CN202871024U - 一种车辆事故自动监测、报警及救援呼叫系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种车辆事故自动监测、报警及救援呼叫系统，属于公路交通安全技术领域。所述系统包括事故监测单元、控制单元、报警单元、人机交互单元和电源；控制单元分别与事故监测单元、报警单元和人机交互单元电连接；电源与控制单元电连接。本实用新型实现了对公路交通事故的监测和报警，从而最大限度地避免了高速公路上事故尤其是连环碰撞等恶性事故的发生，减少了人身财产损失。

Description

一种车辆事故自动监测、报警及救援呼叫系统

技术领域

本实用新型涉及公路交通安全技术领域，特别涉及一种车辆事故自动监测、报警及救援呼叫系统。

背景技术

公路上发生交通事故时，往往形态较严重，当事人无法主动完成事故的报警；同时在雨雾天气、黑夜、转弯等视距条件不足的情况下，公路上车辆行驶速度快，前方发生的事故极易引起后方车辆连环碰撞，造成更大的人身、财产损失，我国每年都有大量的连环碰撞事故发生。此外，在受伤形态下，事故车辆的驾驶员急需救治，目前主要的手段为拨打110或122报警电话，无法保证时效性以及精确的事故地点告知，从而影响救援。2012年陕西“8.26”特大交通事故发生后较长一段时间内无人报警，酿成了35人死亡的惨剧。

现有车辆事故自动报警系统主要是由国际上一些大型汽车厂商自主开发的，例如美国通用的Onstar系统、美国Ford公司的Rescue系统、沃尔沃公司的Oncall系统等，这些系统只适用于各自开发的汽车车型上，无法通用。另外，现有技术中也有各种各样的车辆事故监测手段，例如：利用各种传感器监测车辆的各种运行状态参数，在车载安全气囊ECU系统中加入各种监测单元，采用预设置于路段上的报警采集装置等方案进行车辆事故监测。但是，这些监测手段都不够完善，只能够对部分事故车辆进行及时判断，成本投入高，尤其是无法对事故车辆行驶路段上其余车辆进行及时的报警，即对周围车辆（尤其是同向行驶的后续车辆）进行的事故报警，存在后续车辆连环碰撞发生的可能性。然而现实中造成更大经济损失的并非单辆车事故的未报警或不及时的援救，而是单辆车事故对于其余车辆未进行报警，导致后续车辆与前车发生连环碰撞，从而造成更大的后果。

发明内容

为了解决现有车辆事故监测系统不具备通用性、监测手段不完善、成本投入高及缺少对事故车辆行驶路段上后续车辆报警等问题，本实用新型提供了一种车辆事故自动监测、报警及救援呼叫系统，包括事故监测单元、控制单元、报警单元、人机交互单元和电源；所述控制单元分别与所述事故监测单元、报警单元和人机交互单元电连接；所述电源与控制单元电连接。

所述控制单元包括存储器和单片机；所述存储器与单片机电连接，所述单片机与电源电连接。

所述事故监测单元包括三轴加速度传感器、三轴电子陀螺仪、温度传感器和GPS模块；所述三轴加速度传感器、三轴电子陀螺仪、温度传感器和GPS模块分别与所述单片机电连接。

所述报警单元包括无线收发模块和GSM模块；所述无线收发模块和GSM模块分别与所述单片机电连接。

所述人机交互单元包括语音模块、液晶显示屏及按键；所述语音模块、液晶显示屏、按键分别与所述单片机电连接。

本实用新型实现了对公路交通事故的监测和报警，从而最大限度地避免了高速公路上事故尤其是连环碰撞等恶性事故的发生，减少了人身财产损失；GPS定位技术的引入，解决了公路交通事故救援难以定位的问题。

附图说明

图1是本实用新型实施例车辆事故自动监测、报警及救援呼叫系统的原理结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型技术方案作进一步描述。

参见图1，本实用新型实施例提供了一种车辆事故自动监测、报警及救援呼叫系统，包括事故监测单元101、控制单元102、报警单元103、人机交互单元104和电源105；控制单元102分别与事故监测单元101、报警单元103和人机交互单元104电连接；电源105与控制单元102电连接。

其中，控制单元102包括存储器1021和单片机1022；存储器1021与单片机1022电连接；事故监测单元101包括三轴加速度传感器1011、三轴电子陀螺仪1012、温度传感器1013和GPS模块1014，三轴加速度传感器1011、三轴电子陀螺仪1012、温度传感器1013和GPS模块1014分别与单片机1022电连接；报警单元103包括无线收发模块1031和GSM模块1032，无线收发模块1031和GSM模块1032分别与单片机1022电连接；人机交互单元104包括语音模块1041、液晶显示屏1042及按键1043，语音模块1041、液晶显示屏1042、按键1043分别与单片机1022电连接，且由单片机1022通过指令进行控制；电源105与单片机1022电连接，用于对控制单元102进行供电，电源105可以为可充式锂电池或车载电源。

在具体实践中，本实施例的存储器1021可以选用美国Atmel公司的AT24C02存储器芯片，单片机1022可以选用AVR单片机，AVR单片机开发板上自带按键1043；三轴加速度传感器1011可以选用ST意法半导体公司的LIS3DH；三轴电子陀螺仪1012可以选用ST公司的L3G4200D；GPS模块1014可以选用SIRF3ⅢGPS模块；无线收发模块1031可以选用Silicon Labs公司的Si4432芯片；GSM模块1032可以选用华为MG323；语音模块1041可以选用唯创电子的WT588D；液晶显示屏1042可以选用Realplay瑞珀12864LCD液晶屏模块。

本实施例中，三轴加速度传感器1011用于实时监测车辆的三维加速度数据，三轴电子陀螺仪1012用于实时监测车辆的绕车辆重心旋转的角速度，温度传感器1013用于实时检测车内环境温度，GPS模块1014用于实时获取车辆的地理位置坐标。在实际应用中，车辆行驶的速度可通过GPS地理位置坐标与时间计算出，车辆的倾角角度可由角速度信号积分计算出，然而角速度会发生累计偏差，造成倾角角度的偏差，并且随时间线性增加。本实施例中利用陀螺仪短时测量准确和加速度传感器计长时稳定的特点，用陀螺仪测量短时间内角度变化，用加速度传感器的数据推算倾角，并在一个长时间范围内，使陀螺仪得到的倾角慢慢匹配加速度传感器得到的倾角，两者结合，得到即能短时稳定又能长时稳定的倾角。

本实施例中，单片机1022用于对采集和接收的数据进行处理，以及输出各种控制指令；无线收发模块1031用于在确认车辆发生事故后发送车辆事故信息，以及接收相邻车辆发送的事故信息；GSM模块1032用于在确认车辆发生事故后发送车辆事故信息到远程服务器；语音模块1041用于当车辆的行驶速度超过预先设定的最高速度时语音提示驾驶员减速行驶，以及在自身车辆发生事故时提示是否取消事故报警，以及在接收到前方行驶车辆发生的事故信息时进行报警。

公路交通事故类型多种多样，从发生形态可以大体上分为正面碰撞、尾随碰撞、侧面相撞、同向刮擦、翻车、坠车、失火、撞固定物等，每一种事故都会伴随着加速度、速度、角速度、倾角、温度中任意几种对应参数的明显变化，只要监测出参数变化的范围是否在异常范围内，即可判别出事故。

本实用新型实施例的工作原理是：系统启动后，车辆驾驶员通过按键1043输入车辆的车型、车牌号、公路等级及天气类型信息，这些信息通过单片机1022的控制存储到存储器1021中；单片机1022根据车型、公路等级和天气类型信息自动设定且存储车辆的最高行驶速度，当由GPS数据推算出的车辆行驶速度超过最高行驶速度时，单片机1022控制语音模块1041语音提示驾驶员减速行驶；单片机1022对事故监测单元101采集的数据进行筛选，通过事故检测算法融合三维加速度、三维角速度、温度计算出车辆运行姿态（行驶速度、三向加速度、三向倾角、旋转角速度）和驾驶室状态（驾驶室的环境温度），并在事故瞬间判断出事故类型，将车辆地理位置坐标、事故信息、车牌号、行驶方向等数据分别发送到无线收发模块1031和GSM模块1032，以及控制语音模块1041提示驾驶员是否取消事故警报，1.5秒延迟时间内如果驾驶员通过按键1043手动取消报警，则关闭语音模块1041的报警，继续监测车辆运行状态；如果未手动取消，则系统判定为车辆发生事故，单片机1022发送触发指令到无线收发模块1031和GSM模块1032，触发两模块工作，进行二级报警；GSM模块接收到触发指令后，将包含有车辆地理位置坐标、车牌号、事故信息、行驶方向的数据通过GSM网络发送至远程服务器进行救援呼叫，本实施例将该报警过程称为一级报警；无线收发模块1031将收到的车辆地理位置坐标、事故信息数据通过无线广播方式发送给周围区域，周围车辆接收到该数据后，由本车上安装的车辆事故自动监测、报警及救援呼叫系统中的控制单元判断出事故车辆是否在本车行驶方向的前方，如果事故车辆不在本车行驶方向的前方（即：本车行驶方向与事故车辆行驶方向相反，或者本车位于事故车辆行驶方向的前方），则丢弃该数据；如果事故车辆在本车行驶方向的前方，则本车控制单元根据两车地理位置坐标计算两车相对距离，并控制语音模块以语音报警方式提示给驾驶员前方车辆的事故类型和事故地点与本车的距离，本实施例将该报警过程称为二级报警，从而避免因视野受限或避让不及发生连环碰撞。

在实际应用中，为了排除爆胎、熄火、刮擦等轻微故障情况，远程服务器接收到数据后通过语音方式向用户发送一个确认取消请求，如果在预设时间内远程服务器未收到事故取消指令，则认定驾驶员已丧失操作能力，远程服务器将车辆地理位置坐标数据提取后与电子地图匹配，确定事故位置以及行车方向，并将这些信息传送到公路管理平台（110平台或者122平台），方便其进行快速救援调度。

与现有技术相比，本实用新型实施例具备以下优点：

1）本实用新型实施例实现了对公路交通事故的监测和报警，从而最大限度地避免了高速公路上事故尤其是连环碰撞等恶性事故的发生，减少了人身财产损失；GPS定位和地图匹配技术的引入，解决了公路交通事故救援难以定位的问题。

2）本实用新型实施例的系统，通过自身传感器及检测算法保证检测准确率，独立可靠，安装使用方便，弥补了现有安全气囊智能报警系统对于车辆打转、坠车、失火等事故难以检测的不足；本实用新型实施例采用了温度传感器，可鉴别出失火、爆炸等事故类型，在进行救援呼叫时，该信息会被传送至救援中心，能够及时增派消防车。

3）本实用新型实施例通过GSM模块引入双向确认回馈机制，在事故初步判定后寻求人工操作确认，确保了报警和救援的准确率，避免了车辆本身的震动、主动停车等可能会引起事故误判的情形。

4）本实用新型实施例的系统，采用了对驾驶员驾驶干扰较小的语音交互方式，语音提示简洁快速，可在最短时间内传达最有效的报警信息。

5）本实用新型实施例采用三轴电子陀螺仪，有助于纠正车辆倾斜带来的不利影响，三轴加速度传感器采集的三维加速度数据能够更准确地判别事故，从而克服了现有专利技术通过检测单向加速度和倾角判别事故不准确的缺陷。

6）本实用新型实施例的系统自启动时即运行GPS模块，能够保证在事故后短时间内锁定事故地理位置坐标，克服了现有技术事故后触发GPS模块获取地理位置坐标时间较长，短时间内无法确定位置并上传服务器的不足。

7）本实用新型实施例的系统，采用独立封装结构，能够屏蔽电磁干扰和应对恶劣工作环境，在车辆发生较大损毁的情况下能够正常工作。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种车辆事故自动监测、报警及救援呼叫系统，其特征在于，包括事故监测单元、控制单元、报警单元、人机交互单元和电源；所述控制单元分别与所述事故监测单元、报警单元和人机交互单元电连接；所述电源与控制单元电连接。

2.如权利要求1所述的车辆事故自动监测、报警及救援呼叫系统，其特征在于，所述控制单元包括存储器和单片机；所述存储器与单片机电连接，所述单片机与电源电连接。

3.如权利要求2所述的车辆事故自动监测、报警及救援呼叫系统，其特征在于，所述事故监测单元包括三轴加速度传感器、三轴电子陀螺仪、温度传感器和GPS模块；所述三轴加速度传感器、三轴电子陀螺仪、温度传感器和GPS模块分别与所述单片机电连接。

4.如权利要求3所述的车辆事故自动监测、报警及救援呼叫系统，其特征在于，所述报警单元包括无线收发模块和GSM模块；所述无线收发模块和GSM模块分别与所述单片机电连接。

5.如权利要求4所述的车辆事故自动监测、报警及救援呼叫系统，其特征在于，所述人机交互单元包括语音模块、液晶显示屏及按键；所述语音模块、液晶显示屏、按键分别与所述单片机电连接。

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