CN104408941A - 基于北斗卫星导航的车辆管理***及方法 - Google Patents

基于北斗卫星导航的车辆管理***及方法 Download PDF

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徐苏
王伟
陈军
李春江
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Abstract

本发明公开了一种基于北斗卫星导航的车辆管理***及方法，车载北斗定位终端包括微控制器、无线通信模块、北斗定位模块、速度传感器、累计驾驶时长记录模块、油量检测传感器、断油控制接口、疲劳度检测装置和发动机启停状态检测装置，车辆管理服务器包括疲劳驾驶分析及报警模块、越界报警模块、远程断油模块、亚米级定位导航服务模块、全天时全天候导航定位及授时服务模块。本发明通过计时器和设置于驾驶座上的压力传感器可对驾驶员累计驾驶时长进行可靠的记录，综合驾驶员在驾驶座上的乘坐时间、打卡时间、基于眼部图像识别的疲劳度检测、发动机启停状态综合实现了疲劳驾驶检测与识别，准确度高可靠性好，有效识别驾驶员是否处于疲劳驾驶状态。

Description

基于北斗卫星导航的车辆管理***及方法
技术领域
本发明涉及一种基于北斗卫星导航的车辆管理***及方法。
背景技术
随着城市交通压力越来越大，车辆管理工作的难度也在逐步增大。车辆监控管理***可通过监控中心，对受控车辆进行全程监控，可实时显示车辆所在的位置，并可以对车辆进行轨迹回放，停车地点、停车时间及运行速度监控等，监控中心可对车辆进行调度管理、人员管理，有效的控制车队、降低成本、增加收入、提高人车安全、为社会提供更高水平的服务。
然而现有的车辆管理***存在以下缺陷：（1）无法检测和记录驾驶员累计驾驶时长，不支持疲劳驾驶报警；即使支持疲劳驾驶检测，也存在检测方式单一、可靠性较差的缺点；（2）不支持越界报警，无法保障车辆行驶安全；（3）也不支持远程断油、行车轨迹记录、过路费核对、油费核对等功能；（4）不支持亚米级定位导航服务及全天时、全天候的导航定位和授时服务。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种新型的基于北斗卫星导航的车辆管理***及方法，支持超速报警、疲劳驾驶报警和越界报警，综合驾驶员在驾驶座上的乘坐时间、驾驶员打卡时间、基于眼部图像识别的疲劳度检测、发动机启停状态综合实现疲劳驾驶检测与识别，准确度高可靠性好，有效保障受控车辆的行驶安全，支持远程断油、行车轨迹记录、过路费核对和油费核对等功能，支持亚米级定位导航服务及全天时、全天候的导航定位和授时服务。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：基于北斗卫星导航的车辆管理***，包括车辆管理服务器、至少一个车辆管理客户端和至少一个安装于被管理车辆上的车载北斗定位终端；
车辆管理服务器用于接收各车载北斗定位终端采集到的数据，并对数据进行分析和处理，同时发送通信数据或控制指令至车载北斗定位终端，发送数据至车辆管理客户端；
车辆管理客户端用于接收车辆管理服务器下发的数据，将数据通过可视化方式呈现给客户端用户，同时向管理人员提供输入控制指令的接口；
车载北斗定位终端用于采集车辆及驾驶员行驶数据，并将数据上传至车辆管理服务器，同时接收车辆管理服务器下发的通信数据或控制指令；
所述的车载北斗定位终端包括微控制器、无线通信模块、北斗定位模块、速度传感器、累计驾驶时长记录模块、油量检测传感器、断油控制接口、基于眼部图像识别的疲劳度检测装置和发动机启停状态检测装置，无线通信模块、北斗定位模块、速度传感器、累计驾驶时长记录模块、油量检测传感器、基于眼部图像识别的疲劳度检测装置和发动机启停状态检测装置分别通过总线与微控制器连接，微控制器通过断油控制接口与断油控制装置连接；
所述的车辆管理服务器包括即时定位跟踪模块、行车轨迹记录模块、超速报警模块、疲劳驾驶分析模块、疲劳驾驶报警模块、越界报警模块、电子地图模块、远程断油模块和基于北斗地面增强网络的亚米级定位导航服务模块，即时定位跟踪模块用于根据车载北斗定位终端上传的车辆位置信息，将车辆位置实时地展示在电子地图上；行车轨迹记录模块用于根据车辆历史位置信息，将行车轨迹展示在电子地图上；超速报警模块用于根据车载北斗定位终端上传的车辆速度信息，与预存的标准车速值进行比对，当车辆超速时发出超速报警；疲劳驾驶分析模块用于根据累计驾驶时长、基于眼部图像识别的疲劳度检测装置检测到的疲劳度检测结果、发动机启停状态检测装置检测到的发动机启停状态综合分析判断驾驶员是否处于疲劳驾驶状态；疲劳驾驶报警模块用于根据疲劳驾驶分析模块的分析结果，在驾驶员处于疲劳驾驶状态时发出疲劳驾驶报警；越界报警模块用于根据车载北斗定位终端上传的车辆位置信息，判断车辆位置是否在预先划定的准驾行车地理范围内，当车辆超出准驾的行车范围时发出越界报警；电子地图模块用于提供电子地图；远程断油模块用于向管理人员提供输入断油控制指令的接口，并向车载北斗定位终端下发断油控制指令，该控制指令控制车载北斗定位终端触发断油控制装置工作，完成远程断油；基于北斗地面增强网络的亚米级定位导航服务模块用于根据预定的行车线路及出行路况，提供精确到行驶车道的导航服务。
所述的累计驾驶时长记录模块包括计时器和设置于驾驶座上的压力传感器，计时器通过压力传感器输出的信号记录累计驾驶时长。
所述的累计驾驶时长记录模块还包括驾驶员身份读卡器，驾驶员身份读卡器读取驾驶员累计打卡时间以记录累计驾驶时长。
所述的车载北斗定位终端还包括车载电话模块和语音播报模块，车载电话模块和语音播报模块分别与微控制器连接。
所述的车辆管理服务器还包括全天时、全天候导航定位及授时服务模块，用于基于北斗地面增强网络为运营商提供全天时、全天候的导航定位和授时服务。
基于北斗卫星导航的车辆管理方法，它包括以下一个或多个步骤：
（1）即时定位：
S11：车载北斗定位终端通过北斗定位模块采集车辆位置信息；
S12：车载北斗定位终端向车辆管理服务器上传车辆位置信息；
S13：车辆管理服务器将车辆位置实时展示在电子地图上；
（2）行车轨迹记录：车辆管理服务器根据车辆历史位置生成行车轨迹，并将行车轨迹展示在电子地图上；
（3）超速报警：
S21：车载北斗定位终端通过速度传感器采集车辆速度信息；
S22：车载北斗定位终端向车辆管理服务器上传车辆速度信息；
S23：车辆管理服务器将该车辆速度信息与预存的标准车速值进行比对，当车辆超速时发出超速报警；
（4）疲劳驾驶报警：
S31：车载北斗定位终端通过累计驾驶时长记录模块采集驾驶员累计驾驶时长信息、通过基于眼部图像识别的疲劳度检测装置检测驾驶员疲劳度、通过发动机启停状态检测装置检测发动机启停状态；
S32：车载北斗定位终端向车辆管理服务器上传驾驶员累计驾驶时长信息、驾驶员疲劳度、发动机启停状态；
S33：车辆管理服务器根据累计驾驶时长、驾驶员疲劳度、发动机启停状态综合分析判断驾驶员是否处于疲劳驾驶状态，在驾驶员处于疲劳驾驶状态时发出疲劳驾驶报警；
（5）越界报警：
S41：车载北斗定位终端通过北斗定位模块采集车辆位置信息；
S42：车载北斗定位终端向车辆管理服务器上传车辆位置信息；
S43：车辆管理服务器判断车辆位置是否在预先划定的准驾行车地理范围内，当车辆超出准驾的行车范围时发出越界报警；
（6）远程断油：
S51：管理人员通过车辆管理服务器输入断油控制指令； 
S52：车辆管理服务器向车载北斗定位终端下发断油控制指令；
S53：断油控制指令控制车载北斗定位终端触发断油控制装置工作，完成远程断油；
（7）亚米级定位导航：
S61：用户通过车载北斗定位终端输入其目的地；
S62：车载北斗定位终端将该目的地信息转发至车辆管理服务器；
S63：车辆管理服务器根据该目的地信息和即时路段出行路况生成路段导航路线；
S64：车辆管理服务器根据路段导航路线中各车道的出行路况生成精确到行驶车道的最终导航路线，并推送至车载北斗定位终端。
基于北斗卫星导航的车辆管理方法还包括一个远程调度的步骤，车辆管理服务器或车辆管理客户端端的管理人员通过车载电话与驾驶员实时通话，或通过语音播报向驾驶员播报调度指令。 
本发明的有益效果是：
1）通过计时器和设置于驾驶座上的压力传感器可对驾驶员累计驾驶时长进行可靠的记录，综合驾驶员在驾驶座上的乘坐时间、驾驶员打卡时间、基于眼部图像识别的疲劳度检测、发动机启停状态综合实现了疲劳驾驶检测与识别，准确度高可靠性好，有效识别驾驶员是否处于疲劳驾驶状态；
2）检测到驾驶员疲劳驾驶时可及时发出报警，一方面提醒驾驶员注意停车休息，另一方面提醒管理人员在必要时对该车辆实施远程断油，确保行车安全；
3）支持超速报警和越界报警，进一步保障了受控车辆的行驶安全；
4）支持远程断油，管理人员可通过服务器或客户端下发断油指令，该指令下发到车载终端后可触发断油控制装置工作实现远程断油；
5）支持行车轨迹记录，结合地理信息***GIS和相关费用标准可实现过路费核对和油费核对等功能，管理非常方便；
6）支持基于北斗地面增强网络的亚米级定位导航服务，可提供精确到行驶同方向哪一个车道的行驶方案，可有效缩短出行拥堵时间；
7）支持全天时、全天候的导航定位和授时服务，可基于北斗地面增强网络为运营商提供全天时、全天候的导航定位和授时服务。
附图说明
图1为本发明车辆管理***结构示意框图；
图2为本发明车载北斗定位终端结构示意框图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1所示，基于北斗卫星导航的车辆管理***，包括车辆管理服务器、至少一个车辆管理客户端和至少一个安装于被管理车辆上的车载北斗定位终端；
车辆管理服务器用于接收各车载北斗定位终端采集到的数据，并对数据进行分析和处理，同时发送通信数据或控制指令至车载北斗定位终端，发送数据至车辆管理客户端；
车辆管理客户端用于接收车辆管理服务器下发的数据，将数据通过可视化方式呈现给客户端用户，同时向管理人员提供输入控制指令的接口；
车载北斗定位终端用于采集车辆及驾驶员行驶数据，并将数据上传至车辆管理服务器，同时接收车辆管理服务器下发的通信数据或控制指令；
如图2所示，所述的车载北斗定位终端包括微控制器、无线通信模块、北斗定位模块、速度传感器、累计驾驶时长记录模块、油量检测传感器、断油控制接口、基于眼部图像识别的疲劳度检测装置和发动机启停状态检测装置，无线通信模块、北斗定位模块、速度传感器、累计驾驶时长记录模块、油量检测传感器、基于眼部图像识别的疲劳度检测装置和发动机启停状态检测装置分别通过总线与微控制器连接，微控制器通过断油控制接口与断油控制装置连接；
所述的车辆管理服务器包括即时定位跟踪模块、行车轨迹记录模块、超速报警模块、疲劳驾驶分析模块、疲劳驾驶报警模块、越界报警模块、电子地图模块、远程断油模块和基于北斗地面增强网络的亚米级定位导航服务模块，即时定位跟踪模块用于根据车载北斗定位终端上传的车辆位置信息，将车辆位置实时地展示在电子地图上；行车轨迹记录模块用于根据车辆历史位置信息，将行车轨迹展示在电子地图上；超速报警模块用于根据车载北斗定位终端上传的车辆速度信息，与预存的标准车速值进行比对，当车辆超速时发出超速报警；疲劳驾驶分析模块用于根据累计驾驶时长、基于眼部图像识别的疲劳度检测装置检测到的疲劳度检测结果、发动机启停状态检测装置检测到的发动机启停状态综合分析判断驾驶员是否处于疲劳驾驶状态；疲劳驾驶报警模块用于根据疲劳驾驶分析模块的分析结果，在驾驶员处于疲劳驾驶状态时发出疲劳驾驶报警；越界报警模块用于根据车载北斗定位终端上传的车辆位置信息，判断车辆位置是否在预先划定的准驾行车地理范围内，当车辆超出准驾的行车范围时发出越界报警；电子地图模块用于提供电子地图；远程断油模块用于向管理人员提供输入断油控制指令的接口，并向车载北斗定位终端下发断油控制指令，该控制指令控制车载北斗定位终端触发断油控制装置工作，完成远程断油；基于北斗地面增强网络的亚米级定位导航服务模块用于根据预定的行车线路及出行路况，提供精确到行驶车道的导航服务。
所述的累计驾驶时长记录模块包括计时器和设置于驾驶座上的压力传感器，计时器通过压力传感器输出的信号记录累计驾驶时长。
所述的累计驾驶时长记录模块还包括驾驶员身份读卡器，驾驶员身份读卡器读取驾驶员累计打卡时间以记录累计驾驶时长。
所述的车载北斗定位终端还包括车载电话模块和语音播报模块，车载电话模块和语音播报模块分别与微控制器连接。
所述的车辆管理服务器还包括全天时、全天候导航定位及授时服务模块，用于基于北斗地面增强网络为运营商提供全天时、全天候的导航定位和授时服务。
基于北斗卫星导航的车辆管理方法，它包括以下一个或多个步骤：
（1）即时定位：
S11：车载北斗定位终端通过北斗定位模块采集车辆位置信息；
S12：车载北斗定位终端向车辆管理服务器上传车辆位置信息；
S13：车辆管理服务器将车辆位置实时展示在电子地图上；
（2）行车轨迹记录：车辆管理服务器根据车辆历史位置生成行车轨迹，并将行车轨迹展示在电子地图上；
（3）超速报警：
S21：车载北斗定位终端通过速度传感器采集车辆速度信息；
S22：车载北斗定位终端向车辆管理服务器上传车辆速度信息；
S23：车辆管理服务器将该车辆速度信息与预存的标准车速值进行比对，当车辆超速时发出超速报警；
（4）疲劳驾驶报警：
S31：车载北斗定位终端通过累计驾驶时长记录模块采集驾驶员累计驾驶时长信息、通过基于眼部图像识别的疲劳度检测装置检测驾驶员疲劳度、通过发动机启停状态检测装置检测发动机启停状态；
S32：车载北斗定位终端向车辆管理服务器上传驾驶员累计驾驶时长信息、驾驶员疲劳度、发动机启停状态；
S33：车辆管理服务器根据累计驾驶时长、驾驶员疲劳度、发动机启停状态综合分析判断驾驶员是否处于疲劳驾驶状态，在驾驶员处于疲劳驾驶状态时发出疲劳驾驶报警；
（5）越界报警：
S41：车载北斗定位终端通过北斗定位模块采集车辆位置信息；
S42：车载北斗定位终端向车辆管理服务器上传车辆位置信息；
S43：车辆管理服务器判断车辆位置是否在预先划定的准驾行车地理范围内，当车辆超出准驾的行车范围时发出越界报警；
（6）远程断油：
S51：管理人员通过车辆管理服务器输入断油控制指令； 
S52：车辆管理服务器向车载北斗定位终端下发断油控制指令；
S53：断油控制指令控制车载北斗定位终端触发断油控制装置工作，完成远程断油；
（7）亚米级定位导航：
S61：用户通过车载北斗定位终端输入其目的地；
S62：车载北斗定位终端将该目的地信息转发至车辆管理服务器；
S63：车辆管理服务器根据该目的地信息和即时路段出行路况生成路段导航路线；
S64：车辆管理服务器根据路段导航路线中各车道的出行路况生成精确到行驶车道的最终导航路线，并推送至车载北斗定位终端。
基于北斗卫星导航的车辆管理方法还包括一个远程调度的步骤，车辆管理服务器或车辆管理客户端端的管理人员通过车载电话与驾驶员实时通话，或通过语音播报向驾驶员播报调度指令。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。 

Claims (7)

1.基于北斗卫星导航的车辆管理***，其特征在于：包括车辆管理服务器、至少一个车辆管理客户端和至少一个安装于被管理车辆上的车载北斗定位终端；
车辆管理服务器用于接收各车载北斗定位终端采集到的数据，并对数据进行分析和处理，同时发送通信数据或控制指令至车载北斗定位终端，发送数据至车辆管理客户端；
车辆管理客户端用于接收车辆管理服务器下发的数据，将数据通过可视化方式呈现给客户端用户，同时向管理人员提供输入控制指令的接口；
车载北斗定位终端用于采集车辆及驾驶员行驶数据，并将数据上传至车辆管理服务器，同时接收车辆管理服务器下发的通信数据或控制指令；
所述的车载北斗定位终端包括微控制器、无线通信模块、北斗定位模块、速度传感器、累计驾驶时长记录模块、油量检测传感器、断油控制接口、基于眼部图像识别的疲劳度检测装置和发动机启停状态检测装置，无线通信模块、北斗定位模块、速度传感器、累计驾驶时长记录模块、油量检测传感器、基于眼部图像识别的疲劳度检测装置和发动机启停状态检测装置分别通过总线与微控制器连接，微控制器通过断油控制接口与断油控制装置连接；
所述的车辆管理服务器包括即时定位跟踪模块、行车轨迹记录模块、超速报警模块、疲劳驾驶分析模块、疲劳驾驶报警模块、越界报警模块、电子地图模块、远程断油模块和基于北斗地面增强网络的亚米级定位导航服务模块，即时定位跟踪模块用于根据车载北斗定位终端上传的车辆位置信息，将车辆位置实时地展示在电子地图上；行车轨迹记录模块用于根据车辆历史位置信息，将行车轨迹展示在电子地图上；超速报警模块用于根据车载北斗定位终端上传的车辆速度信息，与预存的标准车速值进行比对，当车辆超速时发出超速报警；疲劳驾驶分析模块用于根据累计驾驶时长、基于眼部图像识别的疲劳度检测装置检测到的疲劳度检测结果、发动机启停状态检测装置检测到的发动机启停状态综合分析判断驾驶员是否处于疲劳驾驶状态；疲劳驾驶报警模块用于根据疲劳驾驶分析模块的分析结果，在驾驶员处于疲劳驾驶状态时发出疲劳驾驶报警；越界报警模块用于根据车载北斗定位终端上传的车辆位置信息，判断车辆位置是否在预先划定的准驾行车地理范围内，当车辆超出准驾的行车范围时发出越界报警；电子地图模块用于提供电子地图；远程断油模块用于向管理人员提供输入断油控制指令的接口，并向车载北斗定位终端下发断油控制指令，该控制指令控制车载北斗定位终端触发断油控制装置工作，完成远程断油；基于北斗地面增强网络的亚米级定位导航服务模块用于根据预定的行车线路及出行路况，提供精确到行驶车道的导航服务。
2.根据权利要求1所述的基于北斗卫星导航的车辆管理***，其特征在于：所述的累计驾驶时长记录模块包括计时器和设置于驾驶座上的压力传感器，计时器通过压力传感器输出的信号记录累计驾驶时长。
3.根据权利要求2所述的基于北斗卫星导航的车辆管理***，其特征在于：所述的累计驾驶时长记录模块还包括驾驶员身份读卡器，驾驶员身份读卡器读取驾驶员累计打卡时间以记录累计驾驶时长。
4.根据权利要求1所述的基于北斗卫星导航的车辆管理***，其特征在于：所述的车载北斗定位终端还包括车载电话模块和语音播报模块，车载电话模块和语音播报模块分别与微控制器连接。
5.根据权利要求1所述的基于北斗卫星导航的车辆管理***，其特征在于：所述的车辆管理服务器还包括全天时、全天候导航定位及授时服务模块，用于基于北斗地面增强网络为运营商提供全天时、全天候的导航定位和授时服务。
6.基于北斗卫星导航的车辆管理方法，其特征在于：它包括以下一个或多个步骤：
（1）即时定位：
S11：车载北斗定位终端通过北斗定位模块采集车辆位置信息；
S12：车载北斗定位终端向车辆管理服务器上传车辆位置信息；
S13：车辆管理服务器将车辆位置实时展示在电子地图上；
（2）行车轨迹记录：车辆管理服务器根据车辆历史位置生成行车轨迹，并将行车轨迹展示在电子地图上；
（3）超速报警：
S21：车载北斗定位终端通过速度传感器采集车辆速度信息；
S22：车载北斗定位终端向车辆管理服务器上传车辆速度信息；
S23：车辆管理服务器将该车辆速度信息与预存的标准车速值进行比对，当车辆超速时发出超速报警；
（4）疲劳驾驶报警：
S31：车载北斗定位终端通过累计驾驶时长记录模块采集驾驶员累计驾驶时长信息、通过基于眼部图像识别的疲劳度检测装置检测驾驶员疲劳度、通过发动机启停状态检测装置检测发动机启停状态；
S32：车载北斗定位终端向车辆管理服务器上传驾驶员累计驾驶时长信息、驾驶员疲劳度、发动机启停状态；
S33：车辆管理服务器根据累计驾驶时长、驾驶员疲劳度、发动机启停状态综合分析判断驾驶员是否处于疲劳驾驶状态，在驾驶员处于疲劳驾驶状态时发出疲劳驾驶报警；
（5）越界报警：
S41：车载北斗定位终端通过北斗定位模块采集车辆位置信息；
S42：车载北斗定位终端向车辆管理服务器上传车辆位置信息；
S43：车辆管理服务器判断车辆位置是否在预先划定的准驾行车地理范围内，当车辆超出准驾的行车范围时发出越界报警；
（6）远程断油：
S51：管理人员通过车辆管理服务器输入断油控制指令； 
S52：车辆管理服务器向车载北斗定位终端下发断油控制指令；
S53：断油控制指令控制车载北斗定位终端触发断油控制装置工作，完成远程断油；
（7）亚米级定位导航：
S61：用户通过车载北斗定位终端输入其目的地；
S62：车载北斗定位终端将该目的地信息转发至车辆管理服务器；
S63：车辆管理服务器根据该目的地信息和即时路段出行路况生成路段导航路线；
S64：车辆管理服务器根据路段导航路线中各车道的出行路况生成精确到行驶车道的最终导航路线，并推送至车载北斗定位终端。
7.根据权利要求6所述的基于北斗卫星导航的车辆管理方法，其特征在于：还包括一个远程调度的步骤，车辆管理服务器或车辆管理客户端端的管理人员通过车载电话与驾驶员实时通话，或通过语音播报向驾驶员播报调度指令。
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