CN107499231A - 基于行车轨迹实时预警出险率的***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种基于行车轨迹实时预警出险率的***及方法，所述***包括距离采集子***、位置服务子***、数据通讯子***、警报提醒子***；数据通讯子***设有数据处理单元、移动网络单元、通讯单元，数据处理单元用以计算安全距离，移动网络单元用于发送数据处理单元的数据到服务器，通讯单元用以接受距离采集子***、位置服务子***的传输数据；警报提醒子***设有数据传输单元、警报单元。本发明可在第一时间内感知周围物体的安全距离，及时提醒驾驶员关于危险情况的发生，引导驾驶员正确操作。本发明不会改变汽车原有的一切功能，只需要外接一个独立的通讯***装置，就可以体验全新驾驶护航，从而感受科技给人们带来的智能和安全。
Description
技术领域
本发明属于电子信息技术领域，涉及一种行车预警***，尤其涉及一种基于行车轨迹实时预警出险率的***；同时，本发明还涉及一种基于行车轨迹实时预警出险率的方法。
背景技术
近年我国汽车保有量保持逐年增长势头：2014年底，全国机动车保有量达2.64亿辆，其中汽车1.54亿辆，2015汽车保有量约为1.54*1.03＝1.58亿辆。与此同时，我国2014年交通事故死亡人数为34292,34人，比起2013年31604,3人、2012年30222,5人、2011年29618人，死亡人数呈逐年小幅度的上升趋势。2014年全年的涉及人员伤亡道路交通事故在16万起左右，直接财产损失在8亿元左右。
交通事故的发生将会严重的影响人民群众的生产和生活安全，一方面国家制定完整的交通安全法律、法规，一方面人们也需积极遵守交通规则，安全出行、平安出行。但往往大部分的交通事故都是人为疏忽、不遵守交通规则导致。而且现有的行车设备以导航、记录仪为主，导航只是针对超速做出提醒，无法实现对安全距离的实时提醒。
另据相关数据显示，我国2014年底的机动车驾驶人数量突破历史性的3亿人，机动车快速的使用数量及驾驶人数，使得我国面临更为严峻的交通安全形势。
有鉴于此，如今迫切需要设计一套驾驶时智能提醒***以帮助驾驶员最大限度的阻止交通事故的发生，特别是对于疲劳驾驶情况，语音和振动相结合的方式可以有效刺激听觉和触觉，以保证平安出行、避免不必要的经济损失。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于行车轨迹实时预警出险率的***，可在第一时间内感知周围物体的安全距离，及时提醒驾驶员关于危险情况的发生，引导驾驶员正确操作。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种基于行车轨迹实时预警出险率的***，所述***包括：距离采集子***、位置服务子***、数据通讯子***、警报提醒子***；
所述距离采集子***设有红外感应单元、数据传输单元，所述红外感应单元包括正前方、左侧、右侧三个感应模块，用以获取三个方位的物体距离，所述数据传输单元用以实现和数据通讯子***的数据传输；
所述位置服务子***设有实时位置单元、数据传输单元，所述实时位置单元用以获取当前精确位置信息，数据传输单元用以和数据通讯子***的数据传输；
所述数据通讯子***设有数据处理单元、移动网络单元、通讯单元，所述数据处理单元用以计算安全距离，移动网络单元用于发送数据处理单元的数据到服务器，通讯单元用以接受距离采集子***、位置服务子***的传输数据；
所述警报提醒子***设有数据传输单元、警报单元，所述数据传输单元用以接受数据通讯子***的数据，警报单元用以实现对语音、振动警报提醒装置的控制。
作为本发明的一种优选方案，所述距离采集子***包括安全距离计算单元，用以对周围物体的安全距离计算，安全距离共包括三个维度：正前方距离维度、左侧距离维度、右侧距离维度；所述安全距离计算单元包括正前方安全距离计算模块、左右两侧安全距离计算模块；
所述正前方安全距离计算模块的计算方法包括如下步骤：
a.从距离采集子***获取正前方物体实时距离，以米为单位，标记为X，通过数据传输单元将数据传输给数据通讯子***；
b.从位置服务子***获单位时间内的不同取经纬度并换算成时速值，标记为Y，通过数据传输单元将数据传输给数据通讯子***；
c.在数据通讯子***，根据“行车安全距离计算公式”计算当前距离，标记为Z；
d.将X和Z做比较，若X不大于Z，则满足警报条件，触发警报给警报提醒子***；
左右两侧安全距离计算模块的安全距离计算方法包括如下步骤：
a.从距离采集子***获取某侧物体距离，标记为E，通过数据传输单元将数据传输给数据通讯子***；
b.数据通讯子***，该侧安全距离的临界值记录为F，将E和F做比较；
c.若E不大于F，则满足警报条件，触发警报给警报提醒子***。
作为本发明的一种优选方案，所述***还包括实时提醒装置，所述实时提醒装置包括：语音单元，振动单元，所述语音单元用以播放警报音，从听觉渠道提醒驾驶员，振动单元用以触发实物震感，从触觉提醒驾驶员。
一种上述***的预警出现率的方法，所述方法包括如下步骤：
步骤S1、距离采集子***10的红外感应单元11采集到正前方物体实时距离，并将数据通过数据传输单元12传输给数据通讯子***30；
步骤S2、从位置服务子***20的实时位置单元21采集经纬度并换算成时速，并将数据通过数据传输单元22传输给数据通讯子***30；
步骤S3、数据通讯子***30的通讯单元33接受来自距离采集子***10和位置服务子***20的数据，并转发给数据处理单元31计算安全距离；
步骤S4、根据计算结果判定是否不小于安全距离；
步骤S5、若小于安全距离则通知警报提醒子***40，执行步骤S6，若不小于安全距离则返回步骤S1循环；
步骤S6、警报提醒子***40通知实时提醒装置50触发语音警报、振动警报；
作为本发明的一种优选方案，所述距离采集子***对周围物体的安全距离计算方法，安全距离共包括三个维度：正前方距离维度、左侧距离维度、右侧距离维度；所述安全距离计算方法包括如下两部分：
S11.正前方安全距离的计算方法包括如下步骤：
S11a.从距离采集子***获取正前方物体实时距离，以米为单位，标记为X，通过数据传输单元将数据传输给数据通讯子***；
S11b.从位置服务子***获单位时间内的不同取经纬度并换算成时速值，标记为Y，通过数据传输单元将数据传输给数据通讯子***；
S11c.在数据通讯子***，行车安全距离计算公式计算当前距离，标记为Z；
S11d.将X和Z做比较，若X不大于Z，则满足警报条件，触发警报给警报提醒子***；
S12.左右两侧的安全距离计算方法包括如下步骤：
S12a.从距离采集子***获取左侧物体距离，标记为E，通过数据传输单元将数据传输给数据通讯子***；；
S12b.数据通讯子***，左侧安全距离的临界值记录为F，将E和F做比较；
S12c.若E不大于F，则满足警报条件，触发警报给警报提醒子***。
作为本发明的一种优选方案，所述方法还包括实时提醒步骤，语音单元播放警报音，从听觉渠道提醒驾驶员；振动单元触发实物震感，从触觉提醒驾驶员。
本发明的有益效果在于：本发明提出的基于行车轨迹实时预警出险率的***，可在第一时间内感知周围物体的安全距离，及时提醒驾驶员关于危险情况的发生，引导驾驶员正确操作。本发明不会改变汽车原有的一切功能，只需要外接一个独立的通讯***装置，就可以体验全新驾驶护航，从而感受科技给人们带来的智能和安全。
附图说明
图1为本发明基于行车轨迹实时预警出险率***的组成示意图。
图2为本发明周围物体的安全距离计算方法的流程图。
图3为本发明实时提醒装置组成示意图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。
实施例一
请参阅图1，本发明揭示了一种基于行车轨迹实时预警出险率的***，所述***包括：距离采集子***10、位置服务子***20、数据通讯子***30、警报提醒子***40。
所述距离采集子***10设有红外感应单元11、数据传输单元12，所述红外感应单元包括正前方、左侧、右侧三个感应模块，用以获取三个方位的物体距离，所述数据传输单元用以实现和数据通讯子***的数据传输。
所述位置服务子***20设有实时位置单元21、数据传输单元22，所述实时位置单元用以获取当前精确位置信息，数据传输单元用以和数据通讯子***的数据传输。
所述数据通讯子***30设有数据处理单元31、移动网络单元32、通讯单元33，所述数据处理单元用以计算安全距离，移动网络单元用于发送数据处理单元的数据到服务器，通讯单元用以接受距离采集子***、位置服务子***的传输数据。
所述警报提醒子***40设有数据传输单元41、警报单元42，所述数据传输单元用以接受数据通讯子***的数据，警报单元用以实现对语音、振动警报提醒装置的控制。
所述距离采集子***10包括安全距离计算单元，用以对周围物体的安全距离计算，安全距离共包括三个维度：正前方距离维度、左侧距离维度、右侧距离维度；所述安全距离计算单元包括正前方安全距离计算模块、左右两侧安全距离计算模块。
请参阅图2，所述正前方安全距离计算模块的计算方法包括如下步骤：
a.从距离采集子***获取正前方物体实时距离，以米为单位，标记为X，通过数据传输单元将数据传输给数据通讯子***；
b.从位置服务子***获单位时间内的不同取经纬度并换算成时速值，标记为Y，通过数据传输单元将数据传输给数据通讯子***；
c.在数据通讯子***，根据“行车安全距离计算公式”计算当前距离，标记为Z；
d.将X和Z做比较，若X不大于Z，则满足警报条件，触发警报给警报提醒子***；
左右两侧安全距离计算模块的安全距离计算方法包括如下步骤：
a.从距离采集子***获取某侧物体距离，标记为E，通过数据传输单元将数据传输给数据通讯子***；
b.数据通讯子***，该侧安全距离的临界值记录为F，将E和F做比较；
c.若E不大于F，则满足警报条件，触发警报给警报提醒子***。
请参阅图3，所述***还包括实时提醒装置，所述实时提醒装置包括：语音单元，振动单元，所述语音单元用以播放警报音，从听觉渠道提醒驾驶员，振动单元用以触发实物震感，从触觉提醒驾驶员。
请参阅图2，本发明还揭示一种上述***的预警出现率的方法，所述方法包括如下步骤：
步骤S1、距离采集子***10的红外感应单元11采集到正前方物体实时距离，并将数据通过数据传输单元12传输给数据通讯子***30；
步骤S2、从位置服务子***20的实时位置单元21采集经纬度并换算成时速，并将数据通过数据传输单元22传输给数据通讯子***30；
步骤S3、数据通讯子***30的通讯单元33接受来自距离采集子***10和位置服务子***20的数据，并转发给数据处理单元31计算安全距离；
步骤S4、根据计算结果判定是否不小于安全距离；
步骤S5、若小于安全距离则通知警报提醒子***40，执行步骤S6，若不小于安全距离则返回步骤S1循环；
步骤S6、警报提醒子***40通知实时提醒装置50触发语音警报、振动警报；
所述距离采集子***对周围物体的安全距离计算方法，安全距离共包括三个维度：正前方距离维度、左侧距离维度、右侧距离维度；所述安全距离计算方法包括如下两部分：
S11.正前方安全距离的计算方法包括如下步骤：
S11a.从距离采集子***获取正前方物体实时距离，以米为单位，标记为X，通过数据传输单元将数据传输给数据通讯子***；
S11b.从位置服务子***获单位时间内的不同取经纬度并换算成时速值，标记为Y，通过数据传输单元将数据传输给数据通讯子***；
S11c.在数据通讯子***，行车安全距离计算公式计算当前距离，标记为Z；
S11d.将X和Z做比较，若X不大于Z，则满足警报条件，触发警报给警报提醒子***；
S12.左右两侧的安全距离计算方法包括如下步骤：
S12a.从距离采集子***获取左侧物体距离，标记为E，通过数据传输单元将数据传输给数据通讯子***；
S12b.数据通讯子***，左侧安全距离的临界值记录为F，将E和F做比较；
S12c.若E不大于F，则满足警报条件，触发警报给警报提醒子***。
所述方法还包括实时提醒步骤，语音单元播放警报音，从听觉渠道提醒驾驶员；振动单元触发实物震感，从触觉提醒驾驶员。
设1号车为前车，2号车为后车,当后车驾驶员及时发现前车制动信号灯亮时并立即制动直至停车，需要经过三段时间，即2号车驾驶员制动反应时间t1、2号车制动协调时间t2和持续制动时间t3，在这三段时间内汽车所行驶的距离分别为S1、S2和S3,它们的和则是后车的制动非安全距离SF；公式中车速单位记km/h，距离单位记m。
S1计算公式：在忽略空气阻力前提下，V0为2号车制动前的初速度，t1为2号车制动员反应时间，所以2号车驾驶员的制动反应距离S1为
S1＝V0t1/3.6(m)
S2计算公式：t2由制动传递延迟时间t2'和制动力增长时间t2"组成，分别对应了两段距离S2'和S2"；t2'时间段内因为汽车尚未产生制动，所以依然是以制动前的初速度V0运动，故S2'为
S2'＝V0t2'/3.6(m)
t2"内2号速度表现是变减速运动，ja2为2号车制动的减速度(m/s2)，经过积分变换后对应的公式为
S2"＝(V0t2"/3.6)-1/6xja2t2"2∫(m)
故t2内汽车所走的距离为
S2＝S2'+S2"＝V0t2'/3.6+(V0t2"/3.6)-1/6xja2t2"2∫(m)
S3计算公式：t3时间段内汽车做匀减速运动，根据匀减速运动规律，可求得S3为
S3＝V0 2/(2x3.62ja2)-(V0t2"/3.6x2)+1/8xja2t2"2∫(m)
后车的制动非安全距离为S1、S2、S3相加，即为：
SF＝S1+S2+S3＝V0t1/3.6+V0(t2'+t2"/2)/3.6+V0 2/(2x3.62ja2)-1/24xja2t2"2∫(m)
略去二次微量，可得
SF＝V0t1/3.6+V0(t2'+t2"/2)/3.6+V0 2/(2x3.62ja2)(m)
综上所述，本发明提出的基于行车轨迹实时预警出险率的***，可在第一时间内感知周围物体的安全距离，及时提醒驾驶员关于危险情况的发生，引导驾驶员正确操作。本发明不会改变汽车原有的一切功能，只需要外接一个独立的通讯***装置，就可以体验全新驾驶护航，从而感受科技给人们带来的智能和安全。
实施例二
请参阅图1、图3，本发明揭示了一种实时行车轨迹通讯***和实时提醒装置50，所述***包括距离采集子***10、位置服务子***20、数据通讯子***30、警报提醒子***40。
所述距离采集子***10设有红外感应单元11、数据传输单元12。红外感应单元11可以采集正前方、左侧、右侧的物体距离，数据存储单元12用于传输数据给数据通讯子***30。
所述位置服务子***20设有实时位置单元21、数据传输单元22。实时位置单元21用以获取当前实时的经纬度数据，数据传输单元22用于传输数据给数据通讯子***30。
所述数据通讯子***30设有数据处理单元31、移动网络单元32、通讯单元33。数据处理单元31负责使用采样数据计算安全距离，移动网络单元32用于发送数据处理单元的数据到服务器，通讯单元33用以接受距离采集子***10、位置服务子***20的数据数传输。
所述警报提醒子***40设有数据传输单元41、警报单元42，数据传输单元41用以接受数据通讯子***30的数据，警报单元42用以控制实时提醒装置50，完成语音、振动提醒功能。
所述实时提醒装置设有语音单元51、振动单元52，语音单元51播放鸣笛警报音、振动单元52控制装置自振动从触觉上提醒驾驶员。
以上介绍了本发明实时行车轨迹通讯***及装置的组成，本发明在揭示上述实时行车轨迹通讯***及实时提醒装置的同时，还揭示上述实时行车轨迹通讯***的安全距离(以正前方距离实施)计算方法；所述方法包括如下步骤(图2)：
【步骤S1】“距离采集子***10”的“红外感应单元11”采集到正前方物体实时距离，并将数据通过“数据传输单元12”传输给“数据通讯子***30”；
【步骤S2】从“位置服务子***20”的“实时位置单元21”采集经纬度并换算成时速，并将数据通过“数据传输单元22”传输给“数据通讯子***30”；
【步骤S3】“数据通讯子***30”的“通讯单元33”接受来自“距离采集子***10”和“位置服务子***20”的数据，并转发给“数据处理单元31”计算安全距离；
【步骤S4】根据计算结果判定是否不小于安全距离；
【步骤S5】若小于安全距离则通知警报提醒子***40，执行步骤S6，若不小于安全距离则返回步骤S1循环；
【步骤S6】警报提醒子***40通知实时提醒装置50触发语音警报、振动警报；
综上所述，本发明提出的实时行车轨迹通讯***通过实时采集周围物体的距离、基于GPS定位技术计算出时速，根据已有的行车安全计算公式计算出是否满足安全距离，实时提醒驾驶员注意，并且提供了语音和振动的两种方式，特别是对于疲劳驾驶的驾驶员提醒作用明显，本发明不需要改装汽车原有结构，可以直接使用车辆点烟器的12V电压接通装置供电，装置不涉及安装，可以直接放在中控台上。本发明的实时行车轨迹通讯***可以基于开源项目android来实现，再次提供两个方案：
方案一：完全发明一种全新的基于android的电子设备，其中GPS芯片、红外设备、移动数据通讯都已经支持，本发明实时提醒装置50中的语音单元使用内置喇叭、振单元使用内置马达实现即可。
方案二：基于现在主流的android设备——手机，不过需要对硬件加以改造，目前主流的红外距离感应器只支持近距离的数据采集，需要更换功率更大的支持远距离采集的红外感，同时集成本发明所述的一种对周围物体的安全距离计算方法。本方案的好处是手机功能多元化，高集成度。
这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。
Claims (6)
1.一种基于行车轨迹实时预警出险率的***，其特征在于，所述***包括：距离采集子***、位置服务子***、数据通讯子***、警报提醒子***；
所述距离采集子***设有红外感应单元、数据传输单元，所述红外感应单元包括正前方、左侧、右侧三个感应模块，用以获取三个方位的物体距离，所述数据传输单元用以实现和数据通讯子***的数据传输；
所述位置服务子***设有实时位置单元、数据传输单元，所述实时位置单元用以获取当前精确位置信息，数据传输单元用以和数据通讯子***的数据传输；
所述数据通讯子***设有数据处理单元、移动网络单元、通讯单元，所述数据处理单元用以计算安全距离，移动网络单元用于发送数据处理单元的数据到服务器，通讯单元用以接受距离采集子***、位置服务子***的传输数据；
所述警报提醒子***设有数据传输单元、警报单元，所述数据传输单元用以接受数据通讯子***的数据，警报单元用以实现对语音、振动警报提醒装置的控制。
2.根据权利要求1所述的基于行车轨迹实时预警出险率的***，其特征在于：
所述距离采集子***包括安全距离计算单元，用以对周围物体的安全距离计算，安全距离共包括三个维度：正前方距离维度、左侧距离维度、右侧距离维度；所述安全距离计算单元包括正前方安全距离计算模块、左右两侧安全距离计算模块；
所述正前方安全距离计算模块的计算方法包括如下步骤：
a.从距离采集子***获取正前方物体实时距离，以米为单位，标记为X，通过数据传输单元将数据传输给数据通讯子***；
b.从位置服务子***获单位时间内的不同取经纬度并换算成时速值，标记为Y，通过数据传输单元将数据传输给数据通讯子***；
c.在数据通讯子***，根据“行车安全距离计算公式”计算当前距离，标记为Z；
d.将X和Z做比较，若X不大于Z，则满足警报条件，触发警报给警报提醒子***；
左右两侧安全距离计算模块的安全距离计算方法包括如下步骤：
a.从距离采集子***获取某侧物体距离，标记为E，通过数据传输单元将数据传输给数据通讯子***；
b.数据通讯子***，该侧安全距离的临界值记录为F，将E和F做比较；
c.若E不大于F，则满足警报条件，触发警报给警报提醒子***。
3.根据权利要求1所述的基于行车轨迹实时预警出险率的***，其特征在于：
所述***还包括实时提醒装置，所述实时提醒装置包括：语音单元，振动单元，所述语音单元用以播放警报音，从听觉渠道提醒驾驶员，振动单元用以触发实物震感，从触觉提醒驾驶员。
4.一种权利要求1至3之一所述***的预警出现率的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
步骤S1、距离采集子***10的红外感应单元11采集到正前方物体实时距离，并将数据通过数据传输单元12传输给数据通讯子***30；
步骤S2、从位置服务子***20的实时位置单元21采集经纬度并换算成时速，并将数据通过数据传输单元22传输给数据通讯子***30；
步骤S3、数据通讯子***30的通讯单元33接受来自距离采集子***10和位置服务子***20的数据，并转发给数据处理单元31计算安全距离；
步骤S4、根据计算结果判定是否不小于安全距离；
步骤S5、若小于安全距离则通知警报提醒子***40，执行步骤S6，若不小于安全距离则返回步骤S1循环；
步骤S6、警报提醒子***40通知实时提醒装置50触发语音警报、振动警报。
5.根据权利要求4所述的预警出现率的方法，其特征在于：
所述距离采集子***对周围物体的安全距离计算方法，安全距离共包括三个维度：正前方距离维度、左侧距离维度、右侧距离维度；所述安全距离计算方法包括如下两部分：
S11.正前方安全距离的计算方法包括如下步骤：
S11a.从距离采集子***获取正前方物体实时距离，以米为单位，标记为X，通过数据传输单元将数据传输给数据通讯子***；
S11b.从位置服务子***获单位时间内的不同取经纬度并换算成时速值，标记为Y，通过数据传输单元将数据传输给数据通讯子***；
S11c.在数据通讯子***，行车安全距离计算公式计算当前距离，标记为Z；
S11d.将X和Z做比较，若X不大于Z，则满足警报条件，触发警报给警报提醒子***；
S12.左右两侧的安全距离计算方法包括如下步骤：
S12a.从距离采集子***获取左侧物体距离，标记为E，通过数据传输单元将数据传输给数据通讯子***；；
S12b.数据通讯子***，左侧安全距离的临界值记录为F，将E和F做比较；
S12c.若E不大于F，则满足警报条件，触发警报给警报提醒子***。
6.根据权利要求4所述的预警出现率的方法，其特征在于：
所述方法还包括实时提醒步骤，语音单元播放警报音，从听觉渠道提醒驾驶员；振动单元触发实物震感，从触觉提醒驾驶员。
Applications Claiming Priority (2)
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