CN117082453B - 车辆电子围栏告警方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了车辆电子围栏告警方法、装置、设备及存储介质，该方法包括：利用流处理框架获取和处理目标车辆轨迹点的位置信息；将处理后的轨迹点的位置信息与加载的预设围栏信息进行匹配，判断轨迹点是否位于预设围栏内；若轨迹点位于预设围栏内，则触发实时告警机制。本申请能够提高车辆电子围栏告警的及时性和准确性。

Description

车辆电子围栏告警方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本申请涉及汽车电子技术领域，特别是涉及车辆电子围栏告警方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

随着智能化和网络化技术的发展，车辆电子围栏系统逐渐成为车辆安全管理的重要手段。车辆电子围栏系统通过在车辆周围设置虚拟围栏，当车辆靠近或穿越围栏时，系统会触发告警，从而可以有效提高车辆的安全性。

传统的车辆电子围栏系统通常采用中心服务器架构，但是中心服务器架构在数据传输和处理过程中存在延迟，使得车辆电子围栏系统无法实现实时告警，导致相关人员无法及时发现车辆靠近或穿越围栏的情况，从而无法及时采取相应的安全措施。

发明内容

本申请提供了车辆电子围栏告警方法、装置、设备及存储介质，能够提高告警的及时性和准确性。

第一方面，本申请提供一种车辆电子围栏告警方法，车辆电子围栏告警系统配置有流处理框架，方法包括：

利用流处理框架获取和处理目标车辆轨迹点的位置信息；

将处理后的轨迹点的位置信息与加载的预设围栏信息进行匹配，判断轨迹点是否位于预设围栏内；

若轨迹点位于预设围栏内，则触发实时告警机制。

其进一步的技术方案为，利用流处理框架获取和处理目标车辆轨迹点的位置信息，包括：

利用流处理框架获取目标车辆轨迹点的位置信息；

利用流处理框架对目标车辆轨迹点数据进行数据清洗、过滤、转换的预处理，得到预处理后的目标车辆轨迹点的位置信息；

利用流处理框架对预处理后的目标车辆轨迹点的位置信息进行并行处理。

其进一步的技术方案为，预设围栏的信息包括预设围栏的外接矩形信息，将处理后的轨迹点的位置信息与预设围栏的信息进行匹配，判断轨迹点是否位于预设围栏内，包括：

将目标车辆轨迹点的位置信息与预设围栏的外接矩形进行匹配，筛选出位于外接矩形内的轨迹点；

判断外接矩形内的轨迹点是否位于预设围栏内；

若轨迹点位于预设围栏内，则触发实时告警机制，包括：

若外接矩形内的轨迹点位于预设围栏内，则触发实时告警机制。

其进一步的技术方案为，预设围栏为圆形围栏，判断外接矩形内的轨迹点是否位于预设围栏内，包括：

获取圆形围栏的圆心和半径；

确定外接矩形内的轨迹点与圆心的距离；

若外接矩形内的轨迹点与圆心的距离小于等于半径，则外接矩形内的轨迹点位于预设围栏内，触发实时告警机制。

其进一步的技术方案为，预设围栏为路线围栏，判断外接矩形内的轨迹点是否位于预设围栏内，包括：

将路线围栏细分成多个连续的子线段；

从多个连续的子线段中筛选出目标子线段；

确定外接矩形内的轨迹点与目标子线段的距离；

若目标子线段与外接矩形内的轨迹点的距离小于等于预设阈值，则外接矩形内的轨迹点位于预设围栏内，触发实时告警机制。

其进一步的技术方案为，预设围栏为多边形围栏，判断外接矩形内的轨迹点是否位于预设围栏内，包括：

利用射线法判断外接矩形内的轨迹点是否位于预设围栏内。

其进一步的技术方案为，利用射线法判断外接矩形内的轨迹点是否位于预设围栏内，包括：

将轨迹点沿着横坐标轴发射一条射线，确定射线与多边形在横坐标轴右边的每条边的交点个数；

若射线与多边形的交点个数总和为奇数，则外接矩形内的轨迹点位于预设围栏内，触发实时告警机制。

第二方面，本申请提供了一种车辆电子围栏告警装置，车辆电子围栏告警装置包括用于执行如上述方法的单元。

第三方面，本申请提供了一种车载设备，该车载设备包括存储器及处理器，该存储器上存储有计算机程序，用于执行如本申请上述任一项方法的步骤。

第四方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序在被处理器执行时，用于实现上述的车辆电子围栏告警方法。

本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请通过在车辆电子围栏告警系统配置有流处理框架，利用流处理框架获取并处理目标车辆轨迹点的位置信息，由于流处理框架具备高吞吐量的特点，且以流式的方式接收和处理数据，相比传统的批处理模式，流处理框架能够实时获取数据并快速处理大量的数据流，减少数据在传输过程中的停顿和堆积，进而降低数据传输时的延迟；并且，流处理框架通常具备强大的并行计算能力，可以将数据流分成多个并发的任务进行处理，使得数据可以同时被多个处理单元处理，从而加速数据处理过程，减少传输数据时的延迟。

另外，本申请通过将处理后的轨迹点的位置信息与加载的预设围栏信息进行匹配，进而判断轨迹点是否位于预设围栏内，即本申请通过根据轨迹点与围栏的匹配结果即可确定目标车辆是否靠近或位于围栏内，根据轨迹点的匹配结果即可直接触发相应的处理逻辑，而不需要等待整条轨迹结束，从而提高车辆电子围栏告警系统的响应速度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：

图1是本申请提供的车辆电子围栏告警方法第一实施例的流程示意图；

图2是本申请提供的计算机可读存储介质一实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

随着智能化和网络化技术的发展，车辆电子围栏系统逐渐成为车辆安全管理的重要手段。车辆电子围栏系统通过在车辆周围设置虚拟围栏，当车辆靠近或穿越围栏时，系统会触发告警，从而可以有效提高车辆的安全性。

传统的车辆电子围栏系统通常采用中心服务器架构，但是中心服务器架构在数据传输和处理过程中存在延迟，使得车辆电子围栏系统无法实现实时告警，导致相关人员无法及时发现车辆靠近或穿越围栏的情况，从而无法及时采取相应的安全措施。

因此，为了解决现有技术中因采用中心服务器架构导致车辆电子围栏系统无法实现实时告警的技术问题，本申请提供了一种车辆电子围栏告警方法，车辆电子围栏告警系统配置有流处理框架。具体参阅以下实施例。

下面对本申请提供的车辆电子围栏告警方法进行详细的介绍。具体请参阅图1，图1是本申请提供的车辆电子围栏告警方法第一实施例的流程示意图。方法包括：

步骤110：利用流处理框架获取和处理目标车辆轨迹点的位置信息。

其中，可以从实时数据源（比如Kafka）或者RabbitMQ等其他数据源获取目标车辆轨迹点的位置信息。

目标车辆轨迹点的位置信息可以通过车辆上安装的行车记录仪进行记录和上报，再将目标车辆上报的位置数据作为输入流发送至流处理框架，比如，流处理框架可以是开源的流处理框架Flink，利用流处理框架对目标车辆轨迹点的位置信息进行处理，比如实时数据处理、数据并行处理以及提供数据窗口分析、动态电子围栏的设立等等。

示例性地，实时数据处理可以是通过流处理框架对实时接收到的车辆位置信息（如轨迹点的位置信息）和其他维度的相关数据（比如车辆的速度、加速度、车辆状态、驾驶行为、环境条件等）进行多维数据分析处理，从而实现实时告警。

数据并行处理可以是利用流处理框架Flink将输入的数据流划分为多个分区，每个分区都可以由一个或多个并行任务进行处理。这些并行任务可以在不同的计算资源上并行执行，以实现高效的数据处理。其中，Flink可以包含不同算子（比如数据源算子、数据转换算子、数据汇算子等），具体可以利用不同算子同时对相应的数据进行处理，并将Flink的算子状态保存到文件系统中。

除此之外，还可以将Flink的检查点持久化到文件系统，即利用Flink的检查点定期创建应用程序状态的快照并将其保存到可靠的存储系统中，在发生故障时Flink可以快速恢复应用程序，并从最近的检查点开始重新处理数据，确保系统发生故障或异常时数据能够恢复到之前的状态，保证数据的一致性和准确性。

通过Flink将输入的数据流划分为多个分区或者水平扩展以应对大规模数据流的处理需求，增加系统吞吐量和处理能力。并利用Flink的检查点定期自动检测和恢复错误，确保系统在出现故障时可以继续正常运行，提高系统的可靠性和稳定性。

数据窗口分析可以是通过设定数据窗口，车辆电子围栏告警系统可以在特定的时间间隔内分析车辆的行为模式，例如在最近5分钟内，判断车辆的移动轨迹是否可能穿越围栏。

动态电子围栏的设立可以是利用Flink的实时计算能力，动态设立和调整电子围栏，例如根据车辆的平均速度和位置信息，动态设立一个安全区域，并且可以按照不同车辆安装的能上报车辆轨迹信息的设备进行分组，从而计算合适的告警阈值。

即通过利用流处理框架Flink，可以根据不同的车辆设备以及具体的应用场景，对电子围栏进行动态设立和调整，改善传统因车辆的移动性和环境的复杂性，导致电子围栏无法实现定制化设置的问题。

另外，由于目标车辆的轨迹点数据可能非常庞大，并且具有不稳定、不规则的特点，如果将获取到的目标车辆轨迹点的位置信息直接进行分析和处理，可能会面临处理速度慢、难以扩展、资源消耗大等问题。

因此，在一些实施例中，可以利用流处理框架对目标车辆轨迹点数据先进行预处理，以提高后续处理的效率和准确性。具体可以是利用流处理框架获取目标车辆轨迹点的位置信息；然后利用流处理框架对目标车辆轨迹点数据进行数据清洗、过滤、转换的预处理，得到预处理后的目标车辆轨迹点的位置信息；再利用流处理框架对预处理后的目标车辆轨迹点的位置信息进行并行处理。

其中，转换可以是将目标车辆的轨迹点数据转换为更易于处理和分析的格式；数据清洗、过滤可以是去除掉无效或者明显错误的轨迹点数据。

该实施例通过对获取的目标车辆轨迹点的位置信息先进行预处理，可以将目标车辆轨迹点数据转化为更易于处理和分析的格式，并对数据进行过滤和清洗，去除掉无效或错误的轨迹点数据，从而可以提高后续处理的效率和准确性。

步骤120：将处理后的轨迹点的位置信息与加载的预设围栏信息进行匹配，判断轨迹点是否位于预设围栏内。

其中，预设围栏信息可以包括围栏类型、围栏属性、围栏触发条件、围栏外接矩形等等。

可以根据不同场景下的需求确定围栏类型，例如圆形围栏适用于简单的区域范围判断，多边形围栏适用于复杂的区域形状，而路线围栏适用于需要跟踪特定路径的场景。

另外，不同车辆设备可能会设置不同类型的围栏，因此，也可以根据不同车辆设备中已设置的围栏类型加载相应的围栏参数。比如车辆设备设置了多个围栏类型（如圆形、多边形和路线），则需要对每个围栏类型进行判断和处理。如果车辆设备只设置了圆形围栏，则只需要判断车辆设备是否在给定的圆形区域内。由于每个围栏类型都有其特定的判断逻辑和触发条件，因此可以根据实际需求加载相应的围栏信息进行相应的处理和响应。

根据确定出的围栏类型，定时从数据库或配置文件中加载对应的围栏参数。具体地，比如围栏的类型为圆形，则加载的预设围栏信息可以是圆心坐标、半径坐标；围栏的类型为多边形，则加载的预设围栏信息可以是多边形顶点坐标；围栏的类型为路线，则加载的预设围栏信息可以是路线的线段等。

其中，可以根据实际情况选择合适的加载频率。

在其他实施例中，还可以根据业务需求定时加载外部围栏的增删改等修改信息，以减少围栏状态更新的延迟时间。

步骤130：若轨迹点位于预设围栏内，则触发实时告警机制。

其中，告警机制包含告警策略和通知机制，具体可以通过配置参数来定义告警条件，如围栏区域、告警级别、告警开始结束条件等，同时支持多种通知方式通知相关人员，如短信、邮件、推送通知等。

该实施例通过在车辆电子围栏告警系统配置有流处理框架，利用流处理框架获取并处理目标车辆轨迹点的位置信息，由于流处理框架具备高吞吐量的特点，且以流式的方式接收和处理数据，相比传统的批处理模式，流处理框架能够实时获取数据并快速处理大量的数据流，减少数据在传输过程中的停顿和堆积，进而降低数据传输时的延迟；并且，流处理框架通常具备强大的并行计算能力，可以将数据流分成多个并发的任务进行处理，使得数据可以同时被多个处理单元处理，从而加速数据处理过程，减少传输数据时的延迟。

另外，本申请通过将处理后的轨迹点的位置信息与加载的预设围栏信息进行匹配，进而判断轨迹点是否位于预设围栏内，即本申请通过根据轨迹点与围栏的匹配结果即可确定目标车辆是否靠近或位于围栏内，根据轨迹点的匹配结果即可直接触发相应的处理逻辑，而不需要等待整条轨迹结束，从而提高车辆电子围栏告警系统的响应速度。

由于外接矩形是指能够刚好包含预设围栏的最小矩形，其边界与围栏边界相切或相交。因此，在一些实施例中，可以通过将目标车辆的位置数据与圆形围栏的外接矩形匹配，进而可以快速地过滤掉大部分围栏之外的数据，只保留位于该外接矩形内的轨迹点，以减少计算量，提高判断效率。具体参阅第二实施例，第二实施例包括以下步骤：

步骤210：利用流处理框架获取和处理目标车辆轨迹点的位置信息。

步骤220：将目标车辆轨迹点的位置信息与预设围栏的外接矩形进行匹配，筛选出位于外接矩形内的轨迹点。

步骤230：判断外接矩形内的轨迹点是否位于预设围栏内。

步骤240：若外接矩形内的轨迹点位于预设围栏内，则触发实时告警机制。

具体地，对于步骤230，当预设围栏为圆形围栏时，步骤230可以为以下流程：

1）获取圆形围栏的圆心和半径；

2）确定外接矩形内的轨迹点与圆心的距离；

3）若外接矩形内的轨迹点与圆心的距离小于等于半径，则外接矩形内的轨迹点位于预设围栏内，触发实时告警机制。

当预设围栏为路线围栏时，步骤230可以为以下流程：

1）将路线围栏细分成多个连续的子线段；

2）从多个连续的子线段中筛选出目标子线段；

其中，目标子线段可以是多个连续的子线段中的任意一个子线段。

3）确定外接矩形内的轨迹点与目标子线段的距离；

4）若目标子线段与外接矩形内的轨迹点的距离小于等于预设阈值，则外接矩形内的轨迹点位于预设围栏内，触发实时告警机制。

其中，预设阈值可以根据不同的车辆设备人为进行设置，预设阈值可以是固定的距离阈值，比如设置一个预先确定的固定阈值，只要轨迹点与路线的子线段的距离小于等于该阈值，就可以判定轨迹在路线围栏内。

预设阈值也可以是动态的距离阈值，比如根据路线的特性，自适应地计算距离阈值。例如，在一个弯道上，可以根据路线的曲率半径或弯道半径，动态调整预设阈值。

在一些实施例中，当预设围栏为多边形围栏时，可以利用射线法判断外接矩形内的轨迹点是否位于预设围栏内。

其中，射线法原理为：如果一个点在多边形内部，则从该点沿着任意方向发射的射线与多边形的边相交的次数一定是奇数。

示例性地，在一些实施例中，利用射线法判断外接矩形内的轨迹点是否位于预设围栏内具体可以采用以下步骤：

步骤231：将轨迹点沿着横坐标轴发射一条射线，确定射线与多边形在横坐标轴右边的每条边的交点个数。

步骤232：若射线与多边形的交点个数总和为奇数，则外接矩形内的轨迹点位于预设围栏内，触发实时告警机制。

该实施例通过先使用外接矩形进行初步的筛选，再对位于外接矩形内部的轨迹点进行精确的围栏判断，可以快速和准确的进行轨迹点判断和告警触发。

在其他实施例中，还可以设置高级地理围栏功能，不仅仅局限于上述的点，线或多边形区域围栏告警，还可以引入更复杂的围栏模式，如时间限制、速度限制、行政区域等，以便能够更加精细地定义车辆的行驶规则和告警条件。

对应于上文实施例的车辆电子围栏告警方法，本申请还提供车辆电子围栏告警装置，该车辆电子围栏告警装置包括处理单元、匹配单元和触发单元。

其中，处理单元用于利用所述流处理框架获取和处理目标车辆轨迹点的位置信息；匹配单元用于将处理后的所述轨迹点的位置信息与加载的预设围栏信息进行匹配，判断所述轨迹点是否位于所述预设围栏内；触发单元用于若所述轨迹点位于所述预设围栏内，则触发实时告警机制。

可以理解的，上述单元还用于实现本申请中任一实施例的技术方案。

请参阅图2，图2是本申请提供的计算机可读存储介质一实施例的结构示意图，计算机可读存储介质90用于存储计算机程序91，计算机程序91在被处理器执行时，用于实现以下的方法步骤：

利用流处理框架获取和处理目标车辆轨迹点的位置信息；将处理后的轨迹点的位置信息与加载的预设围栏信息进行匹配，判断轨迹点是否位于预设围栏内；若轨迹点位于预设围栏内，则触发实时告警机制。

可以理解的，计算机程序91在被处理器执行时，还用于实现本申请中任一实施例的技术方案。

在本申请所提供的几个实施方式中，应该理解到，所揭露的方法以及设备，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的设备实施方式仅仅是示意性的，例如，模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施方式方案的目的。

另外，在本申请各个实施方式中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

上述其他实施方式中的集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）或处理器（processor）执行本申请各个实施方式方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random AccessMemory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种车辆电子围栏告警方法，其特征在于，车辆电子围栏告警系统配置有流处理框架，所述方法包括：

利用所述流处理框架获取和处理目标车辆轨迹点的位置信息；

获取预设围栏信息，其中，所述预设围栏信息包括所述预设围栏的外接矩形信息；

将处理后的所述目标车辆轨迹点的位置信息与所述预设围栏的外接矩形进行匹配，筛选出位于所述外接矩形内的轨迹点；

判断所述外接矩形内的轨迹点是否位于所述预设围栏内；

若所述外接矩形内的轨迹点位于所述预设围栏内，则触发实时告警机制；

其中，当所述预设围栏为路线围栏，所述判断所述外接矩形内的轨迹点是否位于所述预设围栏内，包括：

将所述路线围栏细分成多个连续的子线段；

从所述多个连续的子线段中筛选出目标子线段；

确定所述外接矩形内的轨迹点与所述目标子线段的距离；

若所述目标子线段与所述外接矩形内的轨迹点的距离小于等于预设阈值，则所述外接矩形内的轨迹点位于所述预设围栏内，触发实时告警机制。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述流处理框架获取和处理目标车辆轨迹点的位置信息，包括：

利用所述流处理框架获取所述目标车辆轨迹点的位置信息；

利用所述流处理框架对所述目标车辆轨迹点数据进行数据清洗、过滤、转换的预处理，得到预处理后的目标车辆轨迹点的位置信息；

利用所述流处理框架对所述预处理后的目标车辆轨迹点的位置信息进行并行处理。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述预设围栏为圆形围栏，则所述判断所述外接矩形内的轨迹点是否位于所述预设围栏内，包括：

获取所述圆形围栏的圆心和半径；

确定所述外接矩形内的轨迹点与所述圆心的距离；

若所述外接矩形内的轨迹点与所述圆心的距离小于等于所述半径，则所述外接矩形内的轨迹点位于所述预设围栏内，触发实时告警机制。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述预设围栏为多边形围栏，则所述判断所述外接矩形内的轨迹点是否位于所述预设围栏内，包括：

利用射线法判断所述外接矩形内的轨迹点是否位于所述预设围栏内。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述利用射线法判断所述外接矩形内的轨迹点是否位于所述预设围栏内，包括：

将所述轨迹点沿着横坐标轴发射一条射线，确定所述射线与所述多边形在横坐标轴右边的每条边的交点个数；

若所述射线与所述多边形的交点个数总和为奇数，则所述外接矩形内的轨迹点位于所述预设围栏内，触发实时告警机制。

6.一种车辆电子围栏告警装置，其特征在于，所述车辆电子围栏告警装置包括用于执行如权利要求1-5任一项所述方法的单元。

7.一种车载设备，其特征在于，所述车载设备包括存储器及处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-5中任一项所述的方法。

8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序当被处理器执行时可实现如权利要求1-5中任一项所述的方法。