CN101168358B - 一种用于车辆碰撞/侧翻检测、报警的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于车辆碰撞/侧翻检测、报警的方法及装置，依靠检测故障发生时车辆所受加速度与正常情况下车辆所受加速度的变化量，并根据此变化量发生的持续时间、方向、大小和变化的历史与特征，初步判定可能发生的行驶故障的类型、大小和方向，同时，基于以上所述，综合车辆当前状态和行驶状态历史记录，来分析车辆发生行驶故障的原因和过程，从而实现了对车辆的碰撞/侧翻进行检测、报警，具有安装和实现容易，造价低的特点。本发明装置具有远程报警功能。

Description

一种用于车辆碰撞/侧翻检测、报警的方法及装置

技术领域

本发明属于车辆领域，特别是涉及一种用于车辆碰撞/侧翻检测、报警的方法及装置。

背景技术

随着我国国民经济的快速发展，人民生活水平的大幅提高，我国的车辆数量呈大幅增加之势，车辆的增多一方面给人们的出行带来了极大的方便，另一方面也带来了一些弊端，比如造成交通拥挤等，但更为重要的是，增加了许多的安全隐患，因此，及时地发现和处理行车事故，是保护人民生命财产安全的重要保障。随着科技的进步，现在的车辆上都普遍安装了用于碰撞和侧翻的检测、保护与报警系统，此检测、保护与报警系统通常包含有一加速度传感单元、一车辆状态检测单元、一检测报警控制单元、一信号变送单元、一GPS接收单元、一车辆报警显示单元、一车辆远程报警单元、一远程监控终端，该传统系统被布置并设置成当车辆发生碰撞或侧翻时可以及时进行报警并触发必要的保护机构，以保护车辆内人员安全，同时向远程监控终端发送报警信息，但是，现有的检测、保护与报警系统仍然存在着如下的弊端：一是在现有的系统中，不论是采用机械式加速度传感单元还是机械传动机构检测碰撞和侧翻，各个传感单元或机械传动机构功能单一独立，即可能需要两个或多个传感单元或机械传动机构分别实现碰撞、侧翻、侧向滑行、横向加速度等多种信号检测，安装和实现困难，造价高；二是在现有的系统中，其检测单元对多种的行驶故障进行变送无法实现或实现极其复杂；三是在现有的系统中，其报警单元作为安全保护单元的一个部分，只是将故障信号在故障发生地表达出来，但对于绝大多数情况下，故障发生的现场情况依赖现场目击者汇报。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种用于车辆碰撞/侧翻检测、报警的方法及装置，依靠检测故障发生时车辆所受加速度与正常情况下车辆所受加速度的变化量，并根据此变化量发生的持续时间、方向、大小和变化的历史与特征，初步判定可能发生的行驶故障的类型、大小和方向，同时，基于以上所述，综合车辆当前状态和行驶状态历史记录，分析车辆发生行驶故障的原因和过程，并具有远程报警功能。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于车辆碰撞/侧翻检测、报警的方法，包括如下步骤：

a.检测报警控制单元的CPU中央处理器从ROM存储器中读取预先存储在ROM存储器中并可进行重新设置和修改的报警参数；所述报警参数包括用于判断车辆碰撞的加速度报警大小限值、加速度作用时间限值和用于判断车辆侧翻的与由重力分力产生的加速度大小限值而对应的倾角限值、重力分力加速度作用时间限值；

b.检测报警控制单元的CPU中央处理器判断报警参数的正确性；正确时，转入下一步骤；错误时，显示报警参数设定异常，并将参数恢复至默认值；

c.设备上电后立即启动加速度传感单元；

c1.检测报警控制单元的CPU中央处理器调取由加速度传感单元经信号变送单元输送的加速度传感信号；

c2.检测报警控制单元的CPU中央处理器对加速度传感信号的值是否有超过设定的报警参数值进行判断；没有超过时，则认定加速度传感单元工作正常，转入步骤d；在超过时，继续下一步骤；

c3.检测报警控制单元的CPU中央处理器对是否处于报警状态中进行判断；是处于报警状态，则进入等待；否则，显示加速度传感单元工作异常；

d.启动并检测车辆状态检测单元；

d1.检测报警控制单元的CPU中央处理器调取由车辆状态检测单元经信号变送单元输送的车辆状态信号；

d2.检测报警控制单元的CPU中央处理器判断车辆状态检测单元工作是否正常；检测报警控制单元的CPU中央处理器检测到至少有一个车辆状态信号开启或有效时，则认定车辆状态检测单元工作正常，进入下一步骤；否则，显示车辆状态检测单元工作异常；

e.启动并检测GPS接收单元；

e1.检测报警控制单元的CPU中央处理器接收由GPS接收单元输送的GPS信号；

e2.检测报警控制单元的CPU中央处理器判断GPS接收单元工作是否正常；检测报警控制单元的CPU中央处理器检测到有GPS信号时，则认定GPS接收单元工作正常，进入下一步骤；否则，显示GPS接收单元工作异常；

f.启动并检测远程报警单元；

f1.检测报警控制单元的CPU中央处理器接收通过远程报警单元向远程监控终端发送监控请求，并接收远程监控终端发来的监控提示；

f2.检测报警控制单元的CPU中央处理器判断远程报警单元工作是否正常；检测报警控制单元的CPU中央处理器接收到来自远程监控终端的应答后，则认定远程报警单元工作正常，进入下一步骤；否则，显示远程报警单元工作异常；

g.检测报警控制单元的CPU中央处理器启动周期检测并清空定时器和状态位；

h.进入周期检测，并在设备上电时始终进行，检测报警控制单元的CPU中央处理器判断周期检测的时间是否已到，已到时，进入下一步骤；否则，继续检测；

i.检测报警控制单元的CPU中央处理器将加速度检测值、车辆当前状态和GPS接收数据保存在对应的存储区间内；

j.检测报警控制单元的CPU中央处理器以一定顺序依次对所有方向上的加速度检测值是否超过报警限值进行分别判断；当其中任意一个方向上的加速度检测值超过报警限值时，进入下一步骤；否则，停止此方向报警计时器计时并清零，同时置此方向加速度超过设定值状态无效，并进行下一方向上的检测；

k.检测报警控制单元的CPU中央处理器将此方向状态置有效；

1.如果此方向状态无效，重返步骤h进行下一个方向检测；如果此方向状态有效，检测报警控制单元的CPU中央处理器对此方向上状态位置时间是否超过报警时间限值进行判断；报警计时器的计时时间超过报警时间限值时，CPU中央处理器初步判定车辆有行驶故障，继续下一步骤；否则，重返步骤h；

m.检测报警控制单元的CPU中央处理器综合车辆信息和GPS数据判断车辆是否确切发生了行驶故障；判断为是时，退出检测周期将所有保存的历史数据压缩并发送到远程监控终端，同时，驱动报警显示单元发出声、光、电报警信号；判断为否时，重返步骤h。

所述的加速度传感单元是水平安装在车辆上来检测车辆所受的加速度作用，并可以检测至少两轴四向的加速度，并向信号变送单元发送至少一种机械或接触、电平、脉冲的加速度检测信号。

所述的信号变送单元可以将加速度传感单元的输出信号进行不同方向上或大小的变换、平移、缩放等信号变换，或不同类型信号间的变换。

通过检测车辆所受到的加速度突变的大小、方向和持续时间可以初步判定车辆所发生的行驶故障类型、大小和方向；并综合加速度突变的历史与特征以及当前车辆的各种当前运行状态和行驶状态历史记录，进一步判断车辆所发生的行驶故障类型、大小、方向，以及分析车辆发生行驶故障的原因和过程。

所述的用于判断车辆碰撞的加速度报警限值的初始默认值设定为100m/s²，加速度作用时间限值的初始默认值设定为8μs；所述的用于判断车辆侧翻的由产生重力分力加速度限值而对应的倾角限值的初始默认值设定为与水平面倾侧50°，重力分力加速度作用时间限值的初始默认值设定为150s。

所述的车辆状态检测单元的检测信息包括前车灯、左转向灯、右转向灯、手刹、脚刹、前车门、后车门、电子喇叭、车钥匙、里程脉冲的信号是否开启或有效，这些信息作为判定车辆行驶故障发生的一个依据。

所述的车辆状态的历史记录数据包括车辆的电气信号，时间、位置、速度、行驶方向的信息数据。

所述的GPS接收单元接收的GPS信号包括当前车辆的时间、位置、速度和方向信息，并作为判定车辆行驶故障发生的一个依据。

所述的车辆远程报警单元在报警发生时将报警控制单元保存的压缩历史数据发送到远程监控终端，车辆远程报警单元可以作为无线链路实现与远程监控终端进行通信，远程监控终端可以进行远程操作，设置报警限值参数、查询车辆状态等。

所述的远程监控终端根据故障车辆历史数据分析，判定车辆类型、碰撞或侧翻行驶故障类型、行驶故障原因、行驶故障发生历史记录、车辆目前状态、发生故障的时间和地点，提示监控人员故障发生并协助监控人员进行处理和救援。

一种用于实现前述车辆碰撞/侧翻检测、报警方法的装置，包括：

一加速度传感单元，其单元被设定并布置成检测并输出当前车辆受到的外界或重力加速度，向信号变送单元发送机械或接触、电平、脉冲等各形式的信号；

一车辆状态检测单元，其可以检测车辆当前的状态；

一检测报警控制单元，其作为本发明装置的核心逻辑控制单元，根据各个传感和检测单元的输出，综合GPS接收单元的输出数据判定当前车辆是否发生了碰撞/侧翻行驶故障，并通过车辆远程报警单元向远程监控终端发出报警信息，同时控制单元能够保存行驶故障发生前一段时间内车辆的行驶状态和加速度数据；

一信号变送单元，用于实现不同类型信号间的变换，将加速度传感单元的输出信号变换成报警控制单元可以识别的信号；

一GPS接收单元，能够接收GPS信号以确定车辆当前的时间地点、行驶速度和方向；

一车辆报警显示单元，在车辆发生行驶故障时在当地发出声、光、电报警信号；

一车辆远程报警单元，用于实现和远程监控终端的无线链路通信；

一远程监控终端，为计算机处理系统，用于帮助车辆管理人员及时发现车辆的行驶故障，根据车辆的行驶状态历史记录及时分析车辆故障原因，并及时采取措施和救援；

加速度传感单元、车辆状态检测单元通过信号变送单元与检测报警控制单元相连接；主电源开关/钥匙开关接至检测报警控制单元；GPS接收单元、车辆报警显示单元、车辆远程报警单元分别与检测报警控制单元相连接；车辆远程报警单元通过无线网络连接于远程监控终端。

本发明的用于车辆碰撞/侧翻检测、报警的方法，是基于这样的判断原理，当车辆发生碰撞行驶故障时，在极短时间内，至少有一个方向上的加速度出现远远大于正常行驶时可能出现的最大加速度的加速度突变量，其加速度突变的方向与车辆发生碰撞行驶故障的方向相反。因此，即可以使用以水平放置固定的加速度传感单元检测得到的加速度值，是否有超过设定报警限值时间和大小的加速度出现而初步判定是否发生了碰撞行驶事故及发生碰撞事故的方向。当车辆发生侧翻行驶故障而导致车体倾侧并静止时，由于重力分力的作用，至少有一个方向产生接近并低于一个重力的稳定加速度突变，其加速度突变的方向与车辆发生侧翻行驶故障的方向相同，并且车辆在倾侧后停止不动所以这个加速度是稳定和持续的。换句话说，由于车辆在发生侧翻行驶故障后静止后或在侧翻后短时间内不会出现车辆恢复正常的情况。而在车辆正常行驶时，如车辆的急转，加速和刹车可能出现的大于此设定重力分力大小的加速度不可能稳定持续的维持很长时间。因此，即可以使用随车体倾侧的加速度传感单元检测得到的加速度值，是否有超过设定报警限值时间和大小的加速度来初步判定是否发生了侧翻行驶故障及侧翻发生的方向。

本发明的用于车辆碰撞/侧翻检测、报警的方法，是采用这样的判断逻辑和算法，通过检测车辆所受到的加速度突变的大小、方向和持续时间可以初步判定车辆所发生的行驶故障。或依靠检测伴随故障发生时车辆所受加速度与正常情况下车辆所受加速度的变化量，并根据此变化量发生的持续时间、方向、大小和变化的历史与特征，判定可能发生的行驶故障的类型、大小和方向。如果报警控制单元检测到任一方向由超过碰撞/侧翻报警加速度限值大小和限值时间的加速度突变量出现，则初步判定有碰撞/侧翻行驶故障发生。在不同方向上的加速度被认为是不同的加速度，且当某一方向上出现没有超过报警限值大小和持续时间的加速度突变时，判定此加速度突变为干扰。报警控制单元内置各方向上的碰撞/侧翻报警定时器，可以对加速度突变持续的时间进行检测，并以此作为一个判定发生行驶故障的依据。

本发明的有益效果是，由于采用了依靠检测故障发生时车辆所受加速度与正常情况下车辆所受加速度的变化量，并根据此变化量发生的持续时间、方向、大小和变化的历史与特征，初步判定可能发生的行驶故障的类型、大小和方向，同时，基于以上所述，综合车辆当前状态和行驶状态历史记录，来分析车辆发生行驶故障的原因和过程，从而实现了对车辆的碰撞/侧翻进行检测、报警，具有安装和实现容易，造价低的特点，而且，本发明的方法，可同时记录车辆在发生碰撞/侧翻故障的过程，其中包括位置、速度、方向、车辆状态等，并通过无线网络将报警信号传送到远方监控端，这对与大中型工业用车的碰撞/侧翻故障的及时救援和处理有极其重要的意义。

附图说明

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明；但本发明的一种用于车辆碰撞/侧翻检测、报警的方法及装置不局限于实施例。

图1是本发明的装置的构成框图；

图2是本发明的方法的初始化和初始检测步骤的流程图；

图3是本发明的方法的正常检测循环步骤的流程图；

图4是本发明的方法的远程监控终端对报警信号处理步骤的流程图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的一种用于车辆碰撞/侧翻检测、报警的装置，包括一加速度传感单元1、一车辆状态检测单元2、一检测报警控制单元11、一信号变送单元10、一GPS接收单元4、一车辆报警显示单元5、一车辆远程报警单元6、一远程监控终端7，加速度传感单元1、车辆状态检测单元2通过信号变送单元与检测报警控制单元11相连接；主电源开关/钥匙开关3接至检测报警控制单元11；GPS接收单元4、车辆报警显示单元5、车辆远程报警单元6分别与检测报警控制单元11相连接；车辆远程报警单元6通过无线网络连接于远程监控终端7。

加速度传感单元1，其和静止或行驶车辆一起受到的外界或重力加速度的作用。加速度传感器单元可以是机械式、电子式等传感形式中的一种，其加速度传感单元1应可以检测至少前、后、左和右两轴四向的加速度方向和较大的作用加速度量程，并以电平、脉冲、触发接触等方式向信号变送单元输出稳定可靠的检测信号。其应安装在车辆的驾驶室内或其他可靠位置，并平放固定。

车辆状态检测单元2，其可以检测车辆当前的状态，车辆当前状态包括：前车灯、左转向灯、右转向灯、手刹、脚刹、前车门、后车门、电子喇叭、车钥匙、里程脉冲等信号是否开启或有效。转向灯等闪烁信号或是其他如车灯等稳定电平信号应明确区分表示。

检测报警控制单元11，其作为本发明装置的核心逻辑控制单元，根据各个传感和检测单元的输出，综合GPS接收单元4的输出数据判定当前车辆是否发生了碰撞/侧翻行驶故障，并通过车辆远程报警单元6向远程监控终端7发出报警信息。同时控制单元11能够保存行驶故障发生前一段时间内车辆的行驶状态和加速度数据。

信号变送单元10，用于实现不同类型信号间的变换。信号变送单元10可以将加速度传感单元的输出信号进行不同方向上或大小的变换、平移、缩放等信号变换，或不同类型信号间的变换。

GPS接收单元4，能够接收GPS信号以确定车辆当前的时间地点、行驶速度和方向。

车辆报警显示单元5，在车辆发生行驶故障时在当地发出声、光、电报警信号。

车辆远程报警单元6，用于实现和远程监控终端7的无线链路通信。

远程监控终端7，为计算机处理系统，用于帮助车辆管理人员及时发现车辆的行驶故障，根据车辆的行驶状态历史记录及时分析车辆故障原因，并及时采取措施和救援。在车辆发生行驶故障后，其通过无线链路通信接收到本发明装置的报警信息，并根据信息初步判定车辆类型、碰撞或侧翻行驶故障类型、行驶故障原因、行驶故障发生历史记录、车辆目前状态、发生故障的时间和地点，并以此为根据进行紧急的处理和救援。

本发明的用于车辆碰撞/侧翻检测、报警的方法，是基于下述所描述的判断原理。

当车辆发生碰撞行驶故障时，在极短时间内，至少有一个方向上的加速度出现远远大于20个重力加速度的加速度突变量，其加速度突变的方向与车辆发生碰撞行驶故障的方向相反。因此，即可以使用以水平放置固定的加速度传感单元1检测得到的加速度值，是否有超过设定报警限值时间和大小的加速度出现而初步判定是否发生了碰撞行驶事故及发生碰撞事故的方向。

在一个案例中，车辆以50Km/h的速度向前行驶的过程中，在正前方与静止物体发生碰撞，车辆在碰撞后0.5s的时间内静止，即车辆速度在0.5s的时间内由50Km/h变化到0Km/h，则在碰撞的平均速度突变量为27.78m/s²，方向向后，即车辆在碰撞的过程中，加速度传感单元1随车辆受到方向向后大小为27.78m/s²的平均加速度的冲击。实际测得碰撞持续时间远远小于0.5s，且加速度大小的峰值远远高于平均加速度的水平。

当车辆发生侧翻行驶故障而导致车体倾侧并静止时，由于重力分力的作用，至少有一个方向产生接近并低于一个重力的稳定加速度突变，其加速度突变的方向与车辆发生侧翻行驶故障的方向相同，并且车辆在倾侧后停止不动所以这个加速度是稳定和持续的。换句话说，由于车辆在发生侧翻行驶故障后静止后或在侧翻后短时间内(<120s)不会出现车辆恢复正常的情况。而在车辆正常行驶时，如车辆的急转，加速和刹车可能出现的大于此设定重力分力大小的加速度不可能稳定持续的维持很长时间(>120s)。因此，即可以使用随车体倾侧的加速度传感单元1检测得到的加速度值，是否有超过设定报警限值时间和大小的加速度来初步判定是否发生了侧翻行驶故障及侧翻发生的方向。

在一个案例中，车辆在发生侧翻行驶故障后静止，车体向左与竖直面的倾角为40°，半小时后救援到达并使侧翻车辆恢复正常状态，则以水平放置固定的加速度传感单元1随车体向左侧倾侧并在左侧受到重力的cos40°分力加速度的作用。

下面结合图2、3、4所示，进一步详细说明本发明的一种用于车辆碰撞/侧翻检测、报警的方法，它包括如下步骤。

步骤a.检测报警控制单元的CPU中央处理器11a从ROM存储器11b中读取预先存储在ROM存储器11b中并可进行重新设置和修改的报警参数，如框104所示；所述报警参数包括用于判断车辆碰撞的加速度报警限值、加速度作用时间限值和用于判断车辆侧翻的由产生重力分力加速度限值而对应的倾角限值、重力分力加速度作用时间限值。

在实施步骤a时，是指已将上述报警限值初始值存储在报警控制单元11的ROM存储器11b中，报警限值初始值是由大量试验得到的。经过大量试验，将碰撞报警限值的默认值大小初步设定为100m/s²，并将超过默认报警限值的加速度作用时间设定为8μs。侧翻报警限值的默认值大小设定为与水平面倾侧50°，并将超过默认报警限值的加速度作用时间设定为150s。

在实施步骤a时，也是指装置已上电，如框101所示；并且是在车辆总电源开关打开和车钥匙打开到ACC档位后，本发明装置上电和检测到钥匙打开启动，本发明装置判定车辆可以行驶并进入初始化过程，如框102所示。

步骤b.检测报警控制单元的CPU中央处理器11a判断报警参数的正确性，如框105所示；正确时，转入下一步骤；错误时，显示报警参数设定异常，并将参数恢复至默认值，如框106所示。

框103的流程是默认的车辆行驶故障报警完成和本发明装置发生故障自动恢复的状态和处理过程起始点。

步骤c.启动加速度传感单元1。

步骤c1.检测报警控制单元的CPU中央处理器调取由加速度传感单元1经信号变送单元10输送的加速度传感信号；即启动信号变送单元10，将输入的机械、电平或脉冲等形式的信号转换成报警控制单元11可以接收识别的信号，如框107所示。

步骤c2.检测报警控制单元的CPU中央处理器对加速度传感信号的值是否有超过设定的报警参数值进行判断，如框108所示；没有超过时，则认定加速度传感单元工作正常，转入步骤d，如框111所示；在超过时，继续下一步骤。

步骤c3.检测报警控制单元的CPU中央处理器对是否处于报警状态中进行判断，如框109所示；是处于报警状态，则进入等待；否则，显示加速度传感单元工作异常，如框110所示；此步骤用于车辆行驶故障持续时保持报警状态，避免多次重报，而在车辆行驶故障消失后，装置可以自动进入正常的检测状态。

在启动加速度传感单元1中，由于车辆的正常初始状态应为水平静止状态，因此在本发明装置刚启动时，加速度传感单元1检测到各个方向上的加速度值都应低于所设定的行驶故障报警参数限值，并以此判定车辆的初始状态是否正常。当报警控制单元11检测到加速度传感单元1有信号输出，并且其输出信号所表示的各个方向上的加速度状态值均在碰撞/侧翻报警限值之下，即判定启动加速度传感单元1正常和车辆初始状态正常。

步骤d.启动并检测车辆状态检测单元2。

步骤d1.检测报警控制单元的CPU中央处理器调取由车辆状态检测单元2经信号变送单元10输送的车辆状态信号，如框112所示；即，车辆状态检测单元2开始以每0.1秒的时间间隔检测车辆当前状态并通过信号变送单元10向报警控制单元11输出状态信息。

步骤d2.检测报警控制单元的CPU中央处理器判断车辆状态检测单元工作是否正常，如框113所示；检测报警控制单元的CPU中央处理器检测到至少有一个车辆状态信号开启或有效时，则认定车辆状态检测单元2工作正常，进入下一步骤，如框115所示；否则，显示车辆状态检测单元工作异常，如框114所示；由于至少有电源和车钥匙打开，所以通过此种判定可以检测该单元是否启动正常。

步骤e.启动并检测GPS接收单元4。

步骤e1.检测报警控制单元的CPU中央处理器接收由GPS接收单元输送的GPS信号；报警控制单元11接收GPS接收单元4输出的有效定位数据。

步骤e2.检测报警控制单元的CPU中央处理器判断GPS接收单元工作是否正常；检测报警控制单元的CPU中央处理器检测到有GPS信号时，则认定GPS接收单元工作正常，进入下一步骤，即，当报警控制单元11接收到至少2帧有效的GPS定位数据后，并接收到有效的时间和坐标数据后，即判定GPS接收单元4启动正常，如框116所示；否则，显示GPS接收单元工作异常，如框117所示。

GPS接收单元4在定位后每秒输出一帧有效定位数据、速度和方向数据，报警控制单元11接收定位数据后，将定位信息保存在RAM11c里，并在RAM11c的缓冲区满或有报警产生时保存在ROM11b中。

步骤f.启动并检测远程报警单元6。

步骤f1.检测报警控制单元的CPU中央处理器接收通过远程报警单元6向远程监控终端7发送监控请求，并接收远程监控终端7发来的监控提示。

步骤f2.检测报警控制单元的CPU中央处理器判断远程报警单元工作是否正常，如框118所示；检测报警控制单元的CPU中央处理器接收到来自远程监控终端的应答后，则认定远程报警单元工作正常，进入下一步骤；否则，显示远程报警单元工作异常，如框119所示。

由于本发明装置是在车辆行驶的过程中检测和实施远程行驶故障报警，所以应采用无线链路并可以由GSM、CDMA或无线广域网等无线通信方式实现。无线链路的信号可以覆盖到车辆可能发生故障的地区。

至此，本发明装置即判定加速度传感单元1、当前车辆状态检测单元2、GPS接收单元4和车辆远程报警单元6正常启动，本发明装置即进入正常的检测报警循环程序。

步骤g.检测报警控制单元的CPU中央处理器启动周期检测并清空定时器和状态位，如框201所示；即，将碰撞报警计时器11′和侧翻计时器11″的时间清零。启动和初始化正常，进入正常的检测循环。

框200的流程为周期检测启动状态或处理入口。

步骤h.进入周期检测，检测报警控制单元的CPU中央处理器判断周期检测的时间是否已到，已到时，进入下一步骤；否则，继续检测，如框202所示；启动检测循环后，检测报警控制单元产生每0.1μs到1μs的报警检测循环周期检测。

步骤i.检测报警控制单元的CPU中央处理器将加速度检测值、车辆当前状态和GPS接收数据保存在对应的存储区间内，如框203所示；即，报警控制单元11保存接收加速度传感单元1通过信号变送单元10发送来的加速度检测值和车辆状态检测单元2发送来的车辆状态信息并将检测值保存在报警控制单元11的RAM11c中，并在RAM11c保存区满时，全部保存在ROM11b中。

步骤j.检测报警控制单元的CPU中央处理器对某方向上的加速度检测值是否超过报警限值进行判断，如框204所示；当某方向上的加速度检测值超过报警限值时，进入下一步骤，也可以说是判定车辆受到有超出碰撞报警限值大小的加速度作用或加速度传感单元1受到干扰；否则，停止报警计时器计时并清零，同时置此方向加速度超过设定值状态无效，如框205所示，也就是说此时车辆没有发生碰撞报警，或车辆发生碰撞行驶故障引起的加速度作用停止，或加速度传感单元1受到的干扰波停止，此时停止碰撞报警计时器11′，则停止计时，清零计时时间，并置此方向加速度超过设定值状态无效。

步骤k.检测报警控制单元的CPU中央处理器将此方向状态置有效，如框206所示。如果此时碰撞报警计时器11′关闭，则转到框205的流程启动并清零碰撞报警计时器11′。

上述步骤是对于车辆发生碰撞时的检测和判定，对于车辆发生侧翻时的检测和判定，与上相同。

步骤1.检测报警控制单元的CPU中央处理器对此方向上状态位置时间是否超过报警时间限值进行判断，如框207所示；报警计时器的计时时间超过报警时间限值时，CPU中央处理器初步判定车辆有行驶故障，如框208所示，继续下一步骤；否则，重返步骤h；也就是说，报警控制单元的CPU中央处理器将碰撞报警计时器11′的计时时间与报警控制单元11的RAM11c中保存的碰撞报警限值时间比较，此时如果计时时间超过报警限值时间，则可以初步判定车辆发生了碰撞行驶故障。则关闭碰撞报警计时器11′，立即中断报警检测循环周期并进入碰撞/侧翻行驶故障报警判定。而如果碰撞报警计时器11′已停止且计时时间没有超过限值时间，则报警控制单元11判定加速度传感单元1受到干扰，没有检测到碰撞/侧翻行驶故障。碰撞报警干扰引起的原因可能有多种：如电磁辐射和传导导致的电脉冲干扰等。

对于车辆发生侧翻时的判定与车辆发生碰撞时的判定相同，由于侧翻报警限值的大小设定值较低，因此侧翻报警可能会受到较多的干扰。侧翻报警干扰引起的原因可能有：车辆左向或右向急转，加速或刹车，持续的电平干扰等导致。由上述看出，加速度传感单元1可能受到正常或非正常原因导致的各种干扰，碰撞/侧翻报警限值时间的采用可以有效避免由于干扰导致的错误检测行驶故障情况的发生。因此，报警限值的大小和时间设定应由大量的实际试验进行确定，以使行驶故障检测可靠稳定。

步骤m.检测报警控制单元的CPU中央处理器综合车辆信息和GPS数据判断车辆是否确切发生了行驶故障，如框209所示；判断为是时，退出检测周期将所有保存的历史数据压缩并发送到远程监控终端，如框210所示，同时，驱动报警显示单元发出声、光、电报警信号，如框211所示；判断为否时，重返步骤h。

在本步骤的判断过程中，如果在碰撞行驶故障发生时，车辆的行驶速度大于零且脚刹信号一直有效，则可以判定车辆是在车辆行驶过程中发生了主动的碰撞行驶故障。同理可以判定其他的行驶故障类型。

当报警控制单元11判定车辆发生了行驶故障并触发报警后，在框210的流程中，检测报警控制单元的CPU中央处理器即将RAM11c中的所有数据保存在ROM11b中，并将ROM11b中的数据进行压缩运算，并将最终结果也保存在ROM11b中。

同时，在框211的流程中，报警控制单元11启动远程报警单元6，将压缩后的数据结果向远程监控终端7发送。然后报警控制单元11启动车辆报警显示单元5，在车辆故障发生地产生声、光、电报警信号，向现场驾驶员和周围工作与目击人员发出报警，提请注意。

远程监控终端7在框302、303的流程中连接数据库和网络后，远程监控终端7可以根据接收到的车辆报警数据进行诊断和处理。在框304的流程中检测到有报警信息时，监控终端在框305的流程中先将压缩的报警数据解压缩，以得到车辆在报警发生前一段时间内的历史数据，其中包括：车辆的时间和位置数据，加速度检测数据，车辆状态数据等。这样监控终端就可以在框306的流程中，根据此历史数据判定发生行驶故障的车辆当前的事故地点，历史经过和可能发生故障的原因，发生的故障的类型是碰撞/侧翻行驶故障，发生车辆后的状态等一系列非常有用的信息，可以在框307和框308的流程中帮助远程监控人员及时发现、寻找、处理和分析事故原因等，极大的增加工业车辆的行驶可靠性。

上述实施例仅用来进一步说明本发明的用于车辆碰撞/侧翻检测、报警的方法及装置，但本发明并不局限于实施例，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明技术方案的保护范围内。

Claims (11)

1.一种用于车辆碰撞/侧翻检测、报警的方法，其特征在于：包括如下步骤：

a.检测报警控制单元的CPU中央处理器从ROM存储器中读取预先存储在ROM存储器中并可进行重新设置和修改的报警参数；所述报警参数包括用于判断车辆碰撞的加速度报警大小限值、加速度作用时间限值和用于判断车辆侧翻的与由重力分力产生的加速度大小限值而对应的倾角限值、重力分力加速度作用时间限值；

b.检测报警控制单元的CPU中央处理器判断报警参数的正确性；正确时，转入下一步骤；错误时，显示报警参数设定异常，并将参数恢复至默认值；

c.设备上电后立即启动加速度传感单元；

c1.检测报警控制单元的CPU中央处理器调取由加速度传感单元经信号变送单元输送的加速度传感信号；

c2.检测报警控制单元的CPU中央处理器对加速度传感信号的值是否有超过设定的报警参数值进行判断；没有超过时，则认定加速度传感单元工作正常，转入步骤d；在超过时，继续下一步骤；

c3.检测报警控制单元的CPU中央处理器对是否处于报警状态中进行判断；是处于报警状态，则进入等待；否则，显示加速度传感单元工作异常；

d.启动并检测车辆状态检测单元；

d1.检测报警控制单元的CPU中央处理器调取由车辆状态检测单元经信号变送单元输送的车辆状态信号；

d2.检测报警控制单元的CPU中央处理器判断车辆状态检测单元工作是否正常；检测报警控制单元的CPU中央处理器检测到至少有一个车辆状态信号开启或有效时，则认定车辆状态检测单元工作正常，进入下一步骤；否则，显示车辆状态检测单元工作异常；

e.启动并检测GPS接收单元；

e1.检测报警控制单元的CPU中央处理器接收由GPS接收单元输送的GPS信号；

e2.检测报警控制单元的CPU中央处理器判断GPS接收单元工作是否正常；检测报警控制单元的CPU中央处理器检测到有GPS信号时，则认定GPS接收单元工作正常，进入下一步骤；否则，显示GPS接收单元工作异常；

f.启动并检测远程报警单元；

f1.检测报警控制单元的CPU中央处理器接收通过远程报警单元向远程监控终端发送监控请求，并接收远程监控终端发来的监控提示；

f2.检测报警控制单元的CPU中央处理器判断远程报警单元工作是否正常；检测报警控制单元的CPU中央处理器接收到来自远程监控终端的应答后，则认定远程报警单元工作正常，进入下一步骤；否则，显示远程报警单元工作异常；

g.检测报警控制单元的CPU中央处理器启动周期检测并清空定时器和状态位；

h.进入周期检测，并在设备上电时始终进行，检测报警控制单元的CPU中央处理器判断周期检测的时间是否已到，已到时，进入下一步骤；否则，继续检测；

i.检测报警控制单元的CPU中央处理器将加速度检测值、车辆当前状态和GPS接收数据保存在对应的存储区间内；

j.检测报警控制单元的CPU中央处理器以一定顺序依次对所有方向上的加速度检测值是否超过报警限值进行分别判断；当其中任意一个方向上的加速度检测值超过报警限值时，进入下一步骤；否则，停止此方向报警计时器计时并清零，同时置此方向加速度超过设定值状态无效，并进行下一方向上的检测；

k.检测报警控制单元的CPU中央处理器将此方向状态置有效；

l.如果此方向状态无效，重返步骤h进行下一个方向检测；如果此方向状态有效，检测报警控制单元的CPU中央处理器对此方向上状态位置时间是否超过报警时间限值进行判断；报警计时器的计时时间超过报警时间限值时，CPU中央处理器初步判定车辆有行驶故障，继续下一步骤；否则，重返步骤h；

m.检测报警控制单元的CPU中央处理器综合车辆信息和GPS数据判断车辆是否确切发生了行驶故障；判断为是时，退出检测周期将所有保存的历史数据压缩并发送到远程监控终端，同时，驱动报警显示单元发出声、光、电报警信号；判断为否时，重返步骤h。

2.根据权利要求1所述的一种用于车辆碰撞/侧翻检测、报警的方法，其特征在于：所述的加速度传感单元是水平安装在车辆上来检测车辆所受的加速度作用，并可以检测至少两轴四向的加速度，并向信号变送单元发送至少一种机械或接触、电平、脉冲的加速度检测信号。

3.根据权利要求1所述的一种用于车辆碰撞/侧翻检测、报警的方法，其特征在于：通过检测车辆所受到的加速度突变的大小、方向和持续时间可以初步判定车辆所发生的行驶故障类型、大小和方向；并综合加速度突变的历史与特征以及当前车辆的各种当前运行状态和行驶状态历史记录，进一步判断车辆所发生的行驶故障类型、大小、方向，以及分析车辆发生行驶故障的原因和过程。

4.根据权利要求1所述的一种用于车辆碰撞/侧翻检测、报警的方法，其特征在于：所述的信号变送单元可以将加速度传感单元的输出信号进行不同方向上或大小的变换、平移、缩放等信号变换，或不同类型信号间的变换。

5.根据权利要求1所述的一种用于车辆碰撞/侧翻检测、报警的方法，其特征在于：所述的用于判断车辆碰撞的加速度报警限值的初始默认值设定为100m/s²，加速度作用时间限值的初始默认值设定为8μs；所述的用于判断车辆侧翻的由产生重力分力加速度限值而对应的倾角限值的初始默认值设定为与水平面倾侧50°，重力分力加速度作用时间限值的初始默认值设定为150s。

6.根据权利要求1所述的一种用于车辆碰撞/侧翻检测、报警的方法，其特征在于：所述的车辆状态检测单元的检测信息包括前车灯、左转向灯、右转向灯、手刹、脚刹、前车门、后车门、电子喇叭、车钥匙、里程脉冲的信号是否开启或有效，这些信息作为判定车辆行驶故障发生的一个依据。

7.根据权利要求1所述的一种用于车辆碰撞/侧翻检测、报警的方法，其特征在于：所述的车辆状态的历史记录数据包括车辆的电气信号，时间、位置、速度、行驶方向的信息数据。

8.根据权利要求1所述的一种用于车辆碰撞/侧翻检测、报警的方法，其特征在于：所述的GPS接收单元接收的GPS信号包括当前车辆的时间、位置、速度和方向信息，并作为判定车辆行驶故障发生的一个依据。

9.根据权利要求1所述的一种用于车辆碰撞/侧翻检测、报警的方法，其特征在于：所述的车辆远程报警单元在报警发生时将报警控制单元保存的压缩历史数据发送到远程监控终端，车辆远程报警单元可以作为无线链路实现与远程监控终端进行通信，远程监控终端可以进行远程操作，设置报警限值参数、查询车辆状态等。

10.根据权利要求1所述的一种用于车辆碰撞/侧翻检测、报警的方法，其特征在于：所述的远程监控终端根据故障车辆历史数据分析，判定车辆类型、碰撞或侧翻行驶故障类型、行驶故障原因、行驶故障发生历史记录、车辆目前状态、发生故障的时间和地点，提示监控人员故障发生并协助监控人员进行处理和救援。

11.一种如权利要求1所述的用于实现车辆碰撞/侧翻检测、报警方法的装置，包括：

一加速度传感单元，该单元被设定并布置成检测并输出当前车辆受到的外界或重力加速度，向信号变送单元发送机械或接触、电平、脉冲等各形式的信号；

一车辆状态检测单元，其可以检测车辆当前的状态；

一检测报警控制单元，其作为本发明装置的核心逻辑控制单元，根据各个传感和检测单元的输出，综合GPS接收单元的输出数据判定当前车辆是否发生了碰撞/侧翻行驶故障，并通过车辆远程报警单元向远程监控终端发出报警信息，同时控制单元能够保存行驶故障发生前一段时间内车辆的行驶状态和加速度数据；

一信号变送单元，用于实现不同类型信号间的变换，将加速度传感单元的输出信号变换成报警控制单元可以识别的信号；

一GPS接收单元，能够接收GPS信号以确定车辆当前的时间地点、行驶速度和方向；

一车辆报警显示单元，在车辆发生行驶故障时在车辆所在地发出声、光、电报警信号；

一车辆远程报警单元，用于实现和远程监控终端的无线链路通信；

一远程监控终端，为计算机处理系统，用于帮助车辆管理人员及时发现车辆的行驶故障，根据车辆的行驶状态历史记录及时分析车辆故障原因，并及时采取措施和救援；

加速度传感单元、车辆状态检测单元通过信号变送单元与检测报警控制单元相连接；主电源开关/钥匙开关接至检测报警控制单元；GPS接收单元、车辆报警显示单元、车辆远程报警单元分别与检测报警控制单元相连接；车辆远程报警单元通过无线网络连接于远程监控终端。

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