一种驾驶行为监控方法及路况监控方法与流程

本发明涉及车联网技术领域，尤其涉及一种驾驶行为监控方法及路况监控方法。

背景技术：

随着社会经济的不断发展，人们的生活水平不断提高，汽车已经成为人们生活中必不可少的交通工具。然而，驾驶员的驾驶技术参差不齐，在驾驶车辆过程中存在很多不安全或者不合理的操作行为，容易导致交通事故的发生。

现在随着保险公司对于车主的驾驶行为日趋重视，并把车主的驾驶行为作为下一年保费评定的重要参考依据，而交警部门也可以通过对驾驶行为的分析并结合交通事故的发生原因，可以去引导驾驶员如何安全驾驶，去避开一些交通事故，因此，如何准确获取用户驾驶行为数据意义重大。

技术实现要素：

鉴于现有技术存在的不足，本发明提供了一种驾驶行为监控方法及路况监控方法，利用智能手机或者车载导航就可以轻松获取用户驾驶行为数据，简便可行。

为了实现上述的目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种驾驶行为监控方法，包括：

在车辆静止时，记录重力传感器的初始三轴数据；

检测固定在车辆上的导航设备有无GPS(Global Positioning System，全球定位系统)；

并在导航设备无GPS时：

对导航设备放置方位进行校正；

在车辆运动时，分别记录不同时刻重力传感器的实时三轴数据；

计算出各时刻的实时三轴数据与初始三轴数据的三轴差值即为实时加速度；

记录不同时刻值及相应的实时加速度。

作为其中一种实施方式，所述的驾驶行为监控方法还包括：在导航设备自带GPS时：

在车辆运动时，分别记录三个不同时刻重力传感器的实时三轴数据和实时速度；

计算重力传感器的三轴坐标系与水平坐标系之间的偏转夹角；

计算出各时刻的实时三轴数据与初始三轴数据的三轴差值即为实时加速度；

记录不同时刻值及相应的实时加速度、实时速度。

作为其中一种实施方式，所述计算重力传感器的三轴坐标系与水平坐标系之间的偏转夹角的步骤包括：

根据三个不同时刻重力传感器的实时三轴数据计算出重力传感器的三轴坐标系的三轴分别相对于水平坐标系的Y轴正向、Z轴正向的夹角；

当取样的三个不同时刻的实时速度相同时，利用对应的三个实时三轴数据计算出重力传感器的三轴坐标系的三轴分别相对于水平坐标系的X轴正向的夹角。

或者，所述的驾驶行为监控方法还包括：在导航设备自带GPS时：

对导航设备放置方位进行校正；

在车辆运动时，分别记录不同时刻重力传感器的实时三轴数据；

计算出各时刻的实时三轴数据与初始三轴数据的三轴差值即为实时加速度；

记录不同时刻值及相应的实时加速度、实时速度。

作为其中一种实施方式，所述对导航设备放置方位进行校正的步骤为：调整导航设备的放置方位，使重力传感器的初始三轴数据的水平分量为0，且使车身与Y轴重合，车辆行驶方向与Y轴正向一致。

作为其中一种实施方式，所述的驾驶行为监控方法还包括根据不同时刻值及相应的实时加速度分析驾驶行为，分析驾驶行为包括：获取一段时间内多个取样时刻车辆的实时加速度的绝对值，并将相应的实时加速度的绝对值分别与预定的加速度阈值对比，输出实时加速度的绝对值大于加速度阈值的持续时间段。

或者，所述的驾驶行为监控方法还包括根据不同时刻值及相应的实时加速度分析驾驶行为，分析驾驶行为包括：根据GPS获取车辆位置，并结合车辆的不同位置分析实时加速度和实时速度分布。

本发明的另一目的在于提供一种路况监控方法，使用一种所述的驾驶行为监控方法监控不同车辆的驾驶员在同一路段的驾驶行为。

作为其中一种实施方式，所述的路况监控方法还包括：当超过预定比重的驾驶员在同一路段存在急加速、急减速或急转弯时，输出提示信息。

本发明通过利用带有G-SENSOR(重力传感器)的智能手机或者车载导航等设备就可以获取用户驾驶行为数据，使用时只需要将带有G-SENSOR设备固定在车上，使其能与车辆保持一致的运动状况，车辆在水平面方向上的瞬时加速度(即前后、左右的加速度)可以利用G-SENSOR当时的三轴数据值与静止时的差值投影到水平面上计算得出，方便快捷，实用性强。

附图说明

图1为本发明实施例1的驾驶行为监控方法示意图。

图2为本发明实施例2的驾驶行为监控方法示意图。

图3为本发明实施例2的坐标系的旋转变换方法示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

参阅图1，本发明实施例的驾驶行为监控方法包括：

将导航设备固定到车辆上；

在车辆静止时，记录重力传感器的初始三轴数据a₀，这里，a₀＝(X₀，Y₀，Z₀)；

检测固定在车辆上的导航设备有无GPS；

并在导航设备无GPS时，按照如下步骤进行：

(1)对导航设备放置方位进行校正，使重力传感器的三轴分别对应水平坐标系的三轴X，Y，Z；

(2)在车辆运动时，分别记录在不同时刻Tn(其中，n为自然数)时，重力传感器的实时三轴数据an(其中，n为自然数)，这里，an＝(X_n，Y_n，Z_n)；

(3)计算出各时刻的实时三轴数据an与初始三轴数据a₀的三轴差值△an即为实时加速度，这里，△an＝an-a₀＝(△Xn，△Yn，△Zn)；

(4)记录不同时刻值及相应的实时加速度，以根据计算出的所述实时加速度△an分析驾驶行为。

在导航设备无GPS时，如使用普通的导航设备固定到车辆内进行导航，需要事先对导航设备放置方位进行校正，使重力传感器的初始三轴数据的水平分量为0，Z轴与重力线一致，且使车身与Y轴重合，车辆行驶方向与Y轴正向一致。即，使重力传感器的初始三轴数据为(0，0，g)(这里，g为重力加速度)，且使车身方向与Y轴正向一致且车头正对Y轴正向(X轴正向为车头的右手方)。

由于事先通过调整导航设备的固定方位，对重力传感器进行了校正，因此，后面计算实时三轴数据与初始三轴数据的三轴差值很容易，只需要直接利用读出的车辆运动时的值减去初始三轴数据即可。

某个时刻的瞬时加速度△a_n＝(△Xn，△Yn，△Zn)(其中，n为自然数)，△Xn，△Yn，△Zn分别为某个时刻Tn时，车辆的左右加速度，在某个时间点上△Xn为正，代表向右有加速度(可能在右转弯)，为负代表向左有加速度(可能向左转弯)；△Yn为正，表示向前有加速，△Yn为负，则表示向前在减速。

分析驾驶行为包括：获取一段时间内多个取样时刻车辆的实时加速度的绝对值ABS(△Xn)，ABS(△Yn)，并将相应的实时加速度的绝对值分别与预定的加速度阈值对比，输出实时加速度的绝对值大于加速度阈值的持续时间段。这样，如果实时加速度的绝对值连续一段时间大于某一规定的加速度阈值，即认为该驾驶员在该段时间内的行为过激，如果长时间统计，发现该驾驶员经常有这种行为发生，则认为该驾驶员的驾驶习惯不好(经常性的急加速，急刹车，急转弯)。据此，此类数据可以作为保险公司评估来年保费的依据。

另外，该分析驾驶行为的步骤还可以包括：根据GPS获取车辆位置，并结合车辆的不同位置分析实时加速度和实时速度分布。通过大数据手段，统计大量用户在被分析的目标路段的驾驶行为，可以作为一种路况监控方法，通过监控不同车辆的驾驶员在同一路段的驾驶行为，交警部门可以清楚各路段的路况信息，如哪些路段容易发生超速(大量用户频繁急急加速路段)，哪些路段容易出事故(大量用户频繁急刹车、急转弯路段)，此类信息还可作为交警部门提出道路建设需求的依据。当超过预定比重的驾驶员在同一路段存在急加速、急减速或急转弯时，输出提示信息，例如提示该路段需要张贴提醒广告，需要拓宽道路等。

实施例2

如图2所示，与实施例1不同，若在导航设备上自带GPS时，该驾驶行为监控方法包括：

在车辆静止时，记录重力传感器的初始三轴数据a₀，这里，a₀＝(X₀，Y₀，Z₀)；

在车辆运动时，分别记录三个不同时刻Tn(即T1，T2，T3)重力传感器的实时三轴数据an(即a1，a2，a3)和实时速度v_n(即v₁，v₂，v₃)；

计算重力传感器的三轴坐标系与水平坐标系之间的偏转夹角；

计算出各时刻的实时三轴数据与初始三轴数据a₀的三轴差值△an(即△a1，△a2，△a3)即为实时加速度；

记录不同时刻值及相应的实时加速度、实时速度v_n，以根据计算出的所述实时加速度以及实时速度v_n分析驾驶行为。

具体地，该计算重力传感器的三轴坐标系与水平坐标系之间的偏转夹角的步骤包括：

(1)根据三个不同时刻T1，T2，T3重力传感器的三个实时三轴数据a1，a2，a3计算出重力传感器的三轴坐标系的三轴分别相对于水平坐标系的Y轴正向、Z轴正向的夹角；

(2)当取样的三个不同时刻T1，T2，T3的实时速度v₁，v₂，v₃相同时(即做匀速运动)(未采集到三个相邻时刻的实时速度相同则继续采集，直至获得三相同的实时速度)，利用对应的三个实时三轴数据a1，a2，a3计算出重力传感器的三轴坐标系的三轴分别相对于水平坐标系的X轴正向的夹角。

结合图3所示，下面简要描述本实施例的计算过程。本实施例G-SENSOR的三轴坐标系为OX'Y'Z'，水平面为XOY，Z是重力垂直线，并规定OY为车身方向。这样G-SENSOR的放置姿态所在的坐标系，可以看成是放置在OXYZ坐标系中，且与OXYZ坐标系原点相同，G-SENSOR的三轴坐标系旋转后G-SENSOR三轴数据得到一组新坐标，这里，OX'轴与OX，OY，OZ轴的正向夹角分别成：α1，β1，γ1角；OY'轴与OX，OY，OZ轴的正向夹角分别成：α2，β2，γ2角；OZ'轴与OX，OY，OZ轴的正向夹角分别成：α3，β3，γ3角(图3中仅示意性示出了α1，β1，γ1)；则坐标系OX'Y'Z'与OXYZ之间相应的旋转变换为：

X＝X'cosα1+Y'cosα2+Z'cosα3

Y＝X'cosβ1+Y'cosβ2+Z'cosβ3

Z＝X'cosγ1+Y'cosγ2+Z'cosγ3。

车辆运动时，某一时刻G-SENSOR三轴方向上的值与静止时的值的差值为△an'，△an'＝(△X',△Y',△Z')，通过以上旋转变换公式，可得到G-SENSOR在OXYZ坐标系中的值△an，△a_n＝(△Xn，△Yn，△Zn)，即车辆的实时加速度。即只需算出G-SENSOR三轴方向上的值与静止时的值的差值△an'即可。

由于车辆行驶大部分是在接近于水平面，做接近于直线的运动。

根据数据统计比对，可以得到采样得到某个时间段内不同时刻Tn(如T1，T2，T3)的△X'，△Y'，△Z'值。(T1得到的值为△X1'，△Y1'，△Z1'，T2得到的值为△X2'，△Y2'，△Z2'，T3得到的值为△X3'，△Y3'，△Z3')。

则应该有，在OY方向上的等式有：

△X1'cosβ1+△Y1'cosβ2+△Z1'cosβ3＝0

△X2'cosβ1+△Y2'cosβ2+△Z2'cosβ3＝0

△X3'cosβ1+△Y3'cosβ2+△Z3'cosβ3＝0。

在OZ方向上的等式有：

△X1'cosγ1+△Y1'cosγ2+△Z1'cosγ3＝0

△X2'cosγ1+△Y2'cosγ2+△Z2'cosγ3＝0

△X3'cosγ1+△Y3'cosγ2+△Z3'cosγ3＝0。

通过以上两组等式即可算出角度：OY'轴与OX，OY，OZ轴的正向夹角α2，β2，γ2，OZ'轴与OX，OY，OZ轴的正向夹角α3，β3，γ3。

另外，由于采集到三个不同时刻T1，T2，T3的实时速度v₁，v₂，v₃相同，即可认定车辆在做匀速运动，则在OX方向上的等式有：

△X1'cosα1+△Y1'cosα2+△Z1'cosα3＝0

△X2'cosα1+△Y2'cosα2+△Z2'cosα3＝0

△X3'cosα1+△Y3'cosα2+△Z3'cosα3＝0。

根据上式可以算出OX'轴与OX，OY，OZ轴的正向夹角α1，β1，γ1。

最后，再利用上述角度即可得出△X1'、△Y1'、△Z1'，△X2'、△Y2'、△Z2'，△X3'、△Y3'、△Z3'，即得出△an'，再根据旋转变换公式即可得出车辆的实时加速度△a_n。

可以理解的是，在其他实施方式中，在导航设备自带GPS时，也可以仅采用G-SENSOR对驾驶员的驾驶行为进行监控，该方法并不使用GPS计算重力传感器的三轴坐标系与水平坐标系之间的偏转夹角，而是如实施例1一样，需要手动对导航设备放置方位进行校正，GPS仅运用在驾驶行为监控过程中监控速度和位置。

综上所述，本发明通过利用带有G-SENSOR的智能手机或者车载导航等设备就可以获取用户驾驶行为数据，使用时只需要将带有G-SENSOR设备固定在车上，使其能与车辆保持一致的运动状况，车辆在水平面方向上的瞬时加速度(即前后、左右的加速度)可以利用G-SENSOR当时的三轴数据值与静止时的差值投影到水平面上计算得出，方便快捷，实用性强。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。