CN203133964U - 一种基于单目测距的营运车辆监控终端 - Google Patents

一种基于单目测距的营运车辆监控终端 Download PDF

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白国柱
任亮
程鑫
周经美
徐志刚
赵祥模
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Abstract

本实用新型公开了一种基于单目测距的营运车辆监控终端,包括监控终端主控模块、GPS定位模块、数据处理模块、数据采集模块、触摸屏模块、存储模块、3G/GPRS通信模块、电源模块、报警模块和多个接口。所述接口包括电源接口、RS232接口、USB接口、标准SD卡插槽。其中,GPS定位模块、数据处理模块、触摸屏模块、存储模块、3G/GPRS通信模块、报警模块和电源模块均与车载终端主控模块连接;数据采集模块与数据处理模块连接。本实用新型可广泛应用于客运、货运等营运车辆上。

Description

一种基于单目测距的营运车辆监控终端
技术领域
本实用新型涉及一种车载终端,具体涉及一种基于单目测距的营运车辆监控终端。
背景技术
营运车辆在运营过程中,行驶周期长、运行半径大、载客载货量多,驾驶员容易在行驶过程中发生超速、疲劳驾驶等违规行为,造成重特大交通事故;现有车载终端无法在车辆行驶过程中自动测算车辆间距,不能发出警报,车辆的主动安全性低;现有车载终端功能单一,无法满足驾驶员的需求,导致终端设备重复安装,造成资源浪费和运营成本增加。因此,需要一种新的终端解决上述问题。
发明内容
针对上述现有终端的缺陷或不足,本实用新型的目的在于,提供一种基于单目测距的营运车辆监控终端,该终端应用单目视觉理论完成对本车前方车辆的车距检测和计算,通过与安全车距标准比对,提供车辆安全行驶级别,提高车辆的主动安全性;同时具备GPS导航与定位、车辆行驶环境发布与报警、违规驾驶提醒、3G/GPRS通信和影音娱乐等功能,满足了用户多样化需求,降低了终端安装成本。
为了实现上述技术任务,本实用新型采用如下技术解决方案:
一种基于单目测距的营运车辆监控终端,包括监控终端主控模块、GPS定位模块、数据处理模块、数据采集模块、触摸屏模块、存储模块、3G/GPRS通信模块、电源模块、报警模块和多个接口。所述接口包括电源接口、RS232接口、USB接口、标准SD卡插槽。其中,GPS定位模块、数据处理模块、触摸屏模块、存储模块、3G/GPRS通信模块、报警模块和电源模块均与车载终端主控模块连接;数据采集模块与数据处理模块连接。
进一步的,所述监控终端主控模块采用三星公司的S3C2440芯片。
与现有技术相比,本实用新型具有以下优点:
1、采用高清摄像头作为信息来源,不仅具有便携性好,功耗低,价格适中的特点,还便于车载安装。
2、采用基于单帧的单目测距方法,可以在摄像头的各种角度下进行测量,提高了装置的实用性和车辆的主动安全。
3、装置具有GPS定位功能,当车辆出现危险时,在通知驾驶员的同时还将当时车辆的位置和行驶信息发送给后台服务中心。
4、3G/GPRS组合通信方式既保证了车载终端大容量数据发送带宽不足的问题,也解决了车辆在行驶环境复杂多变的条件下,信号不稳定的问题。
5、装置成本低、功能全面、安装使用方便,适合营运车辆的安装环境。
附图说明
图1是本实用新型的基于单目测距的营运车辆监控终端的原理框图。
图2是车载终端单目测距报警功能流程图。
以下结合附图和实例对本实用新型进一步解释说明。
具体实施方式
请参阅图1,本实用新型的基于单目测距的营运车辆监控终端,包括监控终端主控模块、GPS定位模块、数据处理模块、数据采集模块、触摸屏模块、存储模块、3G/GPRS通信模块、电源模块、报警模块和多个接口。所述接口包括电源接口、RS232接口、USB接口、标准SD卡插槽。其中,GPS定位模块、数据处理模块、触摸屏模块、存储模块、3G/GPRS通信模块、报警模块和电源模块均与车载终端主控模块连接;数据采集模块与数据处理模块连接;车载终端主控模块通过3G/GPRS通信模块与后台服务中心进行数据交换。
本实用新型中各模块的作用及选择如下:
所述监控终端主控模块的用于控制其余各个模块协同工作,提供人机交互场景。监控终端主控模块功能上又可以分为GPS数据处理、车辆行驶数据处理、车距信息处理、监控中心数据处理4个子模块。GPS数据处理子模块的主要工作是读取GPS接收器从串口输出的GPS数据,然后按照GPS接收器给定的数据格式进行解析。从GPS接收器数据中提取出车辆在行驶过程中的位置信息(精度、纬度)、车辆当前速度、当前时间等信息,然后存储并且转发。车辆行驶数据处理子模块的主要工作是从车辆安装的行驶记录仪中读取车辆的实时速度、加速度和方向等实时数据,并且通过无线网络发送到后台服务中心,一旦发生交通事故可以作为事故分析的凭证。车距信息处理子模块的主要功能是采集数据处理模块计算出的数据,并且对数据进行分析对比,基于绝对安全车距模型,依据当前车辆的车距、车速信息,判别车辆是否处于安全车距范围之内。若车辆处于危险状态,则通过语音模块对驾驶员进行危险提示,并发出语音报警。监控中心数据处理子模块的主要功能是解析车辆行驶环境接收模块获得的数据,通过语音提示驾驶员前方车辆的行驶环境。在本实施例中,监控终端主控模块采用三星公司的S3C2440芯片,该芯片可稳定运行在450MHz,主频最高可达530MHz。CPU内部集成了SDRAM控制器、LCD控制器、4通道DMA、3通道UART、SD接口、触摸屏接口、8通道10位A/D控制器、摄像头接口等,配合嵌入式Linux系统或Android系统,非常方便系统应用开发。
GPS定位模块即全球卫星定位接收模块,以异步串口方式与监控终端主控模块连接。GPS定位模块用于提供当前时间、经纬度和行驶方向、速度等信息,并且通过预先保存有固定测速点或闯红灯卡口相机的经纬度数据,当接近目标点预定距离时触发警报,起到电子狗的功能。在本实施例中,GPS定位模块采用UP500芯片,芯片尺寸为22*22*8mm,集成patch天线,卫星通道32,导航灵敏度为‐159dBm,1PPS输出,支持WAAS/EGNOS,内置GPS接收电线,可选备份电池,灵敏度高、容易连接。为了解决GPS定位精度不高问题,采用伪随机码测距技术,测量精度决定码元分辨率。码的比特率越高,码元宽度便会越小,分辨率也就越高。
数据处理模块用于处理图像数据:采用路面背景自动更新技术获取道路线型,采用多特征信息融合的方法对视野中的车辆进行识别跟踪;采用基于单帧静态图像的测距模型,在不需要已知物体实际尺寸的条件下能够测量前方物体的绝对距离,满足前方车辆测距要求;采用的单目视觉测距模型可以在摄像头角度可变的情况下精确测量前方车辆距离。本实施例中,数据处理模块采用TI公司针对多媒体应用而开发的芯片TMS320DM6437。DM6437采用达芬奇(DaVinci)技术,专为视频和图像应用量身定制。由于采用VLIW TMS320C64x+内核,TMS320DM6437的主频达到600MHz,计算能力达4800MPIS,使之具有高速处理能力;DM6437具有112K BytesL1 Cache和128K Bytes L2Cache,同时支持32/16-Bit DDR2 SDRAM存储器扩展,64-Ch EDMA。64通道的EDMA保证CPU和外部器件可以高速并行传输,DM6437上还集成了VPSS(Video Processing Subsystem),VPSS包含一个兼容BT.601/BT.656/YUV422格式的视频输入口、一个视频输出口和多个专用的视频处理引擎。
图像采集模块主要功能是通过摄像头采集车辆行进前方的图像数据,并将这些图像数据传送给数据处理模块进行处理。本实施例中,图像采集模块采用开普勒CA-7558MT9V136型高清摄像头。成像器件:CCD芯片,工作电压:9-18伏,功率:<1W,像素:640*480,最低照度:0.1Lux,信噪比:大于等于48db,具有超大广角120度/170度,具备数字补光夜视功能,光线不足时,自动曝光补偿。
触摸屏模块用于显示定位导航路线、行车帮助信息和影音娱乐功能,同时提供良好用户的交互体验,具备查询违章驾驶记录等功能。本实施例中,触摸屏模块采用SSD1963专业显示控制芯片,7寸TFT彩屏触摸模块,分辨率为800*480,自带DATAFLASH,W25Q16可作为字库,支持中文显示,高亮度、高对比度、低功耗,完全可以满足车载终端的显示及人机交互的要求。
存储模块包括两种外存储器:NAND flash,主要用来存储操作系统和上层应用程序;16gSD卡,主要是给用户使用和系统更新升级。
3G/GPRS通信模块用于实现车载终端与后台服务器之间的通信。具体体现在两个方面:一方面可以将当前车辆的位置、速度和车间距等信息和报警信号发给后台服务中心,记录车辆的行驶轨迹和行驶状态;另一方面也可以通过3G/GPRS接收后台服务中心发送的车辆前方行驶环境报告,包括天气情况、路况环境、拥堵状况等于驾驶息息相关的信息。车载终端在3G信号存在的情况下,应用3G无线通信进行数据传输;一旦3G信号减弱,影响数据传输的准确率时,系统自动切换的GPRS无线传输方式。这样既保证了车载终端大容量数据发送带宽不足的问题,也解决了车辆在行驶环境复杂多变的条件下,信号不稳定的问题。本实施例中,3G/GPRS通信模块中3G采用MC703芯片,支持800/1900mhz频率;经过严格的ESD防静电测试,支持标准的AT指令集和华为扩展的AT指令集,符合ROSH认证;GPRS采用AL‐GPRS/232/T芯片,支持4路10位A/D通道,支持DDP、DNS、VIPS通讯模式,GPRS透明传输,自动重连。
正常情况下,电源模块直接使用车辆的车载电源,另外自带备用电池。一点车载终端出现异常断电情况,将由车载电源供电切换到备用电池供电。
LM2596系列是美国国家半导体公司生产的3A电流输出降压开关型集成稳压电路,其最高输入电压可达40V,适用于车内12V或24V直流电源的转换。它内含固定频率振荡器(150kHz)和基准稳压器(1.23V),较高的开关频率使它的滤波电路只需要33uH的电感。5V转3.3V使用的是LM1117‐3.3稳压芯片,可提供最大1A的电流输出。1.8V是S3C2440芯片的内核电压,消耗功率较小,在此选用LM1117‐1.8V线性稳压芯片,它的输入电压5V,在‐40℃‐85℃范围内的输出电压为1.755V‐1.845V,最大输出电流300mA,能够满足S3C2440芯片对高质量电源的要求。电池采用NEC锂电池供电,最大使用时长为9小时。
报警模块用于提供语音报警功能。主要分为三个方面:疲劳驾驶报警、超速驾驶报警以及安全间距报警。一旦驾驶员连续驾驶车辆时间超过4个小时或者在凌晨2点到5点仍然继续驾驶车辆,将会发出疲劳驾驶警报,并且向后台服务中心发出疲劳驾驶警报信号;如果车辆的速度连续6分钟内都超过行驶路段的限定速度,终端将发出超速驾驶警报,并且向后台服务中心发送超速驾驶警报信号;如果车辆距前方车辆的间距小于安全间距,那么将会发出安全间距报警,并且向后台服务中心发出间距报警信号。本实施例中,报警模块采用WT5001语音芯片。它由MP3主控芯片WT5001+SPIFLASH构成,支持时间:4‐64Mbit容量。其中,语音更新无须硬件下载器,模块上自带1W功放。主控芯片采用WT5001和SPI FLASH为3V供电,可以用于工业级别,及广泛用于各类恶劣环境。
请参阅图2,本实用新型的车载监控终端单目测距报警工作流程图。车载终端启动时对车辆前方安装的摄像头进行初始化,显示前方路面状况信息,对车辆测距所需要的参数进行标定,获得测量参数。开始对本车前方的车辆进行距离测量。然后,对获得的车辆距离进行判断,如果在安全范围内则继续行驶;如果在警告范围内,则通过软件上的黄色指示灯提出警告;如果在危险的范围内,则提出红灯警告,同时通过语音提出报警,另外,自动将车辆目前的信息通过无线网络上传给后台服务中心。

Claims (2)

1.一种基于单目测距的营运车辆监控终端,其特征在于,包括监控终端主控模块、GPS定位模块、数据处理模块、数据采集模块、触摸屏模块、存储模块、3G/GPRS通信模块、电源模块、报警模块和多个接口。所述接口包括电源接口、RS232接口、USB接口、标准SD卡插槽。其中,GPS定位模块、数据处理模块、触摸屏模块、存储模块、3G/GPRS通信模块、报警模块和电源模块均与车载终端主控模块连接;数据采集模块与数据处理模块连接。
2.根据权利要求1所述的营运车辆监控终端,其特征在于,所述监控终端主控模块采用三星公司的S3C2440芯片。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN104408920A (zh) * 2014-11-25 2015-03-11 公安部交通管理科学研究所 基于卡口通行信息判断长途客运车辆交通违法行为的方法
CN104536955A (zh) * 2014-12-24 2015-04-22 深圳熙谷威生物医疗科技有限公司 Pc机配置机器语言、字库以及翻译文件的方法及系统
CN105871447A (zh) * 2016-03-24 2016-08-17 航天科技控股集团股份有限公司 无gprs通信网络下的车载卫星通信系统

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