CN114136331A - 基于微机电陀螺仪的驾驶习惯评价方法、系统及检测设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于微机电陀螺仪的驾驶习惯评价方法，包括：获取用户的行程轨迹信息，将轨迹信息根据路段划分为停车场/社区场景，公路场景或高速公路场景；根据用户的实时位置信息判断当前用户所处的场景；根据用户所处的场景调用相应场景的评分细则，根据相应场景的评分细则对当前用户所处的场景的驾驶行为进行评分；对不同场景的驾驶行为评分进行累加，计算得到驾驶习惯评价等级。计算量小，可以对驾驶员一段行程的驾驶行为进行习惯评价，避免了实时评价和警示带来的驾驶干扰，而影响驾驶体验，使得驾驶习惯评价更加准确又能起到一定的警示作用。

Description

基于微机电陀螺仪的驾驶习惯评价方法、系统及检测设备
技术领域
本发明属于驾驶习惯评价技术领域，尤其是涉及一种基于微机电陀螺仪的驾驶习惯评价方法、系统及检测设备。
背景技术
随着汽车在当今社会下的普及，驾驶人的驾驶行为习惯也正得到越来越多的重视。驾驶行为是指驾驶人通过听觉、视觉等感觉器官，感知周围不断变化的车辆、道路、交通信号等交通状况，通过大脑分析所形成的物理行为。这种物理行为包括了改变行车速度、方向，选择是否停驶，车辆保养等等。随着驾驶人驾龄的延长，驾驶行为会形成一种积久养成的驾车方式，即驾驶行为习惯。驾驶人是否能形成良好的驾驶行为习惯，会对驾驶人乃至社会的诸多方面带来影响，因此对如何准确的评估驾驶人的驾驶习惯，帮助驾驶人改善自己的不良驾驶行为已然成为了一个重要问题。
申请号为CN201210567491.9的专利公开了一种汽车驾驶员危险驾驶行为矫正及评价系统，该系统包括交通事故演绎专家系统、驾驶模拟器、驾驶员信息采集子系统、驾驶员行为分析及评价子系统。该方法基于专家系统，定义的危险驾驶行为主要是以被评价驾驶员为中心的，没有更多的考虑不良驾驶行为的存在，该方法基于专家系统，数据处理量大，成本较高。并且该方法侧重于矫正，但是一般的不良驾驶行为往往是显而易见的，并不一定必须依赖专家系统。
公告号为CN 103871242 A的发明专利公开了一种驾驶行为综合评价系统与方法，包括：视频信息采集单元，视频信息存储单元，视频信息处理单元，评价信息采集单元，评价信息处理单元，综合信息管理单元。通过构建基于驾驶员-行人的评价机制，使得系统能够通过单目视频等信息特征提炼的评价标准对驾驶员驾驶行为进行实时评价和警示，并且驾驶员的驾驶行为通过该系统机制能够得到所有与其发生关联的车、行人的评价反馈，最终形成每位驾驶员的评价来自实际驾驶过程的系统评价和公众评价的积累。该方法对驾驶行为继续实时评价和警示，这往往会带来一定的驾驶干扰，从而影响驾驶体验，并且会给驾驶员带来一定抵触而适得其反。并且实时评价需要大量的数据计算，这会给评价系统带来成本的增加。
发明内容
1、本发明的目的
针对上述存在的技术问题，提出了一种基于微机电陀螺仪的驾驶习惯评价方法、系统及检测设备，计算量小，可以对驾驶员一段行程的驾驶行为进行习惯评价，避免了实时评价和警示带来的驾驶干扰，而影响驾驶体验，使得驾驶习惯评价更加准确又能起到一定的警示作用。
2、本发明所采用的技术方案
一种基于微机电陀螺仪的驾驶习惯评价方法，包括以下步骤：
S01：获取用户的行程轨迹信息，将轨迹信息根据路段划分为停车场/社区场景，公路场景或高速公路场景；
S02：根据用户的实时位置信息判断当前用户所处的场景；
S03：根据用户所处的场景调用相应场景的评分细则，根据相应场景的评分细则对当前用户所处的场景的驾驶行为进行评分；
S04：对不同场景的驾驶行为评分进行累加，计算得到驾驶习惯评价等级。
优选的技术方案中，所述步骤S01中从外部设备的地图模块中获取用户的行程轨迹信息。
优选的技术方案中，所述步骤S01中从内部的内置地图模块中获取用户的行程轨迹信息，包括根据用户输入的目的地规划行驶轨迹，根据用户选定的行驶轨迹获取行程轨迹信息。
优选的技术方案中，所述步骤S03还包括，在每个场景中按照一定的时间段进行循环评分；将不同时间段的评分进行累加，作为该场景的评分。
优选的技术方案中，所述步骤S03中所述评分细则为设定一定的分值，对不良的驾驶行为进行扣分。
优选的技术方案中，所述步骤S02还包括：
根据用户的实时位置信息以及规划的行驶轨迹，计算距离下一个场景的时间，当小余设定阈值时，判断用户即将切换场景，发送是否进入该场景的确认信号。
本发明还公开了一种基于微机电陀螺仪的驾驶习惯评价系统，包括：
场景划分模块，获取用户的行程轨迹信息，将轨迹信息根据路段划分为停车场/社区场景，公路场景或高速公路场景；
场景判断模块，根据用户的实时位置信息判断当前用户所处的场景；
驾驶行为评分模块，根据用户所处的场景调用相应场景的评分细则，根据相应场景的评分细则对当前用户所处的场景的驾驶行为进行评分；
驾驶习惯评价模块，对不同场景的驾驶行为评分进行累加，计算得到驾驶习惯评价等级。
优选的技术方案中，所述驾驶行为评分模块还包括，在每个场景中按照一定的时间段进行循环评分；将不同时间段的评分进行累加，作为该场景的评分。
优选的技术方案中，所述场景判断模块还包括：
根据用户的实时位置信息以及规划的行驶轨迹，计算距离下一个场景的时间，当小余设定阈值时，判断用户即将切换场景，发送是否进入该场景的确认信号。
本发明又公开了一种基于微机电陀螺仪的驾驶习惯评价检测设备，包括：处理器，GPS模块，微机电系统陀螺仪，显示模块和通信模块，所述处理器内设置有上述任一项所述的基于微机电陀螺仪的驾驶习惯评价系统，所述通信模块与外部设备通信。
3、本发明所采用的有益效果
1、本发明计算量小，响应快，可以对驾驶员一段行程的驾驶行为进行习惯评价，避免了实时评价和警示带来的驾驶干扰，而影响驾驶体验，使得驾驶习惯评价更加准确又能起到一定的警示作用。
2、目前驾驶信息的获得更多的基于多传感器的复杂实现，而本发明仅仅通过微机电系统陀螺仪和GPS模块，所需硬件简单易于实现，功耗低，可靠性高，成本低廉，具有较高的应用前景。
附图说明
图1为本发明基于微机电陀螺仪的驾驶习惯评价方法的流程图；
图2为本发明基于微机电陀螺仪的驾驶习惯评价系统的原理框图；
图3为本发明基于微机电陀螺仪的驾驶习惯评价检测设备的原理图；
图4为本实施例基于微机电陀螺仪的驾驶习惯评价检测设备的工作流程图。
具体实施方式
下面结合本发明实例中的附图，对本发明实例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
下面将结合附图对本发明实例作进一步地详细描述。
实施例1
如图1所示，一种基于微机电陀螺仪的驾驶习惯评价方法，包括以下步骤：
S01：获取用户的行程轨迹信息，将轨迹信息根据路段划分为停车场/社区场景，公路场景或高速公路场景；
S02：根据用户的实时位置信息判断当前用户所处的场景；
S03：根据用户所处的场景调用相应场景的评分细则，根据相应场景的评分细则对当前用户所处的场景的驾驶行为进行评分；
S04：对不同场景的驾驶行为评分进行累加，计算得到驾驶习惯评价等级。
一较佳的实施例中，步骤S01中从外部设备的地图模块中获取用户的行程轨迹信息。具体的，外部设备可以为智能手机、或者车载地图等等，这里以智能手机为例，可以通过通信模块，例如蓝牙模块，与智能手机通信获取地图模块的行驶轨迹；对获取的行驶轨迹进行解析得到行程轨迹信息，将轨迹信息根据路段划分为停车场/社区场景，公路场景或高速公路场景。
具体的，与智能手机通信获取地图模块的行驶轨迹前还需要验证身份，身份验证通过后才能获取地图模块的行驶轨迹。
一较佳的实施例中，步骤S01中从内部的内置地图模块中获取用户的行程轨迹信息，包括根据用户输入的目的地规划行驶轨迹，根据用户选定的行驶轨迹获取行程轨迹信息。
步骤S02中，特殊的，对于GPS信号较弱的地方，例如地下停车场，可以根据上一帧的GPS信号进行判断，获取建筑物中心的位置和距离最近的公路的中心位置，将上一帧的GPS信号与建筑物中心的位置及公路的中心位置进行比较，若距离建筑物中心的位置较近，则判断处于停车场/社区场景，否则判断处于公路场景。
步骤S03中，对于不同的场景可以设置不同的评分细则。较佳的，评分细则为设定一定的分值，对不良的驾驶行为进行扣分。可以大大降低统计的难度和计算的复杂度。
不良的驾驶行为可以为超速、变道过于频繁、猛踩刹车或油门、一次变更两车道或以上、或者车速低于限速等等。
例如总分为M，具体的评分细则可以如下：
公路场景：车辆若进行一次变更两车道或以上，总分M减20；两分钟内变道超过四次，总分M减10；速度超过限速10％以内，总分M减15；速度大于限速10％并在限速20％以内，总分M减25；速度超过限速20％，总分M减50；五分钟内猛踩刹车或油门导致加速度变化过于频繁，总分M减10。加减分细则包括但不限于以上形式。
高速公路场景：车辆若进行一次变更两车道或以上，总分M减20；速度超过限速10％以内，总分M减5；速度大于限速10％并在限速20％以内，总分M减20；速度大于限速20％并在限速50％以内，总分M减40；速度超过限速50％，判定最终等第为不合格；车辆速度低于60km/h，总分M减40；车辆速度低于45km/h，判定最终等第为不合格。加减分细则包括但不限于以上形式。
停车场/社区场景：车辆每次持续五秒以上低于4km/h，总分M加5；车速在10km/h至20km/h内，总分M减20；车速在20km/h以上总分减30。加减分细则包括但不限于以上形式。
一较佳的实施例中，为了进一步降低计算的复杂度和计算结果的精确度，步骤S03还包括，在每个场景中还可以按照一定的时间段进行循环评分；将不同时间段的评分进行累加，作为该场景的评分。例如每隔时间0.5h总分加100分，组数N加1，不同时间段的评分进行累加总分为M，最终得分为G＝M/N。
一较佳的实施例中，为了进一步提供计算结果的精确度，步骤S02还包括：
根据用户的实时位置信息以及规划的行驶轨迹，计算距离下一个场景的时间，当小余设定阈值时，判断用户即将切换场景，发送是否进入该场景的确认信号。主要是对于高架道路与地面道路重合的路线进行确认。
步骤S04中，当判定为车辆停止行驶，则终止计分，对不同场景的驾驶行为评分进行累加，计算得到驾驶习惯评价等级，例如总得分G≥G1，驾驶习惯评价等级为优秀，总得分G2≤G＜G1时，驾驶习惯评价等级为良好，总得分G＜G2时，驾驶习惯评价等级为不合格。还可以显示不同的场景的得分，及不良驾驶行为出现的排序。
较佳的，还可以对不同的场景设置不同的权重，按照不同的权重进行累加。可以进一步提高计算结果的准确度。
另一实施例中，如图2所示，本发明还公开了一种基于微机电陀螺仪的驾驶习惯评价系统，包括：
场景划分模块10，获取用户的行程轨迹信息，将轨迹信息根据路段划分为停车场/社区场景，公路场景或高速公路场景；
场景判断模块20，根据用户的实时位置信息判断当前用户所处的场景；
驾驶行为评分模块30，根据用户所处的场景调用相应场景的评分细则，根据相应场景的评分细则对当前用户所处的场景的驾驶行为进行评分；
驾驶习惯评价模块40，对不同场景的驾驶行为评分进行累加，计算得到驾驶习惯评价等级。
一较佳的实施例中，驾驶行为评分模块还包括，在每个场景中按照一定的时间段进行循环评分；将不同时间段的评分进行累加，作为该场景的评分。
一较佳的实施例中，场景判断模块还包括：
根据用户的实时位置信息以及规划的行驶轨迹，计算距离下一个场景的时间，当小余设定阈值时，判断用户即将切换场景，发送是否进入该场景的确认信号。
另一实施例中，如图3所示，本发明又公开了一种基于微机电陀螺仪的驾驶习惯评价检测设备，包括：处理器，GPS模块，微机电系统陀螺仪，显示模块和通信模块，所述处理器内设置有上述任一项所述的基于微机电陀螺仪的驾驶习惯评价系统，所述通信模块与外部设备通信。具体的实现中，处理器为基于STM32F103ZET6单片机，微机电系统陀螺仪用于判断驾驶状态，显示模块为LCD模块，通信模块为HC-05蓝牙串口通讯模块。同时配备LCD显示模块与蓝牙模块连接手机APP，多方同时提醒司机检测结果。图中的室内模式即为停车场/社区场景。
微机电系统陀螺仪选用MPU6050模块，测量汽车行驶使得加速度与三轴加速度、三轴陀螺仪(三轴角速度)的运动数据并进行核算，单片机可将陀螺仪检测到的加速度大小通过模拟量转换成数字量，进行行驶状态各种参数的计算。具体的车辆变道的计算方法为：
车辆改变车道时，汽车的偏航角和x轴方向上的加速度发生变化，即进入判断变道情况。如果偏航角的绝对值达到80度以上则认为此状态是拐弯而非变道。当偏航角的绝对值大于5度时，并且保持时间大于三秒，则进入变道的判断状态。进入变道的判断状态后，检测当前汽车在y轴上的加速度和速度并开始计时，如果加速度大小接近于0且下一次检测的速度和上一次检测的速度一致，则认为汽车处于匀速行驶状态，并继续计时。即在车辆匀速运动状态下，已知y轴速度，汽车行驶的偏航角和行驶时间，可求出车辆在x轴方向上的位移量x＝t*v*tanθ。当偏航角归0时则认为变道结束，若x大于两个车道的距离，则进行扣分。如果y轴上的加速度大小变化较大，则认为车辆处于变速运动状态下。当下一次检测的速度和上一次检测的速度不一致，则停止计时，在这短时间内可以将汽车认为是匀速运动，计算出该段时间内的平均速度和位移量x1，同理可得x2，x3……当偏航角归0时则认为变道结束，计算出车辆在x轴方向上的位移量x＝x1+x2+x3……与陀螺仪检测到的加速度积分进行卡尔曼滤波，如果x大于两个车道的距离，则进行扣分。
超速和低速可以根据速度阈值进行判断，两分钟内变道超过四次，则判断变道过于频繁等等。
该系统配备光伏发电模块，利用可再生新型能源并储存在配备的电池上。
如图4所示，车辆启动时，可以根据GPS自动定位，确定汽车所处位置，并自动确定对应模式，在所属模式下进行加减分细则操作。图中的模式一位公路场景，模式二为高速公路场景，模式三为室内模式即为停车场/社区场景。
LCD显示信息同样将会通过HC-05蓝牙模块实时发送至手机APP，若为优秀，则鼓励驾驶员继续保持；若为良好，则建议驾驶员改正；若为不合格则警告驾驶员以防今后引起交通事故。
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披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种基于微机电陀螺仪的驾驶习惯评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
S01：获取用户的行程轨迹信息，将轨迹信息根据路段划分为停车场/社区场景，公路场景或高速公路场景；
S02：根据用户的实时位置信息判断当前用户所处的场景；
S03：根据用户所处的场景调用相应场景的评分细则，根据相应场景的评分细则对当前用户所处的场景的驾驶行为进行评分；
S04：对不同场景的驾驶行为评分进行累加，计算得到驾驶习惯评价等级。
2.根据权利要求1所述的基于微机电陀螺仪的驾驶习惯评价方法，其特征在于，所述步骤S01中从外部设备的地图模块中获取用户的行程轨迹信息。
3.根据权利要求1所述的基于微机电陀螺仪的驾驶习惯评价方法，其特征在于，所述步骤S01中从内部的内置地图模块中获取用户的行程轨迹信息，包括根据用户输入的目的地规划行驶轨迹，根据用户选定的行驶轨迹获取行程轨迹信息。
4.根据权利要求1所述的基于微机电陀螺仪的驾驶习惯评价方法，其特征在于，所述步骤S03还包括，在每个场景中按照一定的时间段进行循环评分；将不同时间段的评分进行累加，作为该场景的评分。
5.根据权利要求1所述的基于微机电陀螺仪的驾驶习惯评价方法，其特征在于，所述步骤S03中所述评分细则为设定一定的分值，对不良的驾驶行为进行扣分。
6.根据权利要求1所述的基于微机电陀螺仪的驾驶习惯评价方法，其特征在于，所述步骤S02还包括：
根据用户的实时位置信息以及规划的行驶轨迹，计算距离下一个场景的时间，当小余设定阈值时，判断用户即将切换场景，发送是否进入该场景的确认信号。
7.一种基于微机电陀螺仪的驾驶习惯评价系统，其特征在于，包括：
场景划分模块，获取用户的行程轨迹信息，将轨迹信息根据路段划分为停车场/社区场景，公路场景或高速公路场景；
场景判断模块，根据用户的实时位置信息判断当前用户所处的场景；
驾驶行为评分模块，根据用户所处的场景调用相应场景的评分细则，根据相应场景的评分细则对当前用户所处的场景的驾驶行为进行评分；
驾驶习惯评价模块，对不同场景的驾驶行为评分进行累加，计算得到驾驶习惯评价等级。
8.根据权利要求7所述的基于微机电陀螺仪的驾驶习惯评价系统，其特征在于，所述驾驶行为评分模块还包括，在每个场景中按照一定的时间段进行循环评分；将不同时间段的评分进行累加，作为该场景的评分。
9.根据权利要求7所述的基于微机电陀螺仪的驾驶习惯评价系统，其特征在于，所述场景判断模块还包括：
根据用户的实时位置信息以及规划的行驶轨迹，计算距离下一个场景的时间，当小余设定阈值时，判断用户即将切换场景，发送是否进入该场景的确认信号。
10.一种基于微机电陀螺仪的驾驶习惯评价检测设备，其特征在于，包括：处理器，GPS模块，微机电系统陀螺仪，显示模块和通信模块，所述处理器内设置有权利要求7-9任一项所述的基于微机电陀螺仪的驾驶习惯评价系统，所述通信模块与外部设备通信。
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