CN109153386A - 车速计算方法及装置、具备车速计算装置的驾驶员状态监控*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种车速计算方法及装置、具备车速计算装置的驾驶员状态监控***。车速计算装置包括：信号判定部，分别通过UART端口和GPIO端口，接收从与输入插座连接的原始数据生成装置输入的原始数据，对分别通过UART端口和GPIO端口接收的两种原始数据进行有效性检查，判定某一种原始数据为有效原始数据后，输出与所述有效原始数据对应地生成的信号类型信息和所述有效原始数据；以及车速计算部，接收所述信号类型信息和所述有效原始数据，根据符合所述信号类型信息地预先指定的处理方式，处理所述有效原始数据，从而生成与计算的车速对应的车速信息。

Description

车速计算方法及装置、具备车速计算装置的驾驶员状态监控 ***
技术领域
本发明涉及一种车速计算方法及装置、具备车速计算装置的驾驶员状态监控***。
背景技术
如韩国授权专利第0412691号等所公开，最近开发出了各种驾驶员状态监控装置，不仅利用图像处理技术和语音识别技术等，感测车辆驾驶员是否疲劳驾驶，通过发送警告音等，引起车辆驾驶员的注意，而且可以能动地应付紧急状况。
然而，这种驾驶员状态监控装置的警告驾驶员疲劳及注意力不集中的功能，在行车过程中有意义，但是在停车状态下反而妨碍驾驶员的有意识的行为并带来不便。
因此，尽管需要判断是否为行车或停车并据此适当应用对疲劳及注意力不集中的警告功能，但是，现有的驾驶员状态监控装置与车辆是否为行驶无关地执行警告功能，存在局限性。
为了判断是否为行车或停车，作为一例，能够应用车辆的速度信息。例如，可以通过车辆的OBD(On-Board Diagnostics，车载诊断***)终端获取用于计算车辆的速度信息的原始数据，或者从安装于车辆的GPS(Global Positioning System，全球定位***)模块接收该原始数据，或者从安装于车辆变速器的霍尔传感器等车速传感器获取该原始数据。
即，当通过OBD终端获取原始数据时，车速计算装置驱动事先安装的程序，分析获取的原始数据，计算车辆的速度信息。此时，车速计算装置应该具备CAN(Controller AreaNetwork，控制器局域网络)接口。
另外，车速计算装置也可以通过UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步收发器)通信方式从GPS模块接收原始数据并计算车辆的速度信息。
另外，车速计算装置也可以通过GPIO(General Purpose Input Output，通用输入/输出)从车速传感器获取原始数据并计算车辆的速度信息。
然而，现有的车速计算装置并未实现接收并处理由不同的原始数据生成装置(例如，GPS模块、车速传感器等)分别提供的不同形式的原始数据以便计算车速的通用装置，以仅限于符合某一种原始数据生成装置的方式分别被制作并销售。
这不仅造成产品生产、库存及流通管理方面的困难，而且将设置于车辆的原始数据生成装置更换成不同类型时，还需要与之相符地更换车速计算装置。
发明内容
技术问题
本发明用于提供一种车速计算方法及装置和具备车速计算装置的驾驶员状态监控***，通过实现能够与不同类型的原始数据生成装置连接并被驱动的通用的车速计算装置，不受限制地利用用于计算不同形式的原始数据(即，NMEA(National MarineElectronics Association，美国国家海洋电子协会)标准的GPS信号、来自车速传感器的方波脉冲信号等)，自动判定并处理与车速计算装置连接的原始数据生成装置输入哪种形式的原始数据。
本发明用于提供一种车速计算方法及装置和具备车速计算装置的驾驶员状态监控***，通过实现通用的车速计算装置，可以不受更换原始数据生成装置的影响，持续使用相同的车速计算装置，从而便于产品生产、库存及流通管理。
本发明用于提供车速计算方法及装置和具备车速计算装置的驾驶员状态监控***，可以将由车速计算装置计算的车速信息以有线/无线通信方式提供至设置在车辆上的各种电子设备，根据指定目的进行应用。
通过以下说明，可以容易理解本发明的其他目的。
技术方案
根据本发明的一实施例提供了一种车速计算装置，其包括：信号判定部，分别通过UART端口和GPIO端口，接收从与输入插座连接的原始数据生成装置输入的原始数据，对分别通过UART端口和GPIO端口接收的两种原始数据进行有效性检查，判定某一种原始数据为有效原始数据后，输出与所述有效原始数据对应地生成的信号类型信息和所述有效原始数据；以及车速计算部，接收所述信号类型信息和所述有效原始数据，根据符合所述信号类型信息地预先指定的处理方式，处理所述有效原始数据，从而生成与计算的车速对应的车速信息。
所述原始数据生成装置可以是用于输出作为原始数据的GPS信号的***，或者是用于输出作为原始数据的方波脉冲信号的车速传感器。
所述信号判定部可以对通过所述UART端口输入的原始数据，进行基于NMEA标准检查校验和的有效性检查，而对通过所述GPIO端口输入的原始数据，进行用于在规定时间内测定脉冲间隔与相邻脉冲间隔之差的有效性检查。
当对分别通过所述UART端口和所述GPIO端口输入的原始数据进行有效性检查并判定所输入的原始数据全部为无效信号时，所述信号判定部可以省略所述信号类型信息和有效原始数据的输出。
所述信号判定部可以只在满足预先指定的条件的情况下，对所述两种原始数据进行有效性检查，所述预先指定的条件包括：感测到所述输入插座解除与原始数据生成装置的连接后重新连接的情况以及车辆从关停状态转换成启动的情况中的一种以上。
进一步可以包括将所述有效原始数据提供至其他电子设备的传递单元，所述传递单元包括：UART端口，用于将所述有效原始数据输出至所述其他电子设备；以及NMEA编码器，当通过GPIO端口提供的原始数据被判定为有效原始数据时，将所述有效原始数据按照GPS信号标准进行编码，并提供至所述UART端口。
根据本发明的另一实施例，提供了一种驾驶员状态监控***，其包括上述的车速计算装置。
除上述以外的其他方面、特征、优点将通过以下的附图、权利要求书及发明的详细说明将变得明确。
发明效果
根据本发明的实施例，通过实现能够与不同类型的原始数据生成装置连接并被驱动的通用的车速计算装置，能够不受限制地利用不同形式的原始数据(即，NMEA标准的GPS信号、来自车速传感器的方波脉冲信号等)，以便计算车速。
另外，能够自动判定并处理从与通用的车速计算装置连接的原始数据生成装置输入哪种形式的原始数据。
另外，通过实现通用的车速计算装置，不受更换原始数据生成装置的影响，能够持续使用相同的车速计算装置，从而便于产品生产、库存及流通管理。
另外，能够将由车速计算装置计算的车速信息以有线/无线通信方式提供至设置在车辆上的各种电子设备，根据指定目的进行应用。
附图说明
图1是示出本发明的一实施例涉及的车速计算装置的结构的图。
图2是示出本发明的一实施例涉及的具备车速计算装置的驾驶员状态监控***的结构的图。
图3是示出本发明的一实施例涉及的车速计算方法的流程图。
具体实施方式
本发明可以进行各种变换并具有多种实施例，对特定实施例在附图中示例并对详细说明进行详述。但是，应当理解，这并非将本发明限定为特定的实施形态，而是涵盖包含于本发明的思想及技术范围内的所有的变换、等同物以及替代物。在说明本发明的过程中，当认为对于相关的公知技术的具体说明有可能混淆本发明的宗旨时，将省略其详细说明。
本申请中使用的术语仅用于说明特定的实施例，并非旨在限定本发明。除非上下文另有明确规定，否则单数的表达包括复数的表达。在本申请中，应当理解“包括”或“具有”等术语用于指定存在说明书中所记载的特征、数字、步骤、操作、构成要素、部件或其组合，并非预先排除一个或其以上的其他特征、数字、步骤、操作、构成要素、部件或其组合的存在或附加可能性。
另外，参照各附图进行说明的实施例的构成要素并非仅应用于对应的实施例中，在维持本发明的技术思想的范围内，能够实现为包含于其他实施例中，并且，即使其他说明被省略，也可以再次实现为由多个实施例整合的一个实施例。
另外，在参照附图进行说明的过程中，与附图标记无关，对于相同构成要素，赋予相同或相关的附图标记，并省略对此的重复说明。在说明本发明的过程中，当认为对于相关的公知技术的具体说明有可能混淆本发明的宗旨时，将省略其详细说明。
图1是示出本发明的一实施例涉及的车速计算装置的结构的图。
参照图1，车速计算装置100可以包括输入插座105和主处理单元110。
输入插座105结合于原始数据生成装置130的原始数据输出用插头，以便接收原始数据。
输入插座105可以形成为例如耳机连接器插座的形状，结合于***132和传感器134中的任意一个(以下称为“原始数据生成装置130”)的原始数据输出用插头，所述***132包括GPS模块，所述传感器134作为车速传感器，例如是霍尔传感器。输入插座105与原始数据输出用插头结合，从而使接地(GND)端子也彼此连接。
另外，输入插座105使通过与原始数据输出用插头结合而从原始数据生成装置130输入的原始数据分配至后述的信号输入部114的UART(Universal AsynchronousReceiver/Transmitter，通用异步收发器)端口和GPIO(General Purpose Input/Output，通用输入/输出)端口，并分别进行输入。
主处理单元110可以包括连接感测部112、信号输入部114、信号判定部116及车速计算部118。
连接感测部112保持与输入插座105和接地端子连接的状态，通过GPIO端口的GPIO电平来感测原始数据输出用插头是否与输入插座105结合，当结合时，将连接通知Con_Noti提供至信号判定部116。
例如，当原始数据输出用插头与输入插座105结合以使彼此的接地端子连接时，连接感测部112的GPIO电平从高(High)电平降至接地电平，连接感测部112由此能够感测到原始数据输出用插头结合于输入插座105。
然而，当连接感测部112的GPIO电平保持在高(High)电平状态时，接地线处于断开(open)的状态，因此，能够感测到原始数据输出用插头没有结合于输入插座105。此时，连接感测部112也可以将解除连接通知提供至信号判定部116。
信号输入部114具备UART端口和GPIO端口，输入插座105分别通过UART端口和GPIO端口接收从原始数据生成装置130输入的原始数据。
信号输入部114将通过UART端口和GPIO端口输入的各个原始数据传递至信号判定部116，以便判定分别通过UART端口和GPIO端口输入的原始数据中经由某一路径输入的原始数据为有效原始数据并加以利用。
如上所述，***132与传感器134中的某一个作为原始数据生成装置130结合于输入插座105，所述***132用于输出通过UART端口输入/输出的GPS信号，传感器134用于输出通过GPIO端口输入/输出的方波脉冲信号。
然而，由于由后述的信号判定部116判定哪种类型的原始数据生成装置130结合于输入插座105，因此，在从输入插座105到信号判定部116的区间内，将被输入的原始数据处理成都分别通过UART端口和GPIO端口输入/输出。此后，信号判定部116判定***132和传感器134中的某一个为结合于输入插座105的原始数据生成装置130后，仅将有效原始数据传递至车速计算部118，以便计算车速。
由于这种结构，在***132与传感器134中的某一个作为原始数据生成装置130结合于输入插座105并被使用的过程中，即使原始数据生成装置130被更换成***132与传感器134中的另一个，也可以继续使用本实施例涉及的车速计算装置100而无需进行更换。
当从感测到原始数据输出用插头结合于输入插座105的连接感测部112输入连接通知Con_Noti，并且从信号输入部114的UART端口和GPIO端口分别输入原始数据时，信号判定部116判定所输入的两种原始数据中通过哪种路径输入的原始数据为有效原始数据。
对于通过UART端口输入的原始数据，信号判定部116进行基于例如NMEA(NationalMarine Electronics Association)标准检查校验和(checksum)，从而判定是否为有效原始数据。
因此，当与输入插座105连接的原始数据生成装置130为***132并且所输入的原始数据为GPS信号时，信号判定部116将通过UART端口输入的原始数据判定为有效原始数据。
同样，对于通过GPIO端口输入的原始数据，信号判定部116在规定时间段内测定例如脉冲间距(即，与速度成正比的信息)与相邻脉冲间距之差(即，与加速度成正比的信息)并判定是否为有效原始数据。
当与输入插座105连接的原始数据生成装置130为***132且所输入的原始数据为GPS信号时，通过GPIO端口输入的GPS信号即便在最慢的波特率(baud rate)下也通常具有比从传感器134输出的方波脉冲信号还高的频率，因此，被测定为非正常的高速并被判断为无效的原始数据。
对于分别通过UART端口和GPIO端口输入的两种原始数据，信号判定部116分别实施有效性检查，能够根据被判断为有效原始数据的原始数据通过哪种路径(即，UART端口或GPIO端口)输入，判定与输入插座105连接的原始数据生成装置130为***132或传感器134，并且原始数据的类型为GPS信号或方波脉冲信号。
其中，对于分别通过UART端口和GPIO端口输入的两种原始数据中的从哪种路径输入的原始数据进行有效性检查，信号判定部116对此没有顺序上的限制，能够根据需要而不同地设定。
此时，在所输入的两种原始数据中先行判断的某一种原始数据被判断为无效时，信号判定部116也可以省略附加的有效性检查，将未经过有效性检查的剩余原始数据判定为有效原始数据，从而节省与有效原始数据的判定有关的处理时间。
当然，信号判定部116也可以对从不同路径分别输入的两种原始数据都分别实施有效性检查后，当所输入的两种原始数据全部被判断为无效信号时，将所输入的两种原始数据全部判定为无效信号。当两种原始信号全部被判定为无效信号时，判定部116以不会将任何原始数据传递至车速计算部118的方式进行处理。
当通过有效性检查来判定某一种原始数据为有效原始数据时，信号判定部116将与有效原始数据对应的信号类型信息S_Type和有效原始数据A_Signal输入至车速计算部118。
信号类型信息可以包括例如原始数据生成装置130为***132或传感器134以及原始数据类型为GPS信号或方波脉冲信号中的一种以上，或者与之对应地预先指定的信息。
另外，有效原始数据可以是在分别通过UART端口和GPIO端口输入的两种原始数据中被判断为有效的一种原始数据，并且通过信号判定部116进行迂回(bypass)处理，以便输入至车速计算部118，。
信号判定部116也可以不是在从信号输入部114输入两种原始数据的每个时间点重复实施用于判定有效原始数据的作业，只在符合预先指定的条件时，在预先指定的单位时间内进行用于生成信号类型信息的处理，直到重新符合指定的条件为止，实施使与信号类型信息对应的原始数据迂回到车速计算部118的处理。
其中，预先指定的条件可以为，例如，从连接感测部112输入连接解除通知后重新输入连接通知的情况、从车辆关停状态转换到启动的情况等。并且，预先指定的单位时间可以预先指定为，对于所输入的两种原始数据中的一种以上完成有效性检查并且生成信号类型信息所需的时间。
当从信号判定部116输入信号类型信息和有效原始数据时，车速计算部118将所输入的有效原始数据处理成符合所输入的信号类型信息，从而生成与计算的车速对应的车速信息。至于接收GPS信号或方波脉冲信号并计算及生成车速信息过程，对于本领域技术人员而言是显而易见的事项，故省略对此的说明。
图2是示出本发明的一实施例涉及的具备车速计算装置的驾驶员状态监控***的结构的图。
参照图2，所述车速计算装置100可以作为一构成要素包含于驾驶员状态监控***200，驾驶员状态监控***200还可以包括控制部210和驾驶员警告装置220。
驾驶员警告装置220判断驾驶员是否疲劳驾驶，当判断驾驶员处于疲劳驾驶状态时，驾驶员警告装置220输出声音、振动等，引起驾驶员的注意。驾驶员警告装置220可以例如拍摄驾驶员的面部影像，从拍摄的影像中检测驾驶员的瞳孔区域，从而判断驾驶员是否处于疲劳驾驶状态。
控制部210可以只在通过车速计算装置判断为行车状态时，使驾驶员警告装置220以上述方式动作，从而防止在停车状态下因妨碍驾驶员的打盹等驾驶员的有意识的行为而引起的不便。
另外，驾驶员状态监控***200还可以具备传递单元230，该传递单元230用于将由车速计算装置100计算的车速信息及/或者有效原始数据传递至车辆的其他电子设备。
传递单元230可以包括例如UART端口和NMEA编码器。即，传递单元通过串行接口以UART通信方式传递有效原始数据，并且，当有效原始数据为GPS信号时，通过UART端口迂回传递，当有效原始数据为方波脉冲信号时，可以通过NMEA编码器来变换成符合GPS信号标准后，通过UART端口能进行传递。
传递单元230既可以实现为独立的构成要素，也可以包含于车速计算装置100。
图3是示出本发明的一实施例涉及的车速计算方法的流程图。
参照图3，在步骤310中，信号判定部116参照从连接感测部112输入的连接通知或连接解除通知，判定作为***132或传感器134的原始数据生成装置130是否连接到输入插座105。
当原始数据生成装置130并未连接到输入插座105时，在步骤310中等待。但是，当原始数据生成装置130连接到输入插座105时，进行步骤320。
在步骤320中，信号判定部116对于从输入插座105通过信号输入部114的UART端口和GPIO端口分别接收的两种原始数据实施有效性检查，判定有效原始数据，生成与此对应的信号类型信息。接下来，信号判定部116将所生成的信号类型信息和有效原始数据提供至车速计算部118。
在步骤330中，车速计算部118将所输入的有效原始数据处理成符合所输入的信号类型信息，生成与计算的车辆速度对应的车速信息。至于将GPS信号或方波脉冲信号作为有效原始数据接收并利用其计算车速的过程，对于本领域技术人员而言是显而易见的事项，故省略对此的说明。
在步骤340中，信号判定部116判断是否为在从输入插座105分别通过UART端口和GPIO端口接收的两种原始数据中重新判定有效原始数据的时间点。
信号判定部116可以不是在从信号输入部114输入两种原始数据的每个时间点重复实施用于判定有效原始数据的作业，只在符合预先指定的条件时，在预先指定的单位时间内进行用于生成信号类型信息的处理，直到重新符合指定的条件为止，实施使与信号类型信息对应的原始数据迂回到车速计算部118的处理。
其中，预先指定的条件可以为，例如，从连接感测部112输入连接解除通知后重新输入连接通知的情况、从车辆关停状态转换到启动的情况等。并且，预先指定的单位时间可以预先指定为，对于所输入的两种原始数据中的一种以上完成有效性检查并且生成信号类型信息所需的时间。
当达到重新判定有效原始数据的时间点时，进行步骤310。但是，没有达到重新判定有效原始数据的时间点时，进行步骤330，信号判定部116将与在步骤320中生成的信号类型信息对应的原始数据迂回处理到车速计算部118。
以上参照本发明的实施例进行了说明，但是本领域技术人员能够在不脱离权利要求书中记载的本发明的思想及领域的范围内对本发明进行多种修改及变更。

Claims (7)

1.一种车速计算装置，其特征在于，包括：
信号判定部，分别通过UART端口和GPIO端口，接收从与输入插座连接的原始数据生成装置输入的原始数据，对分别通过UART端口和GPIO端口接收的两种原始数据进行有效性检查，判定某一种原始数据为有效原始数据后，输出与所述有效原始数据对应地生成的信号类型信息和所述有效原始数据；以及
车速计算部，接收所述信号类型信息和所述有效原始数据，根据符合所述信号类型信息地预先指定的处理方式，处理所述有效原始数据，从而生成与计算的车速对应的车速信息。
2.根据权利要求1所述的车速计算装置，其特征在于，
所述原始数据生成装置是用于输出作为原始数据的GPS信号的***，或者是用于输出作为原始数据的方波脉冲信号的车速传感器。
3.根据权利要求2所述的车速计算装置，其特征在于，
所述信号判定部对通过所述UART端口输入的原始数据，进行基于NMEA标准检查校验和的有效性检查，而对通过所述GPIO端口输入的原始数据，进行在规定时间内测定脉冲间隔与相邻脉冲间隔之差的有效性检查。
4.根据权利要求3所述的车速计算装置，其特征在于，
当对分别通过所述UART端口和所述GPIO端口输入的原始数据进行有效性检查并判定所输入的原始数据全部为无效信号时，所述信号判定部省略所述信号类型信息和有效原始数据的输出。
5.根据权利要求2所述的车速计算装置，其特征在于，
所述信号判定部只在满足预先指定的条件的情况下，对所述两种原始数据进行有效性检查，
所述预先指定的条件包括：感测到所述输入插座解除与原始数据生成装置的连接后重新连接的情况，以及车辆从关停状态转换成启动的情况中的一种以上。
6.根据权利要求1所述的车速计算装置，其特征在于，
进一步包括用于将所述有效原始数据提供至其他电子设备的传递单元，
所述传递单元包括：
UART端口，用于将所述有效原始数据输出至所述其他电子设备；以及
NMEA编码器，当通过GPIO端口提供的原始数据被判定为有效原始数据时，将所述有效原始数据按照GPS信号标准进行编码，并提供至所述UART端口。
7.一种驾驶员状态监控***，其特征在于，
包括权利要求1至6中任何一项所述的车速计算装置。
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