CN103660942A - 一种公交车驾驶员驾驶行为检测***及检测方法 - Google Patents

一种公交车驾驶员驾驶行为检测***及检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于驾驶员行为检测技术领域，公开了一种公交车驾驶员驾驶行为检测***及检测方法。该公交车驾驶员驾驶行为检测***，包括基站定位***，所述基站定位***包括公交车驾驶员的手机以及多个基站，其特征在于，还包括数据处理单元、用于接收基站定位***的定位数据的无线信号接收器；所述数据处理单元的信号输入端电连接无线信号接收器的输出端；所述数据处理单元的信号输出端电连接有数据存储器。

Description

一种公交车驾驶员驾驶行为检测***及检测方法
技术领域
本发明属于驾驶员行为检测技术领域，特别涉及一种公交车驾驶员驾驶行为检测***及检测方法。
背景技术
近年来，城市公交因其在缓堵保畅中发挥的巨大作用，越来越受到政府的重视和城市出行者的欢迎。在城市交通环境中，一种典型的公交车驾驶员的驾驶行为——紧急制动（急刹车）和急加速，严重地危害到了行车的安全和影响到了乘车的舒适性。
为了规范公交车的运行，保证公交车的安全和服务水平，目前主要采用以GPS为主的车载仪器用于记录行车数据，实现超速预警和到站提示等功能。但是，却不能对公交车驾驶员的紧急制动和急加速驾驶行为进行检测。
发明内容
本发明的目的在于提出一种公交车驾驶员驾驶行为检测***及检测方法。本发明无需安装卫星信号接收机（例如GPS信号接收机），而是通过公交车驾驶员的手机记录行车数据，得到公交车在运行中的急减速和急加速数据，实现对公交车驾驶员的紧急制动和急加速这种驾驶行为的记录。
为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案予以实现。
技术方案一：
一种公交车驾驶员驾驶行为检测***，包括基站定位***，所述基站定位***包括公交车驾驶员的手机以及多个基站，其特征在于，还包括数据处理单元、用于接收基站定位***的定位数据的无线信号接收器；所述数据处理单元的信号输入端电连接无线信号接收器的输出端；所述数据处理单元的信号输出端电连接有数据存储器。
本技术方案的特点和进一步改进在于：
所述基站定位***用于利用到达时间差定位方法对公交车驾驶员的手机进行实时定位，并用于将公交车驾驶员的手机的定位数据通过无线信道向外发送；所述无线信号接收器用于接收来自基站定位***的公交车驾驶员的手机的定位数据，并用于将公交车驾驶员的手机的定位数据发送至数据处理单元；所述数据处理单元用于根据接收到的公交车驾驶员的手机的定位数据，得出公交车驾驶员的急加速数据和急减速数据，并用于将公交车驾驶员的急加速数据和急减速数据发送至数据存储器；所述急加速数据包括急加速时刻以及急加速时刻对应的公交车的加速度，所述急减速数据包括急减速时刻以及急减速时刻对应的公交车的加速度。
所述数据处理单元为ARM处理器、单片机或微处理器，所述数据存储器为华为OceanStor S2200T型存储***。
所述数据处理单元的信号输出端电连接有显示屏。
所述一种公交车驾驶员驾驶行为检测***，还包括车载CAN总线，所述公交车的发动机点火线圈上设置有点火脉冲传感器，所述点火脉冲传感器的信号输出端电连接车载CAN总线，所述数据处理单元的信号输入端电连接车载CAN总线。
技术方案二：
一种公交车驾驶员驾驶行为检测方法，基于上述一种公交车驾驶员驾驶行为检测***，包括以下步骤：
S1：基站定位***利用到达时间差定位方法对公交车驾驶员的手机进行定位，并将公交车驾驶员的手机的定位数据通过无线信道向外发送；所述公交车驾驶员的手机的定位数据包括：公交车驾驶员的手机所在位置的经纬度；无线信号接收器实时接收来自基站定位***的公交车驾驶员的手机的定位数据，并实时将公交车驾驶员的手机的定位数据发送至数据处理单元；数据处理单元根据公交车驾驶员的手机的定位数据，获得公交车驾驶员的手机所在位置；
S2：数据处理单元得出公交车在采样时间段内的行驶距离，所述采样时间段指：位于基站定位***的当前采样时刻和上一采样时刻之间的时间段；数据处理单元根据公交车在采样时间段内的行驶距离、以及基站定位***的采样频率，计算出公交车在基站定位***的当前采样时刻的瞬时速度；所述基站定位***的采样频率大于或等于10Hz；
在数据处理单元中，根据公交车在基站定位***的当前采样时刻的瞬时速度、公交车在基站定位***的上一采样时刻的瞬时速度、以及基站定位***的采样频率，计算出公交车在所述采样时间段内的加速度；
S3：数据处理单元判断公交车在所述采样时间段内的加速度的绝对值是否小于设定加速度阈值；
S4：如果公交车在所述采样时间段内的加速度的绝对值小于设定加速度阈值，则返回执行步骤S1至步骤S3；如果公交车在所述采样时间段内的加速度的绝对值大于或等于设定加速度阈值，则判断当前时刻为急变速时刻，此时执行步骤S5；所述设定加速度阈值大于零，所述急变速时刻为急加速时刻或急减速时刻；
S5：数据处理单元将急变速时刻、以及急变速时刻对应的公交车的加速度发送至数据存储器中。
本技术方案的特点和进一步改进在于：
在步骤S1中，数据处理单元根据公交车驾驶员的手机的定位数据，并采用地图匹配方法，获得公交车驾驶员的手机所在位置。
在步骤S4中，当如果公交车在所述采样时间段内的加速度大于或等于设定加速度阈值，则判断当前时刻为急加速时刻；如果公交车在所述采样时间段内的加速度的相反数大于或等于设定加速度阈值，则判断当前时刻为急减速时刻。
在步骤S4之后，数据处理单元向显示屏发出控制信号，控制显示屏显示急变速时刻、以及急变速时刻对应的公交车的加速度。
本发明的有益效果为：本发明无需安装卫星信号接收机（例如GPS信号接收机），而是通过公交车驾驶员的手机记录行车数据，得到公交车在运行中的急减速数据和急加速数据，实现对公交车驾驶员的紧急制动和急加速这种驾驶行为的记录。具有结构简单，使用方便的特点。
附图说明
图1为本发明的一种公交车驾驶员驾驶行为检测***的结构示意图；
图2为本发明的一种公交车驾驶员驾驶行为检测方法的流程示意图；
图3为本发明的数据存储器的存储效果示意图；
图4为本发明的显示屏的显示效果示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
参照图1，为本发明的一种公交车驾驶员驾驶行为检测***的结构示意图。该公交车驾驶员驾驶行为检测***，包括基站定位***、车载CAN总线1，上述基站定位***包括公交车驾驶员的手机以及多个基站，用于利用到达时间差定位（TDOA）方法对公交车驾驶员的手机进行实时定位，并用于将公交车驾驶员的手机的定位数据通过无线信道向外发送。在公交车的发动机点火线圈上设置有点火脉冲传感器，点火脉冲传感器的信号输出端电连接车载CAN总线1，当公交车的发动机启动时（即公交车启动时），点火脉冲传感器能够产生点火脉冲信号，此时，点火脉冲传感器将该点火脉冲信号发送至车载CAN总线。当公交车的发动机停止工作时，点火脉冲传感器只能产生低电平信号，点火脉冲传感器会将低电平信号发送至车载CAN总线1。
上述公交车驾驶员驾驶行为检测***还包括设置在公交车内的无线信号接收器、以及数据处理单元。数据处理单元为ARM处理器、单片机或微处理器。数据处理单元的信号输入端分别电连接无线信号接收器的输出端和车载CAN总线1。无线信号接收器用于接收来自基站定位***的公交车驾驶员的手机的定位数据，并用于将公交车驾驶员的手机的定位数据发送至数据处理单元。例如，无线信号接收器采用nRF2401无线传输芯片。数据处理单元用于根据接收到的公交车驾驶员的手机的定位数据，得出公交车驾驶员的急加速数据和急减速数据。急加速数据包括急加速时刻以及急加速时刻对应的公交车的加速度，急减速数据包括急减速时刻以及急减速时刻对应的公交车的加速度。数据处理单元的信号输出端电连接有数据存储器，数据处理单元用于将公交车驾驶员的急加速数据和急减速数据发送至数据存储器，数据存储器为华为OceanStor S2200T型存储***。
本发明实施例中，数据处理单元的信号输出端电连接有显示屏，例如，该显示屏采用梅塞德斯（Mercedes）生产的18.5英寸MBUS-185B型显示屏。显示屏用于在数据处理单元的控制下显示公交车驾驶员的急加速数据和急减速数据。
本发明还提出了一种公交车驾驶员驾驶行为检测方法，参照图2，为本发明的一种公交车驾驶员驾驶行为检测方法的流程示意图。该公交车驾驶员驾驶行为检测方法包括以下步骤：
S1：基站定位***利用到达时间差定位方法对公交车驾驶员的手机进行定位，并将公交车驾驶员的手机的定位数据通过无线信道向外发送。公交车驾驶员的手机的定位数据包括：公交车驾驶员的手机所在位置的经纬度。无线信号接收器实时接收来自基站定位***的公交车驾驶员的手机的定位数据，并实时将公交车驾驶员的手机的定位数据发送至数据处理单元。下面对基站定位***利用到达时间差定位方法对公交车驾驶员的手机进行定位的过程进行说明：根据公交车驾驶员手机ID，采用到达时间差定位（TDOA）方法进行公交车驾驶员的手机进行定位，采集公交车驾驶员的手机当前所在位置的经纬度（也就是公交车当前所在位置的经纬度）。到达时间差定位（TDOA）方法通过测量信号到达两个基站的时间差，将手机（移动电话）的位置定在以这两个基站为焦点的双曲线上，建立两个以上双曲线方程，两双曲线的交点即为发射机（即手机）的位置坐标。
当数据处理单元接收到公交车驾驶员的手机的定位数据之后，也就得知了公交车驾驶员的手机所在位置（通过经纬度获知）。
此外，作为另外一种实施方式，当数据处理单元接收到公交车驾驶员的手机的定位数据之后，还可以根据地图匹配方法、（移动通信网络提供的）公交车驾驶员的手机ID号和手机所在位置的经纬度，把公交车驾驶员的手机的运行轨迹与数字地图数据库提供的路径相比较，将公交车驾驶员的手机位置与道路网联系起来，通过模式识别和匹配过程确定公交车驾驶员的手机关于地图的最大可能位置，准确确定公交车驾驶员的手机当前位置，减小公交车驾驶员的定位误差的影响。
S2：数据处理单元得出公交车在采样时间段内的行驶距离，所述采样时间段指：位于基站定位***的当前采样时刻和上一采样时刻之间的时间段；数据处理单元根据公交车在采样时间段内的行驶距离、以及基站定位***的采样频率，计算出公交车在基站定位***的当前采样时刻的瞬时速度；基站定位***的采样频率f大于或等于10Hz；在数据处理单元中，根据公交车在基站定位***的当前采样时刻的瞬时速度、公交车在基站定位***的上一采样时刻的瞬时速度、以及基站定位***的采样频率f，计算出公交车在所述采样时间段内的加速度。具体说明如下：
基站定位***的采样频率f大于或等于10Hz（说明对应的采样间隔小于或等于0.1s），由于对应的采样间隔很小，则认为公交车驾驶员的手机在采样时间段内的运动路径为直线。数据处理单元得出公交车驾驶员的手机在采样时间段内的运动距离。因为公交车驾驶员的手机和公交车处于同一运动状态，此时，数据处理单元也就得出了公交车在采样时间段内的运行距离L。
由于基站定位***的采样频率f大于或等于10Hz，则对应的采样间隔Δt小于或等于0.1s。此时，公交车在采样时间段内的平均速度v为：
v ‾ = L · f
因为对应的采样间隔Δt小于或等于0.1s，则能够将公交车在采样时间段内的平均速度
Figure BDA0000450328880000072
近似看作公交车在基站定位***的当前采样时刻的瞬时速度。
从而，数据处理单元也就得出了公交车在基站定位***的每个采样时刻的瞬时速度。然后，根据以下公式即可以得出公交车在采样时间段内的加速度ai：ai=(vi-vi-1)f，其中，vi为公交车在基站定位***的当前采样时刻的瞬时速度，vi-1为公交车在基站定位***的上一采样时刻的瞬时速度。
S3：数据处理单元判断公交车在采样时间段内的加速度的绝对值是否小于设定加速度阈值amax。显而易见的是，当公交车加速时，公交车在采样时间段内的加速度大于零，当公交车减速时，公交车在采样时间段内的加速度小于零。本发明实施例中，根据实际调研和试验数据，公交车乘客感觉明显不舒适的加减速度约为5m/s2。因此，将amax设为5m/s2。
S4：如果公交车在上述采样时间段内的加速度的绝对值小于设定加速度阈值amax，则说明公交车没有进行急加速或急减速，这样则返回执行步骤S1至步骤S3。
如果公交车在上述采样时间段内的加速度的绝对值大于或等于设定加速度阈值amax，则判断当前时刻为急变速时刻，急变速时刻为急加速时刻或急减速时刻，此时执行步骤S5；具体说明如下：如果公交车在所述采样时间段内的加速度大于或等于设定加速度阈值amax，则判断当前时刻为急加速时刻；如果公交车在所述采样时间段内的加速度的相反数大于或等于设定加速度阈值amax，则判断当前时刻为急减速时刻（处于急刹车状态）。
S5：数据处理单元将急变速时刻、以及急变速时刻对应的公交车的加速度发送至数据存储器中。在利用数据存储器存储数据时，公交车在采样时间段内的加速度ai分为正值和负值，当ai取正值时，表示急加速。当ai取负值时，表示急减速。另外，急加速时刻和急减速时刻由数据处理单元给出。参照图3，为本发明的数据存储器的存储效果示意图。
在步骤S5中，数据处理单元向显示屏发出控制信号，控制显示屏显示急变速时刻、以及急变速时刻对应的公交车的加速度。参照图4，为本发明的显示屏的显示效果示意图。
优选地，在步骤S1之前，数据处理单元通过车载CAN总线接收来自点火脉冲传感器的信号，如果来自点火脉冲传感器的信号由低电平信号变为点火脉冲信号，则说明公交车开始启动。在步骤S1中，数据处理单元在公交车开始启动之前接收到的公交车驾驶员的手机的定位数据为无效数据，数据处理单元不会根据这些无效数据去计算公交车的急加速数据和急减速数据（即对于这些无效数据，不会步骤S2至步骤S5）。在步骤S1中，数据处理单元在公交车开始启动之后接收到的公交车驾驶员的手机的定位数据为有效数据，数据处理单元根据这些有效数据去计算公交车的急加速数据和急减速数据（即执行步骤S2至步骤S5）。
另外，在步骤S1至步骤S5，数据处理单元通过车载CAN总线接收来自点火脉冲传感器的信号，如果来自点火脉冲传感器的信号由点火脉冲信号变为低电平信号，则说明发动机处于熄火状态，公交车处于静止状态。此时，数据处理单元接收到的公交车驾驶员的手机的定位数据为无效数据，数据处理单元不再计算公交车的急加速数据和急减速数据。
本发明无需安装卫星信号接收机（例如GPS信号接收机），而是通过公交车驾驶员的手机记录行车数据，得到公交车在运行中的急减速和急加速数据，实现对公交车驾驶员的紧急制动和急加速这种驾驶行为的记录。通过分析记录数据，可以对驾驶员开展有针对性的教育和培训，切实提高公交车的运行安全和服务水平。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种公交车驾驶员驾驶行为检测***，包括基站定位***，所述基站定位***包括公交车驾驶员的手机以及多个基站，其特征在于，还包括数据处理单元、用于接收基站定位***的定位数据的无线信号接收器；所述数据处理单元的信号输入端电连接无线信号接收器的输出端；所述数据处理单元的信号输出端电连接有数据存储器。
2.如权利要求1所述的一种公交车驾驶员驾驶行为检测***，其特征在于，所述数据处理单元为ARM处理器、单片机或微处理器，所述数据存储器为华为OceanStor S2200T型存储***。
3.如权利要求1所述的一种公交车驾驶员驾驶行为检测***，其特征在于，所述数据处理单元的信号输出端电连接有显示屏。
4.如权利要求1所述的一种公交车驾驶员驾驶行为检测***，其特征在于，还包括车载CAN总线（1），所述公交车的发动机点火线圈上设置有点火脉冲传感器，所述点火脉冲传感器的信号输出端电连接车载CAN总线（1），所述数据处理单元的信号输入端电连接车载CAN总线（1）。
5.一种公交车驾驶员驾驶行为检测方法，基于权利要求1所述的一种公交车驾驶员驾驶行为检测***，其特征在于，包括以下步骤：
S1：基站定位***利用到达时间差定位方法对公交车驾驶员的手机进行定位，并将公交车驾驶员的手机的定位数据通过无线信道向外发送；所述公交车驾驶员的手机的定位数据包括：公交车驾驶员的手机所在位置的经纬度；无线信号接收器实时接收来自基站定位***的公交车驾驶员的手机的定位数据，并实时将公交车驾驶员的手机的定位数据发送至数据处理单元；数据处理单元根据公交车驾驶员的手机的定位数据，获得公交车驾驶员的手机所在位置；
S2：数据处理单元得出公交车在采样时间段内的行驶距离，所述采样时间段指：位于基站定位***的当前采样时刻和上一采样时刻之间的时间段；数据处理单元根据公交车在采样时间段内的行驶距离、以及基站定位***的采样频率，计算出公交车在基站定位***的当前采样时刻的瞬时速度；所述基站定位***的采样频率大于或等于10Hz；
在数据处理单元中，根据公交车在基站定位***的当前采样时刻的瞬时速度、公交车在基站定位***的上一采样时刻的瞬时速度、以及基站定位***的采样频率，计算出公交车在所述采样时间段内的加速度；
S3：数据处理单元判断公交车在所述采样时间段内的加速度的绝对值是否小于设定加速度阈值；
S4：如果公交车在所述采样时间段内的加速度的绝对值小于设定加速度阈值，则返回执行步骤S1至步骤S3；如果公交车在所述采样时间段内的加速度的绝对值大于或等于设定加速度阈值，则判断当前时刻为急变速时刻，此时执行步骤S5；所述设定加速度阈值大于零，所述急变速时刻为急加速时刻或急减速时刻；
S5：数据处理单元将急变速时刻、以及急变速时刻对应的公交车的加速度发送至数据存储器中。
6.如权利要求5所述的一种公交车驾驶员驾驶行为检测方法，其特征在于，在步骤S1中，数据处理单元根据公交车驾驶员的手机的定位数据，并采用地图匹配方法，获得公交车驾驶员的手机所在位置。
7.如权利要求5所述的一种公交车驾驶员驾驶行为检测方法，其特征在于，在步骤S4中，当如果公交车在所述采样时间段内的加速度大于或等于设定加速度阈值，则判断当前时刻为急加速时刻；如果公交车在所述采样时间段内的加速度的相反数大于或等于设定加速度阈值，则判断当前时刻为急减速时刻。
8.如权利要求5所述的一种公交车驾驶员驾驶行为检测方法，其特征在于，在步骤S4之后，数据处理单元向显示屏发出控制信号，控制显示屏显示急变速时刻、以及急变速时刻对应的公交车的加速度。
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