CN111145387B - 一种用于车辆碰撞数据记录和提取的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于车辆碰撞数据记录和提取的装置，通过车身各种传感器对车身数据进行采集，通过专用集成模块对数据进行转码并上传至中央处理器内的非易失性存储器内，PC机通过CAN总线与若干控制器建立互联通讯，控制器通过CAN总线及CAN收发器与中央控制器进行数据实时交换及传输；还公开了一种用于车辆碰撞数据记录和提取的方法，使用车辆状态采集模块以M种频率对N组样本进行源数据采集，在数据缓存时，通过数据缓存模块对N组样本进行缓存调整，当无任何事件发生时，按照指定频率更新缓存数据，当有事件发生时，按照事件优先级逻辑响应。本发明保证样本多样性，数据样本能够复原现场，满足司法分析和不同场景下对样本的时间序列和组合的要求。

Description

一种用于车辆碰撞数据记录和提取的装置及方法

技术领域

本发明属于汽车碰撞技术领域，特别涉及一种用于车辆碰撞数据记录和提取的装置及方法。

背景技术

通常，保存车辆碰撞事件数据需要特定的车载装备。目前现有的车辆远程通讯系统能够捕获和传输现场车辆数据，但仅仅包括通过其通信网络传输的现场数据。远程通讯技术被车队、保险公司或特定的车辆制造商使用，并且在检测到撞击之后协助联系响应中心。该系统将事故通知警察和保险公司。此外，有一些车队或拥有保险的驾驶员选择用远程通讯适配器监控他们的驾驶习惯以获得保险折扣。这些远程通讯适配器提供关于车辆和驾驶员围绕撞击的动作的一些有意义的数据，这些数据可以帮助保险理赔专业人员评定责任，加快理赔处理。

然而，隐私法阻止公众对这些远程通讯设备的所需采用，这使得它们的使用仅限于目前在路上的车辆的5％至10％。在大多数车辆撞击之后难以得到重要的碰撞事件数据。此外，现场传输的远程通讯数据尚未被认为是科学可靠的，一旦发生重大事故，不能作为呈堂证据使用。一般碰撞事件数据可以为警察和保险调查员提供无偏见的事故细节，可以协助还原事故真实现场，或者量化事故的严重性。

除此以外，作为新车出厂后的使用阶段，一旦新车发生碰撞事件且产生大概率性人员伤亡事故，需要鉴定车厂产品性能合格的责任划分，这就需要提取相关碰撞数据。

因此，需要新的方法和装置来促进和实现针对任何机动车辆撞击的碰撞数据证据的记录和提取，以供私人和取证部门作为参考。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种用于车辆碰撞数据记录和提取的装置及方法，使用该车辆碰撞数据记录和提取的装置及方法后，不但能够保证样本的多样性和足够的时间序列样本，同时保证了数据样本复原现场，满足司法分析要求，而且提高了存储介质空间利用率，保证不同严重度和工况下的样本覆盖率，确保对高优先级的样本保护，满足不同应用场景下对样本的时间序列和组合的要求。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

提供一种用于车辆碰撞数据记录和提取的装置，包括数据采集处理系统及与所述数据采集处理系统配套使用的数据采集记录软件系统,所述数据采集处理系统包括专用集成模块、中央处理器、惯性系统传感器、翻滚系统传感器、中央加速度传感器、CAN收发器和供电系统，所述中央处理器的输入端分别电信连接所述专用集成模块的输出端、所述惯性系统传感器、所述翻滚系统传感器、所述中央加速度传感器，所述中央处理器电信连接所述CAN收发器，所述CAN收发器电信连接有若干个控制器，若干所述控制器通过CAN总线电信连接有PC机，所述专用集成模块的输入端电连接有第一卫星传感器、第二卫星传感器、第三卫星传感器、第四卫星传感器、第五卫星传感器、第六卫星传感器、第七卫星传感器、第八卫星传感器、第九卫星传感器和第十卫星传感器，所述供电系统供电至所述中央处理器，所述中央处理器具有闪存模块和非易失性存储器；

所述数据采集记录软件系统包括车辆状态采集模块、车辆状态读取模块、快照信息模块、数据缓存模块、数据记录模块、事件表决器模块、碰撞数据提取模块和非易失性存储模块，所述数据采样模块以M种频率对N组样本进行源数据采集并对其中多组样本进行变频采集，所述数据读取模块读取所述卫星传感器、惯性系统传感器、翻滚系统传感器、中央加速度传感器、数据采集处理系统的内部运行状态信息及部分从CAN总线上采集的车身信息的N组样本源数据，将所述源数据再进行转译并将转译后的数据发送至所述数据缓存模块，与此同时，所述快照信息模块直接将所述源数据发送至所述数据缓存模块，所述数据缓存模块对采集到的所述源数据进行缓存速率控制，所述事件表决器模块将事件区分为多优先级并支持抢断事件和缓存事件，所述数据记录模块对所述数据缓存模块内的N组样本源数据进行转译并记录至所述非易失性存储模块内，所述碰撞数据提取模块对所述数据记录模块内的N组样本源数据进行全频提取和降频提取。

本发明为了解决其技术问题，所采用的进一步技术方案是：

进一步地说，所述数据采样模块对所述中央加速度传感器以1kHz频率采集车身横向和纵向加速度数据，若发生碰撞触发记录，记录区间为[-70,178]ms,则其中以1kHz频率记录[-70,79]ms区间数据,以500Hz频率记录[80,178]ms区间数据；所述数据采样模块对所述第一卫星传感器和所述第二卫星传感器皆以1kHz频率采集纵向加速度数据，若发生碰撞触发记录，记录区间为[-70,178]ms,则其中以1kHz频率记录[-70,79]ms区间数据,以500Hz频率记录[80,178]ms区间数据。

进一步地说，所述数据采样模块对所述第三卫星传感器、所述第四卫星传感器、所述第五卫星传感器和所述第六卫星传感器皆以2kHz频率采集横向加速度数据，若发生碰撞触发记录，记录区间为[-70,178]ms,则其中以2kHz频率记录[-70,79]ms区间数据,以500Hz频率记录[80,178]ms区间数据；所述数据采样模块对所述第七卫星传感器和所述第八卫星传感器皆以2kHz频率采集纵向压力传感数据，若发生碰撞触发记录，记录区间为[-70,178]ms,则其中以2kHz频率记录[-70,79]ms区间数据,以500Hz频率记录[80,178]ms区间数据；所述数据采样模块对所述第九卫星传感器和所述第十卫星传感器皆以2kHz频率采集横向压力传感数据，若发生碰撞触发记录，记录区间为[-70,178]ms,则其中以2kHz频率记录[-70,79]ms区间数据,以500Hz频率记录[80,178]ms区间数据。

进一步地说，所述数据采样模块对所述惯性系统传感器以2Hz频率采集横摆角及横摆角速度数据，所述数据采样模块对所述部分数据采集处理系统内部运行状态信息及部分从CAN总线上采集的车身信息以2HZ频率采集数据。

进一步地说，所述数据采样模块对所述翻滚系统传感器以10Hz频率采集垂直方向加速度数据；所述数据采样模块以10Hz频率采集从CAN总线上收到纵倾角数据、纵倾角速度数据、侧倾角数据和侧倾角速度数据。

进一步地说，所述数据采样模块对所述数据采集处理系统的内部运行状态信息及CAN总线上的车身信息进行一次碰撞瞬间状态的快照信息数据采集。

进一步地说，所述事件表决器模块将触发事件划分为Ⅰ型事件、Ⅱ型事件和Ⅲ型事件，其中：Ⅰ型事件为低优先级事件，Ⅱ型事件为中优先级事件，Ⅲ型事件为高优先级事件，且满足，Ⅲ型事件可立即抢断Ⅰ型事件和缓存Ⅱ型事件，Ⅱ型事件可抢断Ⅰ型事件和缓存Ⅲ型事件，Ⅰ型事件不可抢断及缓存Ⅱ型事件和Ⅲ型事件；Ⅱ型事件和Ⅲ型事件不可覆盖存储，Ⅰ型事件可以覆盖存储。

本发明还提供一种用于车辆碰撞数据记录和提取的方法：

所述车辆碰撞数据记录和提取的方法包括以下步骤：

S1、所述数据采集处理系统上电正常工作后，所述数据采集记录软件系统开始工作，使用所述车辆状态采集模块以M种频率对N组样本进行源数据采集；

S2、在数据缓存时，通过所述数据缓存模块对N组样本进行缓存调整，当无任何事件发生时，按照指定频率更新缓存数据，当有事件发生时，按照如下逻辑执行：

S21、当发生Ⅰ型事件时且无Ⅱ型事件和Ⅲ型事件记录，进入事件表决器模块：

如之前事件完成，立即锁定当前数据缓存区并继续缓存后续指定时间指定频率的N组样本源数据，同时通过所述数据缓存模块对采集到的所述源数据进行缓存速率控制并开始记录N组锁定的缓存样本到非易失性存储模块中；

如之前有Ⅰ型事件未完成，判定本次和上次为同一事件，不再记录；

如之前有Ⅱ型事件未完成，判定本次和上次记录数据类似，不再记录；

如之前有Ⅲ型事件未完成，判定本次和上次记录数据类似，不再记录；

当发生Ⅰ型事件时但记录中有Ⅱ型事件未完成和Ⅲ型事件记录，则不再记录；

S22、当发生Ⅱ型事件时，进入事件表决器模块：

如之前事件完成，立即锁定当前数据缓存区并继续缓存后续指定时间指定频率的N组样本源数据，同时通过所述数据缓存模块对采集到的所述源数据进行缓存速率控制并开始记录N组锁定的缓存样本到非易失性存储模块中；

如之前有Ⅰ型事件未完成，立即停止Ⅰ型事件记录并切换到Ⅱ型事件记录，立即锁定当前数据缓存区并继续缓存后续指定时间指定频率的N组样本源数据，同时通过所述数据缓存模块对采集到的所述源数据进行缓存速率控制并开始记录N组锁定的缓存样本到非易失性存储模块中；

如之前有Ⅱ型事件未完成，判定本次和上次为同一事件，不再记录；

如之前有Ⅲ型事件未完成，不打断上次Ⅲ型事件记录，并同时立即锁定当前数据缓存区并缓存本次Ⅱ型事件记录，待Ⅲ型事件完成后，再通过所述数据缓存模块对采集到的所述源数据进行缓存速率控制并记录本次Ⅱ型事件的N组锁定的缓存样本到非易失性存储模块中；

S23、当发生Ⅲ型事件时，进入事件表决器模块：

如之前事件完成，立即锁定当前数据缓存区并继续缓存后续指定时间指定频率的N组样本数据，同时通过所述数据缓存模块对采集到的所述源数据进行缓存速率控制并开始记录N组锁定的缓存样本到非易失性存储模块中；

如之前有Ⅰ型事件未完成，立即停止Ⅰ型事件记录并切换到Ⅲ型事件记录，立即锁定当数据前缓存区并继续缓存后续指定时间指定频率的N组样本数据，同时通过所述数据缓存模块对采集到的所述源数据进行缓存速率控制并开始记录N组锁定的缓存样本到非易失性存储模块中；

如之前有Ⅱ型事件未完成，暂停上次Ⅱ型事件记录，但继续缓存上次Ⅱ型事件，并立即锁定当前数据缓存区并缓存本次Ⅲ型事件记录，待Ⅲ型事件完成后，所述数据缓存模块对采集到的所述源数据进行缓存速率控制并继续记录上次Ⅱ型事件的N组锁定的缓存样本到非易失性存储模块中；

如之前有Ⅲ型事件未完成，认为本次和上次为同一事件，不再记录。

本发明为了解决其技术问题，所采用的进一步技术方案是：

进一步地说，在S2中，对所述惯性系统传感器、翻滚系统传感器、中央加速度传感器及卫星传感器皆采用变频采集、缓存和记录，其中，对Ⅰ型事件、Ⅱ型事件和Ⅲ型事件的前部进行高频记录、后部进行低频记录。

进一步地说，在S2中，当发生多次Ⅱ型事件或Ⅲ型事件并记录后，则锁定当前数据缓存区；当发生多次Ⅰ型事件并达到记录阈值，则依次覆盖最早一次的Ⅰ型事件记录，如此循环，直到有Ⅱ型事件或Ⅲ型事件发生。

进一步地说，在S2中，当为高精度复原碰撞事件现场时，对记录提取采用全频提取所有频次所有时间段的事件，对其他特定要求，则采用降频提取，对N组记录样本进行多点采样提取。

本发明的有益效果是：

一、本发明的数据采集处理系统以多种频率对N组样本进行原始数据采集,保证样本的多样性和足够的时间序列样本，为后续数据采样及记录提供海量数据支持，大大降低数据的不稳定性；

二、本发明的数据采集记录软件系统对N组样本中的指定组样本进行变频采集，前部高频采样，后部低频采样，既保证了数据样本复原现场，又保证了司法分析要求，提高了存储介质空间利用率，数据真实性大大提高；

三、本发明的事件表决器模块，将触发事件划分为Ⅰ型事件、Ⅱ型事件和Ⅲ型事件，既保证不同严重度和工况下的样本覆盖率，又保证对高优先级的样本保护，同时低优先级的样本得到及时处理，提高了样本采集和记录的高效性；

四、本发明在为高精度复原碰撞事件现场时，对记录提取采用全频提取所有频次所有时间段的事件，对其他特定要求，则采用降频提取，对N组记录样本进行多点采样提取，满足不同应用场景下对样本的时间序列和组合的要求。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本发明所述的数据采集处理系统的硬件连接示意图；

图2是本发明所述的数据采集记录软件系统的工作流程示意图；

图3是本发明所述的数据采集记录软件系统的数据采样流程示意图；

图4是本发明所述的数据采集记录软件系统的数据缓存流程示意图；

图5是本发明所述的数据采集记录软件系统的数据记录流程示意图；

图6是本发明所述的数据采集记录软件系统中缓存区划分示意图；

图7是本发明所述的数据采集处理系统中多组采集频率示意图；

附图中各部分标记如下：

数据采集处理系统100、专用集成模块101、中央处理器102、惯性系统传感器103、翻滚系统传感器104、中央加速度传感器105、CAN收发器106、供电系统107控制器108、PC机109、第一卫星传感器110、第二卫星传感器111、第三卫星传感器112、第四卫星传感器113、第五卫星传感器114、第六卫星传感器115、第七卫星传感器116、第八卫星传感器117、第九卫星传感器118、第十卫星传感器119、闪存模块120、非易失性存储器121、数据采集记录软件系统200、车辆状态采集模块201、车辆状态读取模块202、快照信息模块203、数据缓存模块204、数据记录模块205、事件表决器模块206、碰撞数据提取模块207和非易失性存储模块208。

具体实施方式

以下通过特定的具体实施例说明本发明的具体实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的优点及功效。本发明也可以其它不同的方式予以实施，即，在不背离本发明所揭示的范畴下，能予不同的修饰与改变。

实施例1：一种用于车辆碰撞数据记录和提取的装置，如图1和图2所示，包括数据采集处理系统100及与所述数据采集处理系统配套使用的数据采集记录软件系统200，所述数据采集处理系统包括专用集成模块101、中央处理器102、惯性系统传感器103、翻滚系统传感器104、中央加速度传感器105、CAN收发器106和供电系统107，所述中央处理器的输入端分别电信连接所述专用集成模块的输出端、所述惯性系统传感器、所述翻滚系统传感器、所述中央加速度传感器，所述中央处理器电信连接所述CAN收发器，所述CAN收发器电信连接有若干个控制器108，若干所述控制器通过CAN总线电信连接有PC机109，所述专用集成模块的输入端电连接有第一卫星传感器110、第二卫星传感器111、第三卫星传感器112、第四卫星传感器113、第五卫星传感器114、第六卫星传感器115、第七卫星传感器116、第八卫星传感器117、第九卫星传感器118和第十卫星传感器119，所述供电系统供电至所述中央处理器，所述中央处理器具有闪存模块120和非易失性存储器121；

所述数据采集记录软件系统包括车辆状态采集模块201、车辆状态读取模块202、快照信息模块203、数据缓存模块204、数据记录模块205、事件表决器模块206、碰撞数据提取模块207和非易失性存储模块208，所述数据采样模块以M种频率对N组样本进行源数据采集并对其中多组样本进行变频采集，所述数据读取模块读取所述卫星传感器、惯性系统传感器、翻滚系统传感器、中央加速度传感器、数据采集处理系统的内部运行状态信息及部分从CAN总线上采集的车身信息的N组样本源数据，将所述源数据再进行转译并将转译后的数据发送至所述数据缓存模块，与此同时，所述快照信息模块直接将所述源数据发送至所述数据缓存模块，所述数据缓存模块对采集到的所述源数据进行缓存速率控制，所述事件表决器模块将事件区分为多优先级并支持抢断事件和缓存事件，所述数据记录模块对所述数据缓存模块内的N组样本源数据进行转译并记录至所述非易失性存储模块内，所述碰撞数据提取模块对所述数据记录模块内的N组样本源数据进行全频提取和降频提取。

如图7所示，所述数据采样模块对所述中央加速度传感器以1kHz频率采集车身横向和纵向加速度数据，若发生碰撞触发记录，记录区间为[-70,178]ms,则其中以1kHz频率记录[-70,79]ms区间数据,以500Hz频率记录[80,178]ms区间数据；所述数据采样模块对所述第一卫星传感器和所述第二卫星传感器皆以1kHz频率采集纵向加速度数据，若发生碰撞触发记录，记录区间为[-70,178]ms,则其中以1kHz频率记录[-70,79]ms区间数据,以500Hz频率记录[80,178]ms区间数据。

如图7所示，所述数据采样模块对所述第三卫星传感器、所述第四卫星传感器、所述第五卫星传感器和所述第六卫星传感器皆以2kHz频率采集横向加速度数据，若发生碰撞触发记录，记录区间为[-70,178]ms,则其中以2kHz频率记录[-70,79]ms区间数据,以500Hz频率记录[80,178]ms区间数据；所述数据采样模块对所述第七卫星传感器和所述第八卫星传感器皆以2kHz频率采集纵向压力传感数据，若发生碰撞触发记录，记录区间为[-70,178]ms,则其中以2kHz频率记录[-70,79]ms区间数据,以500Hz频率记录[80,178]ms区间数据；所述数据采样模块对所述第九卫星传感器和所述第十卫星传感器皆以2kHz频率采集横向压力传感数据，若发生碰撞触发记录，记录区间为[-70,178]ms,则其中以2kHz频率记录[-70,79]ms区间数据,以500Hz频率记录[80,178]ms区间数据。

如图7所示，所述数据采样模块对所述惯性系统传感器以2Hz频率采集横摆角及横摆角速度数据，所述数据采样模块对所述部分数据采集处理系统内部运行状态信息及部分从CAN总线上采集的车身信息以2HZ频率采集数据。

如图7所示，所述数据采样模块对所述翻滚系统传感器以10Hz频率采集垂直方向加速度数据；所述数据采样模块以10Hz频率采集从CAN总线上收到纵倾角数据、纵倾角速度数据、侧倾角数据和侧倾角速度数据。

如图7所示，所述数据采样模块对所述数据采集处理系统的内部运行状态信息及CAN总线上的车身信息进行一次碰撞瞬间状态的快照信息数据采集。

所述事件表决器模块将触发事件划分为Ⅰ型事件、Ⅱ型事件和Ⅲ型事件，其中：Ⅰ型事件为低优先级事件，Ⅱ型事件为中优先级事件，Ⅲ型事件为高优先级事件，且满足，Ⅲ型事件可立即抢断Ⅰ型事件和缓存Ⅱ型事件，Ⅱ型事件可抢断Ⅰ型事件和缓存Ⅲ型事件，Ⅰ型事件不可抢断及缓存Ⅱ型事件和Ⅲ型事件；Ⅱ型事件和Ⅲ型事件不可覆盖存储，Ⅰ型事件可以覆盖存储。

实施例2：一种用于车辆碰撞数据记录和提取的方法，如图2-图6所示，

所述车辆碰撞数据记录和提取的方法包括以下步骤：

S1、所述数据采集处理系统上电正常工作后，所述数据采集记录软件系统开始工作，使用所述车辆状态采集模块以M种频率对N组样本进行源数据采集；

S2、在数据缓存时，通过所述数据缓存模块对N组样本进行缓存调整，当无任何事件发生时，按照指定频率更新缓存数据，当有事件发生时，按照如下逻辑执行：

S21、当发生Ⅰ型事件时且无Ⅱ型事件和Ⅲ型事件记录，进入事件表决器模块：

如之前事件完成，立即锁定当前数据缓存区并继续缓存后续指定时间指定频率的N组样本源数据，同时通过所述数据缓存模块对采集到的所述源数据进行缓存速率控制并开始记录N组锁定的缓存样本到非易失性存储模块中；

如之前有Ⅰ型事件未完成，判定本次和上次为同一事件，不再记录；

如之前有Ⅱ型事件未完成，判定本次和上次记录数据类似，不再记录；

如之前有Ⅲ型事件未完成，判定本次和上次记录数据类似，不再记录；

当发生Ⅰ型事件时但记录中有Ⅱ型事件未完成和Ⅲ型事件记录，则不再记录；

S22、当发生Ⅱ型事件时，进入事件表决器模块：

如之前事件完成，立即锁定当前数据缓存区并继续缓存后续指定时间指定频率的N组样本源数据，同时通过所述数据缓存模块对采集到的所述源数据进行缓存速率控制并开始记录N组锁定的缓存样本到非易失性存储模块中；

如之前有Ⅰ型事件未完成，立即停止Ⅰ型事件记录并切换到Ⅱ型事件记录，立即锁定当前数据缓存区并继续缓存后续指定时间指定频率的N组样本源数据，同时通过所述数据缓存模块对采集到的所述源数据进行缓存速率控制并开始记录N组锁定的缓存样本到非易失性存储模块中；

如之前有Ⅱ型事件未完成，判定本次和上次为同一事件，不再记录；

如之前有Ⅲ型事件未完成，不打断上次Ⅲ型事件记录，并同时立即锁定当前数据缓存区并缓存本次Ⅱ型事件记录，待Ⅲ型事件完成后，再通过所述数据缓存模块对采集到的所述源数据进行缓存速率控制并记录本次Ⅱ型事件的N组锁定的缓存样本到非易失性存储模块中；

S23、当发生Ⅲ型事件时，进入事件表决器模块：

如之前事件完成，立即锁定当前数据缓存区并继续缓存后续指定时间指定频率的N组样本数据，同时通过所述数据缓存模块对采集到的所述源数据进行缓存速率控制并开始记录N组锁定的缓存样本到非易失性存储模块中；

如之前有Ⅰ型事件未完成，立即停止Ⅰ型事件记录并切换到Ⅲ型事件记录，立即锁定当数据前缓存区并继续缓存后续指定时间指定频率的N组样本数据，同时通过所述数据缓存模块对采集到的所述源数据进行缓存速率控制并开始记录N组锁定的缓存样本到非易失性存储模块中；

如之前有Ⅱ型事件未完成，暂停上次Ⅱ型事件记录，但继续缓存上次Ⅱ型事件，并立即锁定当前数据缓存区并缓存本次Ⅲ型事件记录，待Ⅲ型事件完成后，所述数据缓存模块对采集到的所述源数据进行缓存速率控制并继续记录上次Ⅱ型事件的N组锁定的缓存样本到非易失性存储模块中；

如之前有Ⅲ型事件未完成，认为本次和上次为同一事件，不再记录。

在S2中，对所述惯性系统传感器、翻滚系统传感器、中央加速度传感器及卫星传感器皆采用变频采集、缓存和记录，其中，对Ⅰ型事件、Ⅱ型事件和Ⅲ型事件的前部进行高频记录、后部进行低频记录。

在S2中，当发生多次Ⅱ型事件或Ⅲ型事件并记录后，则锁定当前数据缓存区；当发生多次Ⅰ型事件并达到记录阈值，则依次覆盖最早一次的Ⅰ型事件记录，如此循环，直到有Ⅱ型事件或Ⅲ型事件发生。

在S2中，当为高精度复原碰撞事件现场时，对记录提取采用全频提取所有频次所有时间段的事件，对其他特定要求，则采用降频提取，对N组记录样本进行多点采样提取。

本发明的工作过程和工作原理如下：

本发明数据采集处理系统经过供电系统上电，正常工作后，N组样本采集模块分别对N组传感器以指定不同频率实时采集，其中，

如图7所示，数据采样模块对中央加速度传感器以1kHz频率采集车身横向和纵向加速度数据；数据采样模块对第一卫星传感器和第二卫星传感器皆以1kHz频率采集纵向加速度数据；数据采样模块对第三卫星传感器、第四卫星传感器、第五卫星传感器和第六卫星传感器皆以2kHz频率采集横向加速度数据；数据采样模块对第七卫星传感器和第八卫星传感器皆以2kHz频率采集纵向压力传感数据；数据采样模块对第九卫星传感器和第十卫星传感器皆以2kHz频率采集横向压力传感数据；数据采样模块对惯性系统传感器以2kHz频率采集横摆角及横摆角速度数据；部分数据采集处理系统内部运行状态信息及部分从CAN总线上采集的车身信息以2HZ频率采集；数据采样模块对翻滚系统传感器以10Hz频率采集垂直方向加速度数据；数据采样模块以10Hz频率采集从CAN总线上收到纵倾角数据、纵倾角速度数据、侧倾角数据和侧倾角速度数据；数据采样模块对车辆状态信息、系统状态及CAN总线上收到的其他模块的信息进行快照信息的一次采集，即采集碰撞时刻的瞬间数据；

以上数据采集完毕后通过专用集成模块对数据进行转码并上传至中央处理器内的非易失性存储器中进行存储；

PC机通过CAN总线与若干控制器建立互联通讯，控制器通过CAN总线及CAN收发器与中央控制器进行数据实时交换及传输。

本发明数据采集处理系统一旦上电正常后，数据采集记录软件系统开始工作，使用车辆状态采集模块对以M种频率对N组样本进行源数据采集；

在数据缓存时，通过数据缓存模块对N组样本进行缓存调整，当无任何事件发生时，按照指定频率更新缓存数据，当有事件发生时，按照如下逻辑执行：

第一步，当发生Ⅰ型事件时且无Ⅱ型事件和Ⅲ型事件记录，进入事件表决器模块：

如之前事件完成，立即锁定当前数据缓存区并继续缓存后续指定时间指定频率的N组样本源数据，同时通过数据缓存模块对采集到的源数据进行缓存速率控制并开始记录N组锁定的缓存样本到非易失性存储模块中；

如之前有Ⅰ型事件未完成，判定本次和上次为同一事件，不再记录；

如之前有Ⅱ型事件未完成，判定本次和上次记录数据类似，不再记录；

如之前有Ⅲ型事件未完成，判定本次和上次记录数据类似，不再记录；

当发生Ⅰ型事件时但记录中有Ⅱ型事件未完成和Ⅲ型事件记录，则不再记录；

第二步，当发生Ⅱ型事件时，进入事件表决器模块：

如之前事件完成，立即锁定当前数据缓存区并继续缓存后续指定时间指定频率的N组样本源数据，同时通过数据缓存模块对采集到的源数据进行缓存速率控制并开始记录N组锁定的缓存样本到非易失性存储模块中；

如之前有Ⅰ型事件未完成，立即停止Ⅰ型事件记录并切换到Ⅱ型事件记录，立即锁定当前数据缓存区并继续缓存后续指定时间指定频率的N组样本源数据，同时通过数据缓存模块对采集到的源数据进行缓存速率控制并开始记录N组锁定的缓存样本到非易失性存储模块中；

如之前有Ⅱ型事件未完成，判定本次和上次为同一事件，不再记录；

如之前有Ⅲ型事件未完成，不打断上次Ⅲ型事件记录，并同时立即锁定当前数据缓存区并缓存本次Ⅱ型事件记录，待Ⅲ型事件完成后，再通过数据缓存模块对采集到的源数据进行缓存速率控制并记录本次Ⅱ型事件的N组锁定的缓存样本到非易失性存储模块中；

第三步，当发生Ⅲ型事件时，进入事件表决器模块：

如之前事件完成，立即锁定当前数据缓存区并继续缓存后续指定时间指定频率的N组样本数据，同时通过数据缓存模块对采集到的源数据进行缓存速率控制并开始记录N组锁定的缓存样本到非易失性存储模块中；

如之前有Ⅰ型事件未完成，立即停止Ⅰ型事件记录并切换到Ⅲ型事件记录，立即锁定当数据前缓存区并继续缓存后续指定时间指定频率的N组样本数据，同时通过数据缓存模块对采集到的源数据进行缓存速率控制并开始记录N组锁定的缓存样本到非易失性存储模块中；

如之前有Ⅱ型事件未完成，暂停上次Ⅱ型事件记录，但继续缓存上次Ⅱ型事件，并立即锁定当前数据缓存区并缓存本次Ⅲ型事件记录，待Ⅲ型事件完成后，数据缓存模块对采集到的源数据进行缓存速率控制并继续记录上次Ⅱ型事件的N组锁定的缓存样本到非易失性存储模块中；

如之前有Ⅲ型事件未完成，认为本次和上次为同一事件，不再记录。

在第二步中，对惯性系统传感器、翻滚系统传感器、中央加速度传感器及卫星传感器皆采用变频采集、缓存和记录，其中，对Ⅰ型事件、Ⅱ型事件和Ⅲ型事件的前部进行高频记录、后部进行低频记录。

在第二步中，当发生多次Ⅱ型事件或Ⅲ型事件并记录后，则锁定当前数据缓存区；当发生多次Ⅰ型事件并达到记录阈值，则依次覆盖最早一次的Ⅰ型事件记录，如此循环，直到有Ⅱ型事件或Ⅲ型事件发生。

在第二步中，当为高精度复原碰撞事件现场时，对记录提取采用全频提取所有频次所有时间段的事件，对其他特定要求，则采用降频提取，对N组记录样本进行多点采样提取。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于车辆碰撞数据记录和提取的装置，包括数据采集处理系统（100）及与所述数据采集处理系统配套使用的数据采集记录软件系统（200），其特征在于：所述数据采集处理系统包括专用集成模块（101）、中央处理器（102）、惯性系统传感器（103）、翻滚系统传感器（104）、中央加速度传感器（105）、CAN收发器（106）和供电系统（107），所述中央处理器的输入端分别电信连接所述专用集成模块的输出端、所述惯性系统传感器、所述翻滚系统传感器、所述中央加速度传感器，所述中央处理器电信连接所述CAN收发器，所述CAN收发器电信连接有若干个控制器（108），若干所述控制器通过CAN总线电信连接有PC机（109），所述专用集成模块的输入端电连接有第一卫星传感器（110）、第二卫星传感器（111）、第三卫星传感器（112）、第四卫星传感器（113）、第五卫星传感器（114）、第六卫星传感器（115）、第七卫星传感器（116）、第八卫星传感器（117）、第九卫星传感器（118）和第十卫星传感器（119），所述供电系统供电至所述中央处理器，所述中央处理器具有闪存模块（120）和非易失性存储器（121）；

所述数据采集记录软件系统包括车辆状态采集模块（201）、车辆状态读取模块（202）、快照信息模块（203）、数据缓存模块（204）、数据记录模块（205）、事件表决器模块（206）、碰撞数据提取模块（207）和非易失性存储模块（208），所述车辆状态采集模块（201）以M种频率对N组样本进行源数据采集并对其中多组样本进行变频采集，所述车辆状态读取模块（202）读取第一至第十卫星传感器、惯性系统传感器、翻滚系统传感器、中央加速度传感器、数据采集处理系统的内部运行状态信息及部分从CAN总线上采集的车身信息的N组样本源数据，将所述源数据再进行转译并将转译后的数据发送至所述数据缓存模块，与此同时，所述快照信息模块直接将所述源数据发送至所述数据缓存模块，所述数据缓存模块对采集到的所述源数据进行缓存速率控制，所述事件表决器模块将事件区分为多优先级并支持抢断事件和缓存事件，所述数据记录模块对所述数据缓存模块内的N组样本源数据进行转译并记录至所述非易失性存储模块内，所述碰撞数据提取模块对所述数据记录模块内的N组样本源数据进行全频提取和降频提取。

2.根据权利要求1所述的一种用于车辆碰撞数据记录和提取的装置，其特征在于：所述车辆状态采集模块（201）对所述中央加速度传感器以1kHz频率采集车身横向和纵向加速度数据；所述车辆状态采集模块（201）对所述第一卫星传感器和所述第二卫星传感器皆以1kHz频率采集纵向加速度数据。

3.根据权利要求1所述的一种用于车辆碰撞数据记录和提取的装置，其特征在于：所述车辆状态采集模块（201）对所述第三卫星传感器、所述第四卫星传感器、所述第五卫星传感器和所述第六卫星传感器皆以2kHz频率采集横向加速度数据；所述车辆状态采集模块（201）对所述第七卫星传感器和所述第八卫星传感器皆以2kHz频率采集纵向压力传感数据；所述车辆状态采集模块（201）对所述第九卫星传感器和所述第十卫星传感器皆以2kHz频率采集横向压力传感数据。

4.根据权利要求1所述的一种用于车辆碰撞数据记录和提取的装置，其特征在于：所述车辆状态采集模块（201）对所述惯性系统传感器以2Hz频率采集横摆角及横摆角速度数据。

5.根据权利要求1所述的一种用于车辆碰撞数据记录和提取的装置，其特征在于：所述车辆状态采集模块（201）对所述翻滚系统传感器以10Hz频率采集垂直方向加速度数据；所述车辆状态采集模块（201）以10Hz频率采集从CAN总线上收到纵倾角数据、纵倾角速度数据、侧倾角数据和侧倾角速度数据。

6.根据权利要求1所述的一种用于车辆碰撞数据记录和提取的装置，其特征在于：所述车辆状态采集模块（201）对所述数据采集处理系统的内部运行状态信息及CAN总线上的车身信息进行一次碰撞瞬间状态的快照信息数据采集。

7.根据权利要求1所述的一种用于车辆碰撞数据记录和提取的装置，其特征在于：所述事件表决器模块将触发事件划分为Ⅰ型事件、Ⅱ型事件和Ⅲ型事件，其中：Ⅰ型事件为低优先级事件，Ⅱ型事件为中优先级事件，Ⅲ型事件为高优先级事件，且满足，Ⅲ型事件可立即抢断Ⅰ型事件和缓存Ⅱ型事件，Ⅱ型事件可抢断Ⅰ型事件和缓存Ⅲ型事件，Ⅰ型事件不可抢断及缓存Ⅱ型事件和Ⅲ型事件；Ⅱ型事件和Ⅲ型事件不可覆盖存储，Ⅰ型事件可以覆盖存储。

8.一种用于如权利要求1至7任一所述装置的用于车辆碰撞数据记录和提取的方法，其特征在于：

所述车辆碰撞数据记录和提取的方法包括以下步骤：

S1、所述数据采集处理系统上电正常工作后，所述数据采集记录软件系统开始工作，使用所述车辆状态采集模块以M种频率对N组样本进行源数据采集；

S2、在数据缓存时，通过所述数据缓存模块对N组样本进行缓存调整，当无任何事件发生时，按照指定频率更新缓存数据，当有事件发生时，按照如下逻辑执行：

S21、当发生Ⅰ型事件时且无Ⅱ型事件和Ⅲ型事件记录，进入事件表决器模块：

如之前事件完成，立即锁定当前数据缓存区并继续缓存后续指定时间指定频率的N组样本源数据，同时通过所述数据缓存模块对采集到的所述源数据进行缓存速率控制并开始记录N组锁定的缓存样本到非易失性存储模块中；

如之前有Ⅰ型事件未完成，判定本次和上次为同一事件，不再记录；

如之前有Ⅱ型事件未完成，判定本次和上次记录数据类似，不再记录；

如之前有Ⅲ型事件未完成，判定本次和上次记录数据类似，不再记录；

当发生Ⅰ型事件时但记录中有Ⅱ型事件未完成和Ⅲ型事件记录，则不再记录；

S22、当发生Ⅱ型事件时，进入事件表决器模块：

如之前事件完成，立即锁定当前数据缓存区并继续缓存后续指定时间指定频率的N组样本源数据，同时通过所述数据缓存模块对采集到的所述源数据进行缓存速率控制并开始记录N组锁定的缓存样本到非易失性存储模块中；

如之前有Ⅰ型事件未完成，立即停止Ⅰ型事件记录并切换到Ⅱ型事件记录，立即锁定当前数据缓存区并继续缓存后续指定时间指定频率的N组样本源数据，同时通过所述数据缓存模块对采集到的所述源数据进行缓存速率控制并开始记录N组锁定的缓存样本到非易失性存储模块中；

如之前有Ⅱ型事件未完成，判定本次和上次为同一事件，不再记录；

如之前有Ⅲ型事件未完成，不打断上次Ⅲ型事件记录，并同时立即锁定当前数据缓存区并缓存本次Ⅱ型事件记录，待Ⅲ型事件完成后，再通过所述数据缓存模块对采集到的所述源数据进行缓存速率控制并记录本次Ⅱ型事件的N组锁定的缓存样本到非易失性存储模块中；

S23、当发生Ⅲ型事件时，进入事件表决器模块：

如之前事件完成，立即锁定当前数据缓存区并继续缓存后续指定时间指定频率的N组样本数据，同时通过所述数据缓存模块对采集到的所述源数据进行缓存速率控制并开始记录N组锁定的缓存样本到非易失性存储模块中；

如之前有Ⅰ型事件未完成，立即停止Ⅰ型事件记录并切换到Ⅲ型事件记录，立即锁定当数据前缓存区并继续缓存后续指定时间指定频率的N组样本数据，同时通过所述数据缓存模块对采集到的所述源数据进行缓存速率控制并开始记录N组锁定的缓存样本到非易失性存储模块中；

如之前有Ⅱ型事件未完成，暂停上次Ⅱ型事件记录，但继续缓存上次Ⅱ型事件，并立即锁定当前数据缓存区并缓存本次Ⅲ型事件记录，待Ⅲ型事件完成后，所述数据缓存模块对采集到的所述源数据进行缓存速率控制并继续记录上次Ⅱ型事件的N组锁定的缓存样本到非易失性存储模块中；

如之前有Ⅲ型事件未完成，认为本次和上次为同一事件，不再记录。

9.根据权利要求8所述的一种用于车辆碰撞数据记录和提取的方法，其特征在于：在S2中，对所述惯性系统传感器、翻滚系统传感器、中央加速度传感器及卫星传感器皆采用变频采集、缓存和记录，其中，对Ⅰ型事件、Ⅱ型事件和Ⅲ型事件的前部进行高频记录、后部进行低频记录。

10.根据权利要求8所述的一种用于车辆碰撞数据记录和提取的方法，其特征在于：在S2中，当发生多次Ⅱ型事件或Ⅲ型事件并记录后，则锁定当前数据缓存区；当发生多次Ⅰ型事件并达到记录阈值，则依次覆盖最早一次的Ⅰ型事件记录，如此循环，直到有Ⅱ型事件或Ⅲ型事件发生。