專利名稱：事故分析用車載數據記錄儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種記錄機動車行駛狀態的儀器，具體地說，涉及一種用于記錄機動車行駛時的各種車況和路況數據、可再現機動車行駛狀態、分析機動車事故發生過程的車載數據記錄儀。
背景技術：
隨著汽車工業的飛速發展以及人們生活水平的不斷提高，汽車的普及率越來越高。伴隨著汽車數量的不斷增加，交通事故也逐年遞增。在處理交通事故時，傳統的作法是交警根據事故雙方陳述的事故發生過程，以及對現場痕跡的分析，得出結論并作出交通事故責任認定書。在整個事故處理過程中，由于無法客觀地再現事故發生過程，而雙方當事人的陳述主觀性又很大，所以交警依此作出的決定有時有失公平。
特別是在新的《中華人民共和國道路交通安全法》頒布實施后，處理交通事故已經不僅僅是判定雙方承擔的責任比例，而更要求執法者確定機動車方的無責任賠償比例、為相關保險公司啟動理賠程序提供根據甚至要為可能進行的民事訴訟提供有說服力的證據。當機動車與行人、非機動車發生交通事故并造成財產損失、人員傷亡時，新法規定由強勢的機動車方承擔舉證責任，但目前機動車方舉證能力顯然與其強勢地位不符。而當交通事故引發的人身損害賠償額度又因“以人為本、尊重生命”的立法思想而變得巨大時，法律的公正更顯得異常重要。由此可見，先進的立法思想必須有與之相配的先進技術才能得以順利實施，技術進步也應該跟上法律進步的步伐。另外，在計算機技術蓬勃發展的今天，鑒于法律的嚴肅性對證據的科學性、客觀性有著更嚴格的要求，數據安全也成為其作為證據的必要條件。
發明內容
鑒于上述原因，本實用新型的目的是提供一種全新的車載數據記錄儀。它不僅象傳統記錄儀那樣能記錄反映機動車行駛時機動車自身情況的車況數據，還能記錄反映機動車行駛時的道路以及其他交通主體情況的路況數據；在處理交通事故時，可以再現事故發生前后事故雙方的行為過程，為交警處理事故提供直觀、客觀、公正的證據，真正做到“以事實為根據”的執法理念；而且，出于對原始證據的保護，杜絕數據被篡改，它能對所采集的數據進行有效的加密，并在條件滿足時進行解密。
為實現上述目的，本實用新型采用以下技術方案一種事故分析用車載數據記錄儀，該記錄儀由安裝在機動車前部駕駛員附近的帶有USB接口的廣角攝像頭和可記錄機動車行駛數據和路況圖象信息并進行加密處理的記錄盒構成；所述記錄盒為車載部件，它由殼體和安裝在殼體內的嵌入式計算機系統構成；該嵌入式計算機系統包括嵌入式CPU、存儲器和加密芯片；嵌入式CPU的USB接口與廣角攝像頭的USB接口相連，實時接收攝像頭拍攝的關于道路交通狀況的圖像；嵌入式CPU的I/O口通過I/O接線端子與機動車儀表盤處的車速、剎車、油門、離合器、檔位、方向盤、鳴笛、車前燈信號相連，實時采集機動車的車況數據；嵌入式CPU的數據/地址總線通過總線與存儲器、加密芯片的數據口、地址口相連，按時間順序存儲并加密采集、接收的各種數據。
在本實用新型的具體實施例中在所述記錄盒殼體上還設有LCD顯示屏、觸摸按鍵和紅外線接口；LCD顯示屏的數據口通過總線與嵌入式CPU的LCD控制器相連，顯示嵌入式CPU記錄的各種數據；觸摸按鍵的信號輸出端通過總線與嵌入式CPU的觸摸屏接口相連，接受操作者輸入的各種指令；紅外線接口與嵌入式CPU的通用串行總線接口相連，使得操作者可以通過紅外線的方式讀取存儲在嵌入式CPU內的各種數據。
所述嵌入式計算機系統還包括有音頻驅動芯片；該音頻驅動芯片的數據總線與嵌入式CPU的IIS總線相連，音頻驅動芯片又與微型麥克風相連，采集當時的聲音信號，并將其轉換成音頻數據傳輸給嵌入式CPU。
本實用新型還包括安裝在記錄儀內部的MEMS(微電子機械系統)加速度計，該加速度計的數據輸出口與嵌入式CPU的A/D口相連。
所述廣角攝像頭為具有DSP處理器和USB接口的攝像頭。
所述嵌入式計算機系統還包括一種基于RFID技術的用于記錄車輛原始信息的存儲器；該RFID存儲器與嵌入式CPU不存在任何邏輯聯系，它直接通過無線電射頻與讀取它的裝置聯系，用于識別車輛本身。
由于本實用新型采用功能強大的嵌入式CPU作為核心部件，所以，本實用新型結構簡單、功能強大。又由于本實用新型通過廣角攝像頭實時拍攝機動車行駛過程中的路況信息，通過集成有各種接口的功能強大的嵌入式CPU處理攝像頭拍攝的圖像信息以及CPU本身采集的各種信息，并將其加密后存儲在專用加密芯片和存儲器中，所以，本實用新型可以非常輕易地重現事故發生過程，而且因為數據被加密，隨意篡改會使得數據被破壞，從而對機動車方造成損失，所以維護了作為證據的嚴肅性。
本實用新型是一種有效、可行、低價和便于推廣使用的設備。
圖1為本實用新型記錄盒控制電路原理框圖圖2為本實用新型USB攝像頭內部結構示意圖圖3為本實用新型具體實施例記錄盒控制電路原理框圖圖4～圖6為本實用新型具體實施例嵌入式CPU管腳連接圖圖7為本實用新型具體實施例地址、數據緩沖器管腳連接圖圖8為本實用新型具體實施例FLASH存儲器管腳連接圖圖9為本實用新型具體實施例SDRAM存儲器管腳連接圖圖10為本實用新型具體實施例加密芯片管腳連接圖圖11為本實用新型具體實施例嵌入式CPU IIS接口管腳連接圖圖12為本實用新型具體實施例紅外線接口芯片管腳連接圖圖13為本實用新型具體實施例USB接口管腳連接圖圖14為本實用新型嵌入式CPU執行的控制程序程序框圖具體實施方式
為了能夠再現事故發生過程，即在機動車行駛過程中，當前方道路發生異常情況時，當時的機動車周圍情況、機動車駕駛員在自然規律允許、人力可及的范圍內是否“采取了避免事故發生的必要的處置措施”，本實用新型記錄了當時路況的圖象和聲音數據，表示駕駛員處置措施的數據如車速、剎車、油門、離合器、檔位、方向盤、鳴笛、車前燈等，以及發生這一切的準確時間。
本實用新型公開的事故分析用車載數據記錄儀主要由安裝在機動車前部駕駛員附近的帶有USB接口的廣角攝像頭和安裝在駕駛室內的可記錄機動車行駛時各種數據的記錄盒構成。
所述記錄盒由殼體和安裝在殼體內的嵌入式計算機系統構成。如圖1所示，該嵌入式計算機系統包括嵌入式CPU、存儲器、加密芯片和音頻驅動芯片。嵌入式CPU的USB接口與廣角攝像頭的USB接口相連，接收攝像頭拍攝的關于路況的圖像；嵌入式CPU的IIS總線與音頻驅動芯片的數據總線相連，音頻驅動芯片又與微型麥克風相連，采集麥克風輸出的聲音信號，并將其轉換成音頻數據傳輸給嵌入式CPU；嵌入式CPU的I/O口通過I/O接線端子與機動車儀表盤處的車速、剎車、油門、離合器、檔位、方向盤、鳴笛、車前燈信號相連，采集機動車行駛時的各種數據，以便對照圖象信息判斷當時的路況、車況和駕駛員操作的合理性；嵌入式CPU的數據/地址總線通過總線與存儲器、加密芯片的數據口、地址口相連，按時間順序存儲并加密嵌入式CPU采集、接收的各種數據。
為了便于駕駛員、交警在事故現場再現記錄儀記錄的數據和畫面，如圖1所示，在記錄盒殼體上還設有LCD顯示屏、觸摸按鍵和紅外線接口；LCD顯示屏的數據口通過總線與嵌入式CPU的LCD控制器相連，顯示嵌入式CPU記錄的各種數據；觸摸按鍵的信號輸出端通過總線與嵌入式CPU的觸摸屏接口相連，接受操作者輸入的各種指令；紅外線接口與嵌入式CPU的通用串行總線接口(UART接口)相連，使得操作者可以通過紅外線的方式讀取存儲在嵌入式CPU內的各種數據。
另外，本實用新型還可以通過安裝在記錄儀內部的MEMS(微電子機械系統)加速度計(如AD DEVICE公司生產的ADXL320)準確地測量機動車的加速度，該加速度計的數據輸出口與嵌入式CPU的A/D口相連。MEMS加速度計是一種微型的芯片級加速度計，可檢測機動車兩個軸的加速度信號并轉換成標準的模擬量信號，再通過嵌入式CPU的A/D轉換器轉換成數字信號，供系統判斷是否有碰撞和緊急剎車情況發生。
圖2為本實用新型包括的帶有USB接口的廣角攝像頭的內部結構示意圖。該攝像頭安裝在汽車前部駕駛員附近，其視野與駕駛員視野大致相同。如圖所示，該攝像頭為具有DSP處理器和USB接口的攝像頭，它由微型廣角鏡頭、CMOS圖象傳感器、DSP處理器和USB接口構成，可對拍攝的圖像進行即時的壓縮處理，使得所需傳輸的數據量減少，并且可以方便地通過USB接口與嵌入式CPU的USB接口相連，傳輸圖像數據，而無需任何驅動程序。該攝像頭是本實用新型車載記錄儀的關鍵部件，通過它拍攝的圖像記錄可使人直觀的判別車輛行駛過程中前方的道路通行狀況、道路設施狀況、其他機動車/非機動車/行人狀況、天氣情況、能見度等各種信息。
圖3為本實用新型具體實施例記錄盒控制電路部分原理框圖。如圖3所示，本實用新型具體實施例選用的是韓國三星公司(SAMSUNG)生產的基于ARM920T標準的嵌入式CPU(型號S3C2410X)。該CPU本身集成了多種接口如USB接口、LCD控制器、觸摸屏接口、通用串行總線接口即UART接口(含紅外線接口)、I/O接口、IIS總線、A/D轉換接口等，可以非常方便的與各種外設(如帶有USB接口的攝像頭、存儲器、觸摸屏、LCD顯示器等)相連接。
另外，為了保證數據不被篡改，如圖3所示，本實用新型包括有SDRAM存儲器、FLASH存儲器和專用的加密芯片。專用加密芯片用于存儲車輛信息、加密密鑰和算法，CPU將采集到的數字信息與密鑰進行計算后將加密后的綜合數據記錄到存儲器芯片中，讀取和分析設備也必須擁有解密密鑰和算法才能將加密過的數據還原成可視的圖象等信息，從而，保證CPU采集、存儲的數據的真實性、可靠性。
如圖1所示，本實用新型記錄盒控制電路板上還設計有一種基于RFID技術的存儲器(如EM公司生產的EM4034)。它在車輛安裝本實用新型時一次性記錄車輛的原始信息，如車輛生產廠商、車輛型號、出廠日期、車輛牌照號、行駛證號、車輛所有人等。該RFID芯片與嵌入式CPU不存在任何邏輯聯系，它直接通過無線電射頻與讀取它的裝置聯系，用于識別車輛本身。該芯片的引入是為了證明所采集的信息屬于該車輛。
圖4～圖13為本實用新型記錄盒控制電路部分具體電路圖。由于本實用新型采用功能強勁的嵌入式CPU作為核心芯片，其共有上百條管腳，為了表述方便，本實用新型用圖4、圖5、圖6三張圖表示CPU的管腳連接關系。圖7為與嵌入式CPU地址總線相連的地址鎖存器U2、U6、U7的管腳連接圖，以及與嵌入式CPU數據總線相連的數據鎖存器U3、U5的管腳連接圖。圖8為FLASH存儲器管腳連接圖，FLASH存儲器U12、U13、U14的地址總線、數據總線分別與CPU的地址、數據總線相連。圖9為SDRAM存儲器管腳連接圖，SDRAM存儲器U8、U9的地址總線、數據總線分別與CPU的地址、數據總線相連。圖10為本實用新型具體實施例加密芯片管腳連接圖，如圖所示，加密芯片SSX16的數據總線與嵌入式CPU的數據總線相連，加密芯片的控制端nLE與CPU的地址選通端ADDR27相連。圖11為本實用新型具體實施例嵌入式CPU IIS接口管腳連接圖，如圖所示，CPU的IIS接口L3DATA、12SSDI、12SSDO與音頻驅動芯片的數據輸入/輸出端L3DATA、DATAO、DATAI相連，音頻驅動芯片的音頻信號輸入/輸出端分別與麥克MICI、揚聲器CN1相連。圖12為本實用新型具體實施例紅外線接口芯片管腳連接圖，如圖所示，嵌入式CPU的串口TXD2、RXD2通過邏輯芯片U20、U21與紅外線接口芯片U19相連，通過紅外線方式讀取CPU中存儲的數據。圖13為本實用新型具體實施例USB接口管腳連接圖，如圖所示，USB接口CON14、16、17分別與CPU的DN0、DP0和DN1、DP1相連。
圖4為本實用新型嵌入式CPU執行的控制程序的程序框圖。本實用新型在汽車點火后即開始工作，嵌入式CPU每40ms循環采集一次信息，并將采集的數據加密后存儲到FLASH存儲器的循環區，直到汽車熄火為止。記錄的信息包括時間、圖象、聲音、車況和加速度值。在其工作期間，如遇到加速度數據異常或人工按下“存檔”鍵時，會將本次停車前30秒到后30秒內的數據加密并存檔到FLASH存儲器的歸檔區中；如果FLASH存儲器已經存滿或者空間不夠則刪除最早的一條記錄。考慮到時間間隔對數據的有效性非常重要，所有數據的采集和記錄都嚴格依照實時時鐘的順序進行。
當出現紅外線接口的通訊請求時，該記錄儀首先會進行身份驗證。如果驗證通過認定是合法的數據讀取器時，則停止數據記錄并按照該數據讀取器設定的要求傳輸特定的當前數據或歸檔數據。
該記錄儀可直接接收車載直流電源的電壓，并自帶鋰電池，斷電后數據能夠保持一年以上。
與車載記錄儀配合使用的分析部件可以是一臺特殊設計的專用掌上電腦，帶有液晶顯示和鍵盤，能完成讀取數據、解密數據、分析數據并打印事故分析報告等功能。
以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，本實用新型的保護范圍并不局限于此。任何基于本實用新型技術方案上的等效變換均屬于本實用新型保護范圍之內。
權利要求1.一種事故分析用車載數據記錄儀，其特征在于它由安裝在機動車前部駕駛員附近的帶有USB接口的廣角攝像頭和可記錄機動車行駛時各種數據的記錄盒構成；所述記錄盒由殼體和安裝在殼體內的嵌入式計算機系統構成；該嵌入式計算機系統包括嵌入式CPU、存儲器和加密芯片；嵌入式CPU的USB接口與廣角攝像頭的USB接口相連，接收攝像頭拍攝的關于路況的圖像；嵌入式CPU的I/O口通過I/O接線端子與機動車儀表盤處的車速、剎車、油門、離合器、檔位、方向盤、鳴笛、車前燈信號相連，采集機動車行駛時的各種數據；嵌入式CPU的數據/地址總線通過總線與存儲器、加密芯片的數據口、地址口相連，存儲嵌入式CPU采集、接收的各種數據。
2.根據權利要求1所述的一種事故分析用車載數據記錄儀，其特征在于在所述記錄盒殼體上還設有LCD顯示屏、觸摸按鍵和紅外線接口；LCD顯示屏的數據口通過總線與嵌入式CPU的LCD控制器相連，顯示嵌入式CPU記錄的各種數據；觸摸按鍵的信號輸出端通過總線與嵌入式CPU的觸摸屏接口相連，接受操作者輸入的各種指令；紅外線接口與嵌入式CPU的通用串行總線接口相連，使得操作者可以通過紅外線的方式讀取存儲在嵌入式CPU內的各種數據。
3.根據權利要求2所述的一種事故分析用車載數據記錄儀，其特征在于所述嵌入式計算機系統還包括有音頻驅動芯片；該音頻驅動芯片的數據總線與嵌入式CPU的IIS總線相連，音頻驅動芯片又與微型麥克風相連，采集當時的聲音信號，并將其轉換成音頻數據傳輸給嵌入式CPU。
4.根據權利要求3所述的一種事故分析用車載數據記錄儀，其特征在于本實用新型還包括安裝在記錄儀內部的MEMS加速度計，該加速度計的數據輸出口與嵌入式CPU的A/D口相連。
5.根據權利要求1～4之一所述的一種事故分析用車載數據記錄儀，其特征在于所述廣角攝像頭為具備DSP處理器和USB接口的攝像頭。
6.根據權利要求5所述的一種事故分析用車載數據記錄儀，其特征在于所述嵌入式計算機系統還包括有一種基于RFID技術的用于記錄車輛原始信息的存儲器；該RFID存儲器與嵌入式CPU不存在任何邏輯聯系，它直接通過無線電射頻與讀取它的裝置聯系，用于識別車輛本身。
專利摘要本實用新型公開了一種事故分析用車載數據記錄儀，它由安裝在機動車前部駕駛員附近的帶有USB接口的廣角攝像頭和可記錄機動車行駛時各種數據/參數的記錄盒構成。所述記錄盒由殼體和安裝在殼體內的嵌入式計算機系統構成；該嵌入式計算機系統包括嵌入式CPU、存儲器和加密芯片；嵌入式CPU的USB接口與廣角攝像頭的USB接口相連，接收攝像頭拍攝的關于路況的圖像；嵌入式CPU的I/O口通過I/O接線端子與機動車儀表盤處的車速、剎車、油門、離合器、檔位、方向盤、鳴笛、車前燈信號相連，采集機動車行駛時的各種數據；嵌入式CPU的數據/地址總線通過總線與存儲器、加密芯片的數據/地址口相連，存儲CPU采集、接收的各種數據。本實用新型可以非常輕易地重現事故發生過程。
文檔編號G07C5/00GK2804965SQ20052010882
公開日2006年8月9日 申請日期2005年6月7日 優先權日2005年6月7日
發明者范康翔 申請人:范康翔