一种车辆触发碰撞报警和记录的装置及其检测方法
【专利摘要】本发明涉及一种车辆触发碰撞报警和记录的设备及其检测方法，其中，触发碰撞报警和记录装置，包括传感器、图像采集装置、中央处理器、报警器，其特征为：多个所述传感器设置在车辆外壳边缘上或者车厢内，用于采集碰撞信号；多个所述图像采集装置设置在车辆外壳边缘上或者车厢内，用于当碰撞发生后，采集视频或音频信息；所述传感器、所述图像采集装置由中央处理器控制并实现数据交换：所述中央处理器配置为对所述碰撞信号进行分析处理以确定碰撞源的位置坐标、比较所述碰撞源的位置坐标与预存的车辆外形轮廓坐标，判断是否发生碰撞；若碰撞发生，则启动图像采集装置和报警器。
【专利说明】
一种车辆触发碰撞报警和记录的装置及其检测方法
技术领域
[0001] 本发明涉及智能车联网技术领域，尤其涉及一种车辆触发汽车碰撞报警和记录的 装置及其检测方法。
【背景技术】
[0002] 传统行车记录仪只依靠摄像头和图像处理无法判断碰撞是否确实发生，只能将物 体接近作为疑似碰撞处理，因此需要对车辆四周情况做不间断记录和识别。事后举证时不 易检索，要在大量视频内容中观看搜索疑似事件，费时费力。同时受电源供应的限制，对于 汽车熄火之后发生的事件无法进行长时间的记录，另外还存在导致蓄电池电量过低无法启 动发动机的风险。如一种具有多媒体播放功能的汽车监控系统，该多媒体播放功能的汽车 监控系统包括:实时时钟模块、用户输入模块、车前红外线摄像头、车后红外线摄像头、车速 传感器和控制器模块，所述控制器模块分别连接所述实时时钟模块、用户输入模块、车前红 外线摄像头、车后红外线摄像头和车速传感器，并根据所述实时时钟模块提供的当前时间 是否落在所述用户输入模块预先设定的监控时间段中或根据所述车速传感器检测到汽车 当前的行驶速度是否发生突变来启动车前红外线摄像头、车后红外线摄像头。上述现有技 术缺点是在汽车熄火之后，监控装置需要大量能量供应，且需要在连续视频中查找嫌疑时 段，同时对于轻微的剐蹭和划痕无法识别。再如一种刮擦自动报警装置，该装置包括传感器 采集信号模块，信号放大模块，带通滤波模块，波形比较模块，执行模块组成，传感器采集信 号模块连接信号放大模块，信号放大模块连接带通滤波模块，带通滤波模块连接波形比较 模块，波形比较模块连接执行模块。该刮擦自动报警装置是根据高频的刮擦声音（l〇k~ 15kHZ)进行有效检测的，为了提高准确度也可使用声控-震动探测两种信号共同采集。上述 现有技术缺点是无法准确判断声源位置，周围噪音(如汽笛声、说话声、各种音响声)容易产 生干扰，造成误判，漏判。
【发明内容】
[0003] 为了解决现有技术中存在的缺陷，本发明提出了一种车辆触发碰撞报警和记录装 置及其检测方法，其技术方案如下：
[0004] -种车辆触发碰撞报警和记录装置，包括传感器、图像采集装置、中央处理器、报 警器，多个所述传感器设置在车辆外壳边缘上或者车厢内，用于采集碰撞信号；多个所述图 像采集装置设置在车辆外壳边缘上或者车厢内，用于当碰撞发生后，采集视频或音频信息； 所述传感器、所述图像采集装置由中央处理器控制并实现数据交换:所述中央处理器配置 为对所述碰撞信号进行分析处理以确定碰撞源的位置坐标、比较所述碰撞源的位置坐标与 预存的车辆外形轮廓坐标，判断是否发生碰撞;或者所述中央处理器配置为比较所述碰撞 信号的波动幅度是否超过阈值，判断是否发生碰撞;若碰撞发生，则启动图像采集装置和报 警器。
[0005] 进一步地，所述传感器包括压电效应或声电效应的传感器及其对应MEMS系统。
[0006] 进一步地，所述还包括通信模块，用于碰撞发生后，将所述图像采集装置的信息上 传到电脑或者移动终端。
[0007] 进一步地，所述通信模块包括3G、4G、5G网络或GPRS网络。
[0008] 本发明还提出一种汽车，包括本发明所提出的车辆触发碰撞报警和记录装置。
[0009] 本发明还提出一种检测车辆碰撞的方法，包括以下步骤：
[00?0]步骤1:米集碰撞彳目号；
[0011] 步骤2:依据碰撞信号到达不同传感器的时间差，计算出碰撞源坐标；
[0012] 步骤3:比较碰撞源坐标和预存的车辆外形轮廓坐标，判断碰撞源位置是否在车辆 外形边界上；
[0013] 步骤4:判断发生碰撞，则启动图像采集步骤并发出警报。
[0014] 本发明还提出一种检测车辆碰撞的方法，包括以下步骤：
[0015]步骤1:米集碰撞彳目号；
[0016] 步骤2:比较所述碰撞信号的波动幅度，判断所述波动幅度是否超过预设幅度阈 值；
[0017] 步骤3:判断发生碰撞，则启动图像采集步骤并发出警报。
[0018] 进一步地，所述警报包括现场警报和远程警报。
[0019] 进一步地，所述远程警报包括将警报信息发送至电脑或移动终端。
[0020] 进一步地，所述图像采集还包括对所采集的视频或音频信息进行压缩或截图。
[0021 ]进一步地，还包括设定碰撞坐标差阈值或者波动幅度阈值的步骤，所述碰撞坐标 差阈值为判定碰撞发生时，碰撞源坐标和预存的车辆外形轮廓坐标差值的最大值;所述波 动幅度阈值为判断碰撞发生时，碰撞信号波动幅度的最小值。
[0022]本发明的优点在于：
[0023] 1.无需持续消耗大量电能，只用极少电能即可维持传感器运行，报警和记录功能 只在确认碰撞出现后才启动工作。
[0024] 2.无需在连续视频中查找嫌疑时段，依据侵入事件时间顺序对视频命名及索引， 方便远程手机报警和举证。
【附图说明】
[0025] 图1为本发明实施例1的结构装配示意图；
[0026] 图2为本发明实施例2的结构装配示意图；
[0027] 图3为本发明实施例3的碰撞检测流程示意图；
[0028] 图4为本发明实施例4的碰撞检测流程示意图。
[0029]其中：201-碰撞源；202-传感器连接线；203-传感器；204-图像采集装置连接线； 205-图像采集装置;206-中央处理器;207-车体外壳。
【具体实施方式】
[0030] 下面结合附图及实施例，对本发明的技术方案做详细描述。应当理解，附图中所示 各零部件是示意性而非限制性的，各特征未按比例画出。
[0031] 实施例1:
[0032]本发明提出一种触发碰撞报警和记录装置，具体地，该触发碰撞报警和记录装置 可应用于汽车领域。参见附图1所示，用于采集碰撞信号的传感器203分别安装在汽车外壳 207的4个主体面上。在本发明中，传感器可以包括但不限于基于压电效应的压电陶瓷或者 压电薄膜，基于声电效应的传感器装置如麦克风阵列及其MEMS系统。传感器203通过传感器 连接线202分别连接到中央处理器206上。该实施方案中4个图像采集装置205、比如摄像头， 分别安装在汽车外壳207上的前后面中心附近以及左右后视镜上。图像采集装置205通过图 像采集装置连接线204分别连接到中央处理器206上。图中201为示意车体外壳207上的碰撞 源位置。
[0033]参见图1、3、4,当有物体接触到车体外壳207时，产生一系列以碰撞源201为源点的 机械波信号并沿车体外壳207传播;传感器203采集到的信号会通过传感器连接线202传送 至中央处理器206。中央处理器206包括信号采集单元和信号处理单元，其中，中央处理器对 信号进行滤波和放大后比较各传感器接收到信号的时间差，通过求解下列方程组，得到碰 撞源坐标。
[0034]碰撞位置计算方程组如下:假设其中碰撞源位置为(x，y，z)，传感器位置为a(x，y， z)，b(x，y，z)，c(x，y，z)，d(x，y，z)，传感器接收到机械波的时差为Δ t，C为机械波传播速 度。各传感器接收到的信号时间差乘以机械波传播速度，即为碰撞源位置到传感器的距离 差，通过求解空间距离方程（1)-(3)，可得出碰撞源坐标。需要指出的是，定位碰撞源坐标 时，也可以只定位水平坐标，即（x，y)。同时，也可任选择4个传感器位置形成的6个时差中2 个以上的时间差进行定位计算。方法是类似的。
[0038]中央处理器206包括存储单元，预存被保护物体边界坐标，该碰撞源位置信息与事 先存储的被保护物体边界（即车体外壳207)的坐标进行比较，如果碰撞源位置在被保护物 体边界上或离边界的距离小于设定的阈值，如100mm，则判定受到了碰撞或剐蹭，中央处理 器启动图像采集装置的摄像控制和视频存储功能，并同时发出警报;该警报可以是现场报 警装置发出，也可以是将警报信息远程传输给车主的移动终端;其中远程传输的警报信息 可以包括视频或视频截图或者碰撞声音。
[0039]本实施例中的传感器设置为4个，实际中可以设置3个或3个以上。
[0040] 实施例2:
[0041]参见附图2所示，该实施方案结构安装示意图中传感器203以及图像采集装置205 全部集成在中央处理器206上，安装在车厢内。其功能实现方式与实施例1 一致。此实施例的 特点是结构更加紧凑，方便安装。
[0042] 实施例3
[0043] 本发明还提出一种碰撞检测方法，参见图3,具体地，在车身上安装多个传感器，用 于采集碰撞信号，可应用的传感器包括具有压电效应的传感装置，例如包括压电陶瓷或压 电薄膜;也可以是声学传感器阵列，例如包括麦克风阵列及其MEMS系统。
[0044] 包括如下步骤：
[0045] 步骤1:传感器检测由碰撞产生的机械波并传输给中央处理器，中央处理器依据机 械波到达不同传感器的时间差，计算出碰撞源坐标；
[0046] 步骤2:将碰撞源坐标和预设的车辆外形轮廓坐标进行比对，判断碰撞源位置是否 在外形边界上；
[0047] 步骤3，如果判断是，启动碰撞信息采集功能并触发报警;否则忽略事件。
[0048] 其中，在本实施例的方法中，还包括在存储设备中预存车辆外形轮廓坐标及其判 断发生碰撞或剐蹭的设定阈值。该设定阈值为碰撞或剐蹭发生时，实际碰撞源位置与车辆 外形轮廓坐标之间的差值的最大值。
[0049] 其中，碰撞信息采集步骤包括采集碰撞视频信息或者记录碰撞图片及声音信息。
[0050] 其中，警报信息可以是现场警报，也可以将警报信息远程传输给管理系统，该管理 系统可以是电脑也可以是车主的移动终端，如手机等。
[0051 ] 实施例4:
[0052]本发明还提出一种碰撞检测方法，参见图4,具体地，在车身上安装多个传感器，用 于采集碰撞信号，可应用的传感器包括具有压电效应的传感装置，例如包括压电陶瓷或压 电薄膜；也可以是声学传感器阵列，例如包括麦克风阵列及其MEMS系统。信号幅度足够大 时，比如超过3.7v时，即可判断为碰撞发生的充分条件，简化处理过程。
[0053] 包括如下步骤：
[0054]步骤1:传感器检测由碰撞产生的机械波并传输给中央处理器；
[0055] 步骤2:中央处理器检测机械波信号幅度是否超过阈值；
[0056] 步骤3:如果判断是，启动碰撞信息采集功能并触发报警;否则忽略事件。
[0057]其中，碰撞信息采集步骤包括采集碰撞视频信息或者记录碰撞图片及声音信息。 [0058]其中，警报信息可以是现场警报，也可以将警报信息远程传输给管理系统，该管理 系统可以是电脑也可以是车主的移动终端，如手机等。
[0059] 本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与 其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于本申请的方 法实施例而言，由于其与装置实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见装置实 施例的部分说明即可。
[0060] 在以上的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是以上描述仅是 发明的较佳实施例而已，本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，因此本发 明不受上面公开的具体实施的限制。同时任何熟悉本领域技术人员在不脱离本发明技术方 案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变 动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发 明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术 方案保护的范围内。
【主权项】
1. 一种车辆触发碰撞报警和记录装置，包括传感器、图像采集装置、中央处理器、报警 器，其特征为：多个所述传感器设置在车辆外壳边缘上或者车厢内，用于采集碰撞信号；多 个所述图像采集装置设置在车辆外壳边缘上或者车厢内，用于当碰撞发生后，采集视频或 音频信息;所述传感器、所述图像采集装置由中央处理器控制并实现数据交换:所述中央处 理器配置为对所述碰撞信号进行分析处理以确定碰撞源的位置坐标、比较所述碰撞源的位 置坐标与预存的车辆外形轮廓坐标，判断是否发生碰撞;或者所述中央处理器配置为比较 所述碰撞信号的波动幅度是否超过阈值，判断是否发生碰撞;若碰撞发生，则启动图像采集 装置和报警器。2. 根据权利要求1所述的车辆触发碰撞报警和记录装置，其特征为:所述传感器包括压 电效应或声电效应的传感器及其对应MEMS系统。3. 根据权利要求1所述的车辆触发碰撞报警和记录装置，其特征为:所述还包括通信模 块，用于碰撞发生后，将所述图像采集装置的信息上传到电脑或者移动终端。4. 根据权利要求3所述的车辆触发碰撞报警和记录装置，其特征为:所述通信模块包括 WIFI、3G、4G、5G网络或 GPRS网络。5. -种汽车，包括权利要求1-4任一项所述的车辆触发碰撞报警和记录装置。6. -种检测车辆碰撞的方法，包括以下步骤： 步骤1:米集碰撞?目号； 步骤2:依据碰撞信号到达不同传感器的时间差，计算出碰撞源坐标； 步骤3:比较碰撞源坐标和预存的车辆外形轮廓坐标，判断碰撞源位置是否在车辆外形 边界上； 步骤4:判断发生碰撞，则启动图像采集步骤并发出警报。7. -种检测车辆碰撞的方法，包括以下步骤： 步骤1:米集碰撞?目号； 步骤2:比较所述碰撞信号的波动幅度，判断所述波动幅度是否超过预设幅度阈值； 步骤3:判断发生碰撞，则启动图像采集步骤并发出警报。8. 根据权利要求6或7所述的检测车辆碰撞的方法，其特征在于:所述警报包括现场警 报和远程警报。9. 根据权利要求8所述的检测车辆碰撞的方法，其特征在于:所述远程警报包括将警报 信息发送至电脑或移动终端。10. 根据权利要求6或7所述的检测车辆碰撞的方法，其特征在于:所述图像采集还包括 对所采集的视频或音频信息进行压缩或截图。11. 根据权利要求6或7所述的检测车辆碰撞的方法，其特征在于:还包括设定碰撞坐标 差阈值或者波动幅度阈值的步骤，所述碰撞坐标差阈值为判定碰撞发生时，碰撞源坐标和 预存的车辆外形轮廓坐标差值的最大值;所述波动幅度阈值为判断碰撞发生时，碰撞信号 波动幅度的最小值。
【文档编号】H04N5/225GK106027865SQ201610451898
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月21日
【发明人】杜朝亮, 穆佳昆, 叶智锐, 郭洪峰, 牛纪祥, 李文杰
【申请人】北京钛方科技有限责任公司