车辆辅助安全驾驶仪及相应预警方法和检测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及车辆安全行驶技术领域，尤其涉及一种基于大数据平台的车辆辅助安全驾驶仪。
【背景技术】
[0002]随着我国机动车辆数量的急剧攀升，由此各大交通发达的城市交通事故频发，其原因多种多样。其中，驾驶员、行人等交通参与者的交通安全意识淡薄、机动车辆的安全性能差、道路基础设施建设不足、道路交通安全管理不规范等都是造成交通事故频发的原因。根据研宄显示，每年所有致命的交通事故中44%是跟车道偏离有关的。
[0003]为了解决上述问题，汽车驾驶时，需要对驾驶员的现场驾驶情况予以实时反馈，以帮助其及时纠正操作错误，将危险阻止在萌芽中。现在国内外的相关研宄主要集中在通过防疲劳驾驶、多轴姿态传感器等方法来防止车辆偏移车道，但普遍存在价格高昂、反映速度不够、检测精度差等问题。
[0004]有鉴于此，针对上述问题，有必要提出进一步的解决方案。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种车辆辅助安全驾驶仪，以克服现有技术中存在的不足。
[0006]为实现上述目的，本发明的一种车辆辅助安全驾驶仪，其包括:
[0007]嵌入式系统，其用于获取车辆综合数据信息，并可向中心服务器发送数据；
[0008]OBD数据模块，其用于读取车辆运行数据，并与所述嵌入式系统进行数据传输；
[0009]车轮位置检测模块，其用于判断车辆车轮的偏转角度(运行方向)，并与所述嵌入式系统进行数据传输；
[0010]多轴姿态传感器，其用于判断车辆上下坡时的俯仰角度，判断转弯时的倾斜角度、加速度值，并辅助判断车辆的运行方向，所述多轴姿态传感器与所述嵌入式系统进行数据传输；
[0011]环境传感器，其用于采集车辆所在环境的温湿度信息，并与所述嵌入式系统进行数据传输；
[0012]GPS模块，其用于获取车辆所在地的地理数据信息，并与所述嵌入式系统进行数据传输；
[0013]GPRS/3G模块，其用于与中心服务器进行数据交换，并与所述嵌入式系统进行数据传输；
[0014]蜂鸣警报器，其用于与所述嵌入式系统进行信号传输，并发出警报；
[0015]供电系统，其接入车辆的电源系统，并为所述嵌入式系统、OBD数据模块、车轮位置检测模块、多轴姿态传感器、环境传感器、GPS模块、GPRS/3G模块、蜂鸣警报器供电。
[0016]作为本发明的车辆辅助安全驾驶仪的改进，所述嵌入式系统包括固化有监控程序和相关算法的嵌入式微处理器。
[0017]作为本发明的车辆辅助安全驾驶仪的改进，所述车辆辅助安全驾驶仪还包括光电检测模块，所述车轮位置检测模块通过所述光电检测模块获取车轮状态信息。
[0018]作为本发明的车辆辅助安全驾驶仪的改进，所述多轴姿态传感器包括三轴加速度传感器、三轴角速度传感器、三轴地磁传感器。
[0019]作为本发明的车辆辅助安全驾驶仪的改进，所述环境传感器包括温度传感器和湿度传感器。
[0020]作为本发明的车辆辅助安全驾驶仪的改进，所述地理数据信息包括:经度数据、玮度数据、日期数据、时间数据、速度数据、方位角数据。
[0021]作为本发明的车辆辅助安全驾驶仪的改进，所述GPRS/3G模块与中心服务器进行数据交换，以获取取得车辆所在位置的GIS地理信息以及以往过往车辆在同一路段、同一方向的车辆状态参考信息、环境状态参考信息。
[0022]为实现上述目的，本发明还提供一种基于如上所述车辆辅助安全驾驶仪的非正常偏转预警方法，其包括如下步骤:
[0023]S1.结合行驶车辆所在地的地理数据信息、行驶车辆运行方向信息、以及行驶车辆车轮偏转信息，获得相应行驶车辆直行修正系数；
[0024]S2.通过中心服务器，获取行驶车辆所行驶车道的过往车辆在同一路段、同一方向的车辆状态信息；
[0025]S3.根据行驶车辆的运行状态信息、直行修正系数、以及过往车辆的车辆状态信息，计算出行驶车辆驶出当前车道所需时间，并将行驶车辆驶出当前车道所需时间与中心服务器中参考数据进行对比，如出现异常，则进行报警。
[0026]为实现上述目的，本发明还提供一种基于如上所述车辆辅助安全驾驶仪的非正常驾驶预警方法，其包括如下步骤:
[0027]S1.结合行驶车辆当前发动机状态数据、以及以往发动机状态数据，获得行驶车辆的载重数据；
[0028]S2.结合车辆速度、上下坡时的俯仰角度，判断转弯时的倾斜角度、以及转弯时的弯度，获得行驶车辆的重心位置；
[0029]S3.结合行驶车辆载重数据、重心位置、当前速度、环境信息、以及以往刹车距离，计算行驶车辆的安全系数，将计算获得的安全系数与中心服务器中参考数据进行对比，如出现异常，则进行报警。
[0030]为实现上述目的，本发明还提供一种基于如上所述车辆辅助安全驾驶仪的车辆车祸状态检测方法，其包括如下步骤:
[0031 ] S1.结合车辆加速度值、俯仰角度、倾斜角度的变化、车速的突然变化、刹车力度的变化，判断是否发生事故，如是，执行步骤S2 ;
[0032]S2.结合车辆加速度值、俯仰角度、倾斜角度、事故前的车速、车辆的载重，判断车辆发生事故时的状态；
[0033]S3.根据判断的车辆发生事故时的状态，向中心服务器和特定接收人传送包含地理位置信息、事故发送时间信息、车祸状态信息的报警信息。
[0034]与现有技术相比，本发明的有益效果是:本发明的车辆辅助安全驾驶仪基于大数据平台，其通过及时发出预警，有效地防止了车辆运行过程中可能出现的异常偏离车道问题，非正常驾驶问题，保障了人们的行车安全。同时，在车辆发生事故后，能够有效采集相关数据信息反馈至有关部门，并传送报警信息。
【附图说明】
[0035]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0036]图1为本发明的车辆辅助安全驾驶仪的一【具体实施方式】的模块示意图；
[0037]图2为OBD数据模块与嵌入式系统的连接关系示意图；
[0038]图3为车轮位置检测模块安装位置示意图，其中，1-转向轮，2-梯形臂，3-横向拉杆臂，4-转向节臂，5-转向直拉杆；
[0039]图4为多轴姿态传感器与嵌入式系统的连接关系示意图；
[0040]图5为本发明的车辆辅助安全驾驶仪的工作流程示意图。
【具体实施方式】
[0041]下面结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。
[0042]如图1所示，本发明的车辆辅助安全驾驶仪包括:嵌入式系统10、OBD数据模块20、车轮位置检测模块30、多轴姿态传感器40、环境传感器50、GPS模块60、GPRS/3G模块70、蜂鸣警报器80、供电系统90。
[0043]所述嵌入式系统10用于获取车辆综合数据信息，并可向中心服务器发送数据。所述中心服务器为基于大数据平台构建的服务器，其可用于存储、数据传输等。所述嵌入式系统10包括固化有监控程序和相关算法的嵌入式微处理器。
[0044]如图2所示，所述OBD数据模块20用于读取车辆运行数据，并与所述嵌入式系统10进行数据传输。所述OBD数据模块20的接口通过集成电路与所述嵌入式系统10相连接。其读取的车辆运行数据包括:车速、转向灯、档位、刹车、发动机状态等。
[0045]如图3所示，所述车轮位置检测模块30用于判断车辆车轮的偏转角度(运行方向)，并与所述嵌入式系统10进行数据传输。所述车轮位置检测模块30通过集成电路与所述嵌入式系统10相连接。所述车辆辅助安全驾驶仪还包括光电检测模块，该光电检测模块安装于车辆的转向车轮上，所述车轮位置检测模块30通过所述光电检测模块获取车轮状态?目息O
[0046]所述多轴姿态传感器40用于判断车辆上下坡时的俯仰角度，判断转弯时的倾斜角度、加速度值，并辅助判断车辆的运行方向，所述多轴姿态传感器40与所述嵌入式系统10进行数据传输。其通过集成电路与所述嵌入式系统10相连接。
[0047]如图4所示，所述多轴姿态传感器40包括三轴加速度传感器41、三轴角速度传感器42、三轴地磁传感器43。其中，三轴加速度传感器用于采集车辆加速度信息，三轴角速度传感器用于采集车辆角速度信息，三轴地磁传感器用于采集地磁的X、Y、Z轴的数据。所述嵌入式系统10通过数据总线不断读取多轴姿态传感器40采集的数据，通过计算后可以得到车辆上下坡时的俯仰角度、转弯时的倾斜角度，且通过计算地磁传感器的数据可以得到车辆的运行方向，车辆偏移方向。
[0048]所述环境传感器50用于采集车辆所在环境的温湿度信息，并与所述嵌入式系统10进行数据传输。环境传感器50通过集成电路与所述嵌入式系统10相连接。所述环境传感器50包括温度传感器和湿度传感器。
[0049]所述GPS模块60用于获取车辆所在地的地理数据信息，并与所述嵌入式系统10进行数据传输。GPS模块60通过集成电路与所述嵌入式系统10相连接。其中，地理数据信息包括:经度数据、玮度数据、日期数据、时间数据、速度数据、方位角数据。
[0050]所述GPRS/3G模