CN112428952A - 一种基于物联网的车辆安全预警*** - Google Patents

一种基于物联网的车辆安全预警*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于物联网的车辆安全预警***，包括***值守平台、终端控制器、身份识别模块、导航***、辅助驾驶模块、警示模块、驾驶员状态监测模块、车辆数据采集模块、路况监测模块；本***可根据车辆安装的多种终端设备通过物联网技术连接到***值守平台，实现实时监测车辆及驾驶员工作状态、生命体征、环境数据、路面数据、身份认证、辅助驾驶、异常报警、突发状况应对等一系列关于行车安全问题的解决方案。从而降低由驾驶员疲劳驾驶、车辆故障引发的交通事故的概率。

Description

一种基于物联网的车辆安全预警***
技术领域
本发明涉及交通辅助驾驶领域。
背景技术
随着物联网概念的提出，迅速在汽车行业成为研究和应用的新热点，但是目前多是应用于电动汽车充电设施和智能化交通等方面，未能将汽车上的不同机构作为节点接入网络，因而不能实现部件级的信息和故障诊断。车辆安全预警***是一个集网络通信、环境感知、规划决策、多等级辅助驾驶等功能于一体的综合辅助驾驶***，它集中运用了计算机、物联网、智能传感、信息融合、网络通信、人工智能等技术，是典型的高新技术综合体。目前智能驾驶主要集中在无人驾驶领域，但是现有辅助驾驶领域也存在许多亟须解决的问题，例如车辆行驶中司机突发的心脏病，失去驾驶能力后的应急措施；导航***无法判断路况及道路拥堵情况，无法保证出行效率；以及车辆被盗后的驾驶员的身份认证***，及自动报警解决方案；以上问题都是当前车辆辅助驾驶***亟须解决的焦点问题。
故，需要一种新的技术方案以解决上述问题。
发明内容
发明目的：本发明旨在提供一种基于物联网的车辆安全预警***，提供了驾驶员在行车过程中突发疾病，和现有导航***无法实时获取目标路线路况，以及核对驾驶员身份信息等一系列问题的解决方案。
技术方案：为达到上述目的，本发明提供的基于物联网的车辆安全预警***，可采用如下技术方案：
一种基于物联网的车辆安全预警***，包括：
***值守平台，通过物联网通信技术实现与用户及所述终端设备的远程信息交互；
终端控制器，包括中央处理器、通信模组、显示单元、智能语音识别单元；显示单元用于用户指令的输入与输出；智能语音识别单元用于提供语音信息交互功能；通信模组用于与***值守平台通信；
身份识别模块，包括摄像头组件、RFID识别单元、人脸识别单元、语音输入单元；所述人脸识别单元用于对驾驶员身份进行验证，所述语音输入单元用于识别待验证驾驶员的语音认证信息；RFID感应芯片实现无钥匙启动功能；摄像头组件用于采集驾驶员身份识别信息及过程，用于追溯查证；
导航***，通过定位模块接收卫星发送的车辆位置信息，并发送至远程车辆终端控制模块，所述车辆终端控制模块用于与云端服务器实时交互路况信息，通过云计算实施规划最佳行车路线；
辅助驾驶模块，包括制动单元、障碍感应雷达、道路偏移监测模块；用于在车辆及驾驶员突发意外无法正常驾驶时，通过终端传感器设备监测到的异常行车数据判断为突发意外，此时传感器异常数据经终端控制器传送至***值守平台和车辆制动单元；车辆制动单元通过刹车对车辆进行安全制动，同时发送报警指令给警示模块启动声光报警；
警示模块，用于包括显示单元、声光报警组件；
驾驶员状态监测模块，通过智能穿戴设备集成的各体征传感器，监测驾驶员生命体征，当生命体征指标超出预设生命体征阈值时，进行报警并上传数据至***值守平台；
车辆数据采集模块，通过内部传感器对车辆内部环境数据进行监测；通过压力传感器监测车辆胎压，速度传感器监测车辆速度，加速度传感器监测车辆加速度，发动机温度传感器监测发动机温度，发动机转速传感器监测发动机转速；
路况监测模块，包括道路图像获取单元、道路图像处理单元、车道线检测单元、车辆外部传感器，通过车辆传感器监测车辆外部环境数据并通过车辆终端控制器传送至终端控制器的显示单元和***值守平台。
有益效果：本发明公开了一种基于物联网的车辆安全预警***，***可根据车辆安装的多种终端设备通过物联网技术连接到***值守平台，实现实时监测车辆及驾驶员工作状态、生命体征、环境数据、路面数据、身份认证、辅助驾驶、异常报警、突发状况应对等一系列关于行车安全问题的解决方案。从而降低由驾驶员疲劳驾驶、车辆故障引发的交通事故的概率。
进一步的，通过物联网通信技术实现与用户及所述终端设备的远程信息交互、分析、预警、远程设备控制、锁定功能；用以全方位监测用户车辆运行状态，实时提供最佳行车线路及相关辅助驾驶功能，如发现异常，会立即执行应急处置预案。
进一步的，导航***包括GPS/北斗定位模块、GPS天线、GIS地图单元。
进一步的，智能穿戴设备集成的各体征传感器包括智能手表、智能手环、智能座垫、智能安全带、智能眼镜。
进一步的，驾驶员状态监测模块监测驾驶员不良驾驶行为***台执行应急处置预案的功能。
进一步的，驾驶员状态监测模块监测驾驶员的血糖、心率、体温、血压。
进一步的，辅助驾驶模块根据障碍感应雷达、道路偏移监测来自动控制车辆在发生碰撞前原地制动。
进一步的，车辆数据采集模块对车辆内部环境监测包括车内温度、湿度、空气质量、有害气体浓度、酒精含量数据。
进一步的，路况监测模块通过外部传感器监测车辆外部环境数据，包括温湿度、空气质量，路面情况数据。
进一步的，一个或多个体征传感设备中与所述车辆中的一个或多个车辆乘员相关联；并基于所述数据确定所述一个或多个车辆乘员中的健康状态以及所述一个或多个车辆乘员中相对于所述车辆的位置信息；所述物联网车辆安全预警***根据所述位置信息比较一个或多个车辆乘员的位置是否与所述车辆的位置在一个时间阈值内基本重合而确认所述一个或多个车辆乘员中的一个是否位于所述车辆内。
附图说明
图1是本发明中车辆安全预警***结构示意图。
图2是本发明中车辆数据采集模块结构示意图。
图3是本发明中内部环境监测模块结构示意图。
图4是本发明中车辆状态监测模块结构示意图。
图5是本发明中路况监测模块结构示意图。
具体实施方式
请结合图1至图5所示，本发明公开一种基于物联网的车辆安全预警***，包括：***值守平台1、终端控制器2、身份识别模块3、导航***4、警示模块5、辅助驾驶模块6、驾驶状态监测模块7、车辆数据采集模块8、路况监测模块9；
所述***值守平台1通过物联网通信技术实现与用户及所述终端设备的远程信息交互，分析、预警、远程设备控制、锁定等功能；可有效地保障用户行车安全、全方位监测用户车辆运行状态，可实时提供最佳行车线路及相关辅助驾驶功能，如发现异常，会立即执行应急处置预案，从而达到提高用户出行安全和效率的作用；
所述终端控制器2包括中央处理器、通信模组、机构驱动程序、触控显示单元、智能语音识别单元；终端控制器2中显示单元用于用户指令的输入与输出、智能语音识别单元提供一种可用于在用户行车过程中高效、便捷与***进行信息交互的功能；所述终端控制器2是车辆与远程***值守平台的信息交互枢纽，车辆各传感器数据经终端控制单元与***值守平台进行实时交互，***值守平台可通过终端控制单元远程控制车辆声光报警、安全制动等功能；
所述身份识别模块3包括摄像头组件、RFID识别单元、人脸识别单元、语音输入单元；所述人脸识别单元用于对驾驶员身份进行验证，所述语音输入单元用于识别待验证驾驶员的语音认证信息，在本实施方式中，语音输入单元为声控锁组件。RFID感应芯片实现无钥匙启动等功能；摄像头组件用于采集驾驶员身份识别信息及过程，用于追溯查证；
所述导航***4包括GPS/北斗定位模块、GPS天线、GIS地图单元；通过定位模块接收卫星发送的车辆位置信息，并发送至远程车辆终端控制模块，所述车辆终端控制模块用于与云端服务器实时交互路况信息，通过云计算实施规划最佳行车路线；
所述警示模块5包括显示单元、声光报警组件；用于在传感器监测到驾驶员和车辆出现异常情况时，通过获取终端控制器2的报警指令发出文字、声音、灯光警示提醒周边车辆及驾驶员的功能。
所述辅助驾驶模块6包括制动单元、障碍感应雷达、道路偏移监测；用于在车辆及驾驶员突发意外无法正常驾驶时，通过终端传感器设备监测到的异常行车数据判断为突发意外，此时传感器异常数据经终端控制器2传送至***值守平台1和车辆制动单元；车辆制动机构对车辆进行安全制动，同时警示模块5会启动声光报警，提醒后车注意避让，降低事故发生率。
所述用于监测驾驶员生命体征的传感器设备包括但不限于以下设备：智能手表、手环、座垫、安全带、眼镜等。
所述传感器监测到可致使驾驶员丧失驾驶能力的异常生命体征数据时，***值守平台会根据车辆内多个传感器，从多个维度的监测数据来判断驾驶员当前状态，如，调用车辆数据采集模块8，通过车内外影像判断当前驾驶员生命体征和车辆行驶状态；调用辅助驾驶模块6，行车线偏移，如发生意外，***值守平台会远程启动车辆制动***及警示模块5，帮助事故车辆安全制动。
车辆辅助驾驶模块会根据障碍感应雷达，道路偏移监测来自动控制车辆在发生碰撞前原地制动。
车辆在行驶中，车辆数据采集模块8会根据车辆的自重、刹车力矩及当前速度进行计算，得到第一安全距离和第二安全距离。
所述车辆数据采集模块还用于，接收处理所述环境障碍物数据，并获取所述环境障碍物数据中的第一障碍物距离和第二障碍物距离。当所述第一障碍物距离不为空，且所述第一障碍物距离小于所述第一安全距离时，生成执行制动指令，并将所述执行制动指令发送给所述终端控制器，进行车辆制动处理。当所述第二障碍物距离不为空，且所述第二障碍物距离小于所述第二安全距离时，生成执行制动指令，并将执行制动指令发送给终端控制器，进行车辆制动处理。
***值守平台1包括：客户服务模块、终端设备管理模块、数据处理模块、云端服务器、数据库。***值守平台1通过物联网通信技术实现与用户及所属终端设备的远程信息交互，分析、预警、远程设备锁定等功能；可有效地保障用户行车安全、全方位监测用户车辆机体工作状态，实时提供最佳行车线路，发现异常，可立即执行应急处置预案，从而达到提高用户出行效率的作用；
车辆终端控制器2包括：中央处理器、GSM通信模组、闪存驱动器、NB-iot模组、机构驱动程序、触控显示单元、智能语音识别单元；终端控制器2中显示单元用于用户指令的输入与输出、智能语音识别单元提供一种可用于在用户行车过程中高效、便捷与***进行信息交互的功能；所述终端控制器2是车辆与远程***的信息交互枢纽，车辆各传感器数据经终端控制单元与***值守平台进行实时交互，***值守平台可通过终端控制单元远程控制车辆声光报警、安全制动等功能。
身份识别模块3包括：摄像头组件、RFID识别、人脸识别单元、声纹/声控识别单元、声控锁。所述人脸识别单元用于对驾驶员身份进行验证，所述语音输入单元用于识别待验证驾驶员的语音认证信息。RFID感应芯片实现无钥匙启动功能；摄像头组件用于采集驾驶员身份识别过程，用于追溯查证。
导航***4包括：GPS/北斗定位模块、GPS天线、导航模块；通过定位模块接收卫星发送的车辆位置信息，并发送至远程车辆终端控制模块，所述车辆终端控制模块用于与***平台实时交互路况信息，实施规划最佳行车路线。
警示模块5包括：包括显示单元、声光报警组件；用于在传感器监测到驾驶员和车辆出现异常情况时，通过获取终端控制器2的报警指令发出文字、声音、灯光警示提醒周边及驾驶员的功能。
辅助驾驶模块6包括：制动单元、障碍感应雷达、道路偏移监测；用于在车辆及驾驶员突发意外无法正常行驶时，通过传感器监测到的异常行车数据判断为突发意外，此时传感器异常数据经终端控制器2传送至***值守平台1和车辆制动单元；车辆制动机构对车辆进行制动，同时警示模块5会启动声光报警，提醒后车注意避让，降低事故发生率。
驾驶员状态监测模块7包括：穿戴设备、智能座椅、智能安全带、智能座垫。通过智能穿戴设备集成的各体征传感器，监测驾驶员不良驾驶行为***台1执行应急处置预案的功能；
请结合图2至图4所示，为本实施例中车辆数据采集模块8的模块图。
内部环境监测8.1包括：车内温湿度传感器8.1.1、空气质量传感器8.1.2、可对车内温度、湿度、空气质量、有害气体浓度、酒精含量等数据进行监测。
车辆状态监测模块8.2包括：压力传感器8.2.1、速度传感器8.2.2、加速度传感器8.2.3、发动机温度8.2.4、发动机转速传感器8.2.5。
请结合图5所示，路况监测模块9包括：道路图像获取单元9.1，包括摄像/拍照组件；道路图像处理单元9.2，包括道路图像分割单元、道路图像变换单元；车道线检测单元9.3。通过传感器监测车辆外部环境数据，如温湿度、空气质量，路面情况等数据，数值会通过车辆终端控制器2传送至***显示单元和***值守平台1。所述道路图像获取单元9.1利用摄像组件获取道路图像，所述道路图像处理单元9.2用于对道路图像进行分割，并将分割的道路图像从图像坐标系变换到俯视图空间坐标系，所述车道线检测单元9.3用于在俯视图空间坐标系对车道线进行检测。
本发明具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims (10)

1.一种基于物联网的车辆安全预警***，其特征在于，包括：
***值守平台，通过物联网通信技术实现与用户及所述终端设备的远程信息交互；
终端控制器，包括中央处理器、通信模组、显示单元、智能语音识别单元；显示单元用于用户指令的输入与输出；智能语音识别单元用于提供语音信息交互功能；通信模组用于与***值守平台通信；
身份识别模块，包括摄像头组件、RFID识别单元、人脸识别单元、语音输入单元；所述人脸识别单元用于对驾驶员身份进行验证，所述语音输入单元用于识别待验证驾驶员的语音认证信息；RFID感应芯片实现无钥匙启动功能；摄像头组件用于采集驾驶员身份识别信息及过程，用于追溯查证；
导航***，通过定位模块接收卫星发送的车辆位置信息，并发送至远程车辆终端控制模块，所述车辆终端控制模块用于与云端服务器实时交互路况信息，通过云计算实施规划最佳行车路线；
辅助驾驶模块，包括制动单元、障碍感应雷达、道路偏移监测模块；用于在车辆及驾驶员突发意外无法正常驾驶时，通过终端传感器设备检测到的异常行车数据判断为突发意外，此时传感器异常数据经终端控制器传送至***值守平台和车辆制动单元；车辆制动单元通过刹车对车辆进行安全制动，同时发送报警指令给警示模块启动声光报警；
警示模块，用于包括显示单元、声光报警组件；
驾驶员状态监测模块，通过智能穿戴设备集成的各体征传感器，监测驾驶员生命体征，当生命体征指标超出预设生命体征阈值时，进行报警并上传数据至***值守平台；
车辆数据采集模块，通过内部传感器对车辆内部环境数据进行监测；通过压力传感器监测车辆胎压，速度传感器监测车辆速度，加速度传感器监测车辆加速度，发动机温度传感器监测发动机温度，发动机转速传感器监测发动机转速；
路况监测模块，包括道路图像获取单元、道路图像处理单元、车道线检测单元、车辆外部传感器，通过车辆传感器监测车辆外部环境数据并通过车辆终端控制器传送至终端控制器的显示单元和***值守平台。
2.根据权利要求1所述的基于物联网的车辆安全预警***，其特征在于：通过物联网通信技术实现与用户及所述终端设备的远程信息交互、分析、预警、远程设备控制、锁定功能；用以全方位监测用户车辆运行状态，实时提供最佳行车线路，及相关辅助驾驶功能，如发现异常，会立即执行应急处置预案。
3.根据权利要求1所述的基于物联网的车辆安全预警***，其特征在于：导航***包括GPS/北斗定位模块、GPS天线、GIS地图单元。
4.根据权利要求1所述的基于物联网的车辆安全预警***，其特征在于：智能穿戴设备集成的各体征传感器包括智能手表、智能手环、智能座垫、智能安全带、智能眼镜。
5.根据权利要求1所述的基于物联网的车辆安全预警***，其特征在于：驾驶员状态监测模块监测驾驶员不良驾驶行为***台执行应急处置预案的功能。
6.根据权利要求4或5所述的基于物联网的车辆安全预警***，其特征在于：驾驶员状态监测模块监测驾驶员的血糖、心率、体温、血压。
7.根据权利要求1所述的基于物联网的车辆安全预警***，其特征在于：辅助驾驶模块根据障碍感应雷达、道路偏移监测来自动控制车辆在发生碰撞前原地制动。
8.根据权利要求1所述的基于物联网的车辆安全预警***，其特征在于：车辆数据采集模块对车辆内部环境监测包括车内温度、湿度、空气质量、有害气体浓度、酒精含量数据。
9.根据权利要求1所述的基于物联网的车辆安全预警***，其特征在于：路况监测模块通过外部传感器监测车辆外部环境数据，包括温湿度、空气质量，路面情况数据。
10.根据权利要求1所述的基于物联网的车辆安全预警***，其特征在于：一个或多个体征传感设备中与所述车辆中的一个或多个车辆乘员相关联；并基于所述数据确定所述一个或多个车辆乘员中的健康状态以及所述一个或多个车辆乘员中相对于所述车辆的位置信息；所述物联网车辆安全预警***根据所述位置信息比较一个或多个车辆乘员的位置是否与所述车辆的位置在一个时间阈值内基本重合而确认所述一个或多个车辆乘员中的一个是否位于所述车辆。
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