專利名稱：汽車動態(tài)監(jiān)察器及汽車動態(tài)監(jiān)察方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于ー種汽車動態(tài)監(jiān)察器，尤其是一種能夠向使用者回饋實時駕駛行為信息方法的汽車動態(tài)監(jiān)察器及汽車動態(tài)監(jiān)察方法。
背景技術(shù)：
道路上的汽車數(shù)目越來越多，道路交通意外的數(shù)目也隨之增加。傳統(tǒng)管制措施，例如限制車速或以拍照方式的監(jiān)察，僅屬糾正性質(zhì)，而且只適用于某些地點或某些時段。因此，最好有一種能監(jiān)察司機行為的儀器，在發(fā)生意外前提供預(yù)防措施。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明g在提供一種減輕上述缺陷的至少一部分或全部的改進的汽車動態(tài)監(jiān)察 器。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是本發(fā)明就提供一種汽車動態(tài)監(jiān)察器，包括ー個追蹤汽車實時位置及速度的汽車追蹤裝置，一個將汽車實時位置及速度與一套參考數(shù)據(jù)進行比較的處理器，該套參考數(shù)據(jù)與汽車實時位置及參考速度相關(guān)，及ー個被布置成就實時位置輸出實時速度及參考速度比較結(jié)果的輸出裝置。汽車動態(tài)監(jiān)察器可用于控制或監(jiān)察司機行為。它可以根據(jù)不同的道路情況，為司機提供最新的安全車速。如有任何危險駕駛行為或情況，它可以產(chǎn)生視像或音效警告。汽車動態(tài)監(jiān)察器會以預(yù)設(shè)的汽車動態(tài)模型及相關(guān)的算法，處理從全球定位系統(tǒng)衛(wèi)星及安裝于汽車內(nèi)的感應(yīng)器收集到的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)收集是由安裝于汽車內(nèi)的處理器處理，而非由外部儀器或處理中心處理，因此司機可以立即得到最新的信息，不會因數(shù)據(jù)傳輸受到延誤。優(yōu)選地，上述的汽車動態(tài)監(jiān)察器，其中，所述汽車追蹤裝置可包括一個遠程定位追蹤裝置，以追蹤汽車的實時位置。優(yōu)選地，上述的汽車動態(tài)監(jiān)察器，其中，所述遠程定位追蹤裝置可以是ー個全球定位系統(tǒng)接收器。優(yōu)選地，上述的汽車動態(tài)監(jiān)察器，其中，所述遠程定位追蹤裝置亦可被布置成提供汽車的實時速度。 優(yōu)選地，上述的汽車動態(tài)監(jiān)察器，其中，所述汽車追蹤裝置可進ー步包括一個安裝于車內(nèi)的速度感應(yīng)器，在所述遠程定位追蹤裝置可設(shè)有提供實時速度時，提供汽車的實時速度。優(yōu)選地，上述的汽車動態(tài)監(jiān)察器，其中，所述汽車追蹤裝置可進ー步包括一個安裝于車內(nèi)的速度感應(yīng)器，而在所述遠程定位追蹤裝置提供的實時速度與安裝于車內(nèi)的所述速度感應(yīng)器提供的速度有抵觸時，所述處理器可以發(fā)出警號。優(yōu)選地，上述的汽車動態(tài)監(jiān)察器，其中，所述汽車追蹤裝置可包括一個安裝于車內(nèi)的速度感應(yīng)器，以提供汽車的實時速度。優(yōu)選地，上述的汽車動態(tài)監(jiān)察器，其中，所述輸出裝置可包括ー個顯示屏幕。優(yōu)選地，上述的汽車動態(tài)監(jiān)察器，其中，所述顯示屏幕可被布置成根據(jù)汽車的實時位置輸出廣告。優(yōu)選地，上述的汽車動態(tài)監(jiān)察器，其中，所述顯示屏幕可被布置成顯示與汽車的實時位置或附近有關(guān)的圖像信息。優(yōu)選地，上述的汽車動態(tài)監(jiān)察器，其中，所述顯示屏幕可被布置成顯示汽車的路線信息，路線信息包括以圖像顯示的路線，及前往目的地的時間及距離。優(yōu)選地，上述的汽車動態(tài)監(jiān)察器，其中，所述輸出裝置可在汽車實時速度超過參考速度時輸出警號。
優(yōu)選地，上述的汽車動態(tài)監(jiān)察器，其中，在汽車實時速度超過參考速度吋，輸出裝置可將汽車實時速度限制為參考速度。優(yōu)選地，上述一種汽車動態(tài)監(jiān)察方法，可包括以下步驟追蹤汽車的實時位置及速度，將汽車的實時位置及速度與一套參考數(shù)據(jù)進行比較，該套參考數(shù)據(jù)可與汽車的實時位置及參考速度相關(guān)，及可輸出實時位置的實時速度及參考速度的比較結(jié)果。優(yōu)選地，上述的方法，其中，汽車的位置及速度信息可由ー個遠程感應(yīng)裝置提供。優(yōu)選地，上述的方法，其中，速度信息可以是由一個安裝于汽車內(nèi)的速度感應(yīng)裝置提供。優(yōu)選地，上述所述的方法，其中，該方法可以進一歩包括在實時速度超過參考速度時發(fā)出警號。優(yōu)選地，上述的方法，其中，該方法可以進一歩包括在實時速度超過參考速度吋，限制汽車速度。


為了對本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照

本發(fā)明的具體實施方式
。圖I顯示本發(fā)明的ー種具體實施例；圖2是根據(jù)本發(fā)明的ー種具體實施方式
的硬件結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是說明本發(fā)明的ー種具體實施方式
的主要結(jié)構(gòu)的示意圖；圖4至圖7是說明本發(fā)明的功能的示意圖；圖8A至圖SE顯示不同情況下的司機界面；圖9A至圖9C顯示不同情況下的乘客界面；圖IOA及圖IOB顯示仿真汽車轉(zhuǎn)向的示意圖，及以單車模型計算取得的翻側(cè)加速度與速度之間的關(guān)系；圖11顯示以阿克曼轉(zhuǎn)向模型(Ackermann model)取得的計算軌跡與實測軌跡之間的關(guān)系。標(biāo)號說明10汽車動態(tài)監(jiān)察器110全球定位系統(tǒng)接收器
120感應(yīng)器模塊122溫度感應(yīng)124速度感應(yīng)器126加速度感應(yīng)器模塊130數(shù)據(jù)總線140儲存模塊150通用封包無線服務(wù)(GPRS)模塊160核心中央處理器 170顯示界面172司機界面174乘客界面180音效模塊
具體實施例方式圖I及圖2顯示的汽車動態(tài)監(jiān)察器10包括一個全球定位系統(tǒng)(GPS)接收器110及一個感應(yīng)器模塊120 (以作汽車追蹤裝置的例子)、數(shù)據(jù)總線130、儲存模塊140、通用封包無線服務(wù)(GPRS)模塊150、核心中央處理器160 (以作處理器的例子)、顯示界面170及音效模塊180 (以作輸出裝置的例子)。全球定位系統(tǒng)接收器是作為遠程定位追蹤裝置的例子。它借追蹤汽車的位置及時間取得汽車實時速度及位置的數(shù)據(jù)。感應(yīng)器模塊包括溫度感應(yīng)器122、速度感應(yīng)器124及加速度感應(yīng)器模塊126。其中，溫度感應(yīng)器用于測量汽車內(nèi)部及外部的溫度。速度感應(yīng)器則在全球定位系統(tǒng)接收器沒有接收到數(shù)據(jù)時，提供汽車的實時速度數(shù)據(jù)。加速度感應(yīng)器模塊包括三個加速計，或一個三軸加速計。加速計用于測量X軸、y軸及z軸的三個正交坐標(biāo)軸的線性方向的加速度數(shù)據(jù)。在本實施例中，X、Y、z軸分別為汽車的縱軸、橫軸及垂直的方向。加速計安裝在連接汽車兩個后輪的軸線上。更具體地，加速計的軸的被布置方式，是其中一個加速計的軸與汽車縱軸平行，而另一個加速計的軸與該縱軸相交成直角。因此，兩個加速計的軸不是與汽車底盤的縱軸平行，就是與汽車底盤的縱軸成直角。感應(yīng)器模塊120產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，經(jīng)由數(shù)據(jù)總線傳送到處理器。如圖3所示，全球定位系統(tǒng)接收器及感應(yīng)器模塊收集的數(shù)據(jù)，以及預(yù)設(shè)速度限制，均儲存在儲存模塊中。地圖數(shù)據(jù)亦儲存在儲存模塊中。處理器處理儲存模塊中的數(shù)據(jù)，以監(jiān)察汽車的動態(tài)。汽車動態(tài)監(jiān)察器使用內(nèi)置的一個無線數(shù)據(jù)通訊前端裝置，例如對外數(shù)據(jù)通訊用的通用封包無線服務(wù)(GPRS)模塊，以報告及監(jiān)察意外。例如，經(jīng)處理器處理的數(shù)據(jù)，通過無線數(shù)據(jù)通訊前端發(fā)送到外部支持中心?？偫ǘ?，通用封包無線服務(wù)(GPRS)模塊支持無線上網(wǎng)、短信(SMS)、多媒體信息(MMS)及/或語音通訊。顯示界面包括一個司機界面及一個乘客界面,被布置成分別向司機及乘客顯示信息。圖8A至圖8E顯示一個司機界面172的例子，圖9A至圖9C顯示一個乘客界面174的例子。同時，由于汽車在轉(zhuǎn)彎時速度太快，車輛會翻側(cè)。因此，本發(fā)明的監(jiān)察器亦提供了一個選擇，讓司機可以預(yù)先知道轉(zhuǎn)彎時的安全速度范圍，以減少發(fā)生意外的機會。為達到這一目的，本發(fā)明的裝置使用了ー個汽車動態(tài)模型，即橫向汽車動力學(xué)中適用的單車模型，作為計算汽車轉(zhuǎn)彎安全速度范圍的典型模型。本發(fā)明使用作為預(yù)計汽車動態(tài)，尤其是汽車的橫向動態(tài)的數(shù)學(xué)模型。在單車模型中，以ー個中央前輪整體代表汽車的左、右前輪，及以ー個中央后輪整體代表兩個后輪。圖IOA及圖IOB分別顯示ー輛汽車轉(zhuǎn)直角彎位時的示意圖及以單車模型取得的典型計算結(jié)果。圖IOB顯示ー輛翻側(cè)加速度為O. 52g的汽車，以模擬15km/h、30km/h及50km/h三組駕駛速度的動態(tài)反應(yīng)。如圖所示，若速度為15km/h，汽車不會翻側(cè)。但若駕駛速度為50km/h，便會發(fā)生翻側(cè)。從圖IOB可見，轉(zhuǎn)直角彎位的安全速度范圍是低于30km/h的速度。在ー實施例中，一組預(yù)先計算的速度限制可儲存于儲存模塊，并與相應(yīng)道路的路面圖配合，供本發(fā)明的監(jiān)察器使用。除計算轉(zhuǎn)彎安全速度范圍外，汽車動態(tài)監(jiān)察器亦可用于重建或重構(gòu)汽車的移動軌跡。例如，重構(gòu)駕駛軌跡對于自動記錄及意外報告很有用。此外，在全球定位系統(tǒng)數(shù)據(jù)或駕 駛方向受干擾或損失、路線重復(fù)、數(shù)據(jù)遺失或其它問題而導(dǎo)致位置錯誤時，軌跡重構(gòu)十分有用。在另ー實施例中，本發(fā)明的監(jiān)察器使用另ー個汽車動態(tài)模型使軌跡重構(gòu)。例如，阿克曼轉(zhuǎn)向模型。阿克曼轉(zhuǎn)向模型是利用簡化的ニ維汽車動態(tài)模型以重構(gòu)軌跡。此模型需要輸入加速度數(shù)據(jù)及初始速度。圖11顯示以阿克曼轉(zhuǎn)向模型重構(gòu)的軌跡(實線)，及全球定位衛(wèi)星實測的軌跡(虛線)。重構(gòu)軌跡與實測軌跡一致，只有少許偏差。從圖11可見，重構(gòu)軌跡的偏差會隨時間累増。因此，最好重構(gòu)短時間(例如10秒)內(nèi)有效的軌跡，以減低偏差。如圖3所示，汽車動態(tài)監(jiān)察器有六個主要功能如下I.顯不速度限制及頭時速度2.司機及乘客信息服務(wù)3.危險駕駛行為或情況警告4.記錄汽車行駛數(shù)據(jù)5.自動報告意外6.車隊管理I.顯示諫度限制及實時諫度使用時，汽車動態(tài)監(jiān)察器被布置成可顯示圖4所示的實時或?qū)崟r速度，及相應(yīng)的計算速度限制。實時速度由全球定位系統(tǒng)接收器收集。相應(yīng)的速度限制視道路情況而定，可以由外部資料來源(例如政府部門)提供。汽車在道路行駛時，預(yù)設(shè)的速度限制會傳送及顯示于顯示界面。當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎時，從單車模型得到的預(yù)設(shè)速度限制會顯示于顯示界面。2.司機及乘客信息服務(wù)汽車動態(tài)監(jiān)察器被布置成可提供信息給乘客。如圖5所示，全球定位系統(tǒng)接收器收集的實時位置與地圖數(shù)據(jù)結(jié)合，向乘客顯示動態(tài)地圖，顯示汽車的移動。用于交通工具(例如巴士)時，會根據(jù)不同巴士路線，顯示駕駛路線附近的地理說明及地點信息。3.危險駕駛行為或情況警告汽車動態(tài)監(jiān)察器亦被布置成提供如圖6所示的危險駕行為或情況警告。若實時速度接近或超過政府部門或單車模型提供的速度限制，擴音器會發(fā)出音效警號，屏幕會發(fā)出閃光，以通知司機及乘客。
4.記錄汽車行駛數(shù)據(jù)汽車動態(tài)監(jiān)察器亦被布置成記錄汽車的行駛數(shù)據(jù)。行駛記錄數(shù)據(jù)儲存在儲存模塊。若儀器未能從全球定位系統(tǒng)接收器取得實時數(shù)據(jù)，則會使用儲存模塊內(nèi)的記錄數(shù)據(jù)。5.自動報告意外
汽車動態(tài)監(jiān)察器被布置成自動報告意外。如圖7所示，加速度感應(yīng)模塊測量到的加速度數(shù)據(jù)及全球定位系統(tǒng)接收器收到的速度數(shù)據(jù)，用于根據(jù)阿克曼轉(zhuǎn)向模型及相關(guān)算法的重構(gòu)軌跡。若從感應(yīng)器收集到的加速度數(shù)據(jù)不在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，或重構(gòu)軌跡與實測軌跡之間偏差很大，則會假設(shè)發(fā)生了意外。汽車動態(tài)監(jiān)察器會自動透過GPRS模塊向外部支持中心發(fā)出警報。6.車隊管理汽車動態(tài)監(jiān)察器被布置成提供車隊管理，例如速度管理、司機管理及安全管理。外部支持中心會利用全球定位系統(tǒng)接收器收集的數(shù)據(jù)，以確定汽車是否在正確路徑上，或司機是否作出了危險行為。圖8A至8E圖顯示一個司機界面的例子。正常駕駛時，司機界面被布置成如圖8B所示的實時速度及相應(yīng)的道路速度限制。若實時速度接近或超過速度限制，會產(chǎn)生音效警報及圖8C所示的屏幕閃光，以警惕司機。如圖8D所示，若道路情況改變，司機界面將顯示下一段道路的速度限制及面前的距離。汽車轉(zhuǎn)彎時，司機界面被布置成如圖8E所示的面前距離及安全轉(zhuǎn)彎速度。圖9A至圖9C顯示一個巴士乘客界面的例子。除了司機界面顯示的數(shù)據(jù)，乘客界面亦被布置成如圖9A至圖9C所示的巴士路線信息、地理說明及地點信息。巴士路線信息包括巴士站名稱及各個巴士站之間的距離。乘客界面會顯示一幅動態(tài)地圖，以顯示巴士的移動。地圖亦會顯示附近建筑物名稱及轉(zhuǎn)乘選擇。此外，乘客界面亦會顯示廣告，例如附近的商場、餐廳或戲院。由于每條巴士路線各不相同，因此汽車動態(tài)監(jiān)察器被布置有特別的數(shù)據(jù)生成軟件，以產(chǎn)生所需的數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)。此外，亦采用動態(tài)多線路視像自動轉(zhuǎn)換方法，向乘客提供視頻影像。雖然本發(fā)明的具體實施方式
透過參考上述例子解釋，但具體實施方式
是說明本發(fā)明的無限制例子，不應(yīng)解釋為限制發(fā)明的范圍。例如，雖然上文以單車模型及阿克曼轉(zhuǎn)向模型解釋具體實施方式
，但可以用其它數(shù)學(xué)模型代替單車模型及阿克曼轉(zhuǎn)向模型，并不影響一般原則。再例如，雖然本實施例應(yīng)用了三個或三軸加速計，共本的實施只需二軸式或二個加速器便可達到。另外，雖然上文以巴士解釋具體實施方式
，但可以用其它公共交通工具代替巴士，并不影響一般原則。
權(quán)利要求
1.一種汽車動態(tài)監(jiān)察器，其特征在于，所述的汽車動態(tài)監(jiān)察器包括 ー個追蹤汽車實時位置及速度的汽車追蹤裝置； 一個將汽車實時位置及速度與一套參考數(shù)據(jù)進行比較的處理器，所述套參考數(shù)據(jù)與汽車實時位置及參考速度相關(guān)；及 ー個被布置成就實時位置輸出實時速度及參考速度比較結(jié)果的輸出裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的汽車動態(tài)監(jiān)察器，其特征在于，所述汽車追蹤裝置包括ー個遠程定位追蹤裝置，以追蹤汽車的實時位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求I至2任ー權(quán)利要求所述的汽車動態(tài)監(jiān)察器，其特征在于，所述遠程定位追蹤裝置亦布置成適于提供汽車的實時速度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的汽車動態(tài)監(jiān)察器，其特征在干，所述汽車追蹤裝置進ー步包括ー個安裝于車內(nèi)的速度感應(yīng)器，所述速度感應(yīng)器在所述遠程定位追蹤裝置沒有提供實時速度時，提供汽車的實時速度。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的汽車動態(tài)監(jiān)察器，其特征在干，所述汽車追蹤裝置進ー步包括ー個安裝于車內(nèi)的速度感應(yīng)器；其中，當(dāng)在所述遠程定位追蹤裝置提供的實時速度與安裝于車內(nèi)的所述速度感應(yīng)器提供的速度有抵觸時，所述處理器會發(fā)出知會及警號。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的汽車動態(tài)監(jiān)察器，其特征在于，所述輸出裝置包括一個顯示屏幕，所述顯示屏幕被布置成顯示與汽車的實時位置或附近有關(guān)的圖像信息。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的汽車動態(tài)監(jiān)察器，其特征在于，所述輸出裝置在汽車實時速度超過參考速度時輸出警號。
8.一種汽車動態(tài)監(jiān)察方法，其特征在于，所述的方法包括以下步驟 追蹤汽車的實時位置及速度； 將汽車的實時位置及速度與一套參考數(shù)據(jù)進行比較，所述套參考數(shù)據(jù)與汽車的實時位置及參考速度相關(guān) '及 輸出實時位置的實時速度及參考速度的比較結(jié)果。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在干，速度信息是由ー個安裝于汽車內(nèi)的速度感應(yīng)裝置提供。
10.根據(jù)權(quán)利要求8至9任ー權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述方法進ー步包括在實時速度超過參考速度時發(fā)出警號。
全文摘要
本發(fā)明提供一種汽車動態(tài)監(jiān)察器及汽車動態(tài)監(jiān)察方法，該汽車動態(tài)監(jiān)察器包括一個追蹤汽車實時位置及速度的汽車追蹤裝置，一個將汽車實時位置及速度與一套參考數(shù)據(jù)進行比較的處理器，該套參考數(shù)據(jù)與汽車實時位置及參考速度相關(guān)，及一個被布置成就實時位置輸出實時速度及參考速度比較結(jié)果的輸出裝置。本發(fā)明可以根據(jù)不同的道路情況，為司機提供最新的安全車速，如有任何危險駕駛行為或情況，可以產(chǎn)生視像或音效警告。以預(yù)設(shè)的汽車動態(tài)模型及相關(guān)的算法，處理從全球定位系統(tǒng)衛(wèi)星及安裝于汽車內(nèi)的感應(yīng)器收集到的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)收集是由安裝于汽車內(nèi)的處理器處理，而非由外部儀器或處理中心處理，因此司機可以立即得到最新的信息，不會因數(shù)據(jù)傳輸受到延誤。
文檔編號G08G1/123GK102693643SQ20111007183
公開日2012年9月26日 申請日期2011年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月24日
發(fā)明者廖少毅 申請人:汽車零部件研究及發(fā)展中心有限公司