CZ25654U1 - Systém pro sledování, vyhodnocování a dálkový přenos informací o provozu vozidla - Google Patents

Description

Systém pro sledování, vyhodnocování a dálkový přenos informací o provozu vozidla

Oblast techniky

Technické řešení se týká systému pro sledování, vyhodnocování a dálkový přenos informací o provozu vozidel, zejména o provozu osobních a nákladních automobilů, autobusů, apod. Dosavadní stav techniky

Z japonské patentové přihlášky JP 2003072600 je známa metoda a zařízení pro záznam informací týkajících se provozu vozidla. Metoda a zařízení jsou určeny k objasnění způsobených nehod, kdy jsou informace o provozu vozidla ukládány do paměťového zařízení uloženého ve vozidle do nehody. Provozní informace jsou v průběhu jízdy vozidla odečítány z tříosého akcelerometru a z rychloměru, přičemž se současně ukládají na záznamové zařízení. V případě nehody mohou vyšetřovatelé použít uložená data k jejímu objasnění. Nevýhody řešení spočívají v tom, že data se ukládají na záznamové zařízení uložené ve vozidle, takže v případě nehody se může zařízení zničit, například požárem havarovaného vozidla. Uložený záznam snímaných hodnot rychlosti pohybu vozidla nevypovídá dostatečně o celkovém stylu jízdy a zároveň informace o zaznamenané rychlosti jízdy nejsou vztaženy k lokaci, kde se řidič v čas jízdy nacházel.

V jiném známém řešení podle americké patentové přihlášky US 6076028 je popsána metoda a zařízení pro automatické sledování události, která se udála při provozu vozidla, a k její charakterizaci a nahlášení. Procesorová jednotka zpracovává data z akcelerometru pro různé časové intervaly a charakterizuje průběh provozu monitorovaného vozidla, protože z vypočtených údajů lze odvodit, zda charakter provozu vozidla odpovídá jízdě např. mimo město, nebo městskému provozu. Pokud se data začnou odlišovat od předpokládaného trendu vypočteného z dosavadních jízdních dat, například náhlé přerušení jízdy v důsledku dopravní nehody, tak je tato událost nahlášena bezdrátovou komunikací do ústředí, kde je dohledána pozice vozidla, a z ústředí jsou kontaktovány složky záchranných sborů. Nevýhody řešení spočívají v tom, že zařízení se musí při montáži kalibrovat kalibrační jízdou, zařízení nesleduje chování vozidla a řidičův styl řízení, zařízení pouze propočítává a odhaduje, jak by mělo vozidlo pokračovat v jízdě, a v neposlední řadě zařízení v případě poruchy vozidla může tuto událost zaměnit s dopravní nehodou.

Další známé řešení zveřejněné v patentové přihlášce KR 20020034223 je zařízení pro vyhodnocení stylu řízení automobilu, kde je sledováno náhlé zatáčení, náhlé zrychlení, náhlé brzděni, alkoholem ovlivněný styl jízdy, jízda s ospalým řidičem, příliš rychlá jízda. Zařízení zahrnuje akcelerometr, ze kterého jsou odečítány hodnoty zrychlení pro osy X a Y. Mikroprocesorová jednotka zařízení porovnává data z rychloměru automobilu a data z akcelerometru, čímž zaznamenává přehled o způsobu řízení vozidla. Informace jsou ukládány a zařízení je chráněno před úmyslným odpojením za účelem zabránění vyhodnocení a záznamu stylu jízdy. Nevýhody řešení spočívají v tom, že získaná data zůstávají v automobilu, takže mohou být ztracena či poškozena, ať už úmyslně, či v případě nehody.

V jiném známém řešení z patentové přihlášky US 20090112394 je popsáno zařízení pro sběr, ukládání a odesílání informací o vozidle. Zařízení zahrnuje propojovací konektor pro připojení k elektronice vozidla pro sledování stavu vozidla ze systémů vozidla, jako je satelitní přijímač, komunikační prostředek bezdrátové připojení ke vzdáleným zařízením. Získaná data jsou v zařízení uložena v datových úložištích, zpracována mikroprocesorem a současně odesílána komunikačním prostředkem, nebojsou v zařízení zadržena a odeslána jednorázově ve větších datových objemech. Nevýhoda řešení spočívá v tom, že k odeslaným datům do vzdáleného serveru, či jiných zařízení má přístup kdokoliv z uživatelů a tím pádem může dojít ke snadnému zneužití citlivých osobních dat každého řidiče. Další nevýhoda spočívá také vtom, že balíčky dat jsou objemné a komunikace se vzdáleným serverem je nákladná, přičemž je aktuální riziko neúplného přenosu dat v místech s horší konektivitou.

Úkolem technického řešení je vytvoření systému pro sledování, vyhodnocení a dálkový přenos informací o provozu vozidla, který by odstraňoval nedostatky výše popsaných známých způsobů

- 1 CZ 25654 Ul a zařízení, byl by schopný sledovat vysoký počet parametrů vozidla, aby mohla být provedena objektivní a celková analýza způsobu řízení řidiče a diagnostika vozidla, který by umožňoval rozdělení snímaných dat na data k uložení a data k odeslání, který by chránil data před zneužitím třetí osobou, a který by umožňoval selekci získaných dat a poskytování příslušných datových souborů autorizovaným uživatelům, např. majiteli vozidla, pojišťovně, policii, servisu, apod.

Podstata technického řešení

Vytčený úkol je vyřešen vytvořením systému pro sledování, vyhodnocování a dálkový přenos informací o provozu vozidla podle tohoto technického řešení. Systém zahrnuje alespoň jeden vzdálený server, který je opatřený softwarovými a hardwarovými prostředky pro správu dat aje bezdrátově propojen s alespoň jednou telematickou jednotkou pro získání informací o provozu vozidla, která je ve vozidle uspořádána. Telematická jednotka je opatřena alespoň jedním akcelerometrem pro detekci zrychlení vozidla, propojovacím konektorem pro propojení telematické jednotky s elektronikou vozidla, satelitním přijímačem pro určení zeměpisné polohy vozidla, řídicím mikroprocesorem pro vyhodnocování a zpracování získaných dat, datovým úložištěm pro uložení dat a komunikačním prostředkem pro bezdrátovou komunikaci telematické jednotky se vzdáleným serverem.

Podstata technického řešení spočívá v tom, že telematická jednotka obsahuje softwarový filtr pro třídění dat zpracovaných řídicím mikroprocesorem a uložených na datovém úložišti do autorizovaných datových soborů, a dále obsahuje komunikační prostředek, který je propojen s alespoň dvěma vzdálenými od sebe oddělenými servery ze skupiny uživatelský server, server bezpečnosti jízdy, diagnostický server pro uložení autorizovaných datových souborů, přičemž softwarové prostředky vzdálených serverů pro přístup k autorizovaným datovým souborům jsou interaktivně přístupné přes uživatelské rozhraní autorizovaným uživatelům s přístupovým právem k příslušnému autorizovanému datovému souboru.

To je výhodné zejména proto, že je zvýšená bezpečnost ochrany citlivých dat, neboť citlivá data nejsou na servery s určitým rizikem zneužití citlivých dat ani odeslány. Citlivá data se na serverech ťyzicky nenacházejí, takže nemůže dojít k nechtěnému, nebo i záměrnému úniku citlivých dat. Uživatelé, kteří jsou oprávněni přistupovat k jednotlivým serverům, nemohou ovlivnit chod telematické jednotky, neboť softwarový filtr je uložen v telematické jednotce.

V jiném výhodném provedení technického řešení podle užitného vzoru je softwarový filtr nainstalován na řídicím mikroprocesoru. Mikroprocesor je nerozebíratelnou součástkou telematické jednotky, takže nemůže být nijak upravován, aniž by nebyl proveden velice odborný zásah. Také nehrozí, že by byl filtr přepsán, pokud by byl uložen na datovém úložišti.

V dalším výhodném provedení technického řešení podle užitného vzoru je uživatelské rozhraní webovým rozhraním. Webové rozhraní je jedno z nejpoužívanějších mezi uživateli a jsou pro toto rozhraní neustále vyvíjeny nové aplikace a hardware, které umožní přístup k datům například i přes chytrý telefon.

V jiném výhodném provedení technického řešení podle užitného vzoru zahrnuje systém tři vzdálené oddělené servery ze skupiny uživatelský server, server bezpečnosti jízdy a diagnostický server. Zatímco uživatelský server je zejména určen k privátnímu vedení statistik o provozu vozidla jeho majitelem, tak zbylé servery slouží ke komercionalizaci systému, přičemž přinášejí nesporné výhody ve formě zjednodušeného řešení dopravních nehod a lepší kontroly nebo případné diagnostiky vozidla na dálku.

V dalším výhodném provedení technického řešení podle užitného vzoru je satelitní přijímač pro určení zeměpisné polohy vozidla upraven pro příjem signálu z alespoň jednoho systému ze skupiny Navstar GPS, GLONASS, GNSS Galileo. Každý provozovatel vozidla preferuje jiný navigační systém v závislosti místa určení provozu vozidla.

V jiném výhodném provedení technického řešení podle užitného vzoru je akcelerometr tvořen elektronickým tříosým akcelerometrem, přičemž referenční souřadnicová soustava spojená s vozidlem je obecně jiná než souřadnicová soustava tříosého akcelerometru, neboť je určená jeho

-2CZ 25654 Ul polohou ve vozidle. Souřadnicová soustava akcelerometru je transformovaná pomocí datových souborů satelitního přijímače na referenční souřadnicovou soustavu spojenou s vozidlem, přičemž transformace je postupně zpřesňována na základě porovnávání zrychlení měřeného akcelerometrem a zrychlení vypočteného dvojitou diferencí z polohy určené satelitním přijímačem. Při montáži telematické jednotky do vozidla je telematická jednotka s tříosým akcelerometrem upevněna pod palubní desku vozidla ve většině případů mimo základní směry referenční soustavy spojené s vozidlem, a proto se akcelerometr při první jízdě vozidla kalibruje.

V dalším výhodném provedení technického řešení podle užitného vzoruje propojovací konektor tvořen sběrnicí CAN a/nebo alespoň jedním volným vstupem telematické jednotky pro připojení alespoň jednoho provozního a diagnostického senzoru vozidla ze skupiny otáčkoměr, palivoměr, senzor spotřeby, senzor teploty motoru, tachometr, čtečka čipové karty řidiče, senzor sepnutí klimatizace a vytápění, senzor teploty provozních kapalin.

V jiném výhodném provedení technického řešení podle užitného vzoruje datové úložiště tvořeno perzistentní pamětí flash. Paměti flash jsou vyráběny jako miniaturní čipy s dostatečnou kapacitou pro ukládání získaných dat. Dále jsou velice odolné proti otřesům a nevadí jim jakékoliv prostorové uspořádání na rozdíl od známých úložišť typu HDD.

V dalším výhodném provedení technického řešení podle užitného vzoruje telematická jednotka propojena se vzdálenými servery přes síť mobilních telefonů a/nebo mobilního internetu, přičemž komunikační prostředek je tvořen GSM modulem. Pokrytí území států mobilními operátory je téměř souvislé, takže je telematická jednotka skoro neustále v dosahu signálu pro komunikaci se vzdálenými servery.

V jiném výhodném provedení technického řešení podle užitného vzoru jsou autorizované datové soubory pomocí softwarového prostředku uspořádaný v alespoň jedné formě ze skupiny histogram, spojitý graf, tabulka, text. Data jsou ukládány ve formě soustav čísel, kterým by uživatelé neporozuměli. Forma vyobrazení dat například ve formě grafů je čitelnější.

V dalším výhodném provedení technického řešení podle užitného vzoru jsou datové soubory tvořeny krátkými datovými větami. Přenos dat přes sítě mobilních operátorů je technicky a finančně nákladný a proto je důležité, aby nebylo v jedné relaci přenášeno zbytečně více dat, než je nutné.

Mezi výhody technického řešení podle užitného vzoru patří, že systém po napojení na senzory vozidla sleduje a zpracovává komplexní soubor dat, která doplňuje o data snímaná telematickou jednotkou a která poslouží k úplné analýze provozu vozidla, přičemž je systém bezpečnostně zajištěn již svým koncipováním a riziko zneužití citlivých dat je minimalizováno, a dále je systém účinným nástrojem při řešení pojistných událostí, při objasňování zavinění dopravních nehod a díky správnému diagnostickému sledování stavu vozidla prodlužuje jeho životnost.

Objasnění výkresů

Technické řešení bude blíže objasněno v následujícím vyobrazení, kde je na obr. 1 vyobrazeno schematické propojení součástí systému.

Příklady uskutečnění technického řešení

Rozumí se, že dále popsané a zobrazené konkrétní příklady uskutečnění technického řešení jsou představovány pro ilustraci, nikoli jako omezení příkladů provedení technického řešení na uvedené případy. Odborníci znalí stavu techniky najdou nebo budou schopni zjistit za použití rutinního experimentování větší, či menší počet ekvivalentů ke specifickým uskutečněním technického řešení, která jsou zde speciálně popsána. I tyto ekvivalenty budou zahrnuty v rozsahu následujících nároků na ochranu.

Systém 15 pro sledování, vyhodnocování a dálkový přenos informací o provozu vozidla, znázorněný na obr. 1 zahrnuje telematickou jednotku 1, která se instaluje do vozidla. Telematická jednotka 1 je chráněna plastovým obalem ve tvaru kvádru, ve kterém je uložena deska plošných

-3CZ 25654 Ul spojů, která je osazená jednotlivými komponenty. Telematická jednotka 1 se instaluje do volného prostoru pod palubní deskou vozidla a připevňuje se šrouby, či stahovacími pásky, oboustrannou lepící páskou, nebo suchými zipy tak, aby se za jízdy nepohybovala.

Telematická jednotka i zahrnuje satelitní přijímač 2, který přijímá signály z družicové sítě navigačního systému Navstar GPS, pomocí kterých kontinuálně zjišťuje přesnou zeměpisnou polohu, kde se vozidlo právě nachází. Satelitní přijímač 2 je propojený s řídicím mikroprocesorem 6, který zpracovává údaje zeměpisné šířky a délky pro každý sledovaný časový úsek a ukládá je na datové úložiště 7. Dále zahrnuje elektronický tříosý akcelerometr 3, který snímá změny směru v pohybu vozidla, a tyto údaje jsou z akcelerometru 3 předávány do řídicího mikroprocesoru 6. Dalším komponentem telematické jednotky 1 je propojovací konektor 4, který propojuje telematickou jednotku i s vozidlovou sběrnicí CAN, která se začíná využívat jako standardní komunikační sběrnice v elektronických systémech vozidel, například při diagnostice. Propojovací konektor 4 se připojí k diagnostické OBD-II zásuvce vozidla a z elektronického systému vozidla a jeho snímačů jsou do řídicího mikroprocesoru 6 odesílána potřebná data, například z tachometru, otáčkoměru, teploměrů provozních kapalin a měřidel objemu provozních kapalin.

Řídicí mikroprocesor 6 je obousměrně propojen s datovým úložištěm 7 tvořeným perzistentní pamětí flash, kam data průběžně ukládá a odkud je i načítá při své činnosti. Řídicí mikroprocesor 6 data zpracuje, přiřadí jim hodnoty vztažené k časové ose a roztřídí je podle uloženého softwarového filtru 16 tak, aby po odeslání z telematické jednotky i byly uloženy na cílových serverech 8, 9, 10. Autorizované datové soubory připravuje ve formě krátkých datových vět o velikosti 128 bitů. Data se odesílají přes komunikační prostředek 5, který je tvořen GSM modulem. GSM je nej rozšířenější standard pro síť 14 mobilních telefonů a mobilního internetu. Pokud nemá telematická jednotka i přístup k síti 14, připravené datové soubory k odeslání pozdrží v datovém úložišti 7 a odešle je při další příležitosti.

Data odeslaná z telematické jednotky 1 jsou přes síť doručeny do dedikovaných serverů 8, 9, W. Data jsou již roztříděna podle softwarového filtru 16 do datových souborů, takže odlišné datové soubory jsou uloženy do uživatelského serveru 8, do serveru 9 bezpečnosti jízdy a do diagnostického serveru 10. Softwarové prostředky serverů 8, 9,10 umožní přístup k uloženým datům, která jsou přijatelně vyobrazena uživatelům H, 12,13, kteří mají potřebnou autorizaci data sledovat. Přidělení autorizace uživatelů 11, 12, 13 probíhá podle stejného klíče, jako nastavení softwarového filtru 16 v telematické jednotce 1. To má za následek, že nemůže dojít k odeslání datových souborů určených pro uživatelský server 8 na server 9_bezpečnosti jízdy, zároveň se ani uživatel H s autorizací k uživatelskému serveru 8 nemůže přihlásit k serveru 9 bezpečnosti jízdy.

Na uživatelský server 8 jsou odesílány všechny informace o užívání vozidla a uživatel 11, který je majitelem vozidla, může si s patřičným oprávněním pro přihlášení prostudovat hodnocení jízdy řidiče, který má vozidlo svěřeno k užívání. Mezi vybraná data patří počet najetých kilometrů, záznamy o ujeté trase vozidla, styl jízdy řidiče, např. zdaje agresivní, nebo ukázněný. Na uživatelský server 8 nejsou ukládána například servisní data, která slouží ke správné údržbě systému 15.

Server 9 bezpečnosti jízdy slouží zejména poskytovatelům pojištění provozovaných vozidel, aby mohli vyhodnotit příčinu nehody. Z důvodů ochrany soukromých údajů nesmějí mít poskytovatelé pojištění přístup k citlivým údajům řidiče a majitele vozidla, jako je například záznam ujeté trasy vozidla, nebo aktuální poloha vozidla. Uživatel 12 je pracovníkem pojišťovny, který vede řízení pojistné události. Ze serveru 9 bezpečnosti jízdy si vyvolá přes softwarový prostředek data z času udání nehody a může velice snadno analyzovat míru spoluúčasti řidiče vozidla na vzniklé škodě.

Poslední vyobrazený server W je diagnostický server. Zde se ukládají data, které sledují funkčnost a chování systému 15, sledují stav vozidla a poskytuje servisním pracovníkům zdroj informací, jak bylo s vozidlem zacházeno a jak bylo namáháno. Uživatel 13 je mechanik servisu, který je softwarovým prostředkem diagnostického serveru 10 upozorněn na doporučený servisní zásah po ujetí stanoveného počtu kilometrů a kontaktuje provozovatele vozidla s tím, že musí vozidlo projít údržbou.

-4CZ 25654 Ul

Vzhledem k tomu, že je softwarový filtr 16 dat uložený v telematické jednotce l, nemůže dojít k novému nastavení a následujícímu odesílání citlivých dat na jiné místo určení, např. po hackerském útoku najeden ze serverů 8, 9, 10.

Průmyslová využitelnost

Systém pro sledování, vyhodnocování a dálkový přenos informací o provozu vozidla je využitelný v dopravě pro snížení provozních nákladů vozidel, pro sledování chování a stylu jízdy řidičů a pro zvýšení bezpečnosti všech účastníků silničního provozu.

Claims (12)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Systém (15) pro sledování, vyhodnocování a dálkový přenos informací o provozu vozidla zahrnující alespoň jednu telematickou jednotkou (1) pro získání dat o provozu vozidla uspořádanou ve vozidle a opatřenou alespoň jedním akcelerometrem (3) pro detekci zrychlení vozidla, propojovacím konektorem (4) pro propojení telematické jednotky (1) s elektronikou vozidla, satelitním přijímačem (2) pro určení zeměpisné polohy vozidla, řídicím mikroprocesorem (6) pro vyhodnocování a zpracování naměřených dat, datovým úložištěm (7) pro uložení dat a komunikačním prostředkem (5) pro bezdrátovou komunikaci telematické jednotky (1) se vzdáleným serverem, a alespoň jeden vzdálený server opatřený softwarovými a hardwarovými prostředky pro správu dat, vyznačující se tím, že telematická jednotka (1) obsahuje softwarový filtr (16) pro třídění dat zpracovaných řídicím mikroprocesorem (6) a uložených na datovém úložišti (7) do autorizovaných datových souborů, a komunikační prostředek (5) je propojen s alespoň dvěma vzdálenými od sebe oddělenými servery ze skupiny uživatelský server (8), server (9) bezpečnosti jízdy, diagnostický server (10) pro uložení autorizovaných datových souborů, přičemž softwarové prostředky vzdálených serverů (8, 9, 10) pro přístup k autorizovaným datovým souborům jsou interaktivně přístupné přes uživatelské rozhraní autorizovaným uživatelům (11, 12, 13) s přístupovým právem k příslušnému autorizovanému datovému souboru.
2. 2. Systém podle nároku 1, vyznačující se tím, že softwarový filtr (16) je nainstalován na řídicím mikroprocesoru (6).
3. 3. Systém podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že uživatelské rozhraní je webové rozhraní.
4. 4. Systém podle alespoň jednoho z nároků laž3, vyznačující se tím, že zahrnuje tři vzdálené od sebe oddělené servery ze skupiny uživatelský server (8), server (9) bezpečnosti jízdy, diagnostický server (10).
5. 5. Systém podle alespoň jednoho z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že satelitní přijímač (2) pro určení zeměpisné polohy vozidla je upraven pro příjem signálu z alespoň jednoho systému ze skupiny Navstar GPS, GLONASS, GNSS Galileo.
6. 6. Systém podle alespoň jednoho z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že akcelerometr (3) je elektronický tříosý akcelerometr (3).
7. 7. Systém podle nároku 6, vyznačující se tím, že reálná souřadnicová soustava tříosého akcelerometru (3) určená jeho polohou ve vozidle je transformovatelná pomocí datových souborů satelitního přijímače (2) na referenční souřadnicovou soustavu spojenou s vozidlem.
8. 8. Systém podle alespoň jednoho z nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že propojovací konektor (4) je tvořen sběrnicí CAN a/nebo alespoň jedním volným vstupem telematické jednotky (1) pro připojení alespoň jednoho provozního a diagnostického snímače vozidla ze

   -5CZ 25654 Ul skupiny otáčkoměr, palivoměr, snímač spotřeby, snímač teploty motoru, tachometr, čtečka čipové karty řidiče, snímač sepnutí klimatizace a vytápění.
9. 9. Systém podle alespoň jednoho z nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že datové úložiště (7) je tvořeno perzistentní pamětí flash.
10. 10. Systém podle alespoň jednoho z nároků 1 až 9, vyznačující se tím, že telematická jednotka (1) je propojena se vzdálenými servery přes síť (14) mobilních telefonů a/nebo mobilního internetu, přičemž komunikační prostředek (5) je tvořen GSM modulem.
11. 11. Systém podle alespoň jednoho z nároků 1 až 10, vyznačující se tím, že autorizované datové soubory jsou pomocí softwarového prostředku uspořádány v alespoň jedné formě ze skupiny histogram, spojitý graf, tabulka, text.
12. 12. Systém podle alespoň jednoho z nároků 1 až 10, vyznačující se tím, že autorizované datové soubory jsou tvořeny datovými větami o délce do 128 bitů.