一種云平臺(tái)下的駕駛員危險(xiǎn)操作行為監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及云技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及云平臺(tái)下的汽車(chē)駕駛員危險(xiǎn)操作行為的監(jiān)測(cè)系 統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著汽車(chē)擁有量的不斷增加，交通安全已成為制約社會(huì)和諧發(fā)展的焦點(diǎn)問(wèn)題。全 世界每年因交通事故而導(dǎo)致的死亡人數(shù)超過(guò)60萬(wàn)，造成的直接經(jīng)濟(jì)損失約125億美元，而這 些事故中70%的災(zāi)難性事故與危險(xiǎn)駕駛操作行為有關(guān)。駕駛行為的不當(dāng)不僅對(duì)正常交通秩 序造成影響，而且對(duì)車(chē)輛駕駛員的安全也構(gòu)成了一定威脅。統(tǒng)計(jì)顯示，在交通事故發(fā)生時(shí)， 如果駕駛員的反應(yīng)能快半秒，60%的交通事故就可以避免。
[0003] 近年來(lái)，各國(guó)政府、民間組織以及各大汽車(chē)公司都在研發(fā)提高駕駛員駕駛的各種 方法。如，專利[201410252819.7]提出一種駕駛行為自動(dòng)監(jiān)測(cè)方法及裝置，該方法通過(guò)汽車(chē) 上安裝攝像頭對(duì)駕駛員進(jìn)行身體狀態(tài)監(jiān)測(cè)，在數(shù)據(jù)隱私方面會(huì)存在隱私風(fēng)險(xiǎn)。專利 [201120137754.3]提供一種異常駕駛行為監(jiān)測(cè)與安全預(yù)警系統(tǒng)，對(duì)疲勞駕駛、酒后駕駛、不 專注駕駛以及異常行為進(jìn)行提醒、記錄和通信功能，但含有強(qiáng)制監(jiān)測(cè)駕駛員行為的不足。同 時(shí)，汽車(chē)系統(tǒng)越來(lái)越復(fù)雜，需要監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)量較大，利用車(chē)載本身ECU無(wú)法滿足實(shí)時(shí)性要求。 專利[201410340163.4]針對(duì)駕駛員移動(dòng)終端獲取信息的延遲情況，提供了一種駕駛行為監(jiān) 測(cè)方法及系統(tǒng)，提高了駕駛安全性。專利[201320454861.8]提出一種基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò) 的駕車(chē)行為監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，利用多種傳感器技術(shù)通過(guò)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)完成對(duì)車(chē)輛駕駛員行 為的監(jiān)測(cè)預(yù)警及違法駕駛行為的監(jiān)測(cè)處置系統(tǒng)。盡管上述已公開(kāi)的駕駛員行為監(jiān)測(cè)方案為 減少交通事故發(fā)揮了一定的作用，但是現(xiàn)有技術(shù)部分系統(tǒng)功能過(guò)于單一，實(shí)用性不夠，有的 系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理量大而不便于實(shí)現(xiàn)車(chē)載。隨著云平臺(tái)的發(fā)展，將汽車(chē)傳感器采集的數(shù)據(jù)利用 無(wú)線收發(fā)模塊與云端建立連接，而云端的大數(shù)據(jù)處理、信息交互和共享等優(yōu)點(diǎn)為駕駛帶來(lái) 了極大的便利，能夠幫助駕駛員了解自身駕駛習(xí)慣、獲取實(shí)時(shí)路況信息，以及正確的駕駛方 式，避免安裝其他昂貴的輔助設(shè)施，直接對(duì)駕駛員在駕駛過(guò)程中的行為習(xí)慣進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析， 及時(shí)糾正危險(xiǎn)操作行為，將有助于提高駕駛的安全性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了克服現(xiàn)有行為監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)用攝像頭監(jiān)測(cè)可能造成隱私泄露、單一車(chē)輛自主離 線判斷實(shí)時(shí)性不夠、并未遵循車(chē)主主觀意愿的強(qiáng)制監(jiān)測(cè)、危險(xiǎn)駕駛行為定義不明和無(wú)語(yǔ)音 提醒與預(yù)警功能的不足，首先，本發(fā)明的行為監(jiān)測(cè)系統(tǒng)將直接利用汽車(chē)已有的節(jié)氣門(mén)開(kāi)度 位置傳感器、方向盤(pán)位置傳感器和汽車(chē)速度傳感器，并附加剎車(chē)踏板位置傳感器和方向盤(pán) 壓力傳感器，進(jìn)行行為監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集，有效避免了攝像頭監(jiān)測(cè)可能造成的隱私泄露問(wèn)題;第 二，本發(fā)明將駕駛員操作行為監(jiān)測(cè)拓展至云平臺(tái)在線監(jiān)測(cè)，充分利用云端服務(wù)器含有大量 操作行為的數(shù)據(jù)資源庫(kù)(專家系統(tǒng)），提高操作行為監(jiān)測(cè)的實(shí)時(shí)性，并結(jié)合從實(shí)時(shí)路況獲取 系統(tǒng)獲取的實(shí)時(shí)路況數(shù)據(jù)，進(jìn)一步提高實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性和有效性;第三，本發(fā)明將在車(chē)載 端增設(shè)無(wú)線數(shù)據(jù)通信模塊的開(kāi)關(guān)單元，駕駛員可自行選擇是否打開(kāi)數(shù)據(jù)的傳輸功能，有效 避免強(qiáng)制監(jiān)測(cè)駕駛員操作行為的情況;第四，本發(fā)明將明確定義并區(qū)分駕駛員危險(xiǎn)操作行 為的情形，主要包括8種危險(xiǎn)操作行為：急加速、急轉(zhuǎn)彎、急剎車(chē)、蛇形行駛、單手駕駛、持續(xù) 加速、誤踩油門(mén)和誤轉(zhuǎn)方向；第五，本發(fā)明還將進(jìn)一步在車(chē)載端增設(shè)語(yǔ)音提醒模塊，使云端 決策輸出的結(jié)果能實(shí)時(shí)傳輸至車(chē)載端，提醒駕駛員并進(jìn)行改正。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種云平臺(tái)下的駕駛員危險(xiǎn)操作行 為監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括云端服務(wù)器以及設(shè)置在車(chē)載端的車(chē)載傳感器組、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、無(wú)線通信 模塊、GPS導(dǎo)航系統(tǒng)和語(yǔ)音提醒模塊;其中所述車(chē)載傳感器組采集與駕駛員操作行為直接相 關(guān)的數(shù)據(jù)信息，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)獲取所述數(shù)據(jù)信息，然后利用無(wú)線通信模塊上傳至云端服務(wù) 器，云端服務(wù)器根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)以及存儲(chǔ)在云端服務(wù)器中的專家系統(tǒng)分析駕駛員行為， 決策輸出相應(yīng)提醒信息，并傳輸至車(chē)載端的無(wú)線通信模塊，然后通過(guò)語(yǔ)音提醒模塊輸出語(yǔ) 音提醒信息；與所述無(wú)線通信模塊連接的開(kāi)關(guān)單元，用于控制是否將數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)傳送過(guò) 來(lái)的數(shù)據(jù)傳輸至云端服務(wù)器。
[0006] 所述車(chē)載傳感器組包括汽車(chē)速度傳感器、剎車(chē)踏板位置傳感器、節(jié)氣門(mén)開(kāi)度位置 傳感器、方向盤(pán)位置傳感器和方向盤(pán)壓力傳感器（由四個(gè)片式壓力傳感器構(gòu)成，等間距安裝 在方向盤(pán)握盤(pán)四周，嵌于方向盤(pán)皮套內(nèi)層），分別采集汽車(chē)速度信息v。、剎車(chē)踏板位置信息 sP、節(jié)氣門(mén)開(kāi)度位置信息0[)、方向盤(pán)位置信息TP;四個(gè)片式壓力傳感器信息分為兩對(duì)角分布， 一個(gè)對(duì)角分布的片式壓力傳感器信息為Pll、Pl2，另一個(gè)對(duì)角分布的片式壓力傳感器信息為 P21、Ρ22，然后分別提取出：汽車(chē)速度單位時(shí)間變化率a。;剎車(chē)踏板位置單位時(shí)間變化率iv; 節(jié)氣門(mén)開(kāi)度位置單位時(shí)間變化^;方向盤(pán)位置單位時(shí)間變化率片式壓力傳感器信息輸 出計(jì)數(shù)時(shí)間tp。
[0007] 所述云端服務(wù)器設(shè)置有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)、專家系統(tǒng)、實(shí)時(shí)路況獲取系統(tǒng)和駕駛行為 分析系統(tǒng)，所述實(shí)時(shí)路況獲取系統(tǒng)獲取行車(chē)過(guò)程中的實(shí)時(shí)道路形狀和實(shí)時(shí)資訊信息；其中 實(shí)時(shí)道路形狀通過(guò)結(jié)合GPS導(dǎo)航系統(tǒng)和中國(guó)國(guó)家公路地理信息系統(tǒng)獲取，實(shí)時(shí)資訊信息通 過(guò)路側(cè)系統(tǒng)獲取。
[0008] 所述實(shí)時(shí)道路形狀獲取過(guò)程包括，首先，通過(guò)GPS導(dǎo)航系統(tǒng)獲取實(shí)時(shí)車(chē)輛信息和當(dāng) 前駕駛車(chē)輛的位置信息S;然后，結(jié)合已獲取的GPS信號(hào)，根據(jù)安裝于車(chē)載端的中國(guó)國(guó)家公路 地理信息系統(tǒng)進(jìn)一步準(zhǔn)確定位當(dāng)前位置信息S，并提取出當(dāng)前路段的長(zhǎng)度L d、坡度Id和曲率 半徑Rd。所述實(shí)時(shí)資訊信息獲取由路側(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，可提取出當(dāng)前路段的路況信息R(山路、減 速慢行等危險(xiǎn)路段)和天氣情況W(風(fēng)雪、雨濕路滑等不良天氣）。
[0009] 一種云平臺(tái)下的駕駛員危險(xiǎn)操作行為監(jiān)測(cè)方法，包括以下步驟：
[0010] 1)車(chē)載端的汽車(chē)速度傳感器、剎車(chē)踏板位置傳感器、節(jié)氣門(mén)開(kāi)度位置傳感器、方向 盤(pán)位置傳感器和方向盤(pán)壓力傳感器車(chē)載傳感器組分別采集汽車(chē)速度信息V。、剎車(chē)踏板位置 信息 Sp、節(jié)氣門(mén)開(kāi)度位置信息0[)、方向盤(pán)位置信息TP，方向盤(pán)壓力傳感器的四個(gè)片式壓力傳 感器信息分為兩對(duì)角分布，一個(gè)對(duì)角分布的片式壓力傳感器信息為Pll、Pl2,另一個(gè)對(duì)角分 布的片式壓力傳感器信息為Ρ21、Ρ22。
[0011] 2)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)獲取步驟1)中的各數(shù)據(jù)信息，然后分別提取出：汽車(chē)速度單位時(shí) 間變化率 a。;剎車(chē)踏板位置單位時(shí)間變化率& ;節(jié)氣門(mén)開(kāi)度位置單位時(shí)間變化方向盤(pán)位 置單位時(shí)間變化率片式壓力傳感器信息輸出計(jì)數(shù)時(shí)間tP;然后將步驟1)和2)的數(shù)據(jù)信 息通過(guò)無(wú)線通信模塊傳輸?shù)皆贫朔?wù)器。
[0012] 3)云端服務(wù)器對(duì)接收到的信息進(jìn)行存儲(chǔ)，云端服務(wù)器的實(shí)時(shí)路況獲取系統(tǒng)從中國(guó) 國(guó)家公路地理信息系統(tǒng)和路側(cè)系統(tǒng)中獲取道路的實(shí)時(shí)情況和行車(chē)過(guò)程中的實(shí)時(shí)資訊信息， 以及GPS導(dǎo)航系統(tǒng)中的車(chē)輛實(shí)時(shí)信息，云端服務(wù)器的駕駛行為分析系統(tǒng)結(jié)合以上信息分析 出駕駛員的具體危險(xiǎn)操作行為，包括急加速、急轉(zhuǎn)彎、急剎車(chē)、蛇形行駛、單手駕駛、持續(xù)加 速、誤踩油門(mén)和誤轉(zhuǎn)方向，決策輸出相應(yīng)提醒信息，并傳輸至車(chē)載端的無(wú)線通信模塊。
[0013] 4)無(wú)線通信模塊將接收到的云端服務(wù)器發(fā)送的提醒信息存儲(chǔ)在語(yǔ)音提醒模塊，通 過(guò)語(yǔ)音提醒模塊輸出語(yǔ)音提醒信息。
[0014] 本發(fā)明的有益效果包括:可以直接應(yīng)用車(chē)載傳感器數(shù)據(jù)完成駕駛員危險(xiǎn)操作行為 信息獲取，以便于后期決策實(shí)現(xiàn)，并能有效避免由于現(xiàn)有技術(shù)中使用攝像頭方法可能導(dǎo)致 的隱私泄露問(wèn)題;將行為監(jiān)測(cè)拓展至云技術(shù)領(lǐng)域，并結(jié)合實(shí)時(shí)路況數(shù)據(jù)分析，可極大的提高 危險(xiǎn)操作行為識(shí)別的實(shí)時(shí)性和精度;設(shè)置的開(kāi)關(guān)單元能有效的避免現(xiàn)有技術(shù)中強(qiáng)制監(jiān)測(cè)駕 駛員操作行為的不足;現(xiàn)有技術(shù)中危險(xiǎn)駕駛行為定義不明，本發(fā)明針對(duì)性地提出了8類危險(xiǎn) 駕駛行為，有利于糾正駕駛員實(shí)際行車(chē)過(guò)程中的不規(guī)范操作行為;語(yǔ)音提醒模型可將云端 決策輸出的信息進(jìn)行實(shí)時(shí)播報(bào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)駕駛員危險(xiǎn)操作行為的提醒，降低行車(chē)風(fēng)險(xiǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0015] 圖1是本發(fā)明提供的云平臺(tái)下的駕駛員危險(xiǎn)操作行為監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的總體架構(gòu)圖；
[0016] 圖2是本發(fā)明提供的云平臺(tái)下的駕駛員危險(xiǎn)操作行為監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的具體的結(jié)構(gòu)流程 圖；
[0017] 圖3是本發(fā)明提供的云平臺(tái)下的駕駛員危險(xiǎn)操作行為監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)流程圖；
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