一種通過gps速度自動計算車輛脈衝係數的方法及裝置的製作方法

2023-09-20 08:58:45 2

專利名稱：一種通過gps速度自動計算車輛脈衝係數的方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及GPS汽車行駛記錄儀，具體涉及一種GPS汽車行駛記錄儀的車載設備中車輛脈衝係數自動計算、匹配和糾錯的方法及裝置。
背景技術：
中國汽車及交通運輸行業市場的飛速發展及其對綜合信息服務、安全預防管理的需要，為GPS汽車行駛記錄儀的綜合信息服務市場提供了巨大的發展空間和機遇。其中，GPS汽車行駛記錄儀的安裝作為重要環節，其安裝過程中的車輛脈衝係數計算成為GPS汽車行駛記錄儀需要解決的關鍵問題。其中，車輛脈衝係數定義在《GB/T19056-2012汽車行駛記錄儀》國家標準中定義為車速傳感器在車輛行駛Ikm距離過程中產生的脈衝信號個數。現有GPS汽車行駛記錄儀的車輛脈衝係數值一般是通過人工操作輸入的方式一是根據車輛出廠標有的參數，通過菜單界面人工輸入車輛脈衝係數值；二是通過人工跑車測算，根據車輛裡程表裡程和跑車過程累計的脈衝數來人工計算後輸入車輛脈衝係數值。以上方法存在很多缺點一是由於不同車型或品牌的車輛脈衝係數值都是不一樣的，在安裝GPS汽車行駛記錄儀車載設備時，需要人工一一計算後輸入車輛脈衝係數值，安裝效率低，大大增加人工安裝費用；二是由於需要人工操作輸入車輛脈衝係數值，對設備安裝人員技術要求有所提高，從而增加人力成本；三是需要跑車測算後計算車輛脈衝係數值，人工跟車跑車，無法集中安裝，浪費時間的同時，也影響車輛正常運營，引起車主強烈牴觸心理；四是實際應用中，當GPS汽車行駛記錄儀受到外界強大電磁幹擾和射頻幹擾時，難免存在參數丟失情況，此時需要人工再次到現場計算輸入車輛脈衝係數，增加設備維護成本；五是車輛車輪維修更換，車輪直徑參數有可能變化，需要重新測算輸入車輛脈衝係數。為此，一些車輛脈衝係數自動測算方法開始出現，例如一篇申請日為2008. 03. 18、申請號為201210079620. X的發明專利，公開了一種導航系統，該導航E⑶包括通過軟體處理構成的距離測量部、距離係數計算部、車輛方位計算部、當前位置計算部、定位精度計算部、攝像機使用模式判定部、尾部攝像機電源控制部、後方監視視頻顯示部、圖像識別部、攝像機使用模式切換部、偏移電壓修正部、道路特殊地點判定部、交叉點間距離計算部、道路脫離判定部、停車場出入口判定部、行駛道路判定部以及地圖畫面生成部等。距離測量部根據從各種傳感器中包含的車速傳感器獲得的車速脈衝信息，利用距離係數計算部所計算出的車速脈衝係數，測量車輛的行駛距離。該距離測量部所測量出的行駛距離，作為距離信息傳送到距離係數計算部及當前位置計算部。為了將車速脈衝信息轉換成實際的行駛距離，距離係數計算部基於當前位置計算部所計算出的自身的當前位置，計算表示車輪旋轉一周所前進的距離的車速脈衝係數。該距離係數計算部所計算出的車速脈衝係數，傳送到距離測量部及交叉點間距離計算部。但是，上述申請號為201210079620. X的發明專利上通篇主要解決技術問題是通過車載攝像頭和各傳感器來提高定位精度，並非自動計算和校正車輛脈衝係數，因此上述發明專利並沒有提到具體的車速脈衝係數的具體計算方法；另外，其車速脈衝係數的修正是通過基於交叉點間距離與地圖信息做比較，判斷是否存在差異，未提出明確的判斷比較方法，其是否可實施以及是否獲得良好的修正效果均有待考證。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是，提供一種通過GPS速度自動計算車輛脈衝係數的方法及裝置，通過GPS汽車行駛記錄儀內置GPS衛星定位模塊輸出的速度數據和記錄儀統計的脈衝數來自動計算車輛脈衝係數，能夠自動計算、匹配和校正車輛脈衝係數，從而提高通過車輛脈衝係數計算車輛行駛速度和行駛裡程的精度，避免由於車輛脈衝係數值偏差導致車輛行駛速度和行駛裡程統計結果的錯誤。
為了解決上述技術問題，本發明所採用的思路是GPS汽車行駛記錄儀中集成了GPS衛星定位模塊、脈衝檢測傳感器、車輛啟動信號檢測傳感器等模塊。其中，GPS汽車行駛記錄儀內部集成有GPS衛星定位模塊，因此可以實時獲取經緯度、速度、方向等位置信息數據，由於GPS衛星定位模塊在不同衛星信號和車輛行駛速度情況下，輸出速度具有一定誤差，因此，為提高車輛脈衝係數的計算精度，需要選取精度高的參數，可首先選定符合一定條件的時間段，然後獲得該時間段內每秒行駛速度和秒脈衝數，進而計算出車輛脈衝係數。具體的，在車輛行駛過程中，GPS汽車行駛記錄儀不斷匹配查找符合條件的時間段，緩存根據GPS衛星定位模塊每秒輸出的速度數據(秒速度)，利用脈衝檢測傳感器不斷檢測每秒鐘車輛輸出脈衝數，並緩存這個時間段秒速度和秒脈衝數，最後根據緩存的秒速度、秒脈衝數和行駛時間按照公式計算出車輛脈衝係數。本發明的技術方案具體如下，一種通過GPS速度自動計算車輛脈衝係數的方法，包括以下步驟
步驟I :在車輛行駛過程中，GPS汽車行駛記錄儀查找符合下述判定條件的時間段T :在該時間段T內，根據GPS衛星定位模塊輸出的速度計算行駛裡程的誤差不大於1% ；
步驟2 :在步驟I查找到的時間段T中，獲取並緩存該時間段內GPS衛星定位模塊每秒輸出的速度數據，記為秒速度，記錄為VI、V2、…、Vt，單位為m/s ;同時利用脈衝檢測傳感器不斷檢測該時間段T內每秒車輛輸出脈衝數，記為秒脈衝數，並緩存這個時間段T的秒脈衝數，記錄為PU P2、…、Pt，單位為個；根據以下公式計算出車輛脈衝係數R :
R=(1000*P)/L ；
其中，該車輛脈衝係數R的單位為個/公裡，L為該時間段T內累計行駛裡程，即該時間段T內所有秒行駛距離的累加和，L=Vl*t+V2*t+…+Vt*t，t=ls ;P為該時間段T內累計脈衝數，即該時間段T內所有秒脈衝數的累加和，P=P1+P2+…Pt。其中，由於檢測精度的原因，車輛的實際行駛速度與GPS衛星定位模塊輸出的速度(簡稱GPS速度)具有一定的誤差，同時，車輛在不同速度值情況下，GPS速度與實際行駛速度的誤差不一樣，如速度處於I至20公裡/小時，誤差為2%，而當速度在20至50公裡/小時，誤差可能為1%。因此作為一個進一步的方案，步驟2中還包括對速度進行修正的過程將速度按大小區間值劃分為n個等級，將不同等級下的GPS速度誤差係數記為Ex，每一個等級誤差記錄為El、E2、…、En，誤差定義為Ex=(實際行駛速度-GPS速度)/GPS速度，(Ex這個值是可以有正負的)；那麼該時間段T內累計行駛裡程L的計算公式如下
L=Vl* (1+Ex)*t +V2* (1+Ex)*t + …+Vt* (1+Ex) *t，t=ls。
步驟3 :對步驟2得到的車輛脈衝係數R進行檢驗和校正，具體包括以下步驟 步驟31 :在車輛運行過程中，獲取並緩存GPS衛星定位模塊每秒輸出的速度數據，記為
GPS速度Vg，則每秒的GPS速度Vg記錄為Vgl、Vg2、…、Vgt ;根據車輛脈衝係數R和脈衝傳感器檢測的秒脈衝數P計算車輛每秒行駛速度，將通過該方式獲得的每秒行駛速度記為脈衝速度Vp，則每秒的脈衝速度Vp記錄為Vpl、Vp2、…、Vpt，脈衝速度Vp計算公式為計算車輛脈衝係數R的反過程=Vp= (1000XP) /R，P為秒脈衝數；
步驟32 :計算每一個抽樣時間段Tc的GPS速度的平均速度，將通過該方式計算得出的平均速度記為GPS平均速度Val，Val=L/Tc，其中L是將每秒GPS速度按照計算公式L=Vgl*t+ Vg2*t +…+ Vgt*t，t=ls，計算得到的行駛裡程；計算每一個抽樣時間段的脈衝速度的平均速度，將通過該方式計算得出的平均速度記為脈衝平均速度Va2，Va2= (Vpl+Vp2+…+Vpt)/Tc ;同步驟2—樣，為了得到更精確的結果，該步驟中的行駛裡程L是使用修正後的每秒GPS速度來計算的，GPS速度修正過程如下將速度按大小區間值劃分為n個等級，將 不同等級下的GPS速度誤差係數記為Ex，每一個等級誤差記錄為El、E2、…、En，誤差定義為Ex=(實際行駛速度-GPS速度)/GPS速度；則行駛裡程L計算公式如下L=Vgl* (1+Ex)*t + Vg2* (1+Ex)*t +…+ Vgt* (1+Ex) *t, t=ls ;
步驟33 :對GPS平均速度Val與脈衝平均速度Va2進行抽樣比較，將抽樣段數記為Ne，Ne為自然數，Nc>l,當然Ne的取值越大越好，即抽樣次數越多，其比較結果越精確；將抽樣的GPS平均速度Val記為WalpValfValyValfc ;將抽樣的脈衝平均速度Va2記為Va2i、Va22... Va2c... Va2Nc ；
步驟 34 :分別計算 Valp Val2-Valc-ValNc 和 Va2i、Va2f Va2y Va2N。之間的誤差值EpEfEyE1^Ec= I Valc - Va2c I / Valc, I ^ Ne;判斷誤差值是否合理，過程如下如果滿足EC>A的數目大於預設值Nx，0〈A〈1 (例如A可設為3%)，I彡Nx彡Ne (例如Nx可設為Nc/2)，則該車輛脈衝係數R不符合要求，表示當前的車輛脈衝係數R出錯，則清除參數區中車輛脈衝係數R，返回步驟I重新匹配計算車輛脈衝係數；否則表示該車輛脈衝係數R符合要求。作為一個進一步的技術方案，步驟I中根據GPS衛星定位模塊輸出的速度計算行駛裡程的誤差不大於1%的具體判定條件如下該車輛處於已啟動狀態，該車輛處於已定位狀態，GPS衛星定位模塊的定位模式為3D定位，GPS信號處於良好狀態，車輛處於行駛狀態。其中，判斷GPS信號是否處於良好狀態的標準包括如果同時滿足可用衛星數量不小於4顆，且各衛星信噪比大於25，位置精度因子、水平精度因子和垂直精度因子均小於10，則判定GPS信號處於良好狀態，否則表不GPS信號狀態不好。另外，上述步驟中，時間段T的長度的選擇由累計行駛裡程L或者累計行駛時間來決定當累計行駛裡程L=N，N為預先設定的一個整數，單位為公裡，例如令N=2，則當累計行駛裡程L等於兩公裡時，所需要的時間即為時間段T ;或者當累計行駛時間=M，M為預先設定的一個整數，單位為分鐘，例如令M=5，則5分鐘即為時間段。一種通過GPS速度自動計算車輛脈衝係數的裝置，包括以下單元
查找時間段單元在車輛行駛過程中，GPS汽車行駛記錄儀查找符合下述判定條件的時間段T :在該時間段T內，根據GPS衛星定位模塊輸出的速度計算行駛裡程的誤差不大於1% ；車輛脈衝係數計算單元在查找時間段單元中查找到的時間段T中，獲取並緩存該時間段內GPS衛星定位模塊每秒輸出的速度數據，記為秒速度，記錄為VI、V2、…、Vt，單位為m/s ;同時利用脈衝檢測傳感器不斷檢測該時間段T內每秒車輛輸出脈衝數，記為秒脈衝數，並緩存這個時間段T的秒脈衝數，記錄為PU P2、…、Pt，單位為個；根據以下公式計算出車輛脈衝係數R :
R=(1000*P)/L ；
其中，該車輛脈衝係數R的單位為個/公裡，L為該時間段T內累計行駛裡程，即該時間段T內所有秒行駛距離的累加和，L=Vl*t+V2*t+…+Vt*t，t=ls ;P為該時間段T內累計脈衝數，即該時間段T內所有秒脈衝數的累加和，P=P1+P2+…Pt。該車輛脈衝係數計算單元還包括對速度進行修正的修正單元該修正單元將速度 按大小區間值劃分為n個等級，將不同等級下的GPS速度誤差係數記為Ex，每一個等級誤差記錄為El、E2、…、En，誤差定義為Ex=(實際行駛速度-GPS速度)/GPS速度；那麼該時間段T內累計行駛裡程L的計算公式如下
L=Vl* (1+Ex)*t +V2* (1+Ex)*t + …+Vt* (1+Ex) *t, t=ls。還包括檢驗校正單元，對車輛脈衝係數計算單元計算得到的車輛脈衝係數R進行檢驗和校正。所述檢驗校正單元執行以下步驟
步驟31 :在車輛運行過程中，獲取並緩存GPS衛星定位模塊每秒輸出的速度數據，記為GPS速度Vg，則每秒的GPS速度Vg記錄為Vgl、Vg2、…、Vgt ;根據車輛脈衝係數R和脈衝傳感器檢測的秒脈衝數P計算車輛每秒行駛速度，將通過該方式獲得的每秒行駛速度記為脈衝速度Vp，則每秒的脈衝速度Vp記錄為Vpl、Vp2、…、Vpt，脈衝速度Vp計算公式為計算車輛脈衝係數R的反過程=Vp= (1000 XP) /R，P為秒脈衝數；
步驟32 :計算每一個抽樣時間段Tc的GPS速度的平均速度，將通過該方式計算得出的平均速度記為GPS平均速度Val，Val=L/Tc，其中L是將每秒GPS速度按照計算公式L=Vgl*t+ Vg2*t +…+ Vgt*t，t=ls，計算得到的行駛裡程；計算每一個抽樣時間段的脈衝速度的平均速度，將通過該方式計算得出的平均速度記為脈衝平均速度Va2，Va2=(Vpl+Vp2+…+Vpt)/Tc ；
步驟33 :對GPS平均速度Val與脈衝平均速度Va2進行抽樣比較，將抽樣段數記為Ne，Ne為自然數，Nc>l ;將抽樣的GPS平均速度Val記為Wal^Valf Vale…ValN。；將抽樣的脈衝平均速度Va2記為WaZpVaZfVaZyVaSi ；
步驟 34 :分別計算 Valp Val2-Valc-ValNc 和 Va2i、Va2f Va2y Va2N。之間的誤差值EpEfEyE1^Ec= I Valc - Va2c I /Valc, I ^ C ^ Ne;判斷誤差值是否合理，過程如下如果滿足Ee>A的數目大於預設值Nx，0〈A〈l，I ^ Nx ^ Ne，則該車輛脈衝係數R不符合要求，表示當前的車輛脈衝係數R出錯，則清除參數區中車輛脈衝係數R，返回步驟I重新匹配計算車輛脈衝係數；否則表示該車輛脈衝係數R符合要求。其中，步驟32中的行駛裡程L是使用修正後的每秒GPS速度來計算的，GPS速度修正過程如下將速度按大小區間值劃分為n個等級，將不同等級下的GPS速度誤差係數記為Ex，每一個等級誤差記錄為El、E2、…、En，誤差定義為Ex=(實際行駛速度-GPS速度)/GPS 速度；則行駛裡程 L 計算公式如下:L=Vgl* (1+Ex)*t + Vg2* (1+Ex)*t +...+ Vgt*(1+Ex)氺t，t=ls0
本發明的一種根據GPS速度自動計算車輛脈衝係數的方法及裝置，詳細介紹了車輛脈衝係數自動計算原理和過程；並具體提出了對車輛脈衝係數R進行檢驗和校正的處理方法，具有可靠性強，判斷精確；具有以下優點一是GPS汽車行駛記錄儀可以自動計算更新車輛脈衝係數，無需人工輸入和跑車測算，不同車型都可以適用，提高安裝效率，降低GPS汽車行駛記錄儀人工安裝費用；二是無需人工參與計算，降低對安裝工人技術要求；三是無需人工跟車跑車測算，車輛可以集中安裝，提高安裝效率，大大降低對車輛正常運營影響，形成良好的客戶口碑；四是實際應用中，當GPS汽車行駛記錄儀中的車輛脈衝係數丟失或者車輪直徑參數發生變化後，會自動重新計算校正車輛脈衝係數，無需人工到現場維護，降低產品維護成本，提高產品競爭力；五是能夠自動計算、匹配和校正車輛脈衝係數，並對步驟2和步驟3計算公式中所需要用到的速度進行修正，計算得出的車輛脈衝係數精準度高，從而提高通過車輛脈衝係數計算車輛行駛速度和行駛裡程的精度。本發明實現簡單，實用性強，穩定可靠。


圖I是本發明的實施例的硬體系統框 圖2是本發明的車輛脈衝係數計算流程；
圖3是本發明的查找符合判定條件的時間段的流程 圖4是本發明的車輛行駛過程中數據計算示意 圖5是本發明的車輛脈衝係數的抽樣數據示意 圖6是本發明的車輛脈衝係數校驗的流程圖。
具體實施例方式現結合附圖和具體實施方式
對本發明進一步說明。 如圖I所示，本發明的一個應用實例是一個由GPS汽車行駛記錄儀、車輛傳感器系統和GPS中心服務系統組成GPS綜合信息服務系統，GPS汽車行駛記錄儀安裝於車輛上，其與GPS中心服務系統之間通過GPRS進行業務數據通信，並與車輛傳感器系統建立通信連接。其中，GPS汽車行駛記錄儀能夠採集車輛傳感器信號。其中，GPS汽車行駛記錄儀是一個安裝在車輛上的主機設備，包含了微處理器、存儲器RAM、Flash、車輛傳感器系統(車輛脈衝採集模塊)、車輛信號採集模塊、移動通信模塊和GPS衛星定位模塊等；主要起到行動網路無線數據通信、GPS衛星定位和車輛傳感器信號採集等功能。GPS中心服務系統是一個基於伺服器的應用軟體，用於接收、解析和處理GPS汽車行駛記錄儀上傳的數據，分析數據，生成報表，同時可以遠程監控、遙控、配置GPS汽車行駛記錄儀。車輛傳感器系統是安裝在車輛上的各種傳感器系統，對外提供了脈衝檢測傳感器、車輛啟動信號檢測傳感器等接口，其他電控設備可通過傳感器線與車輛傳感器系統對接，實現車輛信號數據採集。GPS衛星定位模塊在不同衛星信號和車輛行駛速度情況下，輸出速度具有一定誤差，因此，如圖2所示，本發明的方法中，首先需要選定符合條件的時間段，此時GPS衛星定位模塊輸出的經緯度、速度、方向等位置信息數據比較精確，因此根據累計每秒GPS速度和秒脈衝數計算得出車輛脈衝係數值就比較精確。通過實際跑車測試驗證，不同速度值下的GPS速度誤差都是不一樣的，因此可以將速度值進行分等級，得出每一個等級下的誤差係數，經過誤差係數校正後的GPS速度的誤差在1%以內，可以滿足實際應用要求，即在GPS速度的誤差在1%以內的該段時間內，根據GPS速度計算行駛裡程的精度比較高。具體的，本發明的一種通過GPS速度自動計算車輛脈衝係數的方法如下
步驟I :在車輛行駛過程中，GPS汽車行駛記錄儀匹配符合下述判定條件的時間段(記錄為T，單位為秒)在該時間段T內，GPS衛星定位模塊輸出的經緯度、速度、方向等位置信息數據比較精確，因此根據GPS速度和秒脈衝數計算得出車輛脈衝係數就比較精確。通過實際跑車測試驗證，根據GPS速度計算行駛裡程的誤差在1%以內，可以滿足實際應用要求；具體的，如圖3所示，其判定條件如下
步驟11 :利用車輛啟動信號傳感器檢測車輛是否已啟動，系統正常運行時不斷檢測車輛啟動信號線，如果檢測到車輛未啟動，表示不滿足條件，則返回；如果車輛已啟動，則跳到步驟12 ；
步驟12 :GPS汽車行駛記錄儀設備內部集成有GPS衛星定位模塊，因此可以實時獲取位置信息，通過GPS位置信息數據可以判斷GPS衛星定位模塊是否已定位，如果未定位表示不滿足條件，則返回；如果已定位則跳到步驟13 ；
步驟13 :GPS汽車行駛記錄儀設備內部集成有GPS衛星定位模塊，因此可以實時獲取位置信息，通過GPS位置信息數據可以判斷GPS衛星定位模塊定位模式是否為3D定位，如果未處於3D定位，表示不滿足條件，則返回；如果是3D定位則跳到步驟14 ；
步驟14 :GPS汽車行駛記錄儀設備內部集成有GPS衛星定位模塊，因此可以實時獲取位置信息，通過GPS位置信息數據可以判斷GPS信號情況，必須滿足條件可用衛星數要4顆及以上，且各顆衛星信噪比大於25，位置精度因子(PD0P)、水平精度因子(HDOP)和垂直精度因子(VDOP)小於10 ;滿足以上條件表示GPS信號良好，獲取的GPS速度信息比較精準，跳到步驟15 ;否則表示GPS信號狀態不好，不滿足條件，返回；
步驟15 :GPS汽車行駛記錄儀設備內部集成有GPS衛星定位模塊，通過GPS位置信息數據可以獲取當前車輛行駛速度，當車輛行駛速度大於一定速度(如5公裡/小時)，表示車輛處於行駛狀態，滿足條件，返回；否則表示不滿足條件，返回。步驟2 :如圖4所示，在符合上述判定條件的時間段T(單位為秒)中，GPS汽車行駛記錄儀的微處理器(MCU)獲取並緩存該時間段內GPS衛星定位模塊每秒輸出的速度數據，記為秒速度，記錄為V1、V2、…、Vt,單位為m/s ;不同等級下的GPS速度誤差係數,記為Ex,將速度分為n個等級，那麼每一個等級誤差記錄為E1、E2、…、En，誤差定義為Ex=(實際行駛速度-GPS速度)/GPS速度，單位為％ ;同時利用脈衝檢測傳感器不斷檢測該時間段T內每秒車輛輸出脈衝數，記為秒脈衝數，並緩存這個時間段T的秒脈衝數，記錄為P1、P2、…、Pt，單位為個；根據以下公式計算出車輛脈衝係數R(單位個/公裡)，並將車輛脈衝係數R值存儲到參數存儲區
R=(1000*P)/L ；
其中，L為該時間段T內累計行駛裡程，即該時間段T內所有秒行駛距離的累加和，L=Vl* (1+Ex)*t +V2* (1+Ex)*t + …+Vt* (1+Ex) *t, t=ls ;P 為該時間段 T 內累計脈衝數，即該時間段T內所有秒脈衝數的累加和，P=P1+P2+…Pt。另外，公式中的1000是為了將累計行駛裡程L的單位(米)換算為千米而設的，因此本領域的技術人員也可以採用如下做法直接將秒行駛距離LI、L2、…、Lt等的單位換算為千米，則此時公式變為R=P/L。還有 ，時間段T的長度可以由車輛累計行駛裡程達到2公裡來確定，當車輛符合判定條件行駛過程中，車輛累計行駛裡程達到2公裡時間長度；時間段長度也可以由車輛累計行駛時間來確定，當車輛符合判定條件行駛過程中，車輛累計行駛時間長度達到5分鐘；二者符合一個條件就可以。步驟3 :對步驟2得到的車輛脈衝係數R進行檢驗和校正在車輛運行過程中，根據車輛脈衝係數R和秒脈衝數，就可以計算出車輛行駛裡程和行駛速度，將根據車輛脈衝係數R和秒脈衝數計算出來的車輛行駛速度記為脈衝速度，將脈衝速度與GPS速度抽樣比較，計算其誤差值E，如果誤差值E過大(例如大於預設的閾值A)，則重新匹配計算車輛脈衝係數R，誤差閾值A可定義為3%
如圖5所示，抽樣比較，為了避免秒時間邊界誤差和脈衝檢測邊界誤差，定義了抽樣點、抽樣時間段Tc和抽樣段數Ne ;抽樣點為每秒鐘採集的GPS速度和每秒鐘根據脈衝係數計算的脈衝速度，抽樣時間段定義為由多個連續抽樣點組成抽樣段的時間寬度，抽樣段數定義為需要抽樣的段數，抽樣時間寬度可取值10秒，抽樣段數可取值5。如圖6所示，具體條件判斷處理流程如下
步驟31 :判斷參數存儲區車輛脈衝係數R值是否存在，有存在則跳到步驟33，不存在則跳到步驟32 ；
步驟32 :按照步驟I所述的本發明的通過GPS速度自動計算車輛脈衝係數R的方法，計算車輛脈衝係數R，跳到步驟33 ；
步驟33 :按照步驟14中的條件，判定當前車輛行駛狀態和GPS衛星狀態等是否滿足條件，滿足則跳到步驟34，否則返回；本步驟中的條件與計算車輛脈衝係數時的判斷條件一樣，在該條件下GPS衛星定位模塊輸出的經緯度、速度、方向等位置信息數據比較精確，因此根據累計每秒GPS速度和脈衝數計算得出脈衝係數值就比較精確；
步驟34 :在車輛運行過程中，獲取並緩存GPS衛星定位模塊每秒輸出的速度數據，記為GPS速度Vg ;則每秒的GPS速度Vg記錄為Vgl、Vg2、…、Vgt ;根據車輛脈衝係數R和脈衝傳感器檢測的秒脈衝數P計算車輛每秒行駛速度，將通過該方式獲得的每秒行駛速度記為脈衝速度Vp，則每秒的脈衝速度Vp記錄為Vpl、Vp2、…、Vpt,脈衝速度Vp計算公式為計算車輛脈衝係數R的反過程Vp= (1000XP)/R，P為秒脈衝數；然後在一個抽樣段的抽樣起始時間隨機開始抽樣，開始抽樣後連續採集一個抽樣時間段所需抽樣點個數(以下簡稱為抽樣點數)並緩存，然後判斷緩存的抽樣點數是否已達到一個抽樣時間段所需抽樣點個數，未達到則跳到步驟33，繼續採樣抽樣點；已達到則生成一個抽樣時間段數據，即緩存該段每秒的脈衝速度Vp和GPS速度Vg，抽樣段數加I，並判斷抽樣段數是否已足夠，未夠則跳到步驟33，繼續採樣抽樣點；已足夠則跳到35 ；
步驟35 :計算每一個抽樣時間段Tc的GPS速度的平均速度，將通過該方式計算得出的平均速度記為GPS平均速度Val，Val=L/Tc，其中L是根據修正後的每秒GPS速度計算得出的行駛裡程，每秒GPS速度修正過程同步驟2 :將速度按大小區間值劃分為n個等級，將不同等級下的GPS速度誤差係數記為Ex，每一個等級誤差記錄為El、E2、…、En，誤差定義為Ex=(實際行駛速度-GPS速度)/GPS速度。則行駛裡程L計算公式如下L=Vgl* (1+Ex)*t+ Vg2* (1+Ex)*t +...+ Vgt* (1+Ex) *t, t=ls ;計算每一個抽樣時間段的脈衝速度的平均速度，將通過該方式計算得出的平均速度記為脈衝平均速度Va2，Va2= (Vpl+Vp2+…+Vpt)/Tc ； 步驟36 :對GPS平均速度Val與脈衝平均速度Va2進行抽樣比較，將抽樣段數記為Ne，Ne為自然數，Nc>l,當然Ne的取值越大越好，即抽樣次數越多，其比較結果越精確；將抽樣的GPS平均速度Val記為WalpVal^ValyVali ;將抽樣的脈衝平均速度Va2記為Va2i、Va22*** Va2c*** Va2Nc ；
步驟 37 :分別計算 Val^ Val2-Valc-ValNc 和 Va2i、Va2f Va2y Va2N。之間的誤差值EpEfEyE1^Ec= I Valc - Va2c I /Valc, I ^ C ^ Ne;判斷誤差值是否合理，過程如下如果滿足Ee>A的數目大於預設值Nx，0〈A〈l，I ^ Nx ^ Ne，則該車輛脈衝係數R不符合要求，表示當前的車輛脈衝係數R出錯，則清除參數區中車輛脈衝係數R，返回步驟I重新匹配計算車輛脈衝係數；否則表示該車輛脈衝係數R符合要求。其中，A的選取和Nx的選取根據人為設定，例如設A為3%，設Nx為Nc/2。一種通過GPS速度自動計算車輛脈衝係數的裝置，包括查找時間段單元、車輛脈衝係數計算單元和檢驗校正單元。其中，查找時間段單元在車輛行駛過程中，GPS汽車行駛記錄儀查找符合下述判定條件的時間段T :在該時間段T內，根據GPS衛星定位模塊輸出的速度計算行駛裡程的誤差不大於1% ；
車輛脈衝係數計算單元在查找時間段單元中查找到的時間段T中，獲取並緩存該時間段內GPS衛星定位模塊每秒輸出的速度數據，記為秒速度，記錄為VI、V2、…、Vt，單位為m/s ;同時利用脈衝檢測傳感器不斷檢測該時間段T內每秒車輛輸出脈衝數，記為秒脈衝數，並緩存這個時間段T的秒脈衝數，記錄為PU P2、…、Pt，單位為個；根據以下公式計算出車輛脈衝係數R :
R=(1000*P)/L ；
其中，該車輛脈衝係數R的單位為個/公裡，L為該時間段T內累計行駛裡程，即該時間段T內所有秒行駛距離的累加和，L=Vl*t+V2*t+…+Vt*t，t=ls ;P為該時間段T內累計脈衝數，即該時間段T內所有秒脈衝數的累加和，P=P1+P2+…Pt。該車輛脈衝係數計算單元還包括對速度進行修正的修正單元該修正單元將速度按大小區間值劃分為n個等級，將不同等級下的GPS速度誤差係數記為Ex，每一個等級誤差記錄為El、E2、…、En，誤差定義為Ex=(實際行駛速度-GPS速度)/GPS速度；那麼該時間段T內累計行駛裡程L的計算公式如下
L=Vl* (1+Ex)*t +V2* (1+Ex)*t + …+Vt* (1+Ex) *t, t=ls。檢驗校正單元，對車輛脈衝係數計算單元計算得到的車輛脈衝係數R進行檢驗和校正。所述檢驗校正單元執行以下步驟
步驟a :在車輛運行過程中，獲取並緩存GPS衛星定位模塊每秒輸出的速度數據，記為GPS速度Vg，則每秒的GPS速度Vg記錄為Vgl、Vg2、…、Vgt ;根據車輛脈衝係數R和脈衝傳感器檢測的秒脈衝數P計算車輛每秒行駛速度，將通過該方式獲得的每秒行駛速度記為脈衝速度Vp，則每秒的脈衝速度Vp記錄為Vpl、Vp2、…、Vpt，脈衝速度Vp計算公式為計算車輛脈衝係數R的反過程=Vp= (1000 XP) /R，P為秒脈衝數；
步驟b :計算每一個抽樣時間段Tc的GPS速度的平均速度，將通過該方式計算得出的平均速度記為GPS平均速度Val，Val=L/Tc，其中L是將每秒GPS速度按照計算公式L=Vgl*t+ Vg2*t +…+ Vgt*t，t=ls，計算得到的行駛裡程；計算每一個抽樣時間段的脈衝速度的平均速度，將通過該方式計算得出的平均速度記為脈衝平均速度Va2，Va2=(Vpl+Vp2+…+Vpt)/Tc ；
步驟c :對GPS平均速度Val與脈衝平均速度Va2進行抽樣比較，將抽樣段數記為Ne，Ne為自然數，Nc>l ;將抽樣的GPS平均速度Val記為Wal^Valf Vale…ValN。；將抽樣的脈衝平均速度Va2記為WaZpVaZfVaZyVaSi ；
步驟d :分別計算Val1JalfValfValfc和VaSpVaS2"* Va2yVa2N。之間的誤差值 E^EyEN。，Ec= I Valc - Va2c I /Valc, I ^ C ^ Ne;判斷誤差值是否合理，過程如下如果滿足Ee>A的數目大於預設值Nx，0〈A〈1，I ^ Nx ^ Ne,則該車輛脈衝係數R不符合要求，表示當前的車輛脈衝係數R出錯，則清除參數區中車輛脈衝係數R，返回步驟I重新匹配計算車輛脈衝係數；否則表示該車輛脈衝係數R符合要求。其中，步驟b中的行駛裡程L是使用修正後的每秒GPS速度來計算的，GPS速度修正過程如下將速度按大小區間值劃分為n個等級，將不同等級下的GPS速度誤差係數記為Ex，每一個等級誤差記錄為El、E2、…、En，誤差定義為Ex=(實際行駛速度-GPS速度)/GPS 速度；則行駛裡程 L 計算公式如下:L=Vgl* (1+Ex)*t + Vg2* (1+Ex)*t +...+ Vgt*(1+Ex)氺t，t=ls0在實際應用中，GPS汽車行駛記錄儀安裝在各種各類車輛上，正常運行情況下將不斷採集位置信息數據，根據車輛脈衝係數和秒脈衝數計算車輛的行駛速度和行駛裡程，將採集到的數據打包通過GPRS通信網絡上傳到GPS中心服務系統，供伺服器GPS智能分析生成報表，以達到車輛遠程監控管理目的，從而體現出車輛脈衝係數的重要性。當車輛脈衝係數未設置或者誤差過大時，採用本發明的一種通過GPS速度自動計算車輛脈衝係數的方法及裝置，自動計算並更新車輛脈衝係數，為GPS汽車行駛記錄儀功能應用提供基礎保障。儘管結合優選實施方案具體展示和介紹了本發明，但所屬領域的技術人員應該明白，在不脫離所附權利要求書所限定的本發明的精神和範圍內，在形式上和細節上可以對本發明做出各種變化，均為本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種通過GPS速度自動計算車輛脈衝係數的方法，其特徵在於包括以下步驟 步驟I :在車輛行駛過程中，GPS汽車行駛記錄儀查找符合下述判定條件的時間段T :在該時間段T內，根據GPS衛星定位模塊輸出的速度計算行駛裡程的誤差不大於1% ； 步驟2 :在步驟I查找到的時間段T中，獲取並緩存該時間段內GPS衛星定位模塊每秒輸出的速度數據，記為秒速度，記錄為VI、V2、…、Vt，單位為m/s ;同時利用脈衝檢測傳感器不斷檢測該時間段T內每秒車輛輸出脈衝數，記為秒脈衝數，並緩存這個時間段T的秒脈衝數，記錄為PU P2、…、Pt，單位為個；根據以下公式計算出車輛脈衝係數R :R=(1000*P)/L ； 其中，該車輛脈衝係數R的單位為個/公裡，L為該時間段T內累計行駛裡程，即該時間段T內所有秒行駛距離的累加和，L=Vl*t+V2*t+…+Vt*t，t=ls ;P為該時間段T內累計脈衝數，即該時間段T內所有秒脈衝數的累加和，P=P1+P2+…Pt。
2.根據權利要求I所述的通過GPS速度自動計算車輛脈衝係數的方法，其特徵在於步驟2中還包括對速度進行修正的過程將速度按大小區間值劃分為n個等級，將不同等級下的GPS速度誤差係數記為Ex，每一個等級誤差記錄為E1、E2、…、En，誤差定義為Ex=(實際行駛速度-GPS速度)/GPS速度；那麼該時間段T內累計行駛裡程L的計算公式如下L=Vl* (1+Ex)*t +V2* (1+Ex)*t + …+Vt* (1+Ex) *t, t=ls。
3.根據權利要求I所述的通過GPS速度自動計算車輛脈衝係數的方法，其特徵在於還包括步驟3 :對步驟2得到的車輛脈衝係數R進行檢驗和校正。
4.根據權利要求3所述的通過GPS速度自動計算車輛脈衝係數的方法，其特徵在於所述步驟3具體包括 步驟31 :在車輛運行過程中，獲取並緩存GPS衛星定位模塊每秒輸出的速度數據，記為GPS速度Vg，則每秒的GPS速度Vg記錄為Vgl、Vg2、…、Vgt ;根據車輛脈衝係數R和脈衝傳感器檢測的秒脈衝數P計算車輛每秒行駛速度，將通過該方式獲得的每秒行駛速度記為脈衝速度Vp，則每秒的脈衝速度Vp記錄為Vpl、Vp2、…、Vpt，脈衝速度Vp計算公式為計算車輛脈衝係數R的反過程=Vp= (1000XP) /R，P為秒脈衝數； 步驟32 :計算每一個抽樣時間段Tc的GPS速度的平均速度，將通過該方式計算得出的平均速度記為GPS平均速度Val，Val=L/Tc，其中L是將每秒GPS速度按照計算公式L=Vgl*t+ Vg2*t +…+ Vgt*t，t=ls，計算得到的行駛裡程；計算每一個抽樣時間段的脈衝速度的平均速度，將通過該方式計算得出的平均速度記為脈衝平均速度Va2，Va2=(Vpl+Vp2+…+Vpt)/Tc ； 步驟33 :對GPS平均速度Val與脈衝平均速度Va2進行抽樣比較，將抽樣段數記為Ne，Ne為自然數，Nc>l ;將抽樣的GPS平均速度Val記為Wal^Valf Vale…ValN。；將抽樣的脈衝平均速度Va2記為WaZpVaZfVaZyVaSi ； 步驟 34 :分別計算 Valp Val2-Valc-ValNc 和 Va2i、Va2f Va2y Va2N。之間的誤差值EpEfEyE1^Ec= I Valc - Va2c I /Valc, I ^ C ^ Ne;判斷誤差值是否合理，過程如下如果滿足Ee>A的數目大於預設值Nx，0〈A〈l，I ^ Nx ^ Ne，則該車輛脈衝係數R不符合要求，表示當前的車輛脈衝係數R出錯，則清除參數區中車輛脈衝係數R，返回步驟I重新匹配計算車輛脈衝係數；否則表示該車輛脈衝係數R符合要求。
5.根據權利要求4所述的通過GPS速度自動計算車輛脈衝係數的方法，其特徵在於步驟32中的行駛裡程L是使用修正後的每秒GPS速度來計算的，GPS速度修正過程如下將速度按大小區間值劃分為n個等級，將不同等級下的GPS速度誤差係數記為Ex，每一個等級誤差記錄為El、E2、…、En，誤差定義為Ex=(實際行駛速度-GPS速度)/GPS速度；則行駛裡程 L 計算公式如下:L=Vgl* (1+Ex)*t + Vg2* (1+Ex)*t +...+ Vgt* (1+Ex)*t, t=ls。
6.根據權利要求I所述的通過GPS速度自動計算車輛脈衝係數的方法，其特徵在於步驟I中根據GPS衛星定位模塊輸出的速度計算行駛裡程的誤差不大於1%的具體判定條件如下該車輛處於已啟動狀態，該車輛處於已定位狀態，GPS衛星定位模塊的定位模式為3D定位，GPS信號處於良好狀態，車輛處於行駛狀態。
7.—種通過GPS速度自動計算車輛脈衝係數的裝置，其特徵在於包括以下單元 查找時間段單元在車輛行駛過程中，GPS汽車行駛記錄儀查找符合下述判定條件的時間段T :在該時間段T內，根據GPS衛星定位模塊輸出的速度計算行駛裡程的誤差不大於1% ； 車輛脈衝係數計算單元在查找時間段單元中查找到的時間段T中，獲取並緩存該時間段內GPS衛星定位模塊每秒輸出的速度數據，記為秒速度，記錄為VI、V2、…、Vt，單位為m/s ;同時利用脈衝檢測傳感器不斷檢測該時間段T內每秒車輛輸出脈衝數，記為秒脈衝數，並緩存這個時間段T的秒脈衝數，記錄為PU P2、…、Pt，單位為個；根據以下公式計算出車輛脈衝係數R :R=(1000*P)/L ;其中，該車輛脈衝係數R的單位為個/公裡，L為該時間段T內累計行駛裡程，即該時間段T內所有秒行駛距離的累加和，L=Vl*t+V2*t+…+Vt*t，t=ls ；P為該時間段T內累計脈衝數，即該時間段T內所有秒脈衝數的累加和，P=P1+P2+…Pt。
8.根據權利要求7所述的通過GPS速度自動計算車輛脈衝係數的裝置，其特徵在於車輛脈衝係數計算單元還包括對速度進行修正的修正單元該修正單元將速度按大小區間值劃分為n個等級，將不同等級下的GPS速度誤差係數記為Ex，每一個等級誤差記錄為E1、E2、…、En，誤差定義為Ex=(實際行駛速度-GPS速度)/GPS速度；那麼該時間段T內累計行駛裡程L的計算公式如下L=Vl* (1+Ex)*t +V2* (1+Ex)*t + …+Vt* (1+Ex) *t, t=ls。
9.根據權利要求7所述的通過GPS速度自動計算車輛脈衝係數的裝置，其特徵在於還包括檢驗校正單元，對車輛脈衝係數計算單元計算得到的車輛脈衝係數R進行檢驗和校正。
10.根據權利要求9所述的通過GPS速度自動計算車輛脈衝係數的裝置，其特徵在於所述檢驗校正單元執行以下步驟 步驟31 :在車輛運行過程中，獲取並緩存GPS衛星定位模塊每秒輸出的速度數據，記為GPS速度Vg，則每秒的GPS速度Vg記錄為Vgl、Vg2、…、Vgt ;根據車輛脈衝係數R和脈衝傳感器檢測的秒脈衝數P計算車輛每秒行駛速度，將通過該方式獲得的每秒行駛速度記為脈衝速度Vp，則每秒的脈衝速度Vp記錄為Vpl、Vp2、…、Vpt，脈衝速度Vp計算公式為計算車輛脈衝係數R的反過程=Vp= (1000XP) /R，P為秒脈衝數； 步驟32 :計算每一個抽樣時間段Tc的GPS速度的平均速度，將通過該方式計算得出的平均速度記為GPS平均速度Val，Val=L/Tc，其中L是通過每秒GPS速度計算得到的行駛裡程；計算每一個抽樣時間段的脈衝速度的平均速度，將通過該方式計算得出的平均速度記為脈衝平均速度Va2，Va2= (Vpl+Vp2+…+Vpt)/Tc ;行駛裡程L是使用修正後的每秒GPS速度來計算的，GPS速度修正過程如下將速度按大小區間值劃分為n個等級，將不同等級下的GPS速度誤差係數記為Ex，每一個等級誤差記錄為El、E2、…、En，誤差定義為Ex=(實際行駛速度-GPS速度)/GPS速度；則行駛裡程L計算公式如下L=Vgl* (1+Ex)*t + Vg2*(1+Ex)*t +...+ Vgt* (1+Ex) *t, t=ls ; 步驟33 :對GPS平均速度Val與脈衝平均速度Va2進行抽樣比較，將抽樣段數記為Ne，Ne為自然數，Nc>l ;將抽樣的GPS平均速度Val記為Wal^Valf Vale…ValN。；將抽樣的脈衝平均速度Va2記為WaZpVaZfVaZyVaSi ； 步驟 34 :分別計算 Valp Val2-Valc-ValNc 和 Va2i、Va2f Va2y Va2N。之間的誤差值EpEfEyE1^Ec= I Valc - Va2c I /Valc, I ^ C ^ Ne;判斷誤差值是否合理，過程如下 如果滿足Ee>A的數目大於預設值Nx，0〈A〈l，I ^ Nx ^ Ne，則該車輛脈衝係數R不符合要求，表示當前的車輛脈衝係數R出錯，則清除參數區中車輛脈衝係數R，返回步驟I重新匹配計算車輛脈衝係數；否則表示該車輛脈衝係數R符合要求。
全文摘要
本發明涉及GPS汽車行駛記錄儀。本發明的一種通過GPS速度自動計算車輛脈衝係數的方法及裝置，該方法包括步驟1查找符合判定條件的時間段T；步驟2在步驟1查找到的時間段T中，保存該時間段T的秒速度，以及這個時間段T的秒脈衝數；根據以下公式計算出車輛脈衝係數RR=(1000*P)/L；其中，L為該時間段T內累計行駛裡程，即該時間段T內所有秒行駛距離的累加和，L=L1+L2+…Lt；P為該時間段T內累計脈衝數，即該時間段T內所有秒脈衝數的累加和，P=P1+P2+…Pt。本發明應用於對GPS汽車行駛記錄儀的車輛脈衝係數自動計算、匹配和糾錯，計算得出的車輛脈衝係數精確度高，從而提高通過車輛脈衝係數計算車輛行駛速度和行駛裡程的精度。
文檔編號G01C23/00GK102980589SQ20121048875
公開日2013年3月20日 申請日期2012年11月27日 優先權日2012年11月27日
發明者葉德焰, 賴榮東, 李基勇, 陳挺, 陳餘菲 申請人:廈門雅迅網絡股份有限公司