CN108107448A - 一种使用卫星定位数据检测驾驶行为的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种使用卫星定位数据检测驾驶行为的方法，包括以下步骤：获取卫星定位数据并进行滤波预处理；根据预处理后的卫星定位数据质量优劣判断是否进行驾驶行为检测；在卫星定位速度、卫星定位方向的数据发生突变时，计算车辆角速度大小、加速度方向及大小并判断驾驶行为。本发明对采集到的卫星定位数据进行滤波预处理，减小错误的卫星定位数据点对驾驶行为检测产生的影响。进一步地，本发明根据预处理后卫星定位数据质量优劣判断是否进行驾驶行为检测，进一步提高了驾驶行为检测、识别的准确性。本发明通过对驾驶行为的分析、判断，可有效提醒驾驶员改正不良驾驶习惯，注意驾驶安全。

Description

一种使用卫星定位数据检测驾驶行为的方法

技术领域

本发明涉及传感器和数据处理技术领域，具体是一种使用卫星定位数据检测驾驶行为的方法。

背景技术

现代生活中，自驾出行已经成为了人们最重要的交通手段之一。我国高速公路通车里程居世界前列，高速公路实时在路车辆数量庞大，交通事故频发，安全驾驶已成为人们关注的重大问题。提高出行安全性，降低交通事故带来的人身和财产损失，是现代社会各界极力希望解决的问题之一。从在路驾驶人员来讲，“危险行驶车辆驾驶人员”很少意识到自己的危险驾驶行为，交通安全隐患较大。因此，实时检测驾驶人员的驾驶行为，并在驾驶人员出现危险驾驶行为时作出及时提醒很有必要。本发明通过对驾驶行为的分析、判断，可有效提醒驾驶员改正不良驾驶习惯，注意驾驶安全。同时，本发明将有助于对驾驶人员进行更精确的风险评估。

发明内容

本发明的目的在于提供一种使用卫星定位数据检测驾驶行为的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种使用卫星定位数据检测驾驶行为的方法，包括以下步骤：

一、获取卫星定位数据并进行滤波预处理；

二、根据预处理后的卫星定位数据质量优劣判断是否进行驾驶行为检测；

三、在卫星定位速度、卫星定位方向的数据发生突变时，计算车辆角速度大小、加速度方向及大小并判断驾驶行为。

作为本发明进一步的方案：所述卫星定位数据是设定频率为1Hz的卫星定位数据，包含卫星定位纬度、卫星定位经度、卫星定位时间、卫星定位方向、卫星定位速度、当前定位使用卫星数、卫星定位水平精度。

作为本发明进一步的方案：当无法获取卫星定位水平精度时，使用水平位置精度因子代替。

作为本发明进一步的方案：所述步骤一中，对卫星定位数据进行滤波预处理包括：对所取得的卫星定位数据进行过滤，去除卫星定位时间错误、卫星定位经纬度错误、卫星定位方向错误和卫星定位速度错误的数据点。

作为本发明进一步的方案：所述步骤二中，根据预处理后的卫星定位数据质量优劣判断是否进行驾驶行为检测，具体包括：

21)判断预处理后的卫星定位数据是否包含卫星定位水平精度；若是，则跳过步骤22)，直接执行步骤23)；若否，则顺序执行步骤22)；

22)使用当前定位使用卫星数和水平位置精度因子近似估算卫星定位水平精度；

23)判断卫星定位水平精度是否大于设定阈值；若是，则跳过后述步骤24)-25)及步骤31)-36)，重新获取卫星定位数据；

24)计算卫星定位数据更新间隔，即本次卫星定位时间与上次卫星定位时间之间的差值；

25)判断卫星定位数据更新间隔是否大于设定阈值；若是，则跳过后述步骤31)-36)，重新获取卫星定位数据；若否，则顺序执行下述步骤，即判断驾驶行为。

作为本发明进一步的方案：所述步骤三中，在卫星定位速度、卫星定位方向的数据发生突变时，计算车辆角速度大小、加速度方向及大小并判断驾驶行为，具体包括：

31)判断卫星定位速度是否大于门限值；若否，则判定为默认驾驶状态，并跳过步骤32)-36)；

32)判断在1-3秒的时间窗口内，卫星定位方向是否为单向变化，即是否为单调递增或单调递减；若否，则跳过步骤33)-34)，直接执行步骤35)；

33)计算在1-3秒的时间窗口内的车辆角速度；

34)判断角速度的绝对值是否大于急转弯门限值；若是，则判定为急转弯，并跳过后述步骤35)-36)，即对于急加速和急减速的判断；

35)判断1-3秒的时间窗口内，卫星定位速度是否为单向变化，即是否为单调递增或单调递减；若否，则判定为默认驾驶状态，并跳过步骤36)；

36)判断卫星定位速度的变化量与时间的比值，即车辆行驶方向加速度，与设定门限值的关系；若大于急加速门限值，则判定为急加速；若小于急减速门限值，则判定为急减速；若不大于急加速门限值且不小于急减速门限值，则判定为默认驾驶状态。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明对采集到的卫星定位数据进行滤波预处理，减小错误的卫星定位数据点对驾驶行为检测产生的影响。进一步地，本发明根据预处理后卫星定位数据质量优劣判断是否进行驾驶行为检测，进一步提高了驾驶行为检测、识别的准确性。本发明通过对驾驶行为的分析、判断，可有效提醒驾驶员改正不良驾驶习惯，注意驾驶安全。

附图说明

图1为本发明实施例1中使用卫星定位数据检测驾驶行为的方法流程示意图；

图2为本发明实施例1中根据预处理后卫星定位数据质量优劣判断是否进行驾驶行为检测的流程示意图；

图3为本发明实施例1中在卫星定位速度、卫星定位方向等数据发生突变时，计算车辆角速度大小、加速度方向及大小并判断驾驶行为的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图1-3，本发明实施例中，一种使用卫星定位数据检测驾驶行为的方法，包括以下步骤：

步骤S10，启动卫星定位模块

卫星定位模块可以位于以下多个位置中的任意一个：驾驶车辆内部、车载智能设备(如车载后视镜)、智能手机等。卫星定位模块可以配置外接天线以增强信号接收。天线的安装位置以不妨碍车辆驾驶为条件。在车辆开始行驶，系统自动或驾驶人员手动开始行为检测过程之后，开启卫星定位模块。

步骤S20，获取卫星定位数据

上述卫星定位模块可与计算终端，如车辆内部计算机、车载智能设备、智能手机等设备建立数据连接。在卫星定位模块开启后，上述计算终端通过数据连接，接收模块产生的卫星定位数据并进行处理。值得一提的是，卫星定位模块和计算终端可以位于不同的位置，例如智能手机可通过数据连接，接收位于车载智能设备之中的卫星定位模块产生的卫星定位数据，并进行处理。

步骤S30，滤波预处理

对所取得的卫星定位数据进行过滤，去除卫星定位时间错误、卫星定位经纬度错误、卫星定位方向错误和卫星定位速度错误的数据点。具体定义的上述错误的数据点包括：

1)卫星定位时间小于等于0；

2)当前点与上一数据点的卫星定位时间差小于0；

3)卫星定位纬度和经度同时等于0；

4)卫星定位方向小于0或大于等于360；

5)卫星定位速度小于0m/s或大于110m/s。

步骤S40，根据预处理后卫星定位数据质量优劣判断是否进行驾驶行为检测

如图2所示，所述根据预处理后卫星定位数据质量优劣判断是否进行驾驶行为检测的方法包含如下步骤：

S4001：判断预处理后的卫星定位数据是否包含卫星定位水平精度数据。若是，则跳过步骤S4002，直接执行步骤S4003；若否，则顺序执行步骤S4002。

S4002：使用当前定位使用卫星数和水平位置精度因子近似估算卫星定位水平精度。

水平位置精度因子是描述用于定位的卫星在天空中实际位置的几何质量的一个方法。它的大小可以衡量卫星定位水平位置的相对精度。水平位置精度因子数值越小，表示卫星位置的几何质量越好，相对情况下水平定位精度越好。

S4003：判断卫星定位水平精度是否大于设定阈值。此实施例中设定阈值为20m。若是，则跳过后述步骤S4003-S4005以及后述步骤S50，重新获取卫星定位数据。

S4004：计算卫星定位数据更新间隔，即本次卫星定位时间与上次卫星定位时间之间的差值。

S4005：判断卫星定位数据更新间隔是否大于设定阈值。此实施例中设定阈值为3s。若是，则跳过后述步骤S50，重新获取卫星定位数据；若否，则顺序执行步骤S50，即判断驾驶行为。

步骤S50，在卫星定位速度、卫星定位方向等数据发生突变时，计算车辆角速度大小、加速度方向及大小并判断驾驶行为

所述突变，是指数据发生了较大幅度的变化。例如，卫星定位方向，即实际车辆行进方向的测量值，在正常直线驾驶过程中，其每秒变化的幅度应在10°以下，如果超出该上限，则可认为是发生了突变。

如图3所示，在卫星定位速度、卫星定位方向等数据发生突变时，计算车辆角速度大小、加速度方向及大小并判断驾驶行为的方法包括以下步骤：

S5001：判断卫星定位速度是否大于门限值。若否，则判定为默认驾驶状态，并跳过步骤S5002-S5006。

在卫星定位速度，即实际车辆速度的测量值，小于一定值的情况下，车辆处于低速运行或静止的状态，此时无需对驾驶行为进行判断。优选地，此实施例中设定阈值为3m/s。

S5002：判断在1-3秒的时间窗口内，卫星定位方向是否为单向变化，即是否为单调递增或单调递减；若否，则跳过步骤S5003-S5004，直接执行步骤S5005。此实施例中，时间窗口大小被设定为3s。

S5003：计算在1-3秒的时间窗口内的车辆角速度。此实施例中，时间窗口大小被设定为3s。

S5004：判断角速度的绝对值是否大于急转弯门限值。若是，则判定为急转弯，并跳过后述步骤S5005-S5006，即对于急加速和急减速的判断。

所述急转弯是指短时间内车辆的行进方向发生显著变化，产生较大的角速度。根据步骤S5003计算出的角速度绝对值的大小，即可判断车辆是否处于急转弯的状态中。

S5005：判断1-3秒的时间窗口内，卫星定位速度是否为单向变化，即是否为单调递增或单调递减；若否，则判定为默认驾驶状态，并跳过步骤S5006。此实施例中，时间窗口大小被设定为3s。

S5006：判断卫星定位速度的变化量与时间的比值，即车辆行驶方向加速度，与设定门限值的关系；若大于急加速门限值，则判定为急加速；若小于急减速门限值，则判定为急减速；若为其他情况，则判定为默认驾驶状态。

所述急加速，即由于驾驶员加大油门或其他原因，车辆行驶速度以较大幅度增加，车辆在行驶方向上产生幅度较大的正加速度。根据计算出的车辆行驶方向加速度的正负以及大小，即可判断车辆是否处于急加速的状态中。

所述急减速，即由于驾驶员突然刹车或其他原因，车辆行驶速度以较大幅度降低，车辆在行驶方向上产生幅度较大的负加速度。根据计算出的车辆行驶方向加速度的正负以及大小，即可判断车辆是否处于急减速的状态中。

步骤S60，输出判断结果

在本实施例中，驾驶行为的判断结果可以输出到计算终端，如车辆内部计算机、车载智能设备、智能手机等设备使用的显示器上。同时，在设备对应的用户同意的前提下，驾驶行为的判断结果，连同卫星定位数据，可以通过这些计算终端对外的网络连接，被上传至特定的网络服务器。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种使用卫星定位数据检测驾驶行为的方法，其特征在于，包括以下步骤：

一、获取卫星定位数据并进行滤波预处理；

二、根据预处理后的卫星定位数据质量优劣判断是否进行驾驶行为检测；

三、在卫星定位速度、卫星定位方向的数据发生突变时，计算车辆角速度大小、加速度方向及大小并判断驾驶行为。

2.根据权利要求1所述的使用卫星定位数据检测驾驶行为的方法，其特征在于，所述卫星定位数据是设定频率为1Hz的卫星定位数据，包含卫星定位纬度、卫星定位经度、卫星定位时间、卫星定位方向、卫星定位速度、当前定位使用卫星数、卫星定位水平精度。

3.根据权利要求2所述的使用卫星定位数据检测驾驶行为的方法，其特征在于，当无法获取卫星定位水平精度时，使用水平位置精度因子代替。

4.根据权利要求1所述的使用卫星定位数据检测驾驶行为的方法，其特征在于，所述步骤一中，对卫星定位数据进行滤波预处理包括：对所取得的卫星定位数据进行过滤，去除卫星定位时间错误、卫星定位经纬度错误、卫星定位方向错误和卫星定位速度错误的数据点。

5.根据权利要求1所述的使用卫星定位数据检测驾驶行为的方法，其特征在于，所述步骤二中，根据预处理后的卫星定位数据质量优劣判断是否进行驾驶行为检测，具体包括：

21)判断预处理后的卫星定位数据是否包含卫星定位水平精度；若是，则跳过步骤22)，直接执行步骤23)；若否，则顺序执行步骤22)；

22)使用当前定位使用卫星数和水平位置精度因子近似估算卫星定位水平精度；

23)判断卫星定位水平精度是否大于设定阈值；若是，则跳过后述步骤24)-25)及步骤31)-36)，重新获取卫星定位数据；

24)计算卫星定位数据更新间隔，即本次卫星定位时间与上次卫星定位时间之间的差值；

25)判断卫星定位数据更新间隔是否大于设定阈值；若是，则跳过后述步骤31)-36)，重新获取卫星定位数据；若否，则顺序执行下述步骤，即判断驾驶行为。

6.根据权利要求1所述的使用卫星定位数据检测驾驶行为的方法，其特征在于，所述步骤三中，在卫星定位速度、卫星定位方向的数据发生突变时，计算车辆角速度大小、加速度方向及大小并判断驾驶行为，具体包括：

31)判断卫星定位速度是否大于门限值；若否，则判定为默认驾驶状态，并跳过步骤32)-36)；

32)判断在1-3秒的时间窗口内，卫星定位方向是否为单向变化，即是否为单调递增或单调递减；若否，则跳过步骤33)-34)，直接执行步骤35)；

33)计算在1-3秒的时间窗口内的车辆角速度；

34)判断角速度的绝对值是否大于急转弯门限值；若是，则判定为急转弯，并跳过后述步骤35)-36)，即对于急加速和急减速的判断；

35)判断1-3秒的时间窗口内，卫星定位速度是否为单向变化，即是否为单调递增或单调递减；若否，则判定为默认驾驶状态，并跳过步骤36)；

36)判断卫星定位速度的变化量与时间的比值，即车辆行驶方向加速度，与设定门限值的关系；若大于急加速门限值，则判定为急加速；若小于急减速门限值，则判定为急减速；若不大于急加速门限值且不小于急减速门限值，则判定为默认驾驶状态。