TW201501082A - 車輛軌跡模擬系統及方法 - Google Patents

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Abstract

一種車輛軌跡模擬系統及方法，該系統用於：在車輛行駛過程中，即時偵測車輛在X、Y、Z三軸方向的加速度變化量Ax、Ay、Az；當Ax、Ay、Az中有任一數值大於預設閥值時，偵測車輛的行駛速度和車輛在三軸方向的角度變化量Gx、Gy、Gz，並將偵測到的資料儲存於手持裝置的儲存器中；當車輛停止移動時，停止儲存資料，並根據儲存的資料模擬出車輛的行駛軌跡和行駛方向。利用本發明可透過手持裝置模擬出車輛的行駛軌跡。

Description

車輛軌跡模擬系統及方法
本發明涉及一種車輛追蹤系統及方法，尤其涉及一種車輛軌跡模擬系統及方法。
行車記錄器為可以拍攝並記錄儲存整個行車過程的電子產品，最基本的組成架構為包含一組攝影模組、一組儲存模組與一組固定於車上的機構。使用方式為將行車記錄器的本體經由固定結構將其固定於汽車內部，電源外接於汽車充電器，調整攝影鏡頭由車內向外拍攝，通常為向前拍攝也就是拍攝車輛行進方向。目前，行車記錄器已被普遍使用於記錄車輛行進間的影像，期間若有發生交通事故，記錄下來的影像可以幫助判斷肇事責任。
然而，不管是低階還是高階的行車記錄器，使用方式必須外接於汽車內，且為獨立使用的產品，若汽車內還外接有其他電子產品，例如：音樂撥放器、衛星導航系統等，勢必造成汽車內部空間電子連接線路複雜，多種不同電子產品同時使用耗電性增加等問題。雖然有些汽車研發廠商已經開發了內建於汽車本體的攝影模組，但此種車款通常價格昂貴無法普及於市場。有些行車記錄器即使搭配有前、後鏡頭可以同時記錄前後的路況，但對於發生側面的撞擊事故時，仍為攝影機鏡頭無法拍攝到的死角，無法將側面撞擊事故的影像狀況記錄下來，使傳統行車記錄器的運作成效大打折扣。
鑒於以上內容，有必要提供一種車輛軌跡模擬系統及方法，其可利用手持裝置偵測車輛的行駛狀態，當偵測到車輛發生撞擊時，記錄並儲存車輛的行駛速度和行駛方向，並根據儲存的資料模擬出車輛的行駛軌跡。
一種車輛軌跡模擬系統，該系統包括：偵測模組，用於在車輛行駛過程中，即時偵測車輛在X、Y、Z三軸方向的加速度變化量Ax、Ay、Az；所述偵測模組，還用於當Ax、Ay、Az中有任一數值大於預設閥值時，偵測車輛的行駛速度和車輛在三軸方向的角度變化量Gx、Gy、Gz，並將偵測到的資料儲存於手持裝置的儲存器中；軌跡模擬模組，用於當車輛停止移動時，停止儲存資料，並根據儲存的資料模擬出車輛的行駛軌跡和行駛方向。
一種車輛軌跡模擬方法，該方法包括：偵測步驟一，在車輛行駛過程中，即時偵測車輛在X、Y、Z三軸方向的加速度變化量Ax、Ay、Az；偵測步驟二，當Ax、Ay、Az中有任一數值大於預設閥值時，偵測車輛的行駛速度和車輛在三軸方向的角度變化量Gx、Gy、Gz，並將偵測到的資料儲存於手持裝置的儲存器中；軌跡模擬步驟，當車輛停止移動時，停止儲存資料，並根據儲存的資料模擬出車輛的行駛軌跡和行駛方向。
相較於習知技術，所述的車輛軌跡模擬系統及方法，其可利用手持裝置偵測車輛的行駛狀態，當偵測到車輛發生撞擊時，記錄並儲存車輛的行駛速度和行駛方向，並根據儲存的資料模擬出車輛的行駛軌跡，該模擬出的車輛行駛軌跡可以輔助執法人員判斷肇事責任的歸屬。
2‧‧‧手持裝置
4‧‧‧車輛
40‧‧‧固定結構
20‧‧‧加速度感測器
21‧‧‧定位系統
22‧‧‧電子陀螺儀
23‧‧‧儲存器
24‧‧‧車輛軌跡模擬系統
25‧‧‧處理器
240‧‧‧啟動模組
241‧‧‧偵測模組
242‧‧‧判斷模組
243‧‧‧軌跡模擬模組
圖1係本發明車輛軌跡模擬系統的應用環境示意圖。
圖2係本發明車輛軌跡模擬系統的功能模組圖。
圖3係本發明車輛軌跡模擬方法較佳實施方式的流程圖。
圖4係手持裝置透過固定結構固定於車輛內的示意圖。
圖5係手持裝置內建的加速度感測器與電子陀螺儀各軸向的示意圖。
圖6係車輛處於靜止狀態時各軸向的指示方位示意圖。
圖7係車輛的正後方被撞擊時Z軸方向的加速度變化量示意圖。
圖8係車輛的正前方被撞擊時Z軸方向的加速度變化量示意圖。
圖9係車輛被撞擊後的偏轉角度示意圖。
參閱圖1所示，係本發明車輛軌跡模擬系統的應用環境示意圖。在本實施方式中，該車輛軌跡模擬系統24運行於一個手持裝置2中。所述手持裝置2還包括透過訊號線和資料線相連的加速度感測器（Accelerator）20、定位系統21、電子陀螺儀（Electronic gyroscope）22、儲存器23及處理器25。在本實施方式中，所述手持裝置2可以是智慧手機，所述手持裝置2透過固定結構40固定於車輛4的內部（參閱圖4所示）。
所述加速度感測器20可以為雙軸加速度感測器（Two-Axis Accelerator）、三軸加速度感測器（Three-Axis Accelerator）、雙軸陀螺儀（Two-Axis Gyro）、三軸陀螺儀（Three-Axis Gyro）等。在本實施方式中，所述加速度感測器20用於偵測車輛4在X、Y、Z三軸方向的加速度變化量Ax、Ay、Az。
所述定位系統21可以為GPS全球定位系統（Global Positioning System，簡稱為GPS），用於偵測車輛4在移動時的速度資訊Gv。
所述電子陀螺儀22可以為太空陀螺儀（Space gyro），用於偵測車輛在三軸方向的角度變化量Gx、Gy、Gz。
其中，手持裝置2內建的加速度感測器20與電子陀螺儀22各軸向定義參閱圖5所示。手持裝置2固定於車輛4內部時，則+Z軸指向汽車內(也就是螢幕朝汽車內)，-Z軸指向汽車外，+Y軸指向車頂，-Y軸指向車底，X軸平行於車寬，且汽車處於靜止狀態（此為手持裝置2的初始狀態），參閱圖6所示。
所述車輛軌跡模擬系統24用於利用加速度感測器20偵測車輛4的行駛狀態，當偵測到車輛4發生撞擊時，利用定位系統21和電子陀螺儀22偵測並儲存車輛4的行駛速度和行駛方向，直到車輛4停止移動時，根據儲存的資料模擬出車輛4的行駛軌跡，具體過程以下描述。
在本實施方式中，所述車輛軌跡模擬系統24可以被分割成一個或多個模組，所述一個或多個模組被儲存在手持裝置2的儲存器23中並被配置成由一個或多個處理器（本實施方式為一個處理器25）執行，以完成本發明。例如，參閱圖2所示，所述車輛軌跡模擬系統24被分割成啟動模組240、偵測模組241、判斷模組242和軌跡模擬模組243。本發明所稱的模組是完成一特定功能的程式段，比程式更適合於描述軟體在處理器中的執行過程，關於各模組的功能將在圖3的流程圖中具體描述。
參閱圖3所示，係本發明車輛軌跡模擬方法較佳實施方式的流程圖。
步驟S10，當手持裝置2放置於車輛4內部的固定結構40上時，啟動模組240啟動並初始化車輛軌跡模擬系統24。初始化結束後手持裝置2的螢幕上呈現出一個模擬汽車的初始狀態。
步驟S11，當車輛4在行駛過程中，偵測模組241透過加速度感測器20即時偵測車輛4在X、Y、Z三軸方向的加速度變化量Ax、Ay、Az。
步驟S12，判斷模組242判斷Ax、Ay、Az是否有任一數值大於預設閥值TH（如TH =10）。加速度感測器20的運作模式為當手持裝置2沿著某一軸向等速度移動，例如沿著-Z軸等速度移動，則Z軸的加速度值Az幾乎沒有任何變化，參閱圖7的T1時刻之前所示。
因為加速度感測器20為偵測加速度變化量的感測組件，若將手持裝置2在T1時刻沿-Z軸施加一加速度，其變化量會參閱圖5T1時刻之後所示，Z軸的加速度變化量會先往上再往下。由此可知，當手持裝置2放置於車輛4內部時，若車輛4被正後方的車輛撞擊，就如同沿-Z軸施加一加速度，此時手持裝置2在Z軸的加速度變化量就會參閱圖5所示一樣。其中，圖5的水準軸為時間T，垂直軸為Z軸加速度值Az。同樣的道理，若車輛4是遭到從正前方撞擊，則加速度的變化量圖形會參閱圖8所示。
因此，可利用加速度感測器20在X、Y、Z三軸方向加速度的變化量Ax、Ay、Az圖形來判斷車輛4是否遭到撞擊、以及是從哪個方向被撞擊。當Ax、Ay、Az皆小於或等於預設閥值TH時，返回步驟S11。
步驟S13，當Ax、Ay、Az中有任一數值大於預設閥值TH時，偵測模組241透過定位系統21偵測車輛4移動時的行駛速度Gv，同時透過電子陀螺儀22偵測車輛4在三軸方向的角度變化量Gx、Gy、Gz，並將偵測到的資料儲存於儲存器23中。
在本實施方式中，定位系統21每隔預設時間（如1秒），偵測車輛4的位置（如經緯度位置）與車輛4的行駛速度Gv。同時，電子陀螺儀22每隔該預設時間，偵測車輛4在三軸方向的角度變化量Gx、Gy、Gz。其中，根據車輛4在三軸方向的角度變化量Gx、Gy、Gz可以確定車輛4的行駛方向。例如，參閱圖9所示，車輛4遭撞擊後，行駛方向偏轉了一角度Gy，此偏轉角度就等同於電子陀螺儀22以Y軸為旋轉軸旋轉的角度Gy。
步驟S14，判斷模組242判斷車輛4是否停止移動(Gv=0)。如果車輛4的行駛速度Gv =0，則判斷車輛4停止移動，執行步驟S15。如果車輛4的行駛速度不等於0，則判斷車輛4沒有停止移動，返回步驟S13。
步驟S15，軌跡模擬模組243停止儲存資料，並根據儲存的資料（包括車輛4的行駛速度Gv、車輛4在三軸方向的角度變化量Gx、Gy、Gz）模擬車輛4的行駛軌跡和行駛方向。其中，車輛4的行駛軌跡S根據公式S = V * t獲取，V代表車輛4的行駛速度Gv，t代表時間。例如，假設車輛4從t0時刻移動到t1時刻，則透過上述公式可知車輛4的行駛軌跡S = Gv * (t1-t0)。該車輛4的行駛方向根據車輛4在三軸方向的角度變化量Gx、Gy、Gz確定。
透過本發明提出的車輛軌跡模擬系統24可模擬出車輛4發生事故時刻到車輛4結束移動時軌跡，此軌跡將可以輔助執法人員判斷肇事責任的歸屬。例如，可以根據模擬出的車輛軌跡判斷出車輛4是被對方撞擊還是撞擊對方。由於無需額外的攝像模組，也無需在車輛內安裝行車記錄器，從而以低成本的方式實現了對車輛4的軌跡模擬過程，以輔助執法人員判斷出事故責任。
當然，在其他實施方式中，如果將本發明的方法應用與具有攝影模組的行車記錄器上，將攝影模組記錄下來的影像與本發明模擬出的車輛行駛軌跡互相比較，則更能夠清楚地確定事故責任。
最後應說明的是，以上實施方式僅用以說明本發明的技術方案而非限制，儘管參照較佳實施方式對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或等同替換，而不脫離本發明技術方案的精神和範圍。
無
24‧‧‧車輛軌跡模擬系統
240‧‧‧啟動模組
241‧‧‧偵測模組
242‧‧‧判斷模組
243‧‧‧軌跡模擬模組

Claims (12)

  1. 一種車輛軌跡模擬系統，運行於手持裝置，該手持裝置透過固定結構固定於車輛內部，該系統包括：
    偵測模組，用於在車輛行駛過程中，即時偵測車輛在X、Y、Z三軸方向的加速度變化量Ax、Ay、Az；
    所述偵測模組，還用於當Ax、Ay、Az中有任一數值大於預設閥值時，偵測車輛的行駛速度和車輛在三軸方向的角度變化量Gx、Gy、Gz，並將偵測到的資料儲存於手持裝置的儲存器中；
    軌跡模擬模組，用於當車輛停止移動時，停止儲存資料，並根據儲存的資料模擬出車輛的行駛軌跡和行駛方向。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之車輛軌跡模擬系統，其中，所述車輛在X、Y、Z三軸方向的加速度變化量Ax、Ay、Az根據手持裝置的加速度感測器偵測得到。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之車輛軌跡模擬系統，其中，所述車輛的行駛速度根據手持裝置的定位系統偵測得到。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之車輛軌跡模擬系統，其中，所述車輛在三軸方向的角度變化量Gx、Gy、Gz根據手持裝置的電子陀螺儀偵測得到。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之車輛軌跡模擬系統，其中，所述車輛的行駛軌跡根據公式S=V*t獲取，V代表車輛的行駛速度Gv，t代表行駛時間。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之車輛軌跡模擬系統，其中，所述車輛的行駛方向根據車輛在三軸方向的角度變化量Gx、Gy、Gz確定。
  7. 一種車輛軌跡模擬方法，運行於手持裝置，該手持裝置透過固定結構固定於車輛內部，該方法包括：
    偵測步驟一，在車輛行駛過程中，即時偵測車輛在X、Y、Z三軸方向的加速度變化量Ax、Ay、Az；
    偵測步驟二，當Ax、Ay、Az中有任一數值大於預設閥值時，偵測車輛的行駛速度和車輛在三軸方向的角度變化量Gx、Gy、Gz，並將偵測到的資料儲存於手持裝置的儲存器中；
    軌跡模擬步驟，當車輛停止移動時，停止儲存資料，並根據儲存的資料模擬出車輛的行駛軌跡和行駛方向。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之車輛軌跡模擬方法，其中，所述車輛在X、Y、Z三軸方向的加速度變化量Ax、Ay、Az根據手持裝置的加速度感測器偵測得到。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之車輛軌跡模擬方法，其中，所述車輛的行駛速度根據手持裝置的定位系統偵測得到。
  10. 如申請專利範圍第7項所述之車輛軌跡模擬方法，其中，所述車輛在三軸方向的角度變化量Gx、Gy、Gz根據手持裝置的電子陀螺儀偵測得到。
  11. 如申請專利範圍第7項所述之車輛軌跡模擬方法，其中，所述車輛的行駛軌跡根據公式S=V*t獲取，V代表車輛的行駛速度Gv，t代表行駛時間。
  12. 如申請專利範圍第7項所述之車輛軌跡模擬方法，其中，所述車輛的行駛方向根據車輛在三軸方向的角度變化量Gx、Gy、Gz確定。
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