CN103398723A - 基于gps的危险驾驶检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于GPS的危险驾驶检测系统，设置检验时间，获取重力加速度信息、加速度信息、航向信息；对前进方向向量、垂直方向向量和垂直于车身的车身方向向量进行校验，并创建检测坐标轴；设置单位检测时间、循环检测时间、加速度传感器的采样频率和检测触发值；将单位检测时间内的数据平均切割为若干份基础数据；获取每份基础数据中的各个采样点数据，并获取采样点数据的平均值；获取单位检测时间内基础数据中的最大基础数据；设置加速度阈值持续时间阈值、速度变化阈值和反应时间阈值；判断并反馈危险事件的类型。通过上述方式，本发明基于GPS的危险驾驶检测系统，可以更加精确、及时的检测和汇报驾车过程中的危险事件，更加安全方便。

Description

基于GPS的危险驾驶检测系统

技术领域

本发明涉及车联网及危险驾驶检测领域，特别是涉及一种基于GPS的危险驾驶检测系统。

背景技术

随着乘用车的井喷式增长和驾驶人年龄的年轻化，由危险驾驶导致的车祸越来越多，保险公司行业也急切需要技术手段来体现驾驶人的驾驶习惯来确定他们的保险额度。现今检测危险驾驶的方法是根据车载自动诊断系统（以下简称OBD）和车载总线系统读取速度，加速踏板位置，刹车踏板位置，和转向来检测危险驾驶。

 它有以下缺陷和不足：1、它需要额外的连接线和外围设备。因为它需要连接入车载的总线系统，所以它必须支持KWP2000，LIN,或CAN的总线控制器。2、刹车踏板位置和转向都属于车载总线协议中的参数，而速度和加速踏板位置属于车载自动诊断系统。由于车载自动诊断系统有标准的应用层协议（ISO15031），但是车载总线数据由各个汽车厂商自己定义，所以这个方法不具备通用性，所以人们需要更加满足需求的监测系统。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种基于GPS的危险驾驶检测系统，具有精确度高、便于使用等优点，同时在应用及普及上有着广泛的市场前景。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：

提供了一种基于GPS的危险驾驶检测系统，其步骤包括：在自校验模块中，设置检验时间，获取重力加速度信息；利用加速度传感器获取汽车的加速度信息；利用GPS获取汽车的航向信息；获取汽车前进的前进方向向量和垂直于地面的垂直方向向量；对前进方向向量、垂直方向向量和垂直于车身的车身方向向量进行校验，并创建检测坐标轴；在预检测模块中，设置单位检测时间、循环检测时间、加速度传感器的采样频率和检测触发值；将单位检测时间内的检测数据平均切割为若干份基础数据；获取每份基础数据中的各个采样点数据，并获取采样点数据的平均值；获取单位检测时间内基础数据中的最大基础数据；判断最大基础数据的值是否大于检测触发值的值，并开始进行危险检测；在危险事件检测模块中，设置加速度阈值、超过危险事件阈值的持续时间阈值、整个危险事件的速度变化阈值和从危险事件开始到加速度达到最大值时的反应时间阈值；获取危险事件的开始时间和结束时间的信息；获取在开始时间和结束时间内汽车的实时加速度、实时持续时间、实时速度变化和实时反应时间信息；判断并反馈危险事件的类型。

在本发明一个较佳实施例中，所述对前进方向向量、垂直方向向量和垂直于车身的车身方向向量进行校验，并创建检测坐标轴的具体步骤包括：垂直方向向量校验：在检验时间内，判断加速度的值是否等于重力加速度的值；如果加速度的值等于重力加速度的值，则当前的加速度就是垂直于地面方向向量，并将其设置为检测坐标轴的Z轴；如果加速度的值不等于重力加速度的值，则重新获取垂直方向向量和加速度信息；前进方向向量校验：在检验时间内，如果汽车航向不变，则判断加速度是否增加；如果加速度的值在增加，则相邻两个加速度的差向量即是前进方向向量，并将其设置为检测坐标轴的X轴；如果加速度的值不增加，则重新获取前进方向向量和加速度信息；如果汽车航向改变，则重新对前进方向向量进行校验；车身方向向量校验：在检验时间内，通过垂直方向向量和前进方向向量计算得到垂直于车身的车身方向向量，并将其设置为检测坐标轴的Y轴。

在本发明一个较佳实施例中，所述危险事件的类型包括急刹、急转、急加速和撞车。

在本发明一个较佳实施例中，所述判断并反馈危险事件的类型的具体步骤包括：检测X轴上的信息，当实时加速度的值和实时速度变化的值为负数、加速度阈值的值小于实时加速度的绝对值、持续时间阈值的值小于实时持续时间的值且速度变化阈值的值小于实时速度变化的绝对值时，则判定危险事件的类型是急刹；检测X轴上的信息，当加速度阈值的值小于实时加速度的值、持续时间阈值的值小于实时持续时间的值且速度变化阈值的值小于实时速度变化的值时，则判定危险事件的类型是急加速；检测X轴或Y轴上的信息，当加速度阈值的值小于实时加速度的绝对值、持续时间阈值的值小于实时持续时间的值且反应时间阈值的值小于实时反应时间的值时，则判定危险事件的类型是撞车；检测Y轴上的信息，当加速度阈值的值小于实时加速度的绝对值且持续时间阈值的值小于实时持续时间的值时，则判定危险事件的类型是急转弯。

在本发明一个较佳实施例中，所述判断最大基础数据的值是否大于检测触发值的值，并开始进行危险检测的具体步骤包括：如果最大基础数据的值大于检测触发值的值，则开始进行危险检测；如果最大基础数据的值小于或等于检测触发值的值，则重新获取最大基础数据。

本发明的有益效果是：本发明提供了一种基于GPS的危险驾驶检测系统，可以更加精确、及时的检测和汇报驾车过程中的危险事件，更加安全方便。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1是本发明的基于GPS的危险驾驶检测系统一较佳实施例的流程示意图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，图1是本发明的基于GPS的危险驾驶检测系统一较佳实施例的流程示意图。

本发明实施例包括：

一种基于GPS的危险驾驶检测系统，其步骤包括：在自校验模块中，设置检验时间，获取重力加速度信息；利用加速度传感器获取汽车的加速度信息；利用GPS获取汽车的航向信息；获取汽车前进的前进方向向量和垂直于地面的垂直方向向量；对前进方向向量、垂直方向向量和垂直于车身的车身方向向量进行校验，并创建检测坐标轴。

在预检测模块中，设置单位检测时间、循环检测时间、加速度传感器的采样频率和检测触发值；将单位检测时间内的检测数据平均切割为若干份基础数据；获取每份基础数据中的各个采样点数据，并获取采样点数据的平均值；获取单位检测时间内基础数据中的最大基础数据；判断最大基础数据的值是否大于检测触发值的值，并开始进行危险检测。

所述判断最大基础数据的值是否大于检测触发值的值，并开始进行危险检测的具体步骤包括：如果最大基础数据的值大于检测触发值的值，则开始进行危险检测；如果最大基础数据的值小于或等于检测触发值的值，则重新获取最大基础数据。

例如，利用g表示重力加速度的值，当循环检测时间为30s、采样频率为30HZ、单位检测时间为1s和检测触发值为0.2g时，为了简化处理，预检测的时候对于1s内的检测数据，分割为5个0.2s的基础数据，每个0.2s内有6个采样点，将着6个采样点的值作平均值，然后在分割的5个0.2s基础数据中取最大值，这个值为最大基础数据，其简化了数据点，且能保证1s内检测数据的特征，在最大基础数据的值大于0.2g的时候，开始详细分析30s循环缓冲里面的值并检测事件。

在危险事件检测模块中，设置加速度阈值、超过危险事件阈值的持续时间阈值、整个危险事件的速度变化阈值和从危险事件开始到加速度达到最大值时的反应时间阈值；获取危险事件的开始时间和结束时间的信息；获取在开始时间和结束时间内汽车的实时加速度、实时持续时间、实时速度变化和实时反应时间信息；判断并反馈危险事件的类型。

所述对前进方向向量、垂直方向向量和垂直于车身的车身方向向量进行校验，并创建检测坐标轴的具体步骤包括：

垂直方向向量校验：在检验时间内，判断加速度的值是否等于重力加速度的值；如果加速度的值等于重力加速度的值，则当前的加速度就是垂直于地面方向向量，并将其设置为检测坐标轴的Z轴；如果加速度的值不等于重力加速度的值，则重新获取垂直方向向量和加速度信息；

前进方向向量校验：在检验时间内，如果汽车航向不变，则判断加速度是否增加；如果加速度的值在增加，则相邻两个加速度的差向量即是前进方向向量，并将其设置为检测坐标轴的X轴；如果加速度的值不增加，则重新获取前进方向向量和加速度信息；如果汽车航向改变，则重新对前进方向向量进行校验；

车身方向向量校验：在检验时间内，通过垂直方向向量和前进方向向量计算得到垂直于车身的车身方向向量，并将其设置为检测坐标轴的Y轴。

举例来说：1)垂直方向向量校验：连续10s，加速度不变化且加速度的模长为重力加速度g，则这个加速度就为垂直方向向量，即为检测坐标轴的Z轴。

2)前进方向向量校验：连续10s，汽车方向不变（GPS航向），且10s内加速度传感器检测到加速度且速度增加（GPS 速度），则加速度的后一秒的向量减去前一秒向量的向量为汽车前进方向向量，即为检测坐标轴的X轴,由于坐标轴各个轴都是互相垂直的，则可计算出车身方向向量,即为Y轴。

所述危险事件的类型包括急刹、急转、急加速和撞车等。

所述判断并反馈危险事件的类型的具体步骤包括：

检测X轴上的信息，当实时加速度的值和实时速度变化的值为负数、加速度阈值的值小于实时加速度的绝对值、持续时间阈值的值小于实时持续时间的值且速度变化阈值的值小于实时速度变化的绝对值时，则判定危险事件的类型是急刹；

检测X轴上的信息，当加速度阈值的值小于实时加速度的值、持续时间阈值的值小于实时持续时间的值且速度变化阈值的值小于实时速度变化的值时，则判定危险事件的类型是急加速；

检测X轴或Y轴上的信息，当加速度阈值的值小于实时加速度的绝对值、持续时间阈值的值小于实时持续时间的值且反应时间阈值的值小于实时反应时间的值时，则判定危险事件的类型是撞车；

检测Y轴上的信息，当加速度阈值的值小于实时加速度的绝对值且持续时间阈值的值小于实时持续时间的值时，则判定危险事件的类型是急转弯。

本发明从加速度中提炼并设置了四个重要参数：1、加速度阈值（peak），2、超过事件阈值的持续时间阈值（Time-trigger），3、整个事件的速度变化阈值（delta-V），即是所有加速度累加和，4、从事件开始到加速度达到最大值的反应时间阈值（Rise-Time）。

要计算这四个关键参数，首先必须确认事件开始时刻和结束时刻，设置开始和结束时刻的判断条件为：在0.5s内所有采样点计算方向轴小于0.15g，当确定开始时刻和结束时刻，以上四个参数都在这一时间段内计算：

1、 急刹：只需要检测X轴上的信息，当peak<0.3g，Time-trigger<0.2s,

delta-V<5mph,Rise-Time没有要求，且实时加速度阈值为-0.3g、实时速度变化为-0.5mph时，就判定为急刹；

2、 急加速：只需要检测X轴上的信息，peak<0.2g,Time-trigger<1s,

delta-V<5mph,Rise-Time没有要求，就判定为急加速；

3、 撞车：只需要检测X轴或Y轴上的信息,peak<0.5g,Time-trigger<0.15,delta-V没有要求，Rise-Time<0.5s，就判定为撞车；

4、急转弯：只需要检测Y轴上的信息，peak<0.35g,Time-trigger<0.25,delta-V没有要求，Rise-Time没有要求，就判定为急转弯。

本发明基于GPS的危险驾驶检测系统的有益效果是：可以更加精确、及时的检测和汇报驾车过程中的危险事件，更加安全方便。 

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种基于GPS的危险驾驶检测系统，其特征在于，步骤包括：

在自校验模块中，设置检验时间，获取重力加速度信息；

利用加速度传感器获取汽车的加速度信息；

利用GPS获取汽车的航向信息；

获取汽车前进的前进方向向量和垂直于地面的垂直方向向量；

对前进方向向量、垂直方向向量和垂直于车身的车身方向向量进行校验，并创建检测坐标轴；

在预检测模块中，设置单位检测时间、循环检测时间、加速度传感器的采样频率和检测触发值；

将单位检测时间内的检测数据平均切割为若干份基础数据；

获取每份基础数据中的各个采样点数据，并获取采样点数据的平均值；

获取单位检测时间内基础数据中的最大基础数据；

判断最大基础数据的值是否大于检测触发值的值，并开始进行危险检测；

在危险事件检测模块中，设置加速度阈值、超过危险事件阈值的持续时间阈值、整个危险事件的速度变化阈值和从危险事件开始到加速度达到最大值时的反应时间阈值；

获取危险事件的开始时间和结束时间的信息；

获取在开始时间和结束时间内汽车的实时加速度、实时持续时间、实时速度变化和实时反应时间信息；

判断并反馈危险事件的类型。

2.根据权利要求1所述的基于GPS的危险驾驶检测系统，其特征在于，所述对前进方向向量、垂直方向向量和垂直于车身的车身方向向量进行校验，并创建检测坐标轴的具体步骤包括：

垂直方向向量校验：在检验时间内，判断加速度的值是否等于重力加速度的值；

如果加速度的值等于重力加速度的值，则当前的加速度就是垂直于地面方向向量，并将其设置为检测坐标轴的Z轴；

如果加速度的值不等于重力加速度的值，则重新获取垂直方向向量和加速度信息；

前进方向向量校验：在检验时间内，如果汽车航向不变，则判断加速度是否增加；

如果加速度的值在增加，则相邻两个加速度的差向量即是前进方向向量，并将其设置为检测坐标轴的X轴；

如果加速度的值不增加，则重新获取前进方向向量和加速度信息；

如果汽车航向改变，则重新对前进方向向量进行校验；

车身方向向量校验：在检验时间内，通过垂直方向向量和前进方向向量计算得到垂直于车身的车身方向向量，并将其设置为检测坐标轴的Y轴。

3.根据权利要求1所述的基于GPS的危险驾驶检测系统，其特征在于，所述危险事件的类型包括急刹、急转、急加速和撞车。

4.根据权利要求1所述的基于GPS的危险驾驶检测系统，其特征在于，所述判断并反馈危险事件的类型的具体步骤包括：

检测X轴上的信息，当实时加速度的值和实时速度变化的值为负数、加速度阈值的值小于实时加速度的绝对值、持续时间阈值的值小于实时持续时间的值且速度变化阈值的值小于实时速度变化的绝对值时，则判定危险事件的类型是急刹；

检测X轴上的信息，当加速度阈值的值小于实时加速度的值、持续时间阈值的值小于实时持续时间的值且速度变化阈值的值小于实时速度变化的值时，则判定危险事件的类型是急加速；

检测X轴或Y轴上的信息，当加速度阈值的值小于实时加速度的绝对值、持续时间阈值的值小于实时持续时间的值且反应时间阈值的值小于实时反应时间的值时，则判定危险事件的类型是撞车；

检测Y轴上的信息，当加速度阈值的值小于实时加速度的绝对值且持续时间阈值的值小于实时持续时间的值时，则判定危险事件的类型是急转弯。

5.根据权利要求1所述的基于GPS的危险驾驶检测系统，其特征在于，所述判断最大基础数据的值是否大于检测触发值的值，并开始进行危险检测的具体步骤包括：

如果最大基础数据的值大于检测触发值的值，则开始进行危险检测；

如果最大基础数据的值小于或等于检测触发值的值，则重新获取最大基础数据。