CN109061706A - 一种基于T-Box和实时路况地图数据的车辆驾驶行为分析的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于T‑Box和实时路况地图数据的车辆驾驶行为分析的方法。本方法的功能主要在于通过T‑Box回传的各项传感数据,基于人工智能算法进行深度分析,实现包括车辆行驶轨迹精确还原、司机驾驶习惯分类等功能,提取多种有用信息,为UBI(基于使用情况的车险)、车辆事故处理、司机驾驶习惯指导等高附加值的应用提供信息来源。司机驾驶行为主要包括:司机在车内的具体操作,如打灯,方向盘控制,油门和刹车控制,以及车辆行驶轨迹。
Description
技术领域
本发明属于智能交通领域,特别涉及一种基于T-Box和实时路况地图数据的车辆驾驶行为分析的方法。
背景技术
随着中国车联网行业的迅速发展,为智能驾驶的发展创造了海量数据,其可以收集车与人、车与车、车与路的属性信息和静、动态信息,从而形成一个极为庞大的数据库,为使用车联网的行业提供其所需要的数据信息。
在车辆行使轨迹还原方面,现有的车辆行驶轨迹还原算法,其精度依赖于高质量的数据,现在还没有结合GPS、陀螺仪和加速度传感数据的高精度(米级)轨迹还原系统。
发明内容
本发明解决的主要问题是通过在车辆上布设的T-Box设备,采集存储车辆在实际道路行驶过程中各种行车场景数据,利用统计分析、数据挖掘等大数据知识,从数据维度、车型维度、时间维度、地域维度等多角度,深入分析、还原出车俩的行驶轨迹,并进行司机驾驶行为分析,提取多种有用信息,为UBI(基于使用情况的车险)、车辆事故处理、司机驾驶习惯指导等高附加值的应用提供信息来源。
本发明技术解决方案:通过采集T-Box回传的各项传感数据,基于人工智能算法进行深度分析,实现包括车辆行驶轨迹精确还原、司机驾驶习惯分类等功能。具体实现如下:
(1)数据预处理:对采集的数据进行解码和分类存储,并进行清洗以剔除不合规、低质量的传感数据。
(2)数据融合:对接收到的T-BOX传感数据进行时间、空间等同步处理,使同一场景下的不同传感数据在语义上达成一致。
(3)行驶轨迹还原:结合T-BOX回传的卫星定位数据、陀螺仪/加速度传感数据和CAN总线数据,实现对车辆行驶轨迹的精确还原(精度达到1米以内)。
(4)司机驾驶行为精确分类:基于精确还原的车辆行驶轨迹,结合城市实时路况地图数据,还原出司机在不同道路环境下的驾驶习惯,包括打灯、方向盘控制、油门和刹车控制,实现更加细致精确的司机驾驶行为习惯分类。
所述步骤(1)具体实现下:
对T-Box收集的传感数据进行解码,转化成不同类型的数据,对这些数据进行分类存储。对于采取的文本数据进行数据清理,使用人工填补缺失值的方法填补一些空缺值,然后使用线性回归的方法筛选出离群点。对于采取的图像数据,采用五元式的方法消除径向畸变和切向畸变,使用直方图均衡化技术增强图像对比度,使用中值滤波对图像进行降噪。
所述步骤(2)具体实现下:
比对T-Box、GPS和陀螺仪传回传感数据的采集频率,以T-Box采集数据的频率对GPS和陀螺仪传回的传感数据进行标定,从而达到时间、空间上的同步性,使同一场景下的不同传感数据在语义上达成一致。
所述步骤(3)具体实现下:
(31)对传感器数据进行数据质量分析,依据数据质量情况完成去噪和修正;
(32)根据陀螺仪的角速度信息,解析车辆坐标系相对参考坐标系之间的方位关系,目前SINS(Strap Inertial Navigation System,SINS)中描述载体运动坐标系相对参考坐标系之间方位关系的方法主要有欧拉角法、方向余弦法、三角函数法、Rodrigues参数法、四元数法和等效旋转矢量法,其中四元数法计算量小,精度高,可避免奇异性,因而为目前最常使用的方法;
(33)将加速度信息按照车辆坐标系相对于参考坐标系的方位关系进行分解,并进行积分,得到载体的速度和位置信息;
(34)同时结合Kalman滤波算法,提高SINS姿态解算的精度和实时性。
所述步骤(4)具体实现下:
(41)基于T-BOX终端获取到的各种行车信息,如速度、油耗、方向盘、转向灯、油门、刹车踏板等,这些数据可以被终端上传到服务器,将每一个具体的操作都标记对应时间;
(42)结合同路段的城市实时路况地图数据,以时间为主键,生成“路况,操作”数据对;
(43)利用统计分析、数据挖掘等大数据知识,从数据维度、车型维度、时间维度、地域维度等多角度,深入分析、比较用户驾驶行为,还原出司机在不同道路环境下的驾驶习惯,从而实现更加细致准确的司机驾驶行为习惯分类。
本发明与现有技术相比的优点在于:
(1)本方法结合T-BOX回传的卫星定位数据、陀螺仪/加速度传感数据和CAN总线数据,实现对车辆行驶轨迹的精确还原(精度达到1米以内)。此项信息可用于车辆事故现场后期处理、GPS盲区定位导航等应用。当前还没有结合GPS、陀螺仪和加速度传感数据的高精度(米级)轨迹还原系统。
(2)基于精确还原的车辆行驶轨迹,结合同路段的城市实时路况地图数据,可以还原出司机在不通道路环境下的驾驶习惯(例如在拥堵路段还通过不断并线实现快速超车的激进型司机,在畅通路段明显开得比均速还慢的保守型司机等),从而实现更加细致准确的司机驾驶行为习惯分类。此类信息可为UBI(基于使用者习惯的车险)等应用提供信息依据。当前有同类的基于T-box数据的司机驾驶行为分类系统,但同类系统只能根据急刹车/急加油频度、车辆每日使用频度等统计数据进行简单分类,它们都没有实现结合实时路况地图的精细分类。
附图说明
图1是本发明方法的原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的描述。
如图1,本发明主要是是通过在车辆上布设的T-Box设备,采集存储车辆在实际道路行驶过程中各种行车场景数据,利用统计分析、数据挖掘等大数据知识,从数据维度、车型维度、时间维度、地域维度等多角度,深入分析、还原出车俩的行驶轨迹,并进行司机驾驶行为分析,提取多种有用信息,为UBI(基于使用情况的车险)、车辆事故处理、司机驾驶习惯指导等高附加值的应用提供信息来源。具体实现如下:
(1)数据预处理:对采集的数据进行解码和分类存储,并进行清洗以剔除不合规、低质量的传感数据。
(2)数据融合:对接收到的T-BOX传感数据进行时间、空间等同步处理,使同一场景下的不同传感数据在语义上达成一致。
(3)行驶轨迹还原:结合T-BOX回传的卫星定位数据、陀螺仪/加速度传感数据和CAN总线数据,实现对车辆行驶轨迹的精确还原(精度达到1米以内)。
(4)司机驾驶行为精确分类:基于精确还原的车辆行驶轨迹,结合城市实时路况地图数据,还原出司机在不同道路环境下的驾驶习惯,包括打灯、方向盘控制、油门和刹车控制,实现更加细致精确的司机驾驶行为习惯分类。
所述步骤(1)具体实现下:
对T-Box收集的传感数据进行解码,转化成不同类型的数据,对这些数据进行分类存储。对于采取的文本数据进行数据清理,使用人工填补缺失值的方法填补一些空缺值,然后使用线性回归的方法筛选出离群点。对于采取的图像数据,采用五元式的方法消除径向畸变和切向畸变,使用直方图均衡化技术增强图像对比度,使用中值滤波对图像进行降噪。
所述步骤(2)具体实现下:
比对T-Box、GPS和陀螺仪传回传感数据的采集频率,以T-Box采集数据的频率对GPS和陀螺仪传回的传感数据进行标定,从而达到时间、空间上的同步性,使同一场景下的不同传感数据在语义上达成一致。
所述步骤(3)具体实现下:
(31)对传感器数据进行数据质量分析,依据数据质量情况完成去噪和修正;
(32)根据陀螺仪的角速度信息,解析车辆坐标系相对参考坐标系之间的方位关系,目前SINS(Strap Inertial Navigation System,SINS)中描述载体运动坐标系相对参考坐标系之间方位关系的方法主要有欧拉角法、方向余弦法、三角函数法、Rodrigues参数法、四元数法和等效旋转矢量法,其中四元数法计算量小,精度高,可避免奇异性,因而为目前最常使用的方法;
(33)将加速度信息按照车辆坐标系相对于参考坐标系的方位关系进行分解,并进行积分,得到载体的速度和位置信息;
(34)同时结合Kalman滤波算法,提高SINS姿态解算的精度和实时性。
所述步骤(4)具体实现下:
(41)基于T-BOX终端获取到的各种行车信息,如速度、油耗、方向盘、转向灯、油门、刹车踏板等,这些数据可以被终端上传到服务器,将每一个具体的操作都标记对应时间;
(42)结合同路段的城市实时路况地图数据,以时间为主键,生成“路况,操作”数据对;
(43)利用统计分析、数据挖掘等大数据知识,从数据维度、车型维度、时间维度、地域维度等多角度,深入分析、比较用户驾驶行为,还原出司机在不同道路环境下的驾驶习惯,从而实现更加细致准确的司机驾驶行为习惯分类。
Claims (5)
1.一种基于T-Box和实时路况地图数据的车辆驾驶行为分析的方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)数据预处理:对采集的数据进行解码和分类存储,并进行清洗以剔除不合规格、低质量的传感数据;
(2)数据融合:对接收到的T-BOX传感数据进行时间、空间同步处理,使同一场景下的不同传感数据在语义上达成一致;
(3)行驶轨迹还原:结合T-BOX回传的卫星定位数据、陀螺仪/加速度传感数据和CAN总线数据,实现对车辆行驶轨迹的精确还原;
(4)司机驾驶行为精确分类:基于精确还原的车辆行驶轨迹,结合城市实时路况地图数据,还原出司机在不同道路环境下的驾驶习惯,包括打灯、方向盘控制、油门和刹车控制,实现更加细致精确的司机驾驶行为习惯分类。
2.根据权利要求1所述的基于T-Box和实时路况地图数据的车辆驾驶行为分析的方法,其特征在于,所述步骤(1)具体实现如下:对T-Box收集的传感数据进行解码,转化成不同类型的数据,对这些数据进行分类存储,对于采取的文本数据进行数据清理,使用人工填补缺失值的方法填补一些空缺值,然后使用线性回归的方法筛选出离群点。
3.根据权利要求1所述的基于T-Box和实时路况地图数据的车辆驾驶行为分析的方法,其特征在于,所述步骤(2)具体实现如下:
比对T-Box、GPS和陀螺仪传回传感数据的采集频率,以T-Box采集数据的频率对GPS和陀螺仪传回的传感数据进行标定,从而达到时间、空间上的同步性,使同一场景下的不同传感数据在语义上达成一致。
4.根据权利要求1所述的基于T-Box和实时路况地图数据的车辆驾驶行为分析的方法,其特征在于,所述步骤(3)具体实现如下:
(31)对传感器数据进行数据质量分析,依据数据质量情况完成去噪和修正;
(32)根据陀螺仪的角速度信息,解析车辆坐标系相对参考坐标系之间的方位关系;
(33)将加速度信息按照车辆坐标系相对于参考坐标系的方位关系进行分解,并进行积分,得到载体的速度和位置信息;
(34)同时结合Kalman滤波算法,提高SINS姿态解算的精度和实时性。
5.根据权利要求1所述的基于T-Box和实时路况地图数据的车辆驾驶行为分析的方法,其特征在于,所述步骤(4)具体实现如下:
(41)基于T-BOX终端获取到的各种行车信息,如速度、油耗、方向盘、转向灯、油门、刹车踏板,这些数据可以被终端上传到服务器,将每一个具体的操作都标记对应时间;
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(43)利用统计分析、数据挖掘大数据知识,从数据维度、车型维度、时间维度、地域维度多角度,深入分析、比较用户驾驶行为,还原出司机在不同道路环境下的驾驶习惯,从而实现更加细致准确的司机驾驶行为习惯分类。
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