CN110349292A - 一种基于智能手机平台的行车状态监控方法 - Google Patents

Abstract

一种基于智能手机平台的行车状态监控方法，利用驾驶员随身携带的智能手机作为安保系统平台，对行车过程中车辆的行驶状态进行监控，利用智能手机上的惯性测量单元进行车辆加速度信息的监控；当惯性测量输出信息发生突变后，触发启动手机摄像头，利用手机上的摄像头进行行驶异常状态下的场景画面的监控；当判定车辆行驶出现了事故，则自动连接紧急救援中心，救援中心根据接收到的卫星定位系统位置信息和摄像头传回的事故现场信息制定救援方案，在不增加消费者任何使用硬件成本的情况下，为行车安全提供了一种智能救援保障，极大地降低了成本，显著提高了救援时效。

Description

一种基于智能手机平台的行车状态监控方法

技术领域

本发明涉及一种行车状态监控方法，特别涉及一种基于智能手机平台的行车状态监控方法。

背景技术

行车记录和事故判断是行车状态监控的两个重要因素。当前已有的行车记录设备主要指专用车载行车记录仪，或者基于手机视频采集的行车记录方式。上述两种已有的行车记录方案中，专用车载行车记录设备需要额外硬件设备和能耗，远程协助功能受限；而手机行车记录仪存在冗余录制时间长,占据存储空间大,电量与数据流量消耗大,使用不便且影响电话功能使用等缺点。另外，这两种方案缺乏智能自主性，不能在紧急情况下实现对视频的自动存储和事故判断，同时也无法进行完整的行车状态监控。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供了一种基于智能手机平台的行车状态监控方法，依托目前消费者普遍使用的智能手机平台，设计一套涵盖了事件驱动的行车记录和事故救援功能的行车安全系统，能够在不增加额外硬件设备且系统能耗降至最低的前提下，实现行车记录和事故救援两个功能，提升行车安全性能。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种基于智能手机平台的行车状态监控方法，包括以下步骤：

步骤一、实现智能手机惯性测量数据的采集和分析处理，具体过程为：

S11、驾驶员按照指定的方位，在车辆前挡风玻璃中部安装手机支架，根据车型和手机相机视角调整手机支架安装位置，然后安装并固定手机；为了描述方便，本发明定义车辆坐标系如下：手机平台坐标系原点在车辆的中心，X轴方向指向车辆前端，Z轴垂直地面向上，Y轴根据右手螺旋法则确定；手机平台坐标系和手机摄像机坐标系重合，原点在摄像机的光心，X轴沿摄像机光心主轴方向，Y轴和Z轴在手机屏幕平面内，Y轴指向手机屏幕的上方，Z轴由右手螺旋法则确定；手机安装完成后，手机平台坐标系和汽车坐标系的三个轴方向一致；

S12、启动软件系统后，智能手机数据采集软件开始工作，该软件对手机惯组系统测量的数据进行采集，采集到的惯组数据包括六组，假设为A_x，A_y，A_z,G_x，G_y，G_z，分别表示惯组中，加速度计和陀螺仪沿x,y,z方向上的敏感输出；

S13、在初始化过程中，首先用摄像机拍摄一张图片，进行灰度化和二值化处理后，存储在手机中，用于后续的事故判断；然后根据采集到的惯组数据进行平滑预处理，作为初始时刻的惯组输出数据，假设得到的初始时刻惯组敏感输出为：A_x(0)，A_y(0)，A_z(0),G_x(0)，G_y(0)，G_z(0)；

S14、在工作过程中，随着汽车的运动，惯组输出数据将会发生变化，此时，在软件系统中，由监控模块实时对惯组数据进行监控，假设实时采集得到的惯组输出数据为：A_x(t)，A_y(t)，A_z(t),G_x(t)，G_y(t)，G_z(t)，惯组采集频率为100Hz，根据软件中设定的车辆危险程度阈值，进行实时监测，假设危险程度阈值分别为将实时采集得到的六路惯组输出数据和该阈值进行判断，判断过程如下：

如果，那么车辆疑似受到撞击；

如果，车辆疑似发生姿态失控；

一旦上述情况发生，则系统进入“疑似事故阶段”，系统转入下一个阶段；

步骤二、摄像头启动进行事故确认，当经由上述步骤，完成“疑似事故阶段”判断后，触发摄像头启动，开始拍摄图像序列，并进行事故确认，具体过程为：

S21、摄像头启动，在用户开通了手机驾驶安全报警功能前提下，若软件系统进入“事故确认阶段”，便会通过向手机系统的录音服务、摄像服务发出录音及拍照请求，触发录音和摄像头API，让录音服务自动启动录音、摄像服务自动拍照、或视频录制，并自动保存在手机中；当用户开通了手机驾驶安全报警功能后，手机在驾驶模式下发生突然的跌落或撞击时，通过向手机系统的录音服务、摄像服务发出录音及拍照请求，让录音服务自动启动录音、摄像服务自动拍照、或视频录制；当车辆位置不在变化，语音和图像识别方式感知车上人员有伤亡时，安全报警服务还通过向电话服务发出拨打救援电话的功能，向短信服务发出请求报告出现事故的位置和时间；

S22、图像序列序贯分析，对所采集的图像序列进行稳定性判断，从而为是否发生了行车事故提供最终依据，该过程主要用于判断车辆是否停止运动；进行图像序列的帧间对比，如果经过一段时间后，图像不再发生变化，且持续30秒以上，那么确认已经发生事故；本系统对图像进行二值化处理，然后进行图像对比，假设图像采集频率为f帧/秒，图像重叠区域阈值为α，静止时间长度阈值为30秒；假设计算得到的图像重叠区域比例为σ(t)，如果σ(t)≥α，且持续时间t_last≥30,那么完成了对事故的初步确认，系统转入远程服务端的“事故处理阶段”；

步骤三、对事故进行处理，在完成了事故确认后，软件系统触发图像传输系统工作，根据手机网络传输通道，将手机采集的图像和手机本身的GPS定位数据，传送到救援中心，为救援中心提供事故发生地点信息和事故现场状态信息，为实施有效救援提供帮助。

本发明提供了一种完整的行车状态监控方法，能够提供完整的行车记录、关键视频拍摄和存储，以及行车事故判断的功能，具有简便易行、功耗低的特点。本发明采用智能手机作为行车监控平台，不要增加额外的监控设备。此外，本发明采用选择性行车场景记录方式，仅仅在车辆行驶状态异常的情况下才打开相机进行拍摄和存储。同时，本发明还具有行车事故判断和远程协助功能，在行车状态异常检测结果的基础上，采用图像处理方法进行事故判断，能够对当前车辆是否发生了事故进行判断，并且具有自动启动远程协助的功能。

附图说明

图1是一种基于智能手机平台的行车状态监控方法的流程图。

图2是一种基于智能手机平台的行车状态监控方法的手机放置方式示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

参照图1，一种基于智能手机平台的行车状态监控方法，包括以下步骤：

步骤一、实现智能手机惯性测量数据的采集和分析处理，具体过程为：

S11、驾驶员按照指定的方位，在车辆前挡风玻璃中部安装手机支架，根据车型和手机相机视角调整手机支架安装位置，然后安装并固定手机；为了描述的方便，本发明定义车辆坐标系如下：手机平台坐标系原点在车辆的中心，X轴方向指向车辆前端，Z轴垂直地面向上，Y轴根据右手螺旋法则确定；手机平台坐标系和手机摄像机坐标系重合，原点在摄像机的光心，X轴沿摄像机光心主轴方向，Y轴和Z轴在手机屏幕平面内，Y轴指向手机屏幕的上方，Z轴由右手螺旋法则确定；手机安装完成后，手机平台坐标系和汽车坐标系的三个轴方向一致；

S12、启动软件系统后，首先工作的是智能手机数据采集软件，该软件对手机惯组系统测量的数据进行采集，采集到的惯组数据通常包括六组，假设为A_x，A_y，A_z,G_x，G_y，G_z，分别表示惯组中，加速度计和陀螺仪沿x,y,z方向上的敏感输出；

S13、根据采集到的惯组数据进行平滑预处理，作为初始时刻的惯组输出数据，假设得到的初始时刻惯组敏感输出为：A_x(0)，A_y(0)，A_z(0),G_x(0)，G_y(0)，G_z(0)；

S14、在工作过程中，随着汽车的运动，惯组输出数据将会发生变化，此时，在软件系统中，由监控模块实时对惯组数据进行监控，假设实时采集得到的惯组输出数据为：A_x(t)，A_y(t)，A_z(t),G_x(t)，G_y(t)，G_z(t)，惯组采集频率为100Hz，根据软件中设定的车辆危险程度阈值，进行实时监测，假设危险程度阈值分别为将实时采集得到的六路惯组输出数据和该阈值进行判断，判断过程如下：

如果，那么车辆疑似受到撞击；

如果，车辆疑似发生姿态失控；

一旦上述情况发生，则系统进入“疑似事故阶段”，系统转入下一个阶段；否则，继续进行惯组数据监控；

步骤二、摄像头启动进行事故确认，当经由上述步骤，完成“疑似事故阶段”判断后，触发摄像头启动，开始拍摄图像序列，并进行事故确认，具体过程为：

S21、摄像头启动，软件系统进入“事故确认阶段”后，触发启动摄像头工作，开始拍摄图像数据；

S22、图像序列序贯分析，对所采集的图像序列进行稳定性判断，从而为是否发生了行车事故提供最终依据，该过程主要用于判断车辆是否停止运动，进行图像序列的帧间对比，如果经过一段时间后，图像不再发生变化，且持续30秒以上，那么确认已经发生事故，本系统对图像进行二值化处理，然后进行图像对比，假设图像采集频率为f帧/秒，图像重叠区域阈值为α，静止时间长度阈值为30秒，假设计算得到的图像重叠区域比例为σ(t)，如果σ(t)≥α，且持续时间t_last≥30,那么完成了对事故的初步确认，系统转入下一个工作阶段——“事故处理阶段”；

步骤三、对事故进行处理，在完成了事故确认后，软件系统触发图像传输系统工作，根据手机网络传输通道，将手机采集的图像和手机本身的GPS定位数据，传送到救援中心，为救援中心提供事故发生地点信息和事故现场状态信息，为实施有效救援提供帮助。

Claims (1)

1.一种基于智能手机平台的行车状态监控方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、实现智能手机惯性测量数据的采集和分析处理，具体过程为：

S11、驾驶员按照指定的方位，在车辆前挡风玻璃中部安装手机支架，根据车型和手机相机视角调整手机支架安装位置，然后安装并固定手机；为了描述的方便，本发明定义车辆坐标系如下：手机平台坐标系原点在车辆的中心，X轴方向指向车辆前端，Z轴垂直地面向上，Y轴根据右手螺旋法则确定；手机平台坐标系和手机摄像机坐标系重合，原点在摄像机的光心，X轴沿摄像机光心主轴方向，Y轴和Z轴在手机屏幕平面内，Y轴指向手机屏幕的上方，Z轴由右手螺旋法则确定。手机安装完成后，手机平台坐标系和汽车坐标系的三个轴方向一致；

S12、启动软件系统后，智能手机数据采集软件开始工作，该软件对手机惯组系统测量的数据进行采集，采集到的惯组数据通常包括六组，假设为A_x，A_y，A_z,G_x，G_y，G_z，分别表示惯组中，加速度计和陀螺仪沿x,y,z方向上的敏感输出；

S13、在初始化过程中，首先用摄像机拍摄一张图片，进行灰度化和二值化处理后，存储在手机中，用于后续的事故判断；然后根据采集到的惯组数据进行平滑预处理，作为初始时刻的惯组输出数据，假设得到的初始时刻惯组敏感输出为：A_x(0)，A_y(0)，A_z(0),G_x(0)，G_y(0)，G_z(0)；

S14、在工作过程中，随着汽车的运动，惯组输出数据将会发生变化，此时，在软件系统中，由监控模块实时对惯组数据进行监控，假设实时采集得到的惯组输出数据为：A_x(t)，A_y(t)，A_z(t),G_x(t)，G_y(t)，G_z(t)，惯组采集频率为100Hz，根据软件中设定的车辆危险程度阈值，进行实时监测；假设危险程度阈值分别为将实时采集得到的六路惯组输出数据和该阈值进行判断。判断过程如下：

如果，那么车辆疑似受到撞击；

如果，车辆疑似发生姿态失控；

一旦上述情况发生，则系统进入“疑似事故阶段”，系统转入下一个阶段；

步骤二、摄像头启动进行事故确认，当经由上述步骤，完成“疑似事故阶段”判断后，触发摄像头启动，开始拍摄图像序列，并进行事故确认，具体过程为：

S21、摄像头启动，在用户开通了手机驾驶安全报警功能前提下，若软件系统进入“事故确认阶段”，便会通过向手机系统的录音服务、摄像服务发出录音及拍照请求，触发录音和摄像头API，让录音服务自动启动录音、摄像服务自动拍照、或视频录制，并自动保存在手机中；当用户开通了手机驾驶安全报警功能后，手机在驾驶模式下发生突然的跌落或撞击时，通过向手机系统的录音服务、摄像服务发出录音及拍照请求，让录音服务自动启动录音、摄像服务自动拍照、或视频录制；当车辆位置不在变化，语音和图像识别方式感知车上人员有伤亡时，安全报警服务还通过向电话服务发出拨打救援电话的功能，向短信服务发出请求报告出现事故的位置和时间；

S22、图像序列序贯分析，对所采集的图像序列进行稳定性判断，从而为是否发生了行车事故提供最终依据，该过程主要用于判断车辆是否停止运动，进行图像序列的帧间对比，如果经过一段时间后，图像不再发生变化，且持续30秒以上，那么确认已经发生事故；本系统对图像进行二值化处理，然后进行图像对比，假设图像采集频率为f帧/秒，图像重叠区域阈值为α，静止时间长度阈值为30秒；假设计算得到的图像重叠区域比例为σ(t)，如果σ(t)≥α，且持续时间t_last≥30,那么完成了对事故的初步确认，系统转入远程服务端的“事故处理阶段”；

步骤三、对事故进行处理，在完成了事故确认后，软件系统触发图像传输系统工作，根据手机网络传输通道，将手机采集的图像和手机本身的GPS定位数据，传送到救援中心，为救援中心提供事故发生地点信息和事故现场状态信息，为实施有效救援提供帮助。