CN107680204B - 一种用于分析行驶行为的车辆数据处理系统 - Google Patents

Abstract

一种用于分析行驶行为的车辆数据处理系统，涉及车辆数据处理系统。本发明为了解决目前针对包括驾驶行为分析的汽车状态分析的过程中不对数据处理不对异常数据进行处理存在导致误判、错判可能的问题。本发明包括周期性采集车辆运行状态数据的CAN数据采集模块；将运行状态数据中的各项数据与对应的协议表进行比对并将运行状态数据中的各项数据有效值、异常值和数据缺失情况发送到数据处理模块的异常数据判断模块；以连续10个采样周期标准对运行状态数据的分类情况对运行状态数据数据进行处理的数据处理模块。本发明用于车辆数据处理。

Description

一种用于分析行驶行为的车辆数据处理系统

技术领域

本发明涉及车辆数据处理系统。

背景技术

随着汽车行业的高速发展，CAN网络的通信信号愈加的复杂多样，随着信号类型的增多信号所产生的异常数据或是因信号中断导致数据处理时导致误判、错判。而且，无论是汽车行业还是交通研究领域开始逐渐对驾驶员的驾驶行为进行展开研究，但是目前大多数的研究是基于通过摄像头对驾驶员的驾驶进行记录，然后通过对图像进行分析从而获得驾驶员的驾驶行为，但是这种分析方法仅仅能获得驾驶员疲劳驾驶或者超速行为，而且还必须依赖于摄像头或者基于超声的检测设备等，即使针对车辆在短距离超速后将速度降下来后，一般的超速检测仪器也会将其判断为正常驾驶速度。更重要的是目前还无法识别驾驶员的其他行为，例如空挡滑行、急加速事件、急减速事件等。目前也有一些针对车辆自身数据进行分析的系统，但是多数仅仅针对于发动机状态车辆自身状态数据，较少涉及到驾驶行为的分析，仅仅能够针对超速等有限的驾驶行为进行数据分析，以往的分析也是将数据直接使用，并没有经过处理，由于分析的数据增多，如果不对异常数据进行处理存在导致误判、错判的可能。

发明内容

本发明为了解决目前针对包括驾驶行为分析的汽车状态分析的过程中不对数据处理不对异常数据进行处理存在导致误判、错判可能的问题。

1、一种用于分析行驶行为的车辆数据处理系统，其特征在于，包括：

CAN数据采集模块，将一次采集过程记为一个采样周期，周期性采集车辆运行状态数据；如果没有采集到数据则记为数据缺失，CAN数据采集模块将采集到状态数据发送给异常数据判断模块；

运行状态数据包括以下类别：

第一类数据：自动挡位空挡状态信号、制动踏板开关信号、驾驶行为分析用发动机转速信号、离合器开关信号、油门踏板开度信号、发动机排气制动信号、发动机制动信号、缓速器制动信号、发动机冷却液温度信号、机油压力信号、发动机进气歧管温度信号、发动机进气歧管压力信号、档位状态信号、纵向加速度信号、GPS信号；

第二类数据：车速信号、周期上传检测用发动机转速信号、瞬时燃油消耗率信号、轮胎温度信号、轮胎压力信号；

第三类数据：偷漏油报警信号、左右转向灯开关信号、远近灯开关信号、驻车制动开关信号、倒车灯开关信号、轮胎位置信号、轮胎漏气报警信号、轮胎过压/欠压报警信号；

第四类数据：发动机实际输出扭矩信号、机油压力过高/过低报警信号(DM1)、发动机冷却液温度过高报警信号(DM1)、凸轮轴和曲轴位置关系异常报警信号(DM1)、DM1信号；所述的DM1是以1秒钟每次的广播频率往外发送的发动机故障信息的报文；杂类数据：总里程信号；

异常数据判断模块，将运行状态数据中的各项数据与对应的协议表进行比对，将符合协议表的数值作为有效值；将超出的协议表范围的值作为异常值；并将运行状态数据中的各项数据有效值、异常值和数据缺失情况发送到数据处理模块；

数据处理模块，以连续10个采样周期标准对运行状态数据的分类情况对运行状态数据数据进行处理；具体处理过程如下：

针对第一类数据中的每项数据信号，如果数据缺失情况小于等于10个连续采样周期，将每个采样周期的数据赋值为最近一次的有效数据；如果数据缺失情况大于10个连续采样周期则不继续处理，将对应的数据信号反映的功能记为停止；将异常值作丢弃处理；

针对第二类数据中的每项数据信号，如果数据缺失情况小于等于10个连续采样周期，将每个采样周期的数据赋值为最近一次的有效数据；如果数据缺失情况大于10个连续采样周期则以各项数据对应的无效值标记符替代；将异常值作丢弃处理；

针对第三类数据中的每项数据信号，如果数据缺失情况大于等于1个采样周期则不继续处理，将对应的数据信号反映的功能记为停止；将异常值作丢弃处理；

针对第四类数据中的每项数据信号，不作处理；

针对杂类数据中的总里程信号，如果数据缺失情况大于等于1个采样周期则将每个采样周期的数据赋值为最近一次的有效数据。

进一步地，所述的一种用于分析行驶行为的车辆数据处理系统，还包括：

硬线数据采集模块，将一次采集过程记为一个采样周期，周期性采集手动挡位空挡状态信号；并将信号发送给数据处理模块；

数据处理模块还包括对手动挡位空挡状态信号的处理，具体如下：

针对搭载MT车型的情况，如果动挡位空挡状态信号的数据缺失情况大于等于1个采样周期，发送DM1信息；

针对搭载AMT车型的情况，不作处理。

进一步地，所述的一种用于分析行驶行为的车辆数据处理系统，还包括：

驾驶行为分析模块，根据数据处理模块处理后的数据判定车辆怠速/启动事件及从模块上电到车辆启动的时长、停车怠速时间过长事件、空档滑行事件、急加/减速事件、停车轰油门事件、超速事件和疲劳驾驶事件等对应的驾驶行为事件，并记录各驾驶行为事件的发生的时刻和位置信息。

本发明具有以下有益效果：

本发明能够将信号对应的进行分类，并按照不同类别的信号进行数据处理，即按照类别识别异常数据，若总线上出现了规定的有效数据范围以外的数据则认为是异常数据，进入信号中断数据处理，直到此数据恢复到有效数据范围之内；不但保证了信号的有效性，而且极大地减少了针对包括驾驶行为分析的车辆状态数据导致的误判、错判可能。同时本发明还能在实现一些信号在第11个周期还未接收到此信号的有效数据就判定此信号已经终端并向CAN总线上反馈对应的警报，直到接收到此信号的有效数据为止；保证了针对包括驾驶行为分析的车辆状态数据的有效性的实效分析处理，提高了后期对车辆状态信息，以及驾驶行为分析的准确率。

附图说明

图1用于分析行驶行为的车辆数据处理系统的结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，

一种用于分析行驶行为的车辆数据处理系统，包括：

CAN数据采集模块1，将一次采集过程记为一个采样周期，周期性采集车辆运行状态数据；如果没有采集到数据则记为数据缺失，CAN数据采集模块将采集到状态数据发送给异常数据判断模块；

运行状态数据包括以下类别：

第一类数据：自动挡位空挡状态信号、制动踏板开关信号、驾驶行为分析用发动机转速信号、离合器开关信号、油门踏板开度信号、发动机排气制动信号、发动机制动信号、缓速器制动信号、发动机冷却液温度信号、机油压力信号、发动机进气歧管温度信号、发动机进气歧管压力信号、档位状态信号、纵向加速度信号、GPS信号；

第二类数据：车速信号、周期上传检测用发动机转速信号、瞬时燃油消耗率信号、轮胎温度信号、轮胎压力信号；

第三类数据：偷漏油报警信号、左右转向灯开关信号、远近灯开关信号、驻车制动开关信号、倒车灯开关信号、轮胎位置信号、轮胎漏气报警信号、轮胎过压/欠压报警信号；

第四类数据：发动机实际输出扭矩信号、机油压力过高/过低报警信号(DM1)、发动机冷却液温度过高报警信号(DM1)、凸轮轴和曲轴位置关系异常报警信号(DM1)、DM1信号；所述的DM1是以1秒钟每次的广播频率往外发送的发动机故障信息的报文；如果没有故障，控制器会按照提前设置的空的DM1往外发送的，如果有故障，它就一直持续这个频率广播，一个故障的时候，它就每秒广播这一个，多个故障时它就打包起来也是一帧帧广播，直到广播完成；

杂类数据：总里程信号；

其中，驾驶行为分析用发动机转速信号和周期上传检测用发动机转速信号均为发动机转速信号，只是将发动机转速信号进行两种处理，一种处理后供车辆后台检测进行周期上传处理，一种处理后用于对监事行为分析；

异常数据判断模块2，将运行状态数据中的各项数据与对应的协议表进行比对，将符合协议表的数值作为有效值；将超出的协议表范围的值作为异常值；并将运行状态数据中的各项数据有效值、异常值和数据缺失情况发送到数据处理模块；

数据处理模块3，以连续10个采样周期标准对运行状态数据的分类情况对运行状态数据数据进行处理；具体处理过程如下：

针对第一类数据中的每项数据信号，如果数据缺失情况小于等于10个连续采样周期，将每个采样周期的数据赋值为最近一次的有效数据；如果数据缺失情况大于10个连续采样周期则不继续处理，将对应的数据信号反映的功能记为停止；将异常值作丢弃处理；

针对第二类数据中的每项数据信号，如果数据缺失情况小于等于10个连续采样周期，将每个采样周期的数据赋值为最近一次的有效数据；如果数据缺失情况大于10个连续采样周期则以各项数据对应的无效值标记符替代；将异常值作丢弃处理；

针对第三类数据中的每项数据信号，如果数据缺失情况大于等于1个采样周期则不继续处理，将对应的数据信号反映的功能记为停止；将异常值作丢弃处理；

针对第四类数据中的每项数据信号，不作处理；

针对杂类数据中的总里程信号，如果数据缺失情况大于等于1个采样周期则将每个采样周期的数据赋值为最近一次的有效数据。

异常数据判断和数据处理如下表所示：

注：短断为≤10个信号周期没有接收到此信号，长断为>10个信号周期没有接收到此信号。

具体实施方式二：

本实施方式所述的一种用于分析行驶行为的车辆数据处理系统还包括：

硬线数据采集模块4，将一次采集过程记为一个采样周期，周期性采集手动挡位空挡状态信号；并将信号发送给数据处理模块；

数据处理模块还包括对手动挡位空挡状态信号的处理，具体如下：

针对搭载MT车型的情况，如果动挡位空挡状态信号的数据缺失情况大于等于1个采样周期，发送DM1信息；

针对搭载AMT车型的情况，不作处理。

所述的硬线为区别CAN的一种通信用信号线。汽车电控单元获取信号的途径主要有模拟信号和CAN数字信号两种形式。一般情况下模拟信号通过硬线来采集信号。

其他模块和参数与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：

本实施方式所述的一种用于分析行驶行为的车辆数据处理系统还包括：

驾驶行为分析模块5，根据数据处理模块处理后的数据判定车辆怠速/启动事件及从模块上电到车辆启动的时长、停车怠速时间过长事件、空档滑行事件、急加/减速事件、停车轰油门事件、超速事件和疲劳驾驶事件等对应的驾驶行为事件，并记录各驾驶行为事件的发生的时刻和位置信息。

其他模块和参数与具体实施方式一或二相同。

针对驾驶行为分析模块对应分析驾驶行为的情况，可根据实际情况而定，不同的分析策略可以有所不同，可以基于以上系统中各个指标的参数按照如下策略(部分)分析驾驶行为：

(1)IG-OFF到IG-ON事件：只判断硬线，CAN报文中无此信号。当ACC>14v，事件触发。

(2)IG-ON到IG-OFF事件：只判断硬线，CAN报文中无此信号。当ACC<2v，事件触发。将IGON状态信号，以及车辆的熄火前最近一次的GPS有效定位信息上传至后台。

(3)发动机启动事件：转速≥650r/min时触发。发动机转速信号报文周期10ms，采集周期为50ms。

(4)停车怠速时长过长报警事件：车速＜1km/h，且发动机转速≥600r/min持续时间≥阈值(默认为10秒)，判断为停车怠速状态，属于防抖时间；停车持续5min，判定为怠速时长过长开始。

(5)停车怠速时长过长结束事件：车速≥1km/h或发动机转速<600r/min。

(6)停车轰油门事件：车速＜1km/h，且发动机转速≥600r/min，且油门踏板踩下(油门开度变化大于等于1％)并≥1s后又抬起判定为停车轰油门事件。油门开度报文周期50ms，采集周期50ms。

(7)偷油漏油报警事件：仪表通过燃油传感器获取油箱液位，判定偷油漏油事件并将偷油漏油报警发送至车队管理模块。只要收到仪表发来的一条燃油泄漏报警信号为0x01时，报警。仪表报文周期1s，采集周期1s。

(8)车辆超速报警事件：车速≥100km/h，且持续时长≥5min，判定为超速事件。

(9)超速结束事件：车速＜100km/h，只要收到一帧报文就触发。车速报文周期10ms。CAN总线车速报文精度0.01km/h。

(10)发动机超转速事件：发动机转速≥2300r/min，且持续时长≥5s。

(11)发动机超转速结束事件：发动机转速＜2300r/min，只要收到一帧报文就触发。CAN总线报文精度1r/min。

(12)急加速事件：车速报文周期50ms，采集周期50ms。进入曲线以上区域，触发事件。车速单位m/s，加速度单位m/s^2。

(13)急减速事件：车速报文周期50ms，采集周期50ms。进入曲线以上区域，触发事件。车速单位m/s，加速度单位m/s^2。

(14)空挡滑行报警事件：

(a)自动挡——行车状态下，有N档CAN报文情况下，从非N档到N档(N档状态)，且持续3s。触发事件。

(b)手动挡——行车状态下，有离合器CAN报文情况下，判断硬线空挡开关为有效状态(高电平——空档开关电压＞5V)，且持续5s。触发事件。离合器5s，空挡开关3s

(15)空挡滑行结束事件：

(a)N档报文标志位为0；

(b)离合器报文标志位为0或硬线空挡开关为无效状态(低电平——空档开关电压＜1V)。只要任意条件有一次不满足，事件触发。使能时有几秒的滤波，结束时无滤波。

(17)发动机温度上报：发动机进气歧管温度和发动机温度。每次IG-ON后，采集首次接收到的CAN信号即可，只向后台报一次。

Claims (2)

1.一种用于分析行驶行为的车辆数据处理系统，其特征在于，包括：

CAN数据采集模块，将一次采集过程记为一个采样周期，周期性采集车辆运行状态数据；如果没有采集到数据则记为数据缺失，CAN数据采集模块将采集到状态数据发送给异常数据判断模块；

运行状态数据包括以下类别：

第一类数据：自动挡位空挡状态信号、制动踏板开关信号、驾驶行为分析用发动机转速信号、离合器开关信号、油门踏板开度信号、发动机排气制动信号、发动机制动信号、缓速器制动信号、发动机冷却液温度信号、机油压力信号、发动机进气歧管温度信号、发动机进气歧管压力信号、档位状态信号、纵向加速度信号、GPS信号；

第二类数据：车速信号、周期上传检测用发动机转速信号、瞬时燃油消耗率信号、轮胎温度信号、轮胎压力信号；

第三类数据：偷漏油报警信号、左右转向灯开关信号、远近灯开关信号、驻车制动开关信号、倒车灯开关信号、轮胎位置信号、轮胎漏气报警信号、轮胎过压/欠压报警信号；

第四类数据：发动机实际输出扭矩信号、机油压力过高/过低报警信号、发动机冷却液温度过高报警信号、凸轮轴和曲轴位置关系异常报警信号、DM1信号；所述的DM1是以1秒钟每次的广播频率往外发送的发动机故障信息的报文；

杂类数据：总里程信号；

异常数据判断模块，将运行状态数据中的各项数据与对应的协议表进行比对，将符合协议表的数值作为有效值；将超出的协议表范围的值作为异常值；并将运行状态数据中的各项数据有效值、异常值和数据缺失情况发送到数据处理模块；

数据处理模块，以连续10个采样周期标准对运行状态数据的分类情况对运行状态数据数据进行处理；具体处理过程如下：

针对第一类数据中的每项数据信号，如果数据缺失情况小于等于10个连续采样周期，将每个采样周期的数据赋值为最近一次的有效数据；如果数据缺失情况大于10个连续采样周期则不继续处理，将对应的数据信号反映的功能记为停止；将异常值作丢弃处理；

针对第二类数据中的每项数据信号，如果数据缺失情况小于等于10个连续采样周期，将每个采样周期的数据赋值为最近一次的有效数据；如果数据缺失情况大于10个连续采样周期则以各项数据对应的无效值标记符替代；将异常值作丢弃处理；

针对第三类数据中的每项数据信号，如果数据缺失情况大于等于1个采样周期则不继续处理，将对应的数据信号反映的功能记为停止；将异常值作丢弃处理；

针对第四类数据中的每项数据信号，不作处理；

针对杂类数据中的总里程信号，如果数据缺失情况大于等于1个采样周期则将每个采样周期的数据赋值为最近一次的有效数据；

所述的一种用于分析行驶行为的车辆数据处理系统，还包括：

硬线数据采集模块，将一次采集过程记为一个采样周期，周期性采集手动挡位空挡状态信号；并将信号发送给数据处理模块；

数据处理模块还包括对手动挡位空挡状态信号的处理，具体如下：

针对搭载MT车型的情况，如果动挡位空挡状态信号的数据缺失情况大于等于1个采样周期，发送DM1信息；

针对搭载AMT车型的情况，不作处理。

2.根据权利要求1所述的一种用于分析行驶行为的车辆数据处理系统，其特征在于，还包括：

驾驶行为分析模块，根据数据处理模块处理后的数据判定车辆怠速/启动事件及从模块上电到车辆启动的时长、停车怠速时间过长事件、空档滑行事件、急加/减速事件、停车轰油门事件、超速事件和疲劳驾驶事件对应的驾驶行为事件，并记录各驾驶行为事件的发生的时刻和位置信息。

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