CN110092256B - 电动车乘电梯上楼监测的方法、系统以及监测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车辆安全管理的技术领域，公开了一种电动车乘电梯上楼监测的方法：获取并分析传感器数据，执行上楼判定，警示报告。相应地，公开了监测装置，包含传感器模块、数据处理模块、电源模块、警示报告模块。还公开了电动车乘电梯上楼监测的系统，包括监测装置和云端。本发明的一些技术效果在于：对电动车乘电梯上楼进行监控管理。

Description

电动车乘电梯上楼监测的方法、系统以及监测装置

技术领域

本发明涉及车辆安全管理的技术领域，特别涉及电动车乘电梯上楼监测的方法、系统以及监测装置。

背景技术

随着我国社会经济的发展以及环保理念的推广，电动车以其自身经济、便利、无污染等优势成为人们日常出行中不可或缺的交通工具。

但是随着电动车数量的不断增加，火灾隐患也在日益突显，电动车火灾事故频繁发生，不仅给人们的生活带来了严重的影响和损失，还为社会发展带来了阻碍。电动车消防安全工作的开展被提上日程，并成为目前最为重要的项目之一。民众在使用电动车时，基于以下原因，更多的选择将电动车乘梯上楼入室或楼层过道放置：1.充电，尤其是晚上充电。2.小区配套设施不齐全，缺乏充电设备，或充电费用高。3.防盗。

为此，2018年1月2日，国家公安部下发了《关于规范电动车停放充电加强火灾防范的通告》。其中包含严禁在建筑内的共用走道、楼梯间、安全出口处等公共区域停放电动车或者为电动车充电；尽量不在个人住房内停放电动车或为电动车充电；确需停放和充电的，应当落实隔离、监护等防范措施，防止发生火灾。

电动车的消防安全问题，可从两个大方向入手解决：1.制度上，细化落实公安部的《关于规范电动车停放充电加强火灾防范的通告》，补足可执行的细则办法，明确责任人和对应责任义务，设置惩罚规则，并安排行政人力物力。2.技术上。通过技术手段对电动车乘梯上楼进行监测。从制度上进行管理，见效慢，成本高企；从技术上入手管理，成本低并简易可行。且制度管理也需要技术手段的配合才可行。

现有电动车安全管理领域，尤其电动车乘电梯上楼监测解决方案阙如，未见有文献报道公开，更缺少商用的成熟产品和服务。

发明内容

为至少解决电动车乘电梯上楼监测问题，本发明提出了电动车乘电梯上楼监测方法，其技术方案如下：

电动车乘电梯上楼监测的方法，包括以下步骤：获取并处理电动车上安装的传感器输出的运动状态数据，所述运动状态数据包括加速度参数、姿态参数；根据运动状态数据的变化，执行上楼判定；当判定电动车乘电梯上楼，触发警示报告。

优选地，传感器包括惯性测量单元、气压计。

优选地，传感器数据包括加速度、角速度、静态重力加速度、合加速度、姿态角、俯仰角、横滚角和气压。

优选地，上楼判断规则包括：

所述上楼判断规则包括：

|合加速度force_ave-静态重力加速度g0|在预设的第一阈值范围内，且force_ave_std在在预设的第二阈值范围内，则判定电动车乘电梯有上楼；|合加速度force_ave-静态重力加速度g0|在预设的第一阈值范围外，或者force_ave_std在预设的第二阈值范围外，则判定电动车乘电梯未上楼。

优选地，还包括对传感器数据去噪的步骤，所述去噪是通过滤波器进行。

优选地，还包括通过气压计进行电动车乘梯上楼的补偿判定和校验的步骤。

优选地，判定电动车上楼后，进行警示报告。所述的警示报告包括声音、光线警示，短信报告，上传监测数据到服务器。

本发明还提出了一种电动车乘电梯上楼监测的系统，包括监测装置和云端。所述的监测装置用于监测电动车上楼信息，并上传报告。所述云端用于存储记录、统计分析监测装置上传的数据。

优选地，所述系统还包括控制终端包括智能移动设备、台式电脑，用于显示和管理。

本发明相应地提出了监测装置，包含传感器模块、数据处理模块、电源模块、警示报告模块。所述的传感器模块包括惯性测量单元、气压计，用于获取传感器数据。所述传感器数据包括加速度、角速度、静态重力加速度、合加速度、姿态角、俯仰角、横滚角和气压。所述数据处理模块用于分析处理传感器数据。所述电源模块用于监测装置供电。所述警示报告模块包括警示模块、通讯模块，用于声音或光线警示，短信报告，上传监测数据到服务器。

优选地，所述监测装置还包括定位模块，用于获取位置信息。

本发明所提出的方法、系统及装置，提供了低成本、高通用的电动车乘电梯上楼监测的解决技术方案，可以很好的对电动车进行乘电梯上楼监测；还能上报云端进行记录统计分析报告，声音光线警示，短信通知小区物业等进行管理。

附图说明

为更好地理解本发明的技术方案，可参考下列的、用于对现有技术或实施例进行辅助说明的附图。这些附图将对现有技术或本发明部分实施例中，涉及到的产品或方法有选择地进行展示。这些附图的基本信息如下：

图1为一个实施例中，电动车乘电梯上楼监测方法流程图。

图2为一个实施例中，IMU调平示意图。IMU经调平，重新定义坐标系，由原右图的坐标系转化为左图坐标系。

图3为一个实施例中，电动车乘客梯上楼监测示意图。

图4为一个实施例中，电动车乘货梯上楼监测示意图。

图5为一个实施例中，货梯在不同载重条件下加速度变化示意图。

图6为一个实施例中，监测装置示意图。

图7为一个实施例中，电动车乘电梯上楼监测的系统的示意图。

其中，图3、图4、图5中，y轴为加速度，单位毫G(G为重力加速度)；x轴为时间，单位秒。

具体实施方式

下文将对本发明涉及的技术手段或技术效果作进一步的展开描述，显然，所提供的实施例仅是本发明的部分实施方式，而并非全部。基于本发明中的实施例以及图文的明示或暗示，本领域技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所能获得的所有其他实施例，都将在本发明保护的范围之内。

在总体思路上，本发明公开了一种电动车乘电梯上楼监测的方法，包括以下步骤：获取并分析传感器数据；执行上楼判定；警示报告。

相应地，一个实施例中，本发明提出了一种电动车乘电梯上楼监测的系统，包括监测装置和云端。所述的监测装置用于监测电动车上楼信息，并上传报告。所述云端用于存储记录、统计分析监测装置上传的数据。

相应地，一个实施例中，本发明提出了一种监测装置，包含传感器模块、数据处理模块、电源模块、警示报告模块。所述的传感器模块包括惯性测量单元、气压计，用于获取传感器数据。所述传感器数据包括加速度、角速度、静态重力加速度、合加速度、姿态角、俯仰角、横滚角、气压。所述数据处理模块用于分析处理传感器数据。所述电源模块用于监测装置供电。所述警示报告模块包括警示模块、通讯模块，用于声音、光线等警示，短信报告，上传监测数据到服务器。

基于总体思路，本领域技术人员应该可以理解的是，电动车分为电动自行车、电动摩托车、电动三轮车和电动汽车等。智能移动设备可以包括手机、平板电脑、笔记本、车载电脑、其他便携式计算机等，其可以适用于安卓、苹果、微软等各类操作系统。

本发明的一些技术效果在于：通过安装在电动车上的监测装置，获取传感器数据后进行分析，执行上楼判定，确认电动车上楼，触发警示报告；这里的警示报告可以是将监测结果发送云端存储记录和统计分析，还可发送至电动车所在小区的物业等管理单位，还可以进行声音、光线警示。通过本发明提供的电动车乘电梯上楼监测的系统，还可以在控制终端查看统计分析数据，查看上楼电动车的相关信息，如车辆信息、车主信息、位置信息等；还可以通过控制终端通知电动车所在小区物业等管理单位。本发明的监测装置用于收集分析处理各类传感器数据，还可以获取定位数据，还可以上传数据到云端，还可以进行声音、光线警示。

在一些实施例中，所述电动车乘电梯上楼监测的方法通过获取并处理电动车上安装的传感器输出的运动状态数据，所述运动状态数据包括加速度参数、姿态参数；根据运动状态数据的变化，执行上楼判定；当判定电动车乘电梯上楼，触发警示报告。

在一些实施例中，使用的传感器包括惯性测量单元，用于传感器数据。所述获取电动车的运动状态数据和环境参数。这里说的运动状态数据包括加速度、角速度、静态重力加速度、合加速度、姿态角、俯仰角、横滚角，环境参数包括气压。在这些实施例中，使用的传感器数据可以是上述数据中一个数据或其中数据的组合。这里的惯性测量单元(Inertialmeasurement unit，简称IMU)是测量物体三轴姿态角(或角速度)以及加速度的装置。一般的，一个IMU内会装有三轴的陀螺仪和三个方向的加速度计，来测量物体在三维空间中的角速度和加速度，并以此解算出物体的姿态。

在一些实施例中，对传感器数据作去噪处理。所述去噪是通过滤波进行，具体可选择低通滤波器。对IMU数据进行平滑滤波，消除因振动撞击、人为晃动等导致的噪音信号。

在一些实施例中，基于IMU的三轴加速度计算的姿态角、俯仰角和横滚角，并实时进行调平。这里的调平指的是将IMU姿态的纵轴变换为平行重力加速度，并重新计算新的坐标系下的三轴加速度的过程。调平后，计算新的坐标系下，平行重力加速度的纵轴的合加速度。在这些实施例中，调平是时刻进行的。

在一些实施例中，计算获取静态重力加速度。这里的静态重力加速度指的是IMU在静止状态下的三轴加速度的矢量和。重力加速度在一个地区是一个稳定值，本可以设置成常数，由于IMU存在零偏误差，会使得静态下的重力加速度值和实际重力加速度值有一定差异。本发明中使用的是静态条件下的测量值作为重力加速度参考值。这样避免了多传感器的校正。

在一些实施例中，一次电梯加速上升或减速过程中，调平后获取IMU在一定的连续时间段内提供的合加速度，取均值，记为合加速度force_ave；计算IMU在一定的连续时间段内的合加速度force_ave的标准差force_ave_std；获取IMU在一定的连续时间段内的静态重力加速度，取均值，记为g0。执行上楼判定规则如下：|合加速度force_ave-静态重力加速度g0|在预设的第一阈值范围内，且force_ave_std在在预设的第二阈值范围内，则判定电动车乘电梯有上楼；|合加速度force_ave-静态重力加速度g0|在预设的第一阈值范围外，或者force_ave_std在预设的第二阈值范围外，则判定电动车乘电梯未上楼。这里提到的“一定的连续时间段”可以是同一的时间段，也可以是不同的时间段。“一定的连续时间段”和“预设的阈值”取值参考GB/T 24474-2009《电梯乘运质量测量》、GB/T 10059-2009《电梯试验方法》等标准规范。一般地，电梯的持续加速时间最短为1.5s±0.2s，最长为3.5s±0.2s,在一些实施例中，“一定的连续时间段”设置为滤波窗口宽度2s，force_ave为2s内采样的均值，force_ave_std为对应的force_ave标准差；第一阈值取值设置可以是22mG-65mG之间(含本数)，第二阈值取值设置可以是8mG-55mG之间(含本数)。mG为毫重力加速度。

在一些实施例中，还可以根据IMU的向上加速度的增量、向上加速度的增量持续时间、加速过程时间、加速过程的加速度均值和峰值等参数的一个或数个与预设的电梯加速模型进行匹配，作为上楼判定规则的候选方案。

在一些实施例中，通过气压计进行电动车上楼的补偿判定和校验。气压计输出气压值，通过气压值和海拔转换，得到海拔高度；再通过比较前述“一定的连续时间段内”的电动车海拔高度变化值，补偿判定和校验电动车是否乘梯上楼。

在一些实施例中，还可以根据IMU提供的向上加速度的增量、向上加速度的增量持续时间、加速过程时间、加速过程的加速度均值和峰值等参数、气压计提供的气压值，对电动车上升的楼层数、所在楼层层数进行计算。

在一些实施例中，提供一种电动车乘电梯上楼监测的系统，包括监测装置和云端。监测装置用于监测电动车上楼活动信息，上传报告。云端用于存储记录、统计分析监测装置上传的数据。这些数据可以是电动车的车辆信息(如车型、年限、识别代码等)、车主信息、位置信息(电动车定位信息、定位所在区域的管理责任单位信息)等。监测装置上传报告的时间频次上，可以是实时上传报告，也可以是间隔一定时间段上报一次。

在一些实施例中，所述的电动车乘电梯上楼监测的系统有控制终端，所述的控制终端包括通讯单元、服务器、显示器和输入装置，可以是智能移动设备或台式电脑等，用于显示监测装置和云端提供的数据；可以在控制终端将位置信息提取坐标，通过控制终端已有的内置的具有地图导航功能的软件的数据接口，转化为这些软件所支持的坐标类型，从而在这些软件上显示出被报告的电动车的位置点或轨迹等信息；可以在控制终端，将监控到的电动车乘电梯上楼的信息通知给电动车所在位置的具有管理义务和职能的管理单位(如小区物业、政府部门、保险公司等)。

在一些实施例中，提供一种监测装置，包含传感器模块、数据处理模块、电源模块、警示报告模块。传感器模块包括惯性测量单元和气压计，用于获取传感器数据。传感器数据包括加速度、角速度、静态重力加速度、合加速度、姿态角、俯仰角、横滚角、气压的一个数据或其中数据的组合。数据处理模块用于分析处理传感器数据，以及其它数据。电源模块用于监测装置供电。警示报告模块包括警示模块、通讯模块，用于声音、光线等警示，短信报告，上传监测数据到服务器。

在一些实施例中，监测装置还可以包括定位模块，用于获取位置信息。监测装置用于支撑或实现前述其它实施例中达成的技术效果。

在符合本领域技术人员的知识和能力水平范围内，本文提及的各种实施例或者技术特征在不冲突的情况下，可以相互组合而作为另外一些可选实施例，这些并未被一一罗列出来的、由有限数量的技术特征组合形成的有限数量的可选实施例，仍属于本发明揭露的技术范围内，亦是本领域技术人员结合附图和上文所能理解或推断而得出的。

最后再次强调，上文所列举的实施例，为本发明较为典型的、较佳实施例，仅用于详细说明、解释本发明的技术方案，以便于读者理解，并不用以限制本发明的保护范围或者应用。

因此，在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等而获得的技术方案，都应被涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.电动车乘电梯上楼监测的方法，其特征在于：包括以下步骤：

获取并处理电动车上安装的传感器输出的运动状态数据，所述运动状态数据包括加速度参数、姿态参数；

根据运动状态数据的变化，执行上楼判定；其中所述上楼判断规则包括：|合加速度force_ave-静态重力加速度g0|在预设的第一阈值范围内，且标准差force_ave_std在预设的第二阈值范围内，则判定电动车乘电梯有上楼；

|合加速度force_ave-静态重力加速度g0|在预设的第一阈值范围外，或者标准差force_ave_std在预设的第二阈值范围外，则判定电动车乘电梯未上楼

当判定电动车乘电梯上楼，触发警示报告。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

获取传感器数据，所述的传感器数据包括加速度、角速度、静态重力加速度、合加速度、姿态角、俯仰角和横滚角。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：还包括如下步骤：

对传感器数据去噪，所述去噪是通过滤波器进行。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：还包括如下步骤：

通过气压计进行电动车乘梯上楼的补偿判定和校验。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

判定电动车上楼后，进行警示报告；所述的警示报告包括声音或光线警示，短信报告，上传监测数据到服务器。

6.电动车乘电梯上楼监测的系统，其特征在于：

包括监测装置和云端，

所述的监测装置用于执行权利要求1至5任一项所述的电动车乘电梯上楼监测的方法的步骤，上传所述警示报告；

所述云端用于存储记录、统计分析监测装置上传的数据。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于：

还包括控制终端，所述控制终端包括智能移动设备、台式电脑，用于显示和管理。

8.监测装置，其特征在于：

包含传感器模块、数据处理模块、电源模块、警示报告模块；

所述的传感器模块包括惯性测量单元、气压计，用于获取传感器数据，所述传感器数据包括加速度、角速度、静态重力加速度、合加速度、姿态角、俯仰角、横滚角和气压；

所述数据处理模块用于获取并处理电动车上安装的传感器输出的运动状态数据，所述运动状态数据包括加速度参数、姿态参数；还用于根据运动状态数据的变化，执行上楼判定；其中所述上楼判断规则包括：|合加速度force_ave-静态重力加速度g0|在预设的第一阈值范围内，且标准差force_ave_std在预设的第二阈值范围内，则判定电动车乘电梯有上楼；|合加速度force_ave-静态重力加速度g0|在预设的第一阈值范围外，或者标准差force_ave_std在预设的第二阈值范围外，则判定电动车乘电梯未上楼；还用于当判定电动车乘电梯上楼，触发警示报告；

所述电源模块用于监测装置供电；

所述警示报告模块包括警示模块、通讯模块，用于声音或光线警示，短信报告，上传监测数据到服务器。

9.根据权利要求8所述的监测装置，其特征在于：

还包括定位模块，用于获取位置信息。

Images