基於微傳感器的機動車車載終端及駕駛行為判斷方法
2023-09-16 16:40:45 2
基於微傳感器的機動車車載終端及駕駛行為判斷方法
【專利摘要】本發明涉及基於微傳感器的機動車車載終端及駕駛行為判斷方法，該系統主要包括微傳感器、衛星定位系統、OBD接口、無線通信模塊、主存儲器、主處理器和系統平臺，通過採集車輛的實時位置、駕駛狀態和車輛狀態來監測機動車駕駛人的駕駛行為，同時通過固定的判斷方法評判其駕駛行為是否良好。並在駕駛結束後通過無線傳輸發送給至系統平臺進行統計，最終得出當前車輛的駕駛人駕駛行為分析報告，為有需要此類報告的單位或個人進行服務。
【專利說明】基於微傳感器的機動車車載終端及駕駛行為判斷方法
[0001]【技術領域】:
本發明涉及基於微傳感器的機動車車載終端，以及駕駛人駕駛行為判斷方法。
[0002]【背景技術】:
隨著社會車輛保有量的逐年增加，機動車駕駛人也在逐年增加，根據公安部2013年I月30日的通報:至2012年底，全國機動車保有量已達2.4億輛，機動車駕駛人數量已達2.6億人。汽車保有量1.2億輛，年增長1510萬輛，增長量超過1999年底全國汽車保有量。18個大中城市汽車保有量超過百萬。汽車駕駛人首次突破2億人，年增長2647萬人，增長量超過1997年底汽車駕駛人總量。
[0003]與此隨之而來的是交通事故的頻繁發生，並帶來大量人員傷亡和財產損失，也導致保險公司的理賠支出直線上升。經過相關調查機構的統計，保險公司的車險理賠支出已經連續3年增長超過15%，均超過汽車增速。目前保險公司控制理賠增速的方式單一，僅僅為在發生理賠後的下一年保費增加。這種方式只能在事故發生後作為懲罰措施，並不能起到事先預防和實時提醒的作用。
[0004]而根據全國汽車協會的統計和分析，機動車駕駛人的不良駕駛行為是機動車發生事故的主要原因之一，包括超速行駛、頻繁變道、突然變道、緊急剎車和操作不當導致的熄火等。如果能培養和促進機動車駕駛人形成良好的駕駛習慣，將有利於減少交通事故的發生，從而在源頭減少人員傷亡和財產損失，並降低保險公司理賠支出。
[0005]
【發明內容】
:
本發明的目的是為了克服以上的不足，提供基於微傳感器的機動車車載終端。
[0006]本發明另一目的是提供一種能夠實時監測機動車駕駛人駕駛行為的方法，在出現不良駕駛行為時進行記錄和實時提醒，最終形成機動車駕駛人駕駛行為分析報表。
[0007]本發明的目的是通過以下技術方案來實現:
一種基於微傳感器的駕駛行為分析系統，微傳感器，該裝置用於檢測車輛的行駛方向、轉向角度和瞬間加速度數據，並傳送到主處理器進行處理；衛星定位系統，該裝置用於判斷車輛的位置和速度信息。在主處理器監測到車輛的行駛方向、轉向角度和瞬間加速度數據發生異常時，將調取此進行初步判斷。OBD接口，該接口與車輛的OBD設備進行連接，獲取車輛報警、方向燈、發動機等基礎參數。在主處理器監測到車輛的行駛方向、轉向角度和瞬間加速度數據發生異常時，將調取此進行初步判斷。無線通信裝置，該裝置用於向系統平臺發送採集到的及初步處理後相關駕駛行為數據；主存儲器，用於存儲行駛過程中的所有數據。主處理器，用於分析微傳感器的數據是否超過預設值，並在超過預設值時綜合衛星定位信息、車輛報警、方向燈、發動機等數據進行初步判斷。
[0008]一種基於微傳感器的駕駛行為判斷方法，包括:主處理器監測到微處理器的數值超過預設值後，將對超速行駛、頻繁變道、突然變道、緊急剎車和操作不當導致的熄火等行為進行判斷，並與衛星定位信息進行結合，最終得出駕駛人的駕駛行為是否標準和良好。
[0009]本發明可以監測機動車駕駛人的駕駛習慣，在出現不良駕駛動作時進行記錄和報告。從而改善機動車駕駛人的不良駕駛習慣，培養良好的駕駛習慣，較少交通事故的發生，從而減少人員傷亡和財產損失，進一步降低保險公司理賠成本的支出。
[0010]【專利附圖】
【附圖說明】:
圖1是本發明的系統組成示意圖。
[0011]圖2是本發明的工作流程圖。
[0012]【具體實施方式】:
為了加深對本發明的理解，下面將結合實施例和附圖對本發明作進一步詳述，該實施例僅用於解釋本發明，並不構成對本發明保護範圍的限定。
[0013]本發明所述基於微傳感器的駕駛行為分析系統通過實時車輛的實時狀態，過採集車輛的實時位置、駕駛狀態和車輛狀態來監測機動車駕駛人的駕駛行為，並通過一定的方法判斷其駕駛行為是否良好。整個過程由主處理器進行統一處理，採集和監測OBD接口、微傳感器和衛星定位模塊的數據，並發送至主存儲器進行存儲，經過一定的判斷方法判別後，將駕駛人的駕駛行為分為三個檔次，分別為:良好、中等和差，並通過無線通信模塊實時回傳至系統平臺，實現對機動車駕駛人駕駛行為的評判和分析。
[0014]如圖1示出了本發明所提出的基於微傳感器的駕駛行為分析系統的結構示意圖，該系統主要包括微傳感器、衛星定位系統、OBD接口、無線通信模塊、主存儲器、主處理器和系統平臺。
[0015]微傳感器主要有2種設備:微陀螺儀和加速度傳感器。微陀螺儀採用雙軸MEMS角速度傳感器，可以測量水平和垂直方向的角速度，通過角速度公式計算出單位時間內車輛的水平和垂直方向角度變化；當水平方向的角度發生變化時，結合車輛當前速度，由主處理器判斷車輛是否進行了轉彎、變道或者掉頭的動作；當垂直方向的角速度發生變化時，結合車輛當前速度和角速度變化頻率，由主處理器判斷車輛是否處於下坡或者上坡狀態。加速度傳感器採用壓阻式加速度傳感器，採集直線方向的加速度；微傳感器採集的所有數據將作為判斷車輛變道、緊急剎車這2種機動車駕駛行為的起始判斷條件。
[0016]衛星定位系統採用北鬥/GPS雙模定位模塊，在北鬥信號正常和有覆蓋的區域採用北鬥衛星定位系統，GPS作為補充；主要採集車輛的經緯度、速度、方向和高程，作為主處理器判斷機動車駕駛行為的主要輔助條件之一。OBD接口採用0BD2標準，可以接入90%以上品牌的機動車OBD插口，採集車輛的ACC狀態、發動機轉速、左右方向燈、剎車信號、車速、安全帶佩戴情況等數據。發動機轉速為機動車熄火這種駕駛行為的起始判斷條件。
[0017]無線通信模塊用於將當次駕駛的行為分析結果上傳到系統平臺中。
[0018]主存儲器用於存儲駕駛過程中的所有數據，包括微傳感器、衛星定位系統、OBD接口傳輸的原始數據和經過主處理器處理過的分析結果。主處理器負責將微傳感器、衛星定位系統、OBD接口採集的數據進行綜合評判，最終的到駕駛行為分析的結果。
[0019]圖2示出了本發明所提出的基於微傳感器的機動車駕駛人駕駛行為分析系統的工作流程和分析方法。以下各判斷過程，可以通過設定參數，及公式，給出具體判定過程，以本領域技術人員能實現為準。
[0020]當車輛發動後，安裝在機動車上的設備隨即開始啟動，微陀螺儀測量車輛水平和垂直方向的角速度，加速度傳感器測量加速度傳感器，並在10秒內對車輛的報警狀態進行檢測，並記錄到主存儲器中。
[0021]如果車輛在有報警的狀態下行駛，將被記錄下來。[0022]當車輛進入正常行駛過程中時，主處理器會分別對微傳感器、衛星定位模塊和OBD接口傳來的數據進行比對:當監測到微陀螺儀的角速度持續0.8秒發生變化並結束後，根據角速度計算公式ω=ΦΛ (ω，圓頻率，也叫角速度.Φ，角度，t，時間)得出車輛的方向變化的角度Φ ;再結合從OBD接口獲得的車輛平均行駛速度V，由主處理器判斷車輛的操作如下:
1、速度大於15公裡且小於或者等於40公裡，Φ大於120度為掉頭操作；Φ小於120度且大於30度為轉彎操作；Φ小於30度且大於5度為變道操作。在此速度下的3種操作都屬於良好的駕駛行為。
[0023]2、當速度大於40公裡且小於90公裡時，Φ大於120度為危險掉頭操作，記錄分值為(Φ-120)*(ν-40)/1000 ;Φ小於120度且大於75度為危險轉彎操作，記錄分值為(Φ-75)*(ν-40)/1000 ；Φ小於75度且大於30度為良好的轉彎操作；Φ小於30度且大於5度為良好的變道操作。
[0024]3、當速度大於90公裡時，大於120度為極度危險掉頭操作或車輛已經出現事故，記錄分值為2 ； Φ小於120度且大於75度為危險轉彎操作，記錄分值為1.5 ; Φ小於75度且大於30度為危險的轉彎操作，記錄分值為(Φ-30)*(ν-90)/1000 ；Φ小於30度且大於5度時，如果方向改變時間t小於或等於I秒，為良好的變道操作；如果方向改變時間t大於I秒，為危險的變道操作，記錄分值為I;
再根據OBD接口中的本次變道開始時的方向燈開啟情況，如未開啟，則再追加記錄分值I。
[0025]主處理器實時檢測加速度傳感器的數據變化。該加速度傳感器數據為三維坐標下的XYZ三軸方向的三個加速度信號，由此得到沿XYZ三軸方向的加速度值Dx、Dy和Dz;其中Y軸指向車輛前進的方向，X軸指向車輛前進方向沿順時針方向轉270度後的方向，Z軸指向車輛水平位置時的重力加速度方向；Dx、Dy和Dz的值為正時是加速，Dx, Dy和Dz的值為負時是減速；當Dx大於0.6g時，為加速過快，記錄分值為(Dx-0.6);當Dx小於-1G時，為減速過快，記錄分值為(1.1_ (-Dx))ο
[0026]當主處理器在車輛的OBD接口監測到熄火信息時，主處理器同時從衛星定位模塊中獲得當時的速度信息。如果速度> 5公裡/小時，表明車輛在行駛狀態下熄火，記錄分值為I ;如果速度〈5公裡/小時，表明車輛正常熄火。
[0027]當主處理器在車輛的OBD接口監測到ACC OFF的信息時，表明本次駕駛結束。由主處理器計算本次駕駛的時長，並將本次駕駛行為的所有分值相加，通過無線通信模塊上報到系統平臺中。
【權利要求】
1.一種基於微傳感器的機動車駕駛人駕駛行為分析車載終端，其特徵在於:該系統主要包括微傳感器、衛星定位系統、OBD接口、主存儲器、主處理器和語音播報器，各部分分別與主處理器相連；所述微傳感器包括微陀螺儀和加速度傳感器。
2.根據權利要求1所述的基於微傳感器的機動車駕駛人駕駛行為分析車載終端，其特徵是: 微傳感器，該裝置包含微陀螺儀和加速度傳感器，用於檢測車輛的行駛方向、轉向角度和瞬間加速度數據，並傳送到主處理器進行處理； 衛星定位系統，用於接收BD2/GPS定位信號，並發給主處理器； OBD接口，該接口與車輛的OBD設備進行連接，用於傳送車輛報警器、方向燈、發動機的各參數數據； 主存儲器，用於存儲行駛過程中微傳感器傳送的數據； 主處理器，接收微傳感器、衛星定位系統和OBD接口的數據，並向語音播報器發送語音播報指令。
3.根據權利要求1或2所述的基於微傳感器的機動車駕駛人駕駛行為分析車載終端，其特徵是:該裝置還包括系統平臺，用於接收主處理器的數據。
4.一種基於權利要求1所述車載終端的駕駛行為判斷方法，該方法包括以下步驟: 步驟1，車輛啟動後，開始採集微傳感器數據並傳到主處理器； 步驟2，主處理器收到數據後，將與預設值進行對比，如果超過將結合衛星定位信息、方向燈和發動機信息對駕駛行為進行判定並記錄； 步驟3，記錄結果存儲在主存儲器中，待駕駛結束本次駕駛的所有行為記錄上傳至系統
5.根據權利要求4所述的駕駛行為判斷方法，步驟I中，車輛啟動同時在10秒內對車輛的報警狀態進行檢測，並記錄到主存儲器中；如果車輛在報警的狀態下行駛，將被記錄相應分值。
6.根據權利要求4所述的駕駛行為判斷方法，步驟2中，主處理器分別對微傳感器、衛星定位模塊和OBD接口傳來的數據進行比對:當監測到微陀螺儀的角速度持續0.8秒發生變化並結束後，根據角速度計算公式ω=ΦΛ (ω為圓頻率，也叫角速度；Φ為角度；t，時間)得出車輛的方向變化的角度Φ ;再結合從OBD接口獲得的車輛平均行駛速度V，由主處理器判斷車輛的操作情況: a、在15km/h〈v ^ 40km/h 情況下， 當Φ >120度/秒，為掉頭操作； 當30度/秒120度/秒，為危險掉頭操作，記錄分值為(Φ-120)*(ν-40)/1000 ; 當75度/秒90km/h情況下，當Φ>120度/秒時，為極度危險掉頭操作或車輛已經出現事故，記錄分值為2; 當75度/秒<Φ〈120度/秒時，為危險轉彎操作，記錄分值為1.5 ; 當30度/秒<Φ〈75度/秒時，為危險的轉彎操作，記錄分值為(Φ-30)*(ν-90)/1000 ； 當5度/秒l秒，為危險的變道操作，記錄分值為I。
7.根據權利要求4所述的駕駛行為判斷方法，步驟2中，同時根據OBD接口採集本次變道開始時的方向燈開啟情況，如未開啟，則再追加記錄分值I。
8.根據權利要求4所述的駕駛行為判斷方法，步驟2中， 主處理器實時檢測車輛加速度傳感器，加速度傳感器數據為三維坐標下的XYZ三軸方向的三個加速度信號，由此得到沿X、Y、Z三軸方向的加速度值Dx、Dy和Dz;其中Y軸指向車輛前進的方向，X軸指向車輛前進方向沿順時針方向轉270度後的方向，Z軸指向車輛水平位置時的重力加速度方向；Dx、Dy和Dz的值為正時是加速，Dx、Dy和Dz的值為負時是減速；當Dx>0.6g時,為加速過快,記錄分值為(Dx-0.6);當Dx〈-1G時,為減速過快,記錄分值為(1.1- (-Dx))ο
9.根據權利要求4所述的駕駛行為判斷方法，步驟2中還包括，當主處理器通過OBD接口監測到熄火信息時，主處理器同時從衛星定位模塊中獲得當時的速度信息；如果速度^ 5公裡/小時，表明車輛在行駛狀態下熄火，記錄分值為I ;如果速度〈5公裡/小時，表明車輛正常熄火。
10.根據權利要求4所述的駕駛行為判斷方法，步驟3中，當主處理器通過OBD接口監測到ACC OFF的信息時，表明本次 駕駛結束；由主處理器計算本次駕駛的時長，並將本次駕駛行為的所有分值相加，通過無線通信模塊上報到系統平臺中。
【文檔編號】G07C5/08GK103700160SQ201310747372
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月31日 優先權日:2013年12月31日
【發明者】葛曉嘉, 張長慶, 張恆, 王曉, 汪媛媛, 孫燕京, 陳敏, 彭美霞, 胡偉平, 郭嵱, 張傳帥, 陳建, 夏駿, 張龍敏, 甘華, 王鈺, 曹洪梅 申請人:江蘇中寰衛星導航通信有限公司