專利名稱：一種基于單目測距的營運車輛監控終端的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種車載終端，具體涉及一種基于單目測距的營運車輛監控終端。
背景技術：
營運車輛在運營過程中，行駛周期長、運行半徑大、載客載貨量多，駕駛員容易在行駛過程中發生超速、疲勞駕駛等違規行為，造成重特大交通事故；現有車載終端無法在車輛行駛過程中自動測算車輛間距，不能發出警報，車輛的主動安全性低；現有車載終端功能單一，無法滿足駕駛員的需求，導致終端設備重復安裝，造成資源浪費和運營成本增加。因此，需要一種新的終端解決上述問題。
發明內容針對上述現有終端的缺陷或不足，本實用新型的目的在于，提供一種基于單目測距的營運車輛監控終端，該終端應用單目視覺理論完成對本車前方車輛的車距檢測和計算，通過與安全車距標準比對，提供車輛安全行駛級別，提高車輛的主動安全性；同時具備GPS導航與定位、車輛行駛環境發布與報警、違規駕駛提醒、3G/GPRS通信和影音娛樂等功能，滿足了用戶多樣化需求，降低了終端安裝成本。為了實現上述技術任務，本實用新型采用如下技術解決方案:一種基于單目測距的營運車輛監控終端，包括監控終端主控模塊、GPS定位模塊、數據處理模塊、數據采集模塊、觸摸屏模塊、存儲模塊、3G/GPRS通信模塊、電源模塊、報警模塊和多個接口。所述接口包括電源接口、RS232接口、USB接口、標準SD卡插槽。其中，GPS定位模塊、數據處理 模塊、觸摸屏模塊、存儲模塊、3G/GPRS通信模塊、報警模塊和電源模塊均與車載終端主控模塊連接；數據采集模塊與數據處理模塊連接。進一步的，所述監控終端主控模塊采用三星公司的S3C2440芯片。與現有技術相比，本實用新型具有以下優點:1、采用高清攝像頭作為信息來源，不僅具有便攜性好，功耗低，價格適中的特點，還便于車載安裝。2、采用基于單幀的單目測距方法，可以在攝像頭的各種角度下進行測量，提高了裝置的實用性和車輛的主動安全。3、裝置具有GPS定位功能，當車輛出現危險時，在通知駕駛員的同時還將當時車輛的位置和行駛信息發送給后臺服務中心。4、3G/GPRS組合通信方式既保證了車載終端大容量數據發送帶寬不足的問題，也解決了車輛在行駛環境復雜多變的條件下，信號不穩定的問題。5、裝置成本低、功能全面、安裝使用方便，適合營運車輛的安裝環境。
[0013]圖1是本實用新型的基于單目測距的營運車輛監控終端的原理框圖。圖2是車載終端單目測距報警功能流程圖。
以下結合附圖和實例對本實用新型進一步解釋說明。
具體實施方式
請參閱圖1，本實用新型的基于單目測距的營運車輛監控終端，包括監控終端主控模塊、GPS定位模塊、數據處理模塊、數據采集模塊、觸摸屏模塊、存儲模塊、3G/GPRS通信模塊、電源模塊、報警模塊和多個接口。所述接口包括電源接口、RS232接口、USB接口、標準SD卡插槽。其中，GPS定位模塊、數據處理模塊、觸摸屏模塊、存儲模塊、3G/GPRS通信模塊、報警模塊和電源模塊均與車載終端主控模塊連接；數據采集模塊與數據處理模塊連接；車載終端主控模塊通過3G/GPRS通信模塊與后臺服務中心進行數據交換。本實用新型中各模塊的作用及選擇如下:所述監控終端主控模塊的用于控制其余各個模塊協同工作，提供人機交互場景。監控終端主控模塊功能上又可以分為GPS數據處理、車輛行駛數據處理、車距信息處理、監控中心數據處理4個子模塊。GPS數據處理子模塊的主要工作是讀取GPS接收器從串口輸出的GPS數據，然后按照GPS接收器給定的數據格式進行解析。從GPS接收器數據中提取出車輛在行駛過程中的位置信息(精度、緯度)、車輛當前速度、當前時間等信息，然后存儲并且轉發。車輛行駛數據處理子模塊的主要工作是從車輛安裝的行駛記錄儀中讀取車輛的實時速度、加速度和方向等實時數據，并且通過無線網絡發送到后臺服務中心，一旦發生交通事故可以作為事故分析的憑證。車距信息處理子模塊的主要功能是采集數據處理模塊計算出的數據，并且對數據進行分析對比，基于絕對安全車距模型，依據當前車輛的車距、車速信息，判別車輛是否處于安全車距范圍之內。若車輛處于危險狀態，則通過語音模塊對駕駛員進行危險提示，并發出語音報警。監控中心數據處理子模塊的主要功能是解析車輛行駛環境接收模塊獲得的·數據，通過語音提示駕駛員前方車輛的行駛環境。在本實施例中，監控終端主控模塊采用三星公司的S3C2440芯片，該芯片可穩定運行在450MHz，主頻最高可達530MHz。CPU內部集成了 SDRAM控制器、IXD控制器、4通道DMA、3通道UART、SD接口、觸摸屏接口、8通道10位A/D控制器、攝像頭接口等,配合嵌入式Linux系統或Android系統，非常方便系統應用開發。GPS定位模塊即全球衛星定位接收模塊，以異步串口方式與監控終端主控模塊連接。GPS定位模塊用于提供當前時間、經緯度和行駛方向、速度等信息，并且通過預先保存有固定測速點或闖紅燈卡口相機的經緯度數據，當接近目標點預定距離時觸發警報，起到電子狗的功能。在本實施例中，GPS定位模塊采用UP500芯片，芯片尺寸為22*22*8mm，集成patch天線，衛星通道32，導航靈敏度為-159dBm，IPPS輸出，支持WAAS/EGN0S，內置GPS接收電線，可選備份電池，靈敏度高、容易連接。為了解決GPS定位精度不高問題，采用偽隨機碼測距技術，測量精度決定碼元分辨率。碼的比特率越高，碼元寬度便會越小，分辨率也就越聞。數據處理模塊用于處理圖像數據:采用路面背景自動更新技術獲取道路線型，采用多特征信息融合的方法對視野中的車輛進行識別跟蹤；采用基于單幀靜態圖像的測距模型，在不需要已知物體實際尺寸的條件下能夠測量前方物體的絕對距離，滿足前方車輛測距要求；采用的單目視覺測距模型可以在攝像頭角度可變的情況下精確測量前方車輛距離。本實施例中，數據處理模塊采用TI公司針對多媒體應用而開發的芯片TMS320DM6437。DM6437采用達芬奇(DaVinci)技術，專為視頻和圖像應用量身定制。由于采用VLIWTMS320C64x+內核，TMS320DM6437的主頻達到600MHz，計算能力達4800MPIS，使之具有高速處理能力;DM6437 具有 112K Bytes LI Cache和 128K Bytes L2Cache，同時支持 32/16-BitDDR2 SDRAM存儲器擴展，64-Ch EDMA。64通道的EDMA保證CPU和外部器件可以高速并行傳輸，DM6437 上還集成了 VPSS (Video Processing Subsystem)，VPSS 包含一個兼容 ΒΤ.601/BT.656/YUV422格式的視頻輸入口、一個視頻輸出口和多個專用的視頻處理引擎。圖像采集模塊主要功能是通過攝像頭采集車輛行進前方的圖像數據，并將這些圖像數據傳送給數據處理模塊進行處理。本實施例中，圖像采集模塊采用開普勒CA-7558MT9V136型高清攝像頭。成像器件:(XD芯片，工作電壓:9_18伏，功率:〈1W，像素:640*480，最低照度:0.lLux，信噪比:大于等于48db，具有超大廣角120度/170度，具備數字補光夜視功能，光線不足時，自動曝光補償。觸摸屏模塊用于顯示定位導航路線、行車幫助信息和影音娛樂功能，同時提供良好用戶的交互體驗，具備查詢違章駕駛記錄等功能。本實施例中，觸摸屏模塊采用SSD1963專業顯示控制芯片，7寸TFT彩屏觸摸模塊，分辨率為800*480，自帶DATAFLASH，W25Q16可作為字庫，支持中文顯示，高亮度、高對比度、低功耗，完全可以滿足車載終端的顯示及人機交互的要求。存儲模塊包括兩種外存儲器:NAND flash，主要用來存儲操作系統和上層應用程序；16gSD卡，主要是給用戶使用和系統更新升級。3G/GPRS通信模塊用于實現車載終端與后臺服務器之間的通信。具體體現在兩個方面:一方面可以將當前車輛的位置、速度和車間距等信息和報警信號發給后臺服務中心，記錄車輛的行駛軌跡和行駛狀態；另一方面也可以通過3G/GPRS接收后臺服務中心發送的車輛前方行駛環境報告，包括天氣情況、路況環境、擁堵狀況等于駕駛息息相關的信息。車載終端在3G信號存在的情況下，應用3G無線通信進行數據傳輸；一旦3G信號減弱，影響數據傳輸的準確率時，系統·自動切換的GPRS無線傳輸方式。這樣既保證了車載終端大容量數據發送帶寬不足的問題，也解決了車輛在行駛環境復雜多變的條件下，信號不穩定的問題。本實施例中，3G/GPRS通信模塊中3G采用MC703芯片，支持800/1900mhz頻率；經過嚴格的ESD防靜電測試，支持標準的AT指令集和華為擴展的AT指令集，符合ROSH認證；GPRS采用AL - GPRS/232/T芯片，支持4路10位A/D通道，支持DDP、DNS、VIPS通訊模式，GPRS透明傳輸，自動重連。正常情況下，電源模塊直接使用車輛的車載電源，另外自帶備用電池。一點車載終端出現異常斷電情況，將由車載電源供電切換到備用電池供電。LM2596系列是美國國家半導體公司生產的3A電流輸出降壓開關型集成穩壓電路，其最高輸入電壓可達40V，適用于車內12V或24V直流電源的轉換。它內含固定頻率振蕩器(150kHz)和基準穩壓器(1.23V)，較高的開關頻率使它的濾波電路只需要33uH的電感。5V轉3.3V使用的是LM1117-3.3穩壓芯片，可提供最大IA的電流輸出。1.8V是S3C2440芯片的內核電壓，消耗功率較小，在此選用LM1117 - 1.8V線性穩壓芯片，它的輸入電壓5V，在-40°C - 85°C范圍內的輸出電壓為1.755V- 1.845V，最大輸出電流300mA，能夠滿足S3C2440芯片對高質量電源的要求。電池采用NEC鋰電池供電，最大使用時長為9小時。報警模塊用于提供語音報警功能。主要分為三個方面:疲勞駕駛報警、超速駕駛報警以及安全間距報警。一旦駕駛員連續駕駛車輛時間超過4個小時或者在凌晨2點到5點仍然繼續駕駛車輛，將會發出疲勞駕駛警報，并且向后臺服務中心發出疲勞駕駛警報信號；如果車輛的速度連續6分鐘內都超過行駛路段的限定速度，終端將發出超速駕駛警報，并且向后臺服務中心發送超速駕駛警報信號；如果車輛距前方車輛的間距小于安全間距，那么將會發出安全間距報警，并且向后臺服務中心發出間距報警信號。本實施例中，報警模塊采用WT5001語音芯片。它由MP3主控芯片WT5001+SPIFLASH構成，支持時間:4 -64Mbit容量。其中，語音更新無須硬件下載器，模塊上自帶IW功放。主控芯片采用WT5001和SPIFLASH為3V供電，可以用于工業級別，及廣泛用于各類惡劣環境。請參閱圖2，本實用新型的車載監控終端單目測距報警工作流程圖。車載終端啟動時對車輛前方安裝的攝像頭進行初始化，顯示前方路面狀況信息，對車輛測距所需要的參數進行標定，獲得測量參數。開始對本車前方的車輛進行距離測量。然后，對獲得的車輛距離進行判斷，如果在安全范圍內則繼續行駛；如果在警告范圍內，則通過軟件上的黃色指示燈提出警告；如果在危險的范圍內，則提出紅燈警告，同時通過語音提出報警，另外，自動將車輛目前的信息通過無線網絡上傳`給后臺服務中心。
權利要求1.一種基于單目測距的營運車輛監控終端，其特征在于，包括監控終端主控模塊、GPS定位模塊、數據處理模塊、數據采集模塊、觸摸屏模塊、存儲模塊、3G/GPRS通信模塊、電源模塊、報警模塊和多個接口。所述接口包括電源接口、RS232接口、USB接口、標準SD卡插槽。其中，GPS定位模塊、數據處理模塊、觸摸屏模塊、存儲模塊、3G/GPRS通信模塊、報警模塊和電源模塊均與車載終端主控模塊連接；數據采集模塊與數據處理模塊連接。
2.根據權利要求1所述的營運車輛監控終端，其特征在于，所述監控終端主控模塊采用三星公司的S3C2440芯片。`
專利摘要本實用新型公開了一種基于單目測距的營運車輛監控終端，包括監控終端主控模塊、GPS定位模塊、數據處理模塊、數據采集模塊、觸摸屏模塊、存儲模塊、3G/GPRS通信模塊、電源模塊、報警模塊和多個接口。所述接口包括電源接口、RS232接口、USB接口、標準SD卡插槽。其中，GPS定位模塊、數據處理模塊、觸摸屏模塊、存儲模塊、3G/GPRS通信模塊、報警模塊和電源模塊均與車載終端主控模塊連接；數據采集模塊與數據處理模塊連接。本實用新型可廣泛應用于客運、貨運等營運車輛上。
文檔編號G07C5/08GK203133964SQ20132015502
公開日2013年8月14日 申請日期2013年3月29日 優先權日2013年3月29日
發明者白國柱, 任亮, 程鑫, 周經美, 徐志剛, 趙祥模 申請人:長安大學