一种基于车辆碰撞侧翻检测、自动呼救的装置及方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于车辆碰撞侧翻检测、自动呼救的装置，它包括车载前端、通信网络和监控终端，车载前端包括微控制器MCU、加速度传感单元、车辆状态监测单元、BD/GPS接收单元、输入输出模块和GPRS模块，监控终端包括多个用于监控的客户端，所述的车载前端通过通信网络与监控终端连接。本发明利用了故障发生时车辆所受加速度与正常情况下车辆所受加速度的变化量，并根据此变化量发生的持续时间、方向、大小和变化的历史与特征，初步判定可能发生的行驶故障的类型、大小和方向；解决了传统车载装置无法进行远程报警，以及事故发生时，无法进行数据采集和数据分析的情况。
【专利说明】—种基于车辆碰撞侧翻检测、自动呼救的装置及方法【技术领域】
[0001]本发明涉及一种车载设备，特别是一种基于车辆碰撞侧翻检测、自动呼救的装置及方法。
【背景技术】
[0002]随着社会经济的快速发展，汽车的使用极大地方便了人们的日常生活，然而随着保有量的不断增加，它所带来的频发的交通事故也严重威胁着人们的生命、财产安全。因此，及时地发现和处理行车事故，是保护人民生命财产安全的重要保障。为了更好地保障车内人员的安全国外众多汽车厂商近年来投入大量人力物力来研发应用于车辆事故的自动呼救系统，但一般都基于安全气囊自动触发或者人工按钮来实现触发。安全气囊来出发呼救信号则会受制于国外的汽车厂商无法安装在不同的车型上，并且在一些特殊角度的碰撞以及翻滚的情况下安全气囊不会启动。而人工按钮来触发报警或自救，也并不能完全适用。
[0003]本发明提供一种用于车载终端碰撞/侧翻检测、自动呼救系统的方法及装置，依靠检测故障发生时车辆所受加速度与正常情况下车辆所受加速度的变化量，并根据此变化量发生的持续时间、方向、大小和变化的历史与特征，初步判定可能发生的行驶故障的类型、大小和方向，同时，基于以上所述，综合车辆当前状态和行驶状态历史记录，分析车辆发生行驶故障的原因和过程，并具有远程报警功能。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于车辆碰撞侧翻检测、自动呼救的装置及方法，解决了传统车载装置无法进行远程报警，以及事故发生时，无法进行数据采集和数据分析的情况。
[0005]本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:一种基于车辆碰撞侧翻检测、自动呼救的装置，它包括车载前端、通信网络和监控终端，车载前端包括微控制器MCU、加速度传感单元、车辆状态监测单元、BD/GPS接收单元、输入输出模块和GPRS模块，BD/GPS接收单元的信号输出端与微控制器MCU的信号输入端连接，微控制器MCU通过总线与加速度传感单元、车辆状态监测单元以及输入输出模块连接，监控终端包括多个用于监控的客户端，所述的车载前端通过通信网络与监控终端连接；
微控制器MCU:集成运行程序应有的处理器、内存、外存、I/O 口和总线，能够运行人为自定义的程序实现其功能控制和基本运算；
加速度传感单元:读取加速度中断标记位，并采集汽车运行过程中的加速度值；
车辆状态监测单元:实时监测车辆运行的状态，一旦发生侧翻或碰撞，则立即通过GPRS模块示警；
BD/GPS接收单元:接收车辆碰撞位置的定位信息；
输入输出模块:用于外接摄像头、显示屏和麦克风设备；
GPRS模块:用于将车辆状态检测单元和加速度传感单元传递来的报警信息和加速度信息发送给远程监控终端。
[0006]所述的通信网络包括GPRS网络、internet和服务器，GPRS网络包括移动基站、SGSN、GGSN和防火墙，移动基站与SGSN、GGSN以及防火墙顺次连接，防火墙通过internet与服务器连接，服务器与监控终端连接。
[0007]一种基于车辆碰撞侧翻检测、自动呼救的方法，它包括有以下几个步骤:
S1:微控制器从存储器中读取预先存储在存储器中的报警参数；
52:微控制器MCU判断报警参数的正确性，当报警参数不在合理设置范围时，将参数恢复至默认值；
53:启动加速度传感单元，其过程包括有以下子步骤:
SSl:微处理器通过数据总线读取加速度传感信号；
SS2:对加速度传感信号的值是否异常进行判断，异常时重新启动加速度计，重启次数达到预设值时则启动告警装置告诉用户，提示模块故障，若正常，则进入下一步；
54:读取加速计中断标记位，判断是否有超设定加速度中断有中断进行标记；
55:将获取的加速度计信号，进行滤波处理，因为容易受高斯白噪声干扰，选取卡尔曼滤波算法对获取的信息数值进行滤波；
56:根据重力加速度在三个轴上投影的加速度分量，利用三角关系求出各轴与水平面的夹角，从而获得侧翻角度；
S7:根据上述步骤求出的角度和设定的侧翻角度值进行比较，超出设定值，并满足超过重力分力加速度作用时间限值，判定是否有侧翻发生，并进行标记；
S8:若有侧翻发生，则根据GPS模块的信息，利用GPRS模块将报警向远程监控终端发送。
[0008]本发明的有益效果是:利用了故障发生时车辆所受加速度与正常情况下车辆所受加速度的变化量，并根据此变化量发生的持续时间、方向、大小和变化的历史与特征，初步判定可能发生的行驶故障的类型、大小和方向，同时，基于以上所述，综合车辆当前状态和行驶状态历史记录，分析车辆发生行驶故障的原因和过程，从而实现对车辆的碰撞、侧翻进行监测、报警，具有安装和实现容易，造价低的特点；并且，本发明的方法，可同时记录车辆在发送碰撞、侧翻故障的过程，其中包括位置、速度、方向、车辆状态等，并通过无线网络将报警信号传送到远方监控端，对大中型工业用车的碰撞、侧翻故障的及时救援和处理提供及时报警和数据分析。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1为本发明的结构示意框图；
图2为本发明的外部网络连接示意图；
图3为本发明的碰撞侧翻检测、自动呼救的方法流程。
【具体实施方式】
[0010]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。
[0011]如图1所示，一种基于车辆碰撞侧翻检测、自动呼救的装置，它包括车载前端、通信网络和监控终端，车载前端包括微控制器MCU、加速度传感单元、车辆状态监测单元、BD/GPS接收单元、输入输出模块和GPRS模块，BD/GPS接收单元的信号输出端与微控制器MCU的信号输入端连接，微控制器MCU通过总线与加速度传感单元、车辆状态监测单元以及输入输出模块连接，监控终端包括多个用于监控的客户端，所述的车载前端通过通信网络与监控终端连接；
微控制器MCU:集成运行程序应有的处理器、内存、外存、I/O 口和总线，能够运行人为自定义的程序实现其功能控制和基本运算；
加速度传感单元:读取加速度中断标记位，并采集汽车运行过程中的加速度值；
车辆状态监测单元:实时监测车辆运行的状态，一旦发生侧翻或碰撞，则立即通过GPRS模块示警；
BD/GPS接收单元:接收车辆碰撞位置的定位信息；
输入输出模块:用于外接摄像头、显示屏和麦克风设备；
GPRS模块:用于将车辆状态检测单元和加速度传感单元传递来的报警信息和加速度信息发送给远程监控终端。
[0012]如图2所示，所述的通信网络包括GPRS网络、internet和服务器，GPRS网络包括移动基站、SGSN、GGSN和防火墙，移动基站与SGSN、GGSN以及防火墙顺次连接，防火墙通过internet与服务器连接,服务器与监控终端连接。
[0013]如图3所示，一种基于车辆碰撞侧翻检测、自动呼救的方法，它包括有以下几个步骤:
S1:微控制器从存储器中读取预先存储在存储器中的报警参数；
52:微控制器MCU判断报警参数的正确性，当报警参数不在合理设置范围时，将参数恢复至默认值；
53:启动加速度传感单元，其过程包括有以下子步骤:
SSl:微处理器通过数据总线读取加速度传感信号；
SS2:对加速度传感信号的值是否异常进行判断，异常时重新启动加速度计，重启次数达到预设值时则启动告警装置告诉用户，提示模块故障，若正常，则进入下一步；
54:读取加速计中断标记位，判断是否有超设定加速度中断有中断进行标记；
55:将获取的加速度计信号，进行滤波处理，因为容易受高斯白噪声干扰，选取卡尔曼滤波算法对获取的信息数值进行滤波；
56:根据重力加速度在三个轴上投影的加速度分量，利用三角关系求出各轴与水平面的夹角，从而获得侧翻角度；
S7:根据上述步骤求出的角度和设定的侧翻角度值进行比较，超出设定值，并满足超过重力分力加速度作用时间限值，判定是否有侧翻发生，并进行标记；
S8:若有侧翻发生，则根据GPS模块的信息，利用GPRS模块将报警向远程监控终端发
送。
【权利要求】
1.一种基于车辆碰撞侧翻检测、自动呼救的装置，其特征在于:它包括车载前端、通信网络和监控终端，车载前端包括微控制器MCU、加速度传感单元、车辆状态监测单元、BD/GPS接收单元、输入输出模块和GPRS模块，BD/GPS接收单元的信号输出端与微控制器MCU的信号输入端连接，微控制器MCU通过总线与加速度传感单元、车辆状态监测单元以及输入输出模块连接，监控终端包括多个用于监控的客户端，所述的车载前端通过通信网络与监控终端连接； 微控制器MCU:集成运行程序应有的处理器、内存、外存、I/O 口和总线，能够运行人为自定义的程序实现其功能控制和基本运算； 加速度传感单元:读取加速度中断标记位，并采集汽车运行过程中的加速度值； 车辆状态监测单元:实时监测车辆运行的状态，一旦发生侧翻或碰撞，则立即通过GPRS模块示警； BD/GPS接收单元:接收车辆碰撞位置的定位信息； 输入输出模块:用于外接摄像头、显示屏和麦克风设备； GPRS模块:用于将车辆状态检测单元和加速度传感单元传递来的报警信息和加速度信息发送给远程监控终端。
2.根据权利要求1所述的一种基于车辆碰撞侧翻检测、自动呼救的装置，其特征在于:所述的通信网络包括GPRS网络、internet和服务器，GPRS网络包括移动基站、SGSN、GGSN和防火墙，移动基站与SGSN、GGSN以及防火墙顺次连接，防火墙通过internet与服务器连接，服务器与监控终端连接。
3.一种基于车辆碰撞侧翻检测、自动呼救的方法，其特征在于:它包括有以下步骤: 51:微控制器从存储器中读取预先存储在存储器中的报警参数； 52:微控制器MCU判断报警参数的正确性，当报警参数不在合理设置范围时，将参数恢复至默认值； 53:启动加速度传感单元，其过程包括有以下子步骤: 551:微处理器通过数据总线读取加速度传感信号； 552:对加速度传感信号的值是否异常进行判断，异常时重新启动加速度计，重启次数达到预设值时则启动告警装置告诉用户，提示模块故障，若正常，则进入下一步； 54:读取加速计中断标记位，判断是否有超设定加速度中断有中断进行标记； 55:将获取的加速度计信号，进行滤波处理，因为容易受高斯白噪声干扰，选取卡尔曼滤波算法对获取的信息数值进行滤波； 56:根据重力加速度在三个轴上投影的加速度分量，利用三角关系求出各轴与水平面的夹角，从而获得侧翻角度； 57:根据上述步骤求出的角度和设定的侧翻角度值进行比较，超出设定值，并满足超过重力分力加速度作用时间限值，判定是否有侧翻发生，并进行标记； 58:若有侧翻发生，则根据GPS模块的信息，利用GPRS模块将报警向远程监控终端发 送。
【文档编号】G08B25/10GK103640533SQ201310668510
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年12月7日 优先权日:2013年12月7日
【发明者】王春波, 张庆成 申请人:成都亿盟恒信科技有限公司