CN106935032B - 一种车载定位终端数据上传方法和系统 - Google Patents

一种车载定位终端数据上传方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种车载定位终端数据上传方法和系统，方法包括以下步骤：获取车辆的定位数据；通过加速度传感器获取车辆横向的加速度值，其中，横向指与车辆行驶方向相垂直的方向；将加速度值与预设的加速度阈值进行比较，当加速度值的绝对值大于加速度阈值时，计算加速度持续时间；将加速度持续时间与预设的时间阈值进行比较，当加速度持续时间达到预设的时间阈值时，上传定位数据。本发明很好地解决了在车辆定位监控中上传轨迹连贯性差、不平滑、监控实时性较差的问题。

Description

一种车载定位终端数据上传方法和系统
技术领域
本发明涉及车载定位监控技术领域，特别是涉及一种车载定位终端数据上传方法和系统。
背景技术
车载终端监控系统，是具有对车辆行驶速度、位置、时间、里程进行记录存储，并通过无线网络将数据上传到平台以实现对车辆的实时监控、行驶轨迹回放查看等功能的系统。目前的车载终端大都采用定时、定距两者之一或同时采用这两种方式触发数据储存和上传。
定时上传数据，其缺点是，当车辆运行速度快或拐弯多时，上传轨迹连贯性差，不平滑。定距上传数据，其缺点是，当车辆运行速度慢时会出现较长时间无法监控到车辆的问题。同时采用定时和定距上传数据能弥补定时高速时轨迹稀疏问题和定距低速时无数据上报问题。但上述三种GPS(Global Positioning System，全球定位系统)数据上报方式均存在车辆定位监控中轨迹跟道路产生跳点、监控实时性较差的问题。
发明内容
基于此，有必要针对车辆定位监控中轨迹跟道路产生跳点、监控不够实时的问题，提供一种车载定位终端数据上传的方法，包括以下步骤：
获取车辆的定位数据；
通过加速度传感器获取车辆横向的加速度值，其中，横向指与车辆行驶方向相垂直的方向；
将所述加速度值与预设的加速度阈值进行比较，当加速度值的绝对值大于加速度阈值时，计算加速度持续时间；
将所述加速度持续时间与预设的时间阈值进行比较，当加速度持续时间达到预设的时间阈值时，上传所述定位数据。
一种车载定位终端数据上传系统，包括：
第一获取模块，用于获取车辆的定位数据；
第二获取模块，用于通过加速度传感器获取车辆横向的加速度值，其中，横向指与车辆行驶方向相垂直的方向；
比较模块，用于将所述加速度值与预设的加速度阈值进行比较，当加速度值的绝对值大于加速度阈值时，计算加速度持续时间；
上传模块，用于将所述加速度持续时间与预设的时间阈值进行比较，当加速度持续时间达到预设的时间阈值时，上传所述定位数据。
上述车载定位终端数据上传方法和车载定位终端数据上传系统，很好地解决了在车辆定位监控中上传轨迹连贯性差、不平滑、监控实时性较差的问题。
附图说明
图1为本发明一个实施例的车载定位终端数据上传方法的流程图；
图2为本发明另一个实施例的车载定位终端数据上传方法的流程图；
图3为本发明拐弯时上传定位数据的方法流程图；
图4为本发明加速度持续时间计算方法的程序流程图；
图5为本发明车载定位终端数据上传系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
如图1所示，本发明提供一种车载定位终端数据上传方法，可包括以下步骤：
S11：获取车辆的定位数据；
S12：通过加速度传感器获取车辆横向的加速度值，其中，横向指与车辆行驶方向相垂直的方向；
S13：将所述加速度值与预设的加速度阈值进行比较，当加速度值的绝对值大于加速度阈值时，计算加速度持续时间；
S14：将所述加速度持续时间与预设的时间阈值进行比较，当加速度持续时间达到预设的时间阈值时，上传所述定位数据。
对于步骤S11，车辆的定位数据可以根据固定的采样频率，如1Hz，来获取；对于步骤S12，加速度传感器可获取车辆行驶时多个方向的加速度值，若此时车辆向正北方向行驶，则横向指的是正东或正西方向；加速度值可正可负，为正时代表与预设正方向相同的方向，为负时代表与预设正方向相反的方向；对于步骤S13和S14，预设的时间阈值可为多个，不同的弯道类型对应的时间阈值各不相同。
通过上述方式，很好地解决了在城市道路上，在车辆行驶的拐点处对车辆的实时监控，使定位数据轨迹趋于平滑，轨迹点分布与道路趋于一致。同时还有效地控制了上传的数据量，在保证使用效果的前提下，节省了数据上传流量，降低了数据上传的成本。
在一个具体实施例中，车载终端的加速度传感器可以按照一定频率采集车辆行驶加速度，一般加速度传感器可以采集X，Y，Z三个方向的加速度信号，其中Y轴可指向车辆前进的方向，X轴可指向车辆前进方向沿顺时针方向转270度后的方向，Z轴可指向车辆水平位置时的重力加速度方向。本发明可以考虑车辆横向方向即X轴的加速度值Xi；Xi值为正时是左转，Xi的值为负时是右转。车辆在转弯时，车身会受到向左或向右的横向加速度，横向位移差S△满足公式：S△＝a*T2，其中a为T时间内的平均加速度。本发明是通过检测加速度传感器X轴方向(车身横向)数值的变化，判断车辆当前的转向状态，根据持续时间，形成数据存储上传的触发条件。
进一步地，如图2所示，可根据加速度持续时间判断拐弯状态，并上传数据。
当所述加速度持续时间达到预设的时间阈值时，上传所述定位数据，具体包括以下步骤：
当所述加速度持续时间达到第一时间阈值T1时，上传一次定位数据；当所述加速度持续时间达到第二时间阈值T2时，再次上传定位数据；当所述加速度持续时间达到第三时间阈值T3时，再次上传定位数据，并从第三时间开始，每隔第四时间阈值T4上传一次定位数据；所述第一时间阈值小于第二时间阈值，所述第二时间阈值小于第三时间阈值，且所述第四时间阈值小于第三时间阈值。
通过加速度持续时间判断拐弯状态，可以对于大量T型路口、十字路口、弯道、U型转弯处等节点对车辆进行实时监控，不同的弯道采用不同的定位数据上传策略，很好地解决了在不同转弯处等节点对车辆的实时监控。
在一个实施例中，城市道路宽度可以是3.5米，车辆变道时，向左或右移动的位移差S△均值也可以是3.5米。根据公式：S△＝a*T2，可以取第一时间阈值T1＝2秒，即在2秒的时间内，车辆向左或向右的位移差大于或等于3.5米，则认为是变道或小弯。T1的取值跟车辆的行驶速度有关，当车辆在低速行驶时(比如小于12km/h)，T1时间可相应增大，这样平均加速度值会更小。低速时变道可通过定时监控实现数据上传。
在另一个实施例中，车辆行驶路线转变达到了90度或以上。一般可将速度控制在20-40km/h之间甚至更低，以确保行车安全，路口转弯至少需要行驶跨越2条以上车道的距离。此情况已经包含上一个实施例，从实际情况和数据流量控制考虑，可取第二时间阈值T2＝5秒，这一时间后触发位置存储上传，足以反映车辆的行驶方向。已经超过了上一个实施例所描述的车道变换时的位移差。
在另一个实施例中，在多车道路口左转、环岛、导向分流车道时，车辆会持续转弯，此情况已经包含了上两个实施例。可根据T1、T2的值，取第三时间阈值T3＝T2+ΔT，在一个实施例中，ΔT可取4，在另一个实施例中，第四时间阈值可取T4＝5，以控制数据流量。
所述的车载定位终端数据上传方法，其特征在于，还可包括以下步骤：
获取车辆的行驶时间，当所述行驶时间达到预设时间时，上传定位数据；和/或获取车辆的行驶距离，当所述行驶距离达到预设距离时，上传定位数据。
预设时间可以为30秒；预设距离可以为500米。
在上传定位数据之后，还包括以下步骤：将车辆的行驶时间清零；和/或车辆的行驶距离清零。例如，如果只获取车辆的行驶时间，并只在所述行驶时间达到预设时间时上传定位数据，在上传定位数据之后，可以将车辆的行驶时间清零。又例如，如果只获取车辆的行驶距离，并只在所述行驶距离达到预设距离时上传定位数据，在上传定位数据之后，可以将车辆的行驶距离清零。如果既获取了车辆的行驶时间，又获取了车辆的行驶距离，在上传定位数据之后，可以同时将车辆的行驶时间和行驶距离清零。
在一个具体的实施例中，车辆速度不管快还是慢，都能通过加速度传感器判断车辆转向状态，并上传定位数据。如图3所示，还可结合定时、定距条件上传车辆定位数据，使平台数据轨迹趋于平滑，轨迹点分布与道路趋于一致，同时还有效地控制了上传的数据量。其中，定距计算方式可以是根据车辆实时速度(取自车辆的CAN总线或脉冲传感器或定位模块的速度数据)与车辆行驶时间计算出来的移动距离。
在上传定位数据之后，还可包括以下步骤：将车辆的行驶时间清零；和/或车辆的行驶距离清零。避免了重复上传的问题，节省了数据上传流量。
所述的车载定位终端数据上传方法中，所述计算加速度持续时间，具体可包括以下步骤：
获取当前采样周期t时间内的加速度，并和前n个采样周期nt的加速度求平均值，得到平均加速度Ap；计算所述平均加速度值Ap大于加速度阈值M的第一时间Tx和所述平均加速度值Ap小于加速度阈值M的第二时间Ty；当所述平均加速度Ap大于加速度阈值M时，若第二时间Ty大于零且小于n个采样周期nt且第一时间Tx大于第二时间Ty，将第一时间Tx、第二时间Ty以及当前一个采样周期t的和当作加速度持续时间，并将第二时间Ty清零，否则把当前一个采样周期t以及第一时间Tx的和当作加速度持续时间，并将第二时间Ty清零；其中，所述持续时间为预设的采样周期的整数倍，n为预设正整数。
如图4，在一个具体实施例中，取加速度采样周期t为200ms，n为4，通过上述方法计算加速度的持续时间Tx，目的是为了使Tx趋近合理，过滤掉在转弯过程中偶尔出现1-3个采样周期内平均加速度小于阈值的情况。因为加速度值小于阈值的时间可以为Ty，如果Ty>0马上就清除Tx的话，实际情况Tx会频繁的清零。Ty是Tx清零的条件，Ty≥4*t时，Tx马上清零。
所述的车载定位终端数据上传方法中，所述加速度阈值M＝0.743m/s2。
在一个实施例中，根据：S△＝a*T2，T＝2，S△＝3.5。得出加速度值a＝0.875m/s2，考虑到实际误差，取平均阈值M＝a*85％＝0.743m/s2。
进一步地，如图5所示本发明还提供一种车载定位终端数据上传系统，可包括：
第一获取模块21，用于获取车辆的定位数据；
第二获取模块22，用于通过加速度传感器获取车辆横向的加速度值，其中，横向指与车辆行驶方向相垂直的方向；
比较模块23，用于将所述加速度值与预设的加速度阈值进行比较，当加速度值的绝对值大于加速度阈值时，计算加速度持续时间；
上传模块24，用于将所述加速度持续时间与预设的时间阈值进行比较，当加速度持续时间达到预设的时间阈值时，上传所述定位数据。
对于第一获取模块21，车辆的定位数据可以是根据固定的采样频率，如1Hz，来获取；对于第二获取模块22，加速度传感器可获取车辆行驶时多个方向的加速度值，若此时车辆向正北方向行驶，则横向指的是正东或正西方向；对于第三获取模块23，加速度值可正可负，为正时代表与预设正方向相同的方向，为负时代表与预设正方向相反的方向；对于第四获取模块24，此处预设的时间阈值可为多个，不同的弯道类型对应的时间阈值各不相同。
通过上述方式，很好地解决了在城市道路上，在车辆行驶的拐点处对车辆的实时监控，使定位数据轨迹趋于平滑，轨迹点分布与道路趋于一致。同时还有效地控制了上传的数据量，在保证使用效果的前提下，节省了数据上传流量，降低了数据上传的成本。
在一个具体实施例中，车载终端的加速度传感器可以按照一定频率采集车辆行驶加速度，一般加速度传感器可以采集X，Y，Z三个方向的加速度信号，其中Y轴可指向车辆前进的方向，X轴可指向车辆前进方向沿顺时针方向转270度后的方向，Z轴可指向车辆水平位置时的重力加速度方向。本发明可以考虑车辆横向方向即X轴的加速度值Xi；Xi值为正时是左转，Xi的值为负时是右转。车辆在转弯时，车身会受到向左或向右的横向加速度，横向位移差S△满足公式：S△＝a*T2，其中a为T时间内的平均加速度。本发明是通过检测加速度传感器X轴方向(车身横向)数值的变化，判断车辆当前的转向状态，根据持续时间，形成数据存储上传的触发条件。
其中，所述的车载定位终端数据上传系统，所述上传模块包括：
第一上传单元，用于当所述加速度持续时间达到第一时间阈值时，上传一次定位数据；第二上传单元，当所述加速度持续时间达到第二时间阈值时，再次上传定位数据；第三上传单元，当所述加速度持续时间达到第三时间阈值时，再次上传定位数据，并从第三时间开始，每隔第四时间阈值上传一次定位数据；
所述第一时间阈值小于第二时间阈值，所述第二时间阈值小于第三时间阈值，且所述第四时间阈值小于第三时间阈值。
通过加速度持续时间判断拐弯状态，可以对于大量T型路口、十字路口、弯道、U型转弯处等节点对车辆进行实时监控，不同的弯道采用不同的定位数据上传策略，很好地解决了在不同转弯处等节点对车辆的实时监控。
在一个实施例中，城市道路宽度可以是3.5米，车辆变道时，向左或右移动的位移差S△均值也可以是3.5米。根据公式：S△＝a*T2，可以取第一时间阈值T1＝2秒，即在2秒的时间内，车辆向左或向右的位移差大于或等于3.5米，则认为是变道或小弯。T1的取值跟车辆的行驶速度有关，当车辆在低速行驶时(比如小于12km/h)，T1时间可相应增大，这样平均加速度值会更小。低速时变道可通过定时监控实现数据上传。
在另一个实施例中，车辆行驶路线转变达到了90度或以上。一般可将速度控制在20-40km/h之间甚至更低，以确保行车安全，路口转弯至少需要行驶跨越2条以上车道的距离。此情况已经包含上一个实施例，从实际情况和数据流量控制考虑，可取第二时间阈值T2＝5秒，这一时间后触发位置存储上传，足以反映车辆的行驶方向。已经超过了上一个实施例所描述的车道变换时的位移差。
在另一个实施例中，在多车道路口左转、环岛、导向分流车道时，车辆会持续转弯，此情况已经包含了上两个实施例。可根据T1、T2的值，取第三时间阈值T3＝T2+ΔT，在一个实施例中，ΔT可取4，在另一个实施例中，第四时间阈值可取T4＝5，以控制数据流量。
更进一步地，所述的车载定位终端数据上传系统，还包括以下模块：
获取比较上传第一模块，用于获取车辆的行驶时间，当所述行驶时间达到预设最大时间间隔时，上传定位数据；和/或获取比较上传第二模块，用于获取车辆的行驶距离，当所述行驶距离达到预设最大距离间隔时，上传定位数据。
预设时间可以为30秒；预设距离可以为500米。
在一个具体的实施例中，车辆速度不管快还是慢，都能通过加速度传感器判断车辆转向状态，并上传定位数据。还可结合定时、定距条件上传车辆定位数据，使平台数据轨迹趋于平滑，轨迹点分布与道路趋于一致，同时还有效地控制了上传的数据量。其中，定距距离计算方式可以是通过车辆实时速度(取自车辆的CAN总线或脉冲传感器或定位模块的速度数据)与车辆行驶时间计算出来的移动距离。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种车载定位终端数据上传方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取车辆的定位数据；
通过加速度传感器获取车辆横向的加速度值，其中，横向指与车辆行驶方向相垂直的方向；
将所述加速度值与预设的加速度阈值进行比较，当加速度值的绝对值大于加速度阈值时，计算加速度持续时间；
将所述加速度持续时间与预设的时间阈值进行比较，当加速度持续时间达到预设的时间阈值时，上传所述定位数据；
所述当加速度持续时间达到预设的时间阈值时，上传所述定位数据，具体包括以下步骤：
当所述加速度持续时间达到第一时间阈值时，上传一次定位数据；
当所述加速度持续时间达到第二时间阈值时，再次上传定位数据；
当所述加速度持续时间达到第三时间阈值时，再次上传定位数据，并从第三时间阈值开始，每隔第四时间阈值上传一次定位数据；
所述第一时间阈值小于第二时间阈值，所述第二时间阈值小于第三时间阈值，且所述第四时间阈值小于第三时间阈值；
所述计算加速度持续时间，具体包括以下步骤：
获取当前采样周期的加速度，并和前n个采样周期的加速度求平均值，得到平均加速度；
计算所述平均加速度值大于加速度阈值的第一时间和所述平均加速度值小于加速度阈值的第二时间；
当所述平均加速度大于加速度阈值时，若第二时间大于零且小于n个采样周期且第一时间大于第二时间，将第一时间、第二时间以及当前一个采样周期的和当作新的加速度持续时间，并将第二时间清零，否则把当前一个采样周期以及第一时间的和当作新的加速度持续时间，并将第二时间清零；
其中，所述持续时间为预设的采样周期的整数倍，n为预设正整数。
2.根据权利要求1所述的车载定位终端数据上传方法，其特征在于，还包括以下步骤：
获取车辆的行驶时间，当所述行驶时间达到预设时间时，上传定位数据；
和/或
获取车辆的行驶距离，当所述行驶距离达到预设距离时，上传定位数据。
3.根据权利要求2所述的车载定位终端数据上传方法，其特征在于，在上传定位数据之后，还包括以下步骤：
将车辆的行驶时间清零；
和/或
车辆的行驶距离清零。
4.根据权利要求2所述的车载定位终端数据上传方法，其特征在于，所述预设时间为30秒，所述预设距离为500米。
5.根据权利要求1所述的车载定位终端数据上传方法，其特征在于，还包括以下步骤：
当所述平均加速度小于加速度阈值时，把第二时间以及当前一个采样周期的和作为新的第二时间，若第二时间大于或等于所述n个采样周期，将第一时间清零。
6.根据权利要求1所述的车载定位终端数据上传方法，其特征在于，所述加速度阈值M＝0.743m/s2。
7.一种车载定位终端数据上传系统，其特征在于，包括：
第一获取模块，获取车辆的定位数据；
第二获取模块，用于通过加速度传感器获取车辆横向的加速度值，其中，横向指与车辆行驶方向相垂直的方向；
比较模块，用于将所述加速度值与预设的加速度阈值进行比较，当加速度值的绝对值大于加速度阈值时，计算加速度持续时间；
上传模块，用于将所述加速度持续时间与预设的时间阈值进行比较，当加速度持续时间达到预设的时间阈值时，上传所述定位数据；
所述上传模块包括：
第一上传单元，用于当所述加速度持续时间达到第一时间阈值时，上传一次定位数据；
第二上传单元，当所述加速度持续时间达到第二时间阈值时，再次上传定位数据；
第三上传单元，当所述加速度持续时间达到第三时间阈值时，再次上传定位数据，并从第三时间阈值开始，每隔第四时间阈值上传一次定位数据；
所述第一时间阈值小于第二时间阈值，所述第二时间阈值小于第三时间阈值，且所述第四时间阈值小于第三时间阈值；
所述比较模块，还用于获取当前采样周期的加速度，并和前n个采样周期的加速度求平均值，得到平均加速度；计算所述平均加速度值大于加速度阈值的第一时间和所述平均加速度值小于加速度阈值的第二时间；当所述平均加速度大于加速度阈值时，若第二时间大于零且小于n个采样周期且第一时间大于第二时间，将第一时间、第二时间以及当前一个采样周期的和当作新的加速度持续时间，并将第二时间清零，否则把当前一个采样周期以及第一时间的和当作新的加速度持续时间，并将第二时间清零；其中，所述持续时间为预设的采样周期的整数倍，n为预设正整数。
8.根据权利要求7所述的车载定位终端数据上传系统，其特征在于，还包括：
获取比较上传第一模块，用于获取车辆的行驶时间，当所述行驶时间达到预设时间时，上传定位数据；
和/或
获取比较上传第二模块，用于获取车辆的行驶距离，当所述行驶距离达到预设距离时，上传定位数据。
9.根据权利要求8所述的车载定位终端数据上传系统，其特征在于，所述预设时间为30秒，所述预设距离为500米。
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