CN110139216A - 一种道路障碍识别装置及方法 - Google Patents

一种道路障碍识别装置及方法 Download PDF

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Abstract

随着汽车的不断普及，交通事故也随之增多。机动车道上可能出现很多障碍物，可能是坑陷、石头、模板之类的，这些安全隐患会大大增加交通事故发生的可能性。每年因道路交通事故导致道路安全已经极大地威胁着社会公众的生命和财产，成为全球关注的重点。然而如果采用人工的方式去道路上去采集类似于道路坑陷或者凸起的石头杂物之类的，这样效率会很慢也不及时。现在的车辆都带有导航，或者手机也会有导航，人在使用导航的时候，导航服务器也可以获取手机或者车载导航的实时数据，然而这些信息就有可能成为我们分析出道路障碍的突破口。本发明公开了一种通过手机等终端与导航服务器等即可识别道路障碍的方法与装置，值得推广。

Description

一种道路障碍识别装置及方法
技术领域
本发明涉及信息识别技术领域，尤其是，本发明涉及一种道路障碍识别装置及方法。
背景技术
随着社会经济的快速进步，人们生活水平日益提高，我国汽车保有量飞速增长，但是与之配套的交通管理系统的发展却较为缓慢，传统的交通管理手段远不能跟上汽车保有量的发展速度，影响了人、车、路的和谐配合。
同时，随着汽车的不断普及，交通事故也随之增多。机动车道上可能出现很多障碍物，可能是坑陷、石头、模板之类的，这些安全隐患会大大增加交通事故发生的可能性。每年因道路交通事故导致道路安全已经极大地威胁着社会公众的生命和财产，成为全球关注的重点。
然而如果采用人工的方式去道路上去采集类似于道路坑陷或者凸起的石头杂物之类的，这样效率会很慢也不及时。现在的车辆都带有导航，或者手机也会有导航，人在使用导航的时候，导航服务器也可以获取手机或者车载导航的实时数据，然而这些信息就有可能成为我们分析出道路障碍的突破口。
但是，如何设计一种道路障碍识别装置及方法，成为了迫切需要解决的难题。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种利用用户终端设备进行获取数据，并将数据分析处理识别出道路障碍。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案得以实现的：
一种道路障碍识别装置在于包括：服务端、终端；所述的服务端与终端通过无线连接；
所述的服务端包括 储存模块、分析处理模块、无无线模块；
所述的终端包括加速度传感器模块、分析处理模块、定位模块、无线模块；
所述的服务端分析处理模块与所述的服务端储存模块电信号连接；
所述的服务端分析处理模块与所述的服务端无线模块电信号链接；
所述的终端分析处理模块与所述的终端加速度传感器模块电信号链接；
所述的终端分析处理模块与所述的终端定位模块电信号链接；
所述的终端分析处理模块与所述的终端无线模块电信号链接；
所述的服务端是通过服务端无线模、终端无线模块进行与终端无线链接的。
一种道路障碍识别装置在于包括：
所述的终端定位模块包括北斗定位模块；
所述的终端加速度传感器模块包括三轴加速度传感器模块；
所述的终端包括车辆导航用手机；
所述的服务端包括导航服务器。
一种道路障碍识别方法在于包括：
终端通过终端无线模块、服务端无线模块进行与服务端进行数据信息传递；
终端分析处理模块通过终端加速度传感器模块获取终端的加速度信息；
终端分析处理模块通过终端定位模块获取终端的定位信息；
终端分析处理模块实时将终端定位信息发送给服务端；
终端分析处理模块根据终端加速度信息、终端定位信息进行初步判断是否存在路障，当初步判定为存在路障时，终端分析处理模块将初步路障信息发送给服务端；
初步路障信息包括终端加速度信息、终端定位信息；
服务端将收到的初步路障信息进行储存到服务端储存模块；
服务端分析处理模块根据服务端储存模块的数据信息进行判断，当判断同一坐标位置存在超过N个终端发来初步路障信息时，则判定此位置存在道路障碍。
一种道路障碍识别方法在于包括：
服务端分析处理模块根据判定存在的道路障碍信息、终端实时定位信息进行判断，当超过M1个终端经过道路障碍位置时未发送初步路障信息，则判定此位置道路障碍消失。
一种道路障碍识别方法在于包括：
所述的终端加速度信息包括垂直于地平面方向的加速度大小信息A、垂直于地平面方向的加速度方向信息、垂直于地平面方向的加速度持续时间信息T、垂直于地平面方向的加速度起始时间节点信息；
所述的终端定位信息包括终端位置信息、终端移动速度信息V、终端移动方向信息；
所述的初步判断是否存在路障的方法包括当A与V的比值大于E并且T与V的乘积大于L时，则初步判定为存在路障；
服务端分析处理模块根据储存模块内的初步路障信息、终端实时定位信息进行判断，当超过M2个终端经过初步路障信息的坐标位置并且未发出初步路障信息时，则服务端分析处理模块将该位置的初步路障信息进行删除；
所述当判定存在道路障碍时，则服务端分析处理模块将该位置道路障碍信息进行储存；
所述当判定道路障碍消失时，则服务端分析处理模块将该位置道路障碍信息、对应的初步路障信息进行删除。
一种道路障碍识别方法在于包括：
所述的道路障碍信息是根据初步路障信息进行分析计算得到的；
所述的道路障碍信息包括道路障碍位置信息、道路障碍类型信息；
所述的道路障碍类型信息包括凸起形道路障碍、凹陷性道路障碍。
一种道路障碍识别方法在于包括：
所述的道路障碍信息是根据初步路障信息进行分析计算得到的包括，
根据初步路障信息的位置信息得到道路障碍的位置信息；
根据初步路障信息的垂直于地平面方向的加速度方向信息进行判断，当加速度方向朝上时，该道路障碍为凸起形道路障碍，当加速度方向朝下时，该道路障碍为凹陷形道路障碍；
根据初步路障信息的终端加速度信息中的A与T的乘积计算得到H，
根据H的大小对道路障碍信息的凹陷深度以及凸起高度进行分级，当H越大时，道路障碍信息的凹陷程度越深或者凸起高度越高，当H越小时，道路障碍信息的凹陷程度越浅或者凸起高度越矮；
根据初步路障信息的终端加速度信息中的垂直于地平面方向的加速度起始时间节点信息得到连续两次同方向加速度空闲间隔时间T2，根据T2与V的乘积计算得到L2，根据L2的大小得到与终端移动方向同方向的道路障碍持续距离L2。
一种道路障碍识别方法在于包括：
所述的N的单位为个，取值范围为1至100；
所述的M1的单位为个，取值范围为1至100；
所述的M2的单位为个，取值范围为1至100；
所述的E无单位，取值范围为0.01至100；
所述的L无单位，取值范围为0.001至100；
所述的参数为涉及到单位的均为国际单位。
本发明一种道路障碍识别装置及方法有益效果在于：本装置中提到的服务端可以利用现有的导航服务器，提到的终端可以使用现有的手机，现在大多数手机都会带有加速度传感器模块、定位模块等，所以可以利用现有的条件进行工作，只需要在终端导航软件里面植入对应的程序，导航服务器也植入对应的程序即可完成道路障碍的识别。
利用本发明能够有效快速识别全国各地的道路障碍，并且无需人工识别，效率极大的提高很多，并且这种方法还能实时更新道路障碍信息，自动减少或者增加道路障碍位置点，如果将这些位置提前告知导航用户，可以避免大量的交通事故。
附图说明
图1为本发明一种道路障碍识别装置的结构示意图框图。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的模块和步骤的相对布置和步骤不限制本发明的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法及系统可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法及系统应当被视为授权说明书的一部分。
一种道路障碍识别装置在于包括：服务端、终端；所述的服务端与终端通过无线连接；
所述的服务端包括 储存模块、分析处理模块、无无线模块；
所述的终端包括加速度传感器模块、分析处理模块、定位模块、无线模块；
所述的服务端分析处理模块与所述的服务端储存模块电信号连接；
所述的服务端分析处理模块与所述的服务端无线模块电信号链接；
所述的终端分析处理模块与所述的终端加速度传感器模块电信号链接；
所述的终端分析处理模块与所述的终端定位模块电信号链接；
所述的终端分析处理模块与所述的终端无线模块电信号链接；
所述的服务端是通过服务端无线模、终端无线模块进行与终端无线链接的。
一种道路障碍识别装置在于包括：
所述的终端定位模块包括北斗定位模块；
所述的终端加速度传感器模块包括三轴加速度传感器模块；
所述的终端包括车辆导航用手机；
所述的服务端包括导航服务器。
一种道路障碍识别方法在于包括：
终端通过终端无线模块、服务端无线模块进行与服务端进行数据信息传递；
终端分析处理模块通过终端加速度传感器模块获取终端的加速度信息；
终端分析处理模块通过终端定位模块获取终端的定位信息；
终端分析处理模块实时将终端定位信息发送给服务端；
终端分析处理模块根据终端加速度信息、终端定位信息进行初步判断是否存在路障，当初步判定为存在路障时，终端分析处理模块将初步路障信息发送给服务端；
初步路障信息包括终端加速度信息、终端定位信息；
服务端将收到的初步路障信息进行储存到服务端储存模块；
服务端分析处理模块根据服务端储存模块的数据信息进行判断，当判断同一坐标位置存在超过N个终端发来初步路障信息时，则判定此位置存在道路障碍。
一种道路障碍识别方法在于包括：
服务端分析处理模块根据判定存在的道路障碍信息、终端实时定位信息进行判断，当超过M1个终端经过道路障碍位置时未发送初步路障信息，则判定此位置道路障碍消失。
一种道路障碍识别方法在于包括：
所述的终端加速度信息包括垂直于地平面方向的加速度大小信息A、垂直于地平面方向的加速度方向信息、垂直于地平面方向的加速度持续时间信息T、垂直于地平面方向的加速度起始时间节点信息；
所述的终端定位信息包括终端位置信息、终端移动速度信息V、终端移动方向信息；
所述的初步判断是否存在路障的方法包括当A与V的比值大于E并且T与V的乘积大于L时，则初步判定为存在路障；
服务端分析处理模块根据储存模块内的初步路障信息、终端实时定位信息进行判断，当超过M2个终端经过初步路障信息的坐标位置并且未发出初步路障信息时，则服务端分析处理模块将该位置的初步路障信息进行删除；
所述当判定存在道路障碍时，则服务端分析处理模块将该位置道路障碍信息进行储存；
所述当判定道路障碍消失时，则服务端分析处理模块将该位置道路障碍信息、对应的初步路障信息进行删除。
一种道路障碍识别方法在于包括：
所述的道路障碍信息是根据初步路障信息进行分析计算得到的；
所述的道路障碍信息包括道路障碍位置信息、道路障碍类型信息；
所述的道路障碍类型信息包括凸起形道路障碍、凹陷性道路障碍。
一种道路障碍识别方法在于包括：
所述的道路障碍信息是根据初步路障信息进行分析计算得到的包括，
根据初步路障信息的位置信息得到道路障碍的位置信息；
根据初步路障信息的垂直于地平面方向的加速度方向信息进行判断，当加速度方向朝上时，该道路障碍为凸起形道路障碍，当加速度方向朝下时，该道路障碍为凹陷形道路障碍；
根据初步路障信息的终端加速度信息中的A与T的乘积计算得到H，
根据H的大小对道路障碍信息的凹陷深度以及凸起高度进行分级，当H越大时，道路障碍信息的凹陷程度越深或者凸起高度越高，当H越小时，道路障碍信息的凹陷程度越浅或者凸起高度越矮；
根据初步路障信息的终端加速度信息中的垂直于地平面方向的加速度起始时间节点信息得到连续两次同方向加速度空闲间隔时间T2，根据T2与V的乘积计算得到L2，根据L2的大小得到与终端移动方向同方向的道路障碍持续距离L2。
一种道路障碍识别方法在于包括：
所述的N的单位为个，取值范围为1至100；
所述的M1的单位为个，取值范围为1至100；
所述的M2的单位为个，取值范围为1至100；
所述的E无单位，取值范围为0.01至100；
所述的L无单位，取值范围为0.001至100；
所述的参数为涉及到单位的均为国际单位。
实施例：本实施例中导航服务器作为服务端、带有导航软件的手机作为终端、参数N取值10、参数M1取值15、M2取值20、E取值0.1、L取值0.1，一辆车辆由东向西行驶，并且车内开启了手机导航，
假如这辆车的以速度10米每秒向前行驶，前方有一坑陷，车辆未能及时躲避，车辆通过坑陷时，假如前轮没有避震器，前轮会先向下自由落体，然后到达坑底时停止，继续向前一段时间后，会压到坑边向上出坑，在这个过程里，手机会有一个先向下的加速度，车轮到底时，手机会有一个向上的加速度，持续一段时间后，车轮快要出坑时，手机会有一个向上的加速度，出坑后，手机会有一个向下的加速度，当然我们实在理想状态下，实际还会有车轮的回弹力量，等这些都可以通过技术手段进行过滤，对于过滤这种干扰因素并不是本发明的重点。
另外手机检测的加速度均为垂直于地平面方向的加速度值，对于手机是以什么姿态放置于车内，这个并不影响对于加速度的检测，因为这是常规技术员所能做到的事情。
在以上这个过程里面，假如手机第一次向下的垂直于地平面的加速度为A为5米每二次方秒，因为实际情况有避震器的存在所以达不到自由落体，我这里将这个A设定为5米每二次方秒，这段加速度持续时间T为0.1秒，移动速度V为10米每秒，A/V=0.5，T*V=1，满足A与V的比值大于E并且T与V的乘积大于L，则手机会将这次初步判定为存在路障，将这次记录的发送给导航服务器；如果导航服务器在这个位置收到了超过N个手机发来的初步路障信息，导航服务器判定这个位置的确有路障，然后会将手机端初步路障信息进行分析判断路障的类型，例如本次情况，手机第一次加速度是先向下的，所以本次路障为凹陷形路障；根据初步路障信息的位置信息就是路障的位置信息，这点不做解释；
H=A*T=5，我们可以将这个凹陷形态的路障深度等级定为5，用于区别深度的不同，当然这只是其中的一种粗略估计算法。
“根据初步路障信息的终端加速度信息中的垂直于地平面方向的加速度起始时间节点信息得到连续两次同方向加速度空闲间隔时间T2，根据T2与V的乘积计算得到L2，根据L2的大小得到与终端移动方向同方向的道路障碍持续距离L2”这里T2代表了车辆轮胎到达坑陷底部至轮胎将要出坑时的持续时间，这个时间是根据手机发过来加速度时间节点分析得到的，例如在本次实施例中，车辆入坑动作为手机先向下加速度，然后向上加速度到达坑底，持续时间T2之后，轮胎出坑动作为手机向上加速度然后向下加速度，所以这两个连续的向上加速度时间间隔就是车辆轮胎处于坑内的时间，根据这个时间与车辆速度可以计算得出坑位于车辆移动反向上的距离L2，L2=T2*V。当然也可以利用导航定位的方式进行计算距离。
导航服务器还可以根据车辆移动的方向进一步判断，虽然是通过的同一位置点，但是假如只有自东向西的终端发来了初步路障信息，而自西向东的终端未发送初步路障信息，如果这条路中间有隔离带，说明仅仅在道路一侧存在路障。
确定了路障之后，因为路障有可能会被修复，所以还需要删除路障机制，本发明中是这样来删除路障的：“当超过M1个终端经过道路障碍位置时未发送初步路障信息，则判定此位置道路障碍消失”；如果确定一个位置有路障信息后，服务端会获取通过这个路障的终端信息，如果有M1个终端经过这里，但是并没有发送初步路障信息，则确定该路障已经消失。
本发明还有删除初步路障的机制“当超过M2个终端经过初步路障信息的坐标位置并且未发出初步路障信息时，则服务端分析处理模块将该位置的初步路障信息进行删除；
”如果在服务端某个地理位置存在了初步路障，但后来有超过M2个终端经过这个路障，却没有发送初步路障信息，则说明这个路障信息有误或者路障被修复，将初步路障信息进行删除。
当然本发明详细的解释了这种以终端利用加速度传感器模块、定位模块、分析处理模块、无线模块，服务端利用分析处理模块、储存模块、无线模块的这种方式的识别路障的方法，但实施例只是介绍了一种，方法当然我们还可以根据终端加速度传感器模块识别车辆刹车，例如当终端利用加速度模块识别到刹车达到一定强度后，将作为初步路障信息发送给服务端，而服务端分析到超过M1个车辆经过这个位置都存在刹车行为，同样可以判定此位置存在路障，而这种识别刹车的方法也是通过了加速度传感器模块为主的行为，这种方式也应该属于本发明的保护范围内。
再例如通过加速度传感器模块识别到车辆的极速打方向盘行为，终端将这种行为上传到服务端，当服务端分析到超过M1个车辆经过这个位置都会有极速打方向盘行为，同样可以判定此位置存在路障。
本发明提供了一种利用加速度传感器模块为主识别车辆异常行为的思想，当这种异常行为存在多次时我们可以认我这个位置存在路障，这才是本发明的核心内容，当然了利用这种思想做出的例如使用加速度模块识别车辆刹车、车辆打方向盘、检测坑陷等都应该属于其应用范围，所以都在本发明的保护范围内。
当我们将路障识别出来之后，即可对行驶到路障道路上的车辆进行提前发送提醒信息，防止车辆因为路障引起交通事故。
虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围，本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例来做出各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的方向或者超越所附权利要求书所定义的范围。本领域的技术人员应该理解，凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种道路障碍识别装置其特征在于包括：服务端、终端；所述的服务端与终端通过无线连接；
所述的服务端包括储存模块、分析处理模块、无无线模块；
所述的终端包括加速度传感器模块、分析处理模块、定位模块、无线模块；
所述的服务端分析处理模块与所述的服务端储存模块电信号连接；
所述的服务端分析处理模块与所述的服务端无线模块电信号链接；
所述的终端分析处理模块与所述的终端加速度传感器模块电信号链接；
所述的终端分析处理模块与所述的终端定位模块电信号链接；
所述的终端分析处理模块与所述的终端无线模块电信号链接；
所述的服务端是通过服务端无线模、终端无线模块进行与终端无线链接的。
2.根据权利要求1所述的一种道路障碍识别装置其特征在于包括：
所述的终端定位模块包括北斗定位模块；
所述的终端加速度传感器模块包括三轴加速度传感器模块；
所述的终端包括车辆导航用手机；
所述的服务端包括导航服务器。
3.一种道路障碍识别方法其特征在于包括：
终端通过终端无线模块、服务端无线模块进行与服务端进行数据信息传递；
终端分析处理模块通过终端加速度传感器模块获取终端的加速度信息；
终端分析处理模块通过终端定位模块获取终端的定位信息；
终端分析处理模块实时将终端定位信息发送给服务端；
终端分析处理模块根据终端加速度信息、终端定位信息进行初步判断是否存在路障，当初步判定为存在路障时，终端分析处理模块将初步路障信息发送给服务端；
初步路障信息包括终端加速度信息、终端定位信息；
服务端将收到的初步路障信息进行储存到服务端储存模块；
服务端分析处理模块根据服务端储存模块的数据信息进行判断，当判断同一坐标位置存在超过N个终端发来初步路障信息时，则判定此位置存在道路障碍。
4.根据权利要求3所述的一种道路障碍识别方法其特征在于包括：
服务端分析处理模块根据判定存在的道路障碍信息、终端实时定位信息进行判断，当超过M1个终端经过道路障碍位置时未发送初步路障信息，则判定此位置道路障碍消失。
5.根据权利要求3-4所述的一种道路障碍识别方法其特征在于包括：
所述的终端加速度信息包括垂直于地平面方向的加速度大小信息A、垂直于地平面方向的加速度方向信息、垂直于地平面方向的加速度持续时间信息T、垂直于地平面方向的加速度起始时间节点信息；
所述的终端定位信息包括终端位置信息、终端移动速度信息V、终端移动方向信息；
所述的初步判断是否存在路障的方法包括当A与V的比值大于E并且T与V的乘积大于L时，则初步判定为存在路障；
服务端分析处理模块根据储存模块内的初步路障信息、终端实时定位信息进行判断，当超过M2个终端经过初步路障信息的坐标位置并且未发出初步路障信息时，则服务端分析处理模块将该位置的初步路障信息进行删除；
所述当判定存在道路障碍时，则服务端分析处理模块将该位置道路障碍信息进行储存；
所述当判定道路障碍消失时，则服务端分析处理模块将该位置道路障碍信息、对应的初步路障信息进行删除。
6.根据权利要求3-5所述的一种道路障碍识别方法其特征在于包括：
所述的道路障碍信息是根据初步路障信息进行分析计算得到的；
所述的道路障碍信息包括道路障碍位置信息、道路障碍类型信息；
所述的道路障碍类型信息包括凸起形道路障碍、凹陷性道路障碍。
7.根据权利要求3-6所述的一种道路障碍识别方法其特征在于包括：
所述的道路障碍信息是根据初步路障信息进行分析计算得到的包括，
根据初步路障信息的位置信息得到道路障碍的位置信息；
根据初步路障信息的垂直于地平面方向的加速度方向信息进行判断，当加速度方向朝上时，该道路障碍为凸起形道路障碍，当加速度方向朝下时，该道路障碍为凹陷形道路障碍；
根据初步路障信息的终端加速度信息中的A与T的乘积计算得到H，
根据H的大小对道路障碍信息的凹陷深度以及凸起高度进行分级，当H越大时，道路障碍信息的凹陷程度越深或者凸起高度越高，当H越小时，道路障碍信息的凹陷程度越浅或者凸起高度越矮；
根据初步路障信息的终端加速度信息中的垂直于地平面方向的加速度起始时间节点信息得到连续两次同方向加速度空闲间隔时间T2，根据T2与V的乘积计算得到L2，根据L2的大小得到与终端移动方向同方向的道路障碍持续距离L2。
8.根据权利要求3-7所述的一种道路障碍识别方法其特征在于包括：
所述的N的单位为个，取值范围为1至100；
所述的M1的单位为个，取值范围为1至100；
所述的M2的单位为个，取值范围为1至100；
所述的E无单位，取值范围为0.01至100；
所述的L无单位，取值范围为0.001至100；
所述的参数为涉及到单位的均为国际单位。
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