态定位，可以采用对多次测量结果求平均值的方法来减小定位误差。由于考试考场面积有限，忽略场地的高程差并不影响车试时的行驶轨迹测量。设测得的A0、A1、A4点的坐标为（xA0， yA0）、（xA1， yA1）、（xA4， yA4），且按进行校准，并满足以下约束关系：|A1A2|=|A0A3|=W，|A0A1|=|A2A3|=L，|A4A5|=|A6A7|=S，|A3A4|=|A0A7|=h；A0A1∥A3A2，A6A5∥A7A0∥A3A4∥A1A2；A7、A0、A3、A4在一条直线上。
1.2 建立考试场地几何方程的方法
根据A0、A1、A4点的坐标和考试场地的几何约束关系，求解出A2、A3、A5、A6、A7等参与运算的各点坐标。以求解A2点的坐标为例，满足方程组：
的解（xA2， yA2）即为A2点的坐标。
再根据求解出的各点坐标，建立考试场地的几何方程。需要建立的方程有线段A1A、A0A、A2A、A0A7、A3A4、A5A6等。以建立线段A1A2的方程为例，方程组：
即为线段A1A2的方程。
2、车辆几何方程的建立与定位方法
2.1 车载GPS的安装
车辆的几何尺寸如图2所示，两台车载GPS分别安装于G1和G2的位置（天线的位置必须精确），G1、G2处在车辆中轴线上，一个靠近前车窗、一个靠近后车窗，以保证卫星信号的接收质量。
3、考试评判系统软件设计
3.1 考生操作要求与评判规则
考生从道路一端的控制线（车身压控制线）倒入车库停车，再前进出库向另一端驶过控制线后倒入车库停车，最后前进驶出车库。不按规定路线、顺序行驶的，不合格；车身出线的，不合格；倒库不入的，不合格；中途停车的，不合格。
3.2 倒车入库考试评判系统软件设计
倒车入库考试评判软件系统分为主程序、倒车入库子程、前进出库子程、显示子程等。
主程序负责考试的过程管理，根据考试所要求的先后顺序调用各个子程序，并对子程序的分析结果给出考试是否成功以及失败的类型。倒车入库子程和前进出库子程分别根据入库、出库的要求对行车姿态、是否驶出场地边线、是否符合单项驾驶要求进行运算和判断，并给出对应的结论标志。在实际应用中，需要两个倒车入库子程和两个前进出库子程，两个子程的逻辑结构是相同的，只是评判考试的考场坐标不同。
4、结束语
基于GPS技术的机动车驾驶员考试系统不仅能够自动地根据车辆的行驶姿态客观地给出考试评判，而且还能通过存储的车辆行驶数据复现考试过程。这一特点可以进一步推广到驾驶员培训中，通过对行驶数据进行相关性分析，找出学员驾驶车辆的特点，帮助学员快速纠正错误的驾驶习惯，快速提高驾驶技能。
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参考文献：
[1] GA1026—2012，中华人民共和国公共安全行业标准：机动车驾驶人考试内容和方法[S]，2012.
[2] GA1029—2012，中华人民共和国公共安全行业标准：机动车驾驶人考试场地及其设施设置规范[S]，2012.
作者简介：
苏晓东 哈尔滨商业大学教授。
赵百捷 卢志锦 孙稚媛 哈尔滨商业大学电子信息工程专业本科生。
（作者单位：哈尔滨商业大学 黑龙江哈尔滨市 150028）