CN213883185U

CN213883185U - 一种车辆运行过程的信息采集系统

Info

Publication number: CN213883185U
Application number: CN202022575296.3U
Authority: CN
Inventors: 石磊; 徐吉存; 吴京波; 李仰印; 刘宏; 刘旭亮; 王和亮; 张有林; 侯传明; 刘鹏; 马梦瑶
Original assignee: Jinan North Traffic Engineering Consulting And Supervision Co ltd
Current assignee: Jinan North Traffic Engineering Consulting And Supervision Co ltd
Priority date: 2020-11-09
Filing date: 2020-11-09
Publication date: 2021-08-06
Anticipated expiration: 2030-11-09

Abstract

本实用新型公开了一种车辆运行过程的信息采集系统，其技术方案为：包括图像采集模块、陀螺仪、眼动仪、若干生理传感器，图像采集模块用于获取车辆运行过程中的图像信息；陀螺仪用于获取车辆角速度信息；还包括眼动仪、若干生理传感器，所述眼动仪和生理传感器分别连接人机环境一体化平台。本实用新型通过对车辆信息及驾驶人各项生理信息进行实时监测，为定量分析道路状况、驾驶人负荷情况提供依据，为确定道路上可能存在危险或安全隐患的路段提供参考。

Description

一种车辆运行过程的信息采集系统

技术领域

本实用新型涉及道路交通领域，尤其涉及一种车辆运行过程的信息采集系统。

背景技术

随着我国道路交通基础设施建设的巨大发展，道路通车里程和机动车保有量均迅速增长，使得道路交通运输业得以快速发展，对国民经济发展起到了重大促进作用。近十几年来我国道路交通事故呈不断上升趋势，交通安全形势十分严峻，保障道路交通安全的任务十分艰巨。

因此，需要进行人、车、路、环境动态交通条件下的运营安全评价，分析高速公路项目的潜在危险因素及安全隐患。而安全评价的基础是数据的获取，发明人发现，现有技术不能准确的获取车辆运行中的信息、且选择的待采集信号不够全面，以至于不能充分反映车辆运行过程中的状况。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种车辆运行过程的信息采集系统，通过对车辆信息及驾驶人各项生理信息进行实时监测，为定量分析道路状况、驾驶人负荷情况提供依据，为确定道路上可能存在危险或安全隐患的路段提供参考。

为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：

本实用新型的实施例提供了一种车辆运行过程的信息采集系统，包括：

图像采集模块，用于获取车辆运行过程中的图像信息；

陀螺仪，用于获取车辆角速度信息；

还包括眼动仪、若干生理传感器，所述眼动仪和生理传感器分别连接人机环境一体化平台。

作为进一步的实现方式，所述图像采集模块为高清播放机或高清视频记录仪。

作为进一步的实现方式，所述图像采集模块具有GPS天线，所述GPS天线安装于车辆顶部。

作为进一步的实现方式，所述GPS天线有两个，且两个GPS天线间隔设定距离布置。

作为进一步的实现方式，所述高清视频记录仪具有广角摄像头。

作为进一步的实现方式，所述生理传感器包括心率传感器、皮电传感器、肌电传感器、呼吸传感器和人体温度传感器。

作为进一步的实现方式，所述人机环境一体化平台采用Ergolab人机环境一体化平台。

作为进一步的实现方式，所述眼动仪和生理传感器分别通过数据线连接 Ergolab人机环境一体化平台。

作为进一步的实现方式，所述眼动仪采用Tobii眼动仪。

作为进一步的实现方式，所述图像采集模块、陀螺仪连接数据处理模块。

上述本实用新型的实施例的有益效果如下：

(1)本实用新型的一个或多个实施方式通过安装于车辆的VBOX设备或 VideoVBOX设备获得车辆的运行轨迹、运行速度、运行方位、行驶里程等信息，通过陀螺仪获得车轮角速度信息，从而得到车辆运行过程中的各项参数；

(2)本实用新型的一个或多个实施方式通过眼动仪采集驾驶人的眼动数据，通过各种生理传感器采集驾驶人生理信息，获取的信息全面，为后续分析形成过程中的驾驶行为提供依据。

附图说明

构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1是本实用新型根据一个或多个实施方式的图像采集模块安装示意图；

图2是本实用新型根据一个或多个实施方式的人体数据获取模块连接示意图；

图3(a)是本实用新型根据一个或多个实施方式的车辆前进速度滤波处理对比图；

图3(b)是本实用新型根据一个或多个实施方式的车辆侧向速度滤波处理对比图；

图3(c)是本实用新型根据一个或多个实施方式的车辆质心侧偏角滤波处理对比图；

图4是本实用新型根据一个或多个实施方式的原始皮电信号及其分析信号对比图；

其中，1、车辆，2、GPS天线，3、Ergolab人机环境一体化平台，4、生理传感器，5、眼动仪。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；

术语解释部分:本申请中的术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，或者两个元件的相互作用关系，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型的具体含义。

实施例一：

本实用新型的实施例提供了一种车辆运行过程的信息采集系统，包括车辆数据获取模块和人体数据获取模块，通过车辆数据获取模块获得车辆1的运行轨迹、运行速度、运行方位、行驶里程等信息，通过人体数据获取模块得到驾驶人在驾驶车辆1过程中的视觉、生理数据。

进一步的，车辆数据获取模块采集到的数据信息能够上传至服务器，所述车辆数据获取模块包括图像采集模块、陀螺仪，图像采集模块和陀螺仪能够采集车辆1运行轨迹、速度、加速度、姿态以及车辆1四周的交通场景信息。其中，所述陀螺仪安装于车轮上；图像采集模块可以采用Racelogic公司生产的VBOX设备(高清播放机)、VideoVBOX设备(高清视频记录仪)。

VBOX设备是基于GPS信号的测量设备，其具有两个GPS天线2，GPS天线2 间隔安装于车辆1的顶部，如图1所示，图中A、B位置为GPS天线2的安装位置，优选地，二者的间距为0.5m。通过GPS天线2可以获得车辆1的运行轨迹、运行速度、运行方位、行驶里程等信息。

VideoVBOX设备在GPS信号的基础上，添加了广角摄像头，可以同时记录车辆位置和四周环境信息；通过VideoVBOX设备可以获知车辆运行速度、状态等发生变化的原因。

VBOX设备的采样精度为20Hz，除车辆位置外，其他所采集的参数(包括速度、加速度等)均是在位置数据(经纬度信息)的基础上进行二次计算所获得的，因此所得数据具有较大噪声，无法直接用于车辆运行状态分析。在本实施例中， VBOX设备、陀螺仪连接数据处理模块，数据处理模块包括滤波模块，使用小波滤波和平滑处理对车辆前进速度、侧向速度、质心侧偏角和高程数据进行滤波处理。

图3(a)为车辆前进速度滤波处理前、后对比，图3(b)为车辆侧向速度滤波处理前、后对比，图3(c)为车辆质心侧偏角滤波处理前、后对比，利用车辆前进速度，经计算可获得车辆纵向加速度；利用车辆侧向速度，经计算可获得车辆侧向加速度；利用车辆高程和车辆运行轨迹，经计算可获得道路坡度；利用车辆运行轨迹，经计算可获得道路曲率半径分布。

如图2所示，人体数据获取模块包括眼动仪5、若干生理传感器4，所述眼动仪5和生理传感器4分别通过数据线连接人机环境一体化平台。在本实施例中，所述人机环境一体化平台采用Ergolab人机环境一体化平台3，所述眼动仪5采用Tobii眼动仪，以采集驾驶人的眼动数据，通过眼动数据，可以获知驾驶人在行车过程中的关注目标、关注方位、注视区域。

进一步的，所述生理传感器4包括心率传感器、皮电传感器、肌电传感器、呼吸传感器和人体温度传感器，以采集驾驶人心率信号(PPG)、皮电信号(EDA)、肌电信号(EMG)、呼吸信号(Resp)、皮温信号(SKT)，心率、皮电、皮温和肌电信号可以反映驾驶人情绪、心理负荷的变化，利用皮电、肌电和心率信号能够分析行车过程中的行为(超车、换道、经过大车)对驾驶人生理反应的影响，以及随着驾驶时间的延长驾驶人疲劳程度的变化。

原始皮电信号为图4中第一条曲线所示(自上而下),该条曲线既包含外界激励的大小、又包括被试对激励的皮电响应幅度，因而并不能直接用于分析。借助反卷积方法，将原始皮电信号分解为Tonic信号(皮肤电导水平的基线值，图 4中第二条曲线)、Phasic信号(瞬时皮电响应幅度，也就是被试对外界激励的皮电响应幅度，图4中第三条曲线)以及外界激励信号(反应外界激励出现的时刻、大小，图4中第四条曲线)。

本实施例通过皮电信号分析，可以获知驾驶人对外界激励的出现是否有皮电响应出现，反应外界激励对驾驶人皮电特征的影响。

对采集得到的原始肌电信号进行时域和频率处理。在时域上求解肌电信号的均方根值(RMS)，用以在时间维度上反应肌电信号振幅的变化特征。肌电信号的振幅变化可以反映肌肉负荷性因素和肌肉本身的生理、生化过程之间的内在联系。因此，通过时域分析可以实时地、无损伤地反映肌肉的活动状态。在频域上对肌电信号进行快速傅里叶变换，获得肌电信号的功率谱。在此基础上，获得中值频率(MF)，用以表征肌肉的疲劳程度。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims

1.一种车辆运行过程的信息采集系统，其特征在于，包括：

图像采集模块，用于获取车辆运行过程中的图像信息；

陀螺仪，用于获取车辆角速度信息；

2.根据权利要求1所述的一种车辆运行过程的信息采集系统，其特征在于，所述图像采集模块为高清播放机或高清视频记录仪。

3.根据权利要求1或2所述的一种车辆运行过程的信息采集系统，其特征在于，所述图像采集模块具有GPS天线，所述GPS天线安装于车辆顶部。

4.根据权利要求3所述的一种车辆运行过程的信息采集系统，其特征在于，所述GPS天线有两个，且两个GPS天线间隔设定距离布置。

5.根据权利要求2所述的一种车辆运行过程的信息采集系统，其特征在于，所述高清视频记录仪具有广角摄像头。

6.根据权利要求1所述的一种车辆运行过程的信息采集系统，其特征在于，所述生理传感器包括心率传感器、皮电传感器、肌电传感器、呼吸传感器和人体温度传感器。

7.根据权利要求1所述的一种车辆运行过程的信息采集系统，其特征在于，所述人机环境一体化平台采用Ergolab人机环境一体化平台。

8.根据权利要求7所述的一种车辆运行过程的信息采集系统，其特征在于，所述眼动仪和生理传感器分别通过数据线连接Ergolab人机环境一体化平台。

9.根据权利要求1所述的一种车辆运行过程的信息采集系统，其特征在于，所述眼动仪采用Tobii眼动仪。

10.根据权利要求1所述的一种车辆运行过程的信息采集系统，其特征在于，所述图像采集模块、陀螺仪连接数据处理模块。