CN112061028B - 一种用于观光车辆的监测预警装置 - Google Patents

一种用于观光车辆的监测预警装置 Download PDF

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Abstract

一种用于观光车辆的监测预警装置，属于观光车监控技术领域，用以解决由于不能及时监测预警观光车辆行驶过程中出现的车辆故障、行驶偏离路线及环境障碍而导致的安全问题。该装置包括，数据采集单元用于采集车辆动态信息、路径信息和外部环境信息数据，数据传输单元用于将采集的数据传输至数据分析单元和数据存储单元，数据存储单元，数据分析单元用于将车辆运行参数实时数据、路径实时数据和环境实时数据与对应的预警阈值进行比对，预警单元用于根据预警信号进行预警显示。本发明针对车辆运行参数、路径、路况等方面进行多元监测与预警，以实现观光车辆全面态势的感知和智能预警，可广泛应用于具备观光车辆的景区或游乐园中。

Description

一种用于观光车辆的监测预警装置
技术领域
本发明涉及观光车监控技术领域，具体涉及一种用于观光车辆的监测预警装置。
技术背景
非公路用旅游观光车辆(以下简称：观光车辆)是休闲娱乐和运输游客的重要载体，服务于全国400多家大中型游乐园和近万个旅游景区，年乘坐超5亿人次，观光车辆数十万台。观光车辆涉及到公共安全，一旦发生事故，会造成重大伤亡，但目前观光车辆状态监测和应急预警缺乏有效手段，观光车辆危险源识别不全、行驶路况和环境安全隐患众多且难控，导致安全事故时有发生。
发明内容
鉴于以上问题，本发明提出一种用于观光车辆的监测预警装置，用以解决由于不能及时监测预警观光车辆行驶过程中出现的车辆故障、行驶偏离路线及环境障碍而导致的安全问题。
本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：
一种用于观光车辆的监测预警装置，包括，
数据采集单元，设置在车辆本体内部或外部，用于采集车辆动态信息、路径信息和外部环境信息数据；包括车辆信息采集模块、路径信息采集模块和环境信息采集模块；其中，车辆信息采集模块用于采集车辆运行参数数据；路径信息采集模块用于采集车辆当前位置数据；环境信息采集模块用于采集车辆外部环境数据；
数据传输单元，包括有线和/或无线通信模块，用于将采集的数据分别传输至数据分析单元和数据存储单元；
数据存储单元，包括车辆数据存储模块、路径数据存储模块和环境数据存储模块；其中，所述车辆数据存储模块用于存储车辆运行参数历史数据和车辆运行参数实时数据；所述路径数据存储模块用于存储路径历史数据和路径实时数据；环境数据存储模块用于存储环境历史数据和环境实时数据；
数据分析单元，包括比对模块，所述比对模块用于将车辆运行参数实时数据、路径实时数据和环境实时数据与对应的预警阈值进行比对，当实时数据超出对应的预警阈值时，将预警信号发送至预警单元；
预警单元，包括显示模块，所述显示模块用于根据预警信号进行预警显示。
进一步地，所述路径信息采集模块设置为车载GPS，采用GPS与北斗双模导航的方式导航，且通过GPRS网络与导航卫星通讯。
进一步地，所述环境信息采集模块包括车载雷达和摄像头。
进一步地，所述数据分析单元还包括阈值获取模块，所述阈值获取模块用于获取车辆运行预警阈值、路径预警阈值和环境预警阈值。
进一步地，所述阈值获取模块根据以下方法获取预警阈值，根据聚类个数为2的k-means算法分别对车辆运行参数历史数据、路径历史数据和环境历史数据进行聚类，获取上述每一类历史数据对应的聚类结果；根据每一类历史数据对应的聚类结果，确定每一类数据对应的预警阈值；其中，聚类结果包括异常数据和非异常数据。
进一步地，根据每一类历史数据对应的聚类结果，确定每一类数据对应的预警阈值的步骤包括，从该类数据对应的非异常数据中获取第一最大值和第一最小值，从该类数据对应的异常数据中获取第二最大值和第二最小值；当第一最小值大于第二最大值时，该类数据对应的预警阈值为第一最小值与第二最大值的和的一半；或者，当第二最小值大于第一最大值时，该类数据对应的预警阈值为第二最小值与第一最大值的和的一半；或者，当数值从大到小的顺序为：第一最大值、第二最大值、第一最小值和第二最小值时，该类数据对应的预警阈值为第二最大值与第一最小值的和的一半；或者，当数值从大到小的顺序为：第二最大值、第一最大值、第二最小值和第一最小值时，该类数据对应的预警阈值为第一最大值与第二最小值的和的一半。
进一步地，所述数据分析单元中对于路径实时数据是否超出对应的预警阈值的方法具体包括，根据实时上传的当前GPS的坐标位置，按照RANSAC的算法原理，计算出每一个子轨迹的直线方程，对比当前规定路径的直线方程即预警阈值，进行滤选阈值分析，当误差较大的时候，判定当前形势路径不正确。
进一步地，所述预警显示包括语音提示和灯光提示。
进一步地，所述预警单元还包括求助模块，所述求助模块用于人工启动发送求助信号。
本发明的有益效果是：
针对车辆运行参数、路径、路况等方面进行多元监测与预警，以实现观光车辆全面态势的感知和智能预警；进一步地，通过k-means算法对历史数据聚类，从而确定对应的预警阈值，提高了故障前预警的准确性；进一步地，通过RANSAC算法实现对车辆行驶路径的精准规划与偏离修正。
附图说明
本发明可以通过参考下文中结合附图所给出的描述而得到更好的理解，其中在所有附图中使用了相同或相似的附图标记来表示相同或者相似的部件。所述附图连同下面的详细说明一起包含在本说明书中并且形成本说明书的一部分，而且用来进一步举例说明本发明的优选实施例和解释本发明的原理和优点。
图1根据本发明实施方式一种用于观光车辆的监测预警装置的功能示意图。
具体实施方式
在下文中将结合附图对本发明的示范性实施例进行描述。为了清楚和简明起见，在说明书中并未描述实际实施方式的所有特征。然而，应该了解，在开发任何这种实际实施例的过程中必须做出很多特定于实施方式的决定，以便实现开发人员的具体目标，例如，符合与系统及业务相关的那些限制条件，并且这些限制条件可能会随着实施方式的不同而有所改变。此外，还应该了解，虽然开发工作有可能是非常复杂和费时的，但对得益于本发明内容的本领域技术人员来说，这种开发工作仅仅是例行的任务。在此，还需要说明的一点是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的装置结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
图1示出了根据本发明实施方式一种用于观光车辆的监测预警装置的功能示意图。如图1所示，一种用于观光车辆的监测预警装置，包括，
数据采集单元，设置在车辆本体内部或外部，用于采集车辆动态信息、路径信息和外部环境信息数据；包括车辆信息采集模块、路径信息采集模块和环境信息采集模块；其中，
车辆信息采集模块用于采集车辆运行参数数据，其中，车辆运行参数包括但不限于制动器温度、车速、加速度、车载质量和道路摩擦系数；
路径信息采集模块用于采集车辆当前位置数据；进一步地，路径信息采集模块设置为车载GPS，采用GPS与北斗双模导航的方式导航，且通过GPRS网络与导航卫星通讯；
环境信息采集模块用于采集车辆外部环境数据；进一步地，所述环境信息采集模块包括车载雷达和摄像头；车载雷达可安装于车辆本体的四周，摄像头可安装于车辆本体的前侧和后侧；
数据传输单元，包括有线和/或无线通信模块，用于将采集的数据分别传输至数据分析单元和数据存储单元；
数据存储单元，包括车辆数据存储模块、路径数据存储模块和环境数据存储模块；其中，车辆数据存储模块用于存储车辆运行参数历史数据和车辆运行参数实时数据；所述路径数据存储模块用于存储路径历史数据和路径实时数据；环境数据存储模块用于存储环境历史数据和环境实时数据；
数据分析单元，包括比对模块，用于将车辆运行参数实时数据、路径实时数据和环境实时数据与对应的预警阈值进行比对，当实时数据超出对应的预警阈值时，将预警信号发送至预警单元；
预警单元，包括显示模块，用于根据预警信号进行预警显示，预警显示包括语音提示和灯光提示，语音提示包含语音控制线路和扬声器，灯光提示包含前后车灯和车上警示灯。
进一步地，数据分析单元中确定预警阈值的方法包括，
根据聚类个数为2的k-means算法分别对车辆运行参数历史数据、路径历史数据和环境历史数据进行聚类，获取上述每一类历史数据对应的聚类结果；
根据每一类历史数据对应的聚类结果，确定每一类数据对应的预警阈值。
其中，聚类结果包括异常数据和非异常数据；根据每一类历史数据对应的聚类结果，确定每一类数据对应的预警阈值的步骤包括：
从该类数据对应的非异常数据中获取第一最大值和第一最小值，从该类数据对应的异常数据中获取第二最大值和第二最小值；当第一最小值大于第二最大值时，该类数据对应的预警阈值为第一最小值与第二最大值的和的一半；或者，当第二最小值大于第一最大值时，该类数据对应的预警阈值为第二最小值与第一最大值的和的一半；或者，当数值从大到小的顺序为：第一最大值、第二最大值、第一最小值和第二最小值时，该类数据对应的预警阈值为第二最大值与第一最小值的和的一半；或者，当数值从大到小的顺序为：第二最大值、第一最大值、第二最小值和第一最小值时，该类数据对应的预警阈值为第一最大值与第二最小值的和的一半。
该实施例中，异常数据的数据量势必小于非异常数据的数据量。
进一步地，数据分析单元中对于路径实时数据是否超出对应的预警阈值的方法具体包括，根据实时上传的当前GPS的坐标位置，按照RANSAC的算法原理，计算出每一个子轨迹的直线方程，对比当前规定路径的直线方程即预警阈值，进行滤选阈值分析，当误差较大的时候，判定当前形势路径不正确。
利用RANSAC算法验算车辆是否在正确道路上：如果车辆在规定好的行车路径上行车的时候，反映车辆真实行驶状态的高精度GPS轨迹数据线性连接应该是一条平滑没有明显锯齿状的线条，即处于同一个子轨迹段内的高精度轨迹点在航向与位置上存在较高的空间一致性，利用RANSAC算法，以直线方程作为数学模型，对于每一段时间内车辆发生的子轨迹模型进行基准检验，就可以知道车辆是否按照规定好的行车路径行驶。
进一步地，预警单元还包括用于人工启动发送求助信号的求助模块，其中，求助模块包括车辆缺油、爆胎等故障求助开关、遇到劫匪或突发性疾病发作急救开关和用于恢复正常非报警状态复位开关。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于观光车辆的监测预警装置，其特征在于，包括，
数据采集单元，设置在车辆本体内部或外部，用于采集车辆动态信息、路径信息和外部环境信息数据；包括车辆信息采集模块、路径信息采集模块和环境信息采集模块；其中，车辆信息采集模块用于采集车辆运行参数数据；路径信息采集模块用于采集车辆当前位置数据；环境信息采集模块用于采集车辆外部环境数据；
数据传输单元，包括有线和/或无线通信模块，用于将采集的数据分别传输至数据分析单元和数据存储单元；
数据存储单元，包括车辆数据存储模块、路径数据存储模块和环境数据存储模块；其中，所述车辆数据存储模块用于存储车辆运行参数历史数据和车辆运行参数实时数据；所述路径数据存储模块用于存储路径历史数据和路径实时数据；环境数据存储模块用于存储环境历史数据和环境实时数据；
数据分析单元，包括比对模块和阈值获取模块；
所述比对模块用于将车辆运行参数实时数据、路径实时数据和环境实时数据与对应的预警阈值进行比对，当实时数据超出对应的预警阈值时，将预警信号发送至预警单元，其中，对于路径实时数据是否超出对应的预警阈值的方法具体包括：根据实时上传的当前GPS的坐标位置，按照RANSAC的算法原理，计算出每一个子轨迹的直线方程，对比当前规定路径的直线方程即预警阈值，进行滤选阈值分析，当误差较大的时候，判定当前形势路径不正确；具体为：利用RANSAC算法验算车辆是否在正确道路上，车辆在规定好的行车路径上行车时的高精度GPS轨迹数据线性连接是一条平滑没有明显锯齿状的线条，即处于同一个子轨迹段内的高精度轨迹点在航向与位置上存在较高的空间一致性，利用RANSAC算法，以直线方程作为数学模型，对于每一段时间内车辆发生的子轨迹模型进行基准检验，以确定车辆是否按照规定好的行车路径行驶；
所述阈值获取模块用于获取车辆运行预警阈值、路径预警阈值和环境预警阈值；根据以下方法获取预警阈值，根据聚类个数为2的k-means算法分别对车辆运行参数历史数据、路径历史数据和环境历史数据进行聚类，获取上述每一类历史数据对应的聚类结果；根据每一类历史数据对应的聚类结果，确定每一类数据对应的预警阈值；聚类结果包括异常数据和非异常数据；其中，根据每一类历史数据对应的聚类结果，确定每一类数据对应的预警阈值的步骤包括：
从该类数据对应的非异常数据中获取第一最大值和第一最小值，从该类数据对应的异常数据中获取第二最大值和第二最小值；当第一最小值大于第二最大值时，该类数据对应的预警阈值为第一最小值与第二最大值的和的一半；或者，当第二最小值大于第一最大值时，该类数据对应的预警阈值为第二最小值与第一最大值的和的一半；或者，当数值从大到小的顺序为：第一最大值、第二最大值、第一最小值和第二最小值时，该类数据对应的预警阈值为第二最大值与第一最小值的和的一半；或者，当数值从大到小的顺序为：第二最大值、第一最大值、第二最小值和第一最小值时，该类数据对应的预警阈值为第一最大值与第二最小值的和的一半；
预警单元，包括显示模块，所述显示模块用于根据预警信号进行预警显示。
2.根据权利要求1所述一种用于观光车辆的监测预警装置，其特征在于，所述路径信息采集模块设置为车载GPS，采用GPS与北斗双模导航的方式导航，且通过GPRS网络与导航卫星通讯。
3.根据权利要求1所述一种用于观光车辆的监测预警装置，其特征在于，所述环境信息采集模块包括车载雷达和摄像头。
4.根据权利要求1所述一种用于观光车辆的监测预警装置，其特征在于，所述预警显示包括语音提示和灯光提示。
5.根据权利要求1所述一种用于观光车辆的监测预警装置，其特征在于，所述预警单元还包括求助模块，所述求助模块用于人工启动发送求助信号。
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