專利名稱：一種車輛事故自動(dòng)監(jiān)測(cè)、報(bào)警及救援呼叫系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種車輛事故自動(dòng)監(jiān)測(cè)、報(bào)警及救援呼叫系統(tǒng) 技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及公路交通安全技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種車輛事故自動(dòng)監(jiān)測(cè)、報(bào)警 及救援呼叫系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
[0002]公路上發(fā)生交通事故時(shí)，往往形態(tài)較嚴(yán)重，當(dāng)事人無法主動(dòng)完成事故的報(bào)警；同時(shí) 在雨霧天氣、黑夜、轉(zhuǎn)彎等視距條件不足的情況下，公路上車輛行駛速度快，前方發(fā)生的事 故極易引起后方車輛連環(huán)碰撞，造成更大的人身、財(cái)產(chǎn)損失，我國(guó)每年都有大量的連環(huán)碰撞 事故發(fā)生。此外，在受傷形態(tài)下，事故車輛的駕駛員急需救治，目前主要的手段為撥打110 或122報(bào)警電話，無法保證時(shí)效性以及精確的事故地點(diǎn)告知，從而影響救援。2012年陜西 “8. 26”特大交通事故發(fā)生后較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)無人報(bào)警，釀成了 35人死亡的慘劇。[0003]現(xiàn)有車輛事故自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)主要是由國(guó)際上一些大型汽車廠商自主開發(fā)的，例如 美國(guó)通用的Onstar系統(tǒng)、美國(guó)Ford公司的Rescue系統(tǒng)、沃爾沃公司的Oncall系統(tǒng)等,這些 系統(tǒng)只適用于各自開發(fā)的汽車車型上，無法通用。另外，現(xiàn)有技術(shù)中也有各種各樣的車輛事 故監(jiān)測(cè)手段，例如利用各種傳感器監(jiān)測(cè)車輛的各種運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)，在車載安全氣囊ECU系 統(tǒng)中加入各種監(jiān)測(cè)單元，采用預(yù)設(shè)置于路段上的報(bào)警采集裝置等方案進(jìn)行車輛事故監(jiān)測(cè)。 但是，這些監(jiān)測(cè)手段都不夠完善，只能夠?qū)Σ糠质鹿受囕v進(jìn)行及時(shí)判斷，成本投入高，尤其 是無法對(duì)事故車輛行駛路段上其余車輛進(jìn)行及時(shí)的報(bào)警，即對(duì)周圍車輛(尤其是同向行駛 的后續(xù)車輛)進(jìn)行的事故報(bào)警，存在后續(xù)車輛連環(huán)碰撞發(fā)生的可能性。然而現(xiàn)實(shí)中造成更大 經(jīng)濟(jì)損失的并非單輛車事故的未報(bào)警或不及時(shí)的援救，而是單輛車事故對(duì)于其余車輛未進(jìn) 行報(bào)警，導(dǎo)致后續(xù)車輛與前車發(fā)生連環(huán)碰撞，從而造成更大的后果。發(fā)明內(nèi)容[0004]為了解決現(xiàn)有車輛事故監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不具備通用性、監(jiān)測(cè)手段不完善、成本投入高及 缺少對(duì)事故車輛行駛路段上后續(xù)車輛報(bào)警等問題，本實(shí)用新型提供了一種車輛事故自動(dòng)監(jiān) 測(cè)、報(bào)警及救援呼叫系統(tǒng)，包括事故監(jiān)測(cè)單元、控制單元、報(bào)警單元、人機(jī)交互單元和電源； 所述控制單元分別與所述事故監(jiān)測(cè)單元、報(bào)警單元和人機(jī)交互單元電連接；所述電源與控 制單元電連接。[0005]所述控制單元包括存儲(chǔ)器和單片機(jī)；所述存儲(chǔ)器與單片機(jī)電連接，所述單片機(jī)與 電源電連接。[0006]所述事故監(jiān)測(cè)單元包括三軸加速度傳感器、三軸電子陀螺儀、溫度傳感器和GPS 模塊；所述三軸加速度傳感器、三軸電子陀螺儀、溫度傳感器和GPS模塊分別與所述單片機(jī) 電連接。[0007]所述報(bào)警單元包括無線收發(fā)模塊和GSM模塊；所述無線收發(fā)模塊和GSM模塊分別 與所述單片機(jī)電連接。[0008]所述人機(jī)交互單元包括語音模塊、液晶顯示屏及按鍵；所述語音模塊、液晶顯示屏、按鍵分別與所述單片機(jī)電連接。[0009]本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了對(duì)公路交通事故的監(jiān)測(cè)和報(bào)警，從而最大限度地避免了高速公 路上事故尤其是連環(huán)碰撞等惡性事故的發(fā)生，減少了人身財(cái)產(chǎn)損失；GPS定位技術(shù)的引入， 解決了公路交通事故救援難以定位的問題。
[0010]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例車輛事故自動(dòng)監(jiān)測(cè)、報(bào)警及救援呼叫系統(tǒng)的原理結(jié)構(gòu)示 意圖。
具體實(shí)施方式
[0011]
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案作進(jìn)一步描述。[0012]參見圖1，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種車輛事故自動(dòng)監(jiān)測(cè)、報(bào)警及救援呼叫系 統(tǒng)，包括事故監(jiān)測(cè)單元101、控制單元102、報(bào)警單元103、人機(jī)交互單元104和電源105 ;控 制單元102分別與事故監(jiān)測(cè)單元101、報(bào)警單元103和人機(jī)交互單元104電連接；電源105 與控制單元102電連接。[0013]其中，控制單元102包括存儲(chǔ)器1021和單片機(jī)1022 ;存儲(chǔ)器1021與單片機(jī)1022 電連接；事故監(jiān)測(cè)單元101包括三軸加速度傳感器1011、三軸電子陀螺儀1012、溫度傳感 器1013和GPS模塊1014，三軸加速度傳感器1011、三軸電子陀螺儀1012、溫度傳感器1013 和GPS模塊1014分別與單片機(jī)1022電連接；報(bào)警單元103包括無線收發(fā)模塊1031和GSM 模塊1032，無線收發(fā)模塊1031和GSM模塊1032分別與單片機(jī)1022電連接；人機(jī)交互單元 104包括語音模塊1041、液晶顯示屏1042及按鍵1043，語音模塊1041、液晶顯示屏1042、按 鍵1043分別與單片機(jī)1022電連接，且由單片機(jī)1022通過指令進(jìn)行控制；電源105與單片 機(jī)1022電連接，用于對(duì)控制單元102進(jìn)行供電，電源105可以為可充式鋰電池或車載電源。[0014]在具體實(shí)踐中，本實(shí)施例的存儲(chǔ)器1021可以選用美國(guó)Atmel公司的AT24C02存儲(chǔ) 器芯片，單片機(jī)1022可以選用AVR單片機(jī)，AVR單片機(jī)開發(fā)板上自帶按鍵1043 ;三軸加速度 傳感器1011可以選用ST意法半導(dǎo)體公司的LIS3DH ;三軸電子陀螺儀1012可以選用ST公 司的L3G4200D ;GPS模塊1014可以選用SIRF3 III GPS模塊；無線收發(fā)模塊1031可以選用 Silicon Labs公司的Si4432芯片；GSM模塊1032可以選用華為MG323 ;語音模塊1041可 以選用唯創(chuàng)電子的WT588D ;液晶顯示屏1042可以選用Realplay瑞珀12864LCD液晶屏模 塊。[0015]本實(shí)施例中，三軸加速度傳感器1011用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)車輛的三維加速度數(shù)據(jù)，三軸 電子陀螺儀1012用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)車輛的繞車輛重心旋轉(zhuǎn)的角速度，溫度傳感器1013用于實(shí) 時(shí)檢測(cè)車內(nèi)環(huán)境溫度，GPS模塊1014用于實(shí)時(shí)獲取車輛的地理位置坐標(biāo)。在實(shí)際應(yīng)用中，車 輛行駛的速度可通過GPS地理位置坐標(biāo)與時(shí)間計(jì)算出，車輛的傾角角度可由角速度信號(hào)積 分計(jì)算出，然而角速度會(huì)發(fā)生累計(jì)偏差，造成傾角角度的偏差，并且隨時(shí)間線性增加。本實(shí) 施例中利用陀螺儀短時(shí)測(cè)量準(zhǔn)確和加速度傳感器計(jì)長(zhǎng)時(shí)穩(wěn)定的特點(diǎn)，用陀螺儀測(cè)量短時(shí)間 內(nèi)角度變化，用加速度傳感器的數(shù)據(jù)推算傾角，并在一個(gè)長(zhǎng)時(shí)間范圍內(nèi)，使陀螺儀得到的傾 角慢慢匹配加速度傳感器得到的傾角，兩者結(jié)合，得到即能短時(shí)穩(wěn)定又能長(zhǎng)時(shí)穩(wěn)定的傾角。[0016]本實(shí)施例中，單片機(jī)1022用于對(duì)采集和接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，以及輸出各種控制指令；無線收發(fā)模塊1031用于在確認(rèn)車輛發(fā)生事故后發(fā)送車輛事故信息，以及接收相鄰車 輛發(fā)送的事故信息；GSM模塊1032用于在確認(rèn)車輛發(fā)生事故后發(fā)送車輛事故信息到遠(yuǎn)程服 務(wù)器；語音模塊1041用于當(dāng)車輛的行駛速度超過預(yù)先設(shè)定的最高速度時(shí)語音提示駕駛員 減速行駛，以及在自身車輛發(fā)生事故時(shí)提示是否取消事故報(bào)警，以及在接收到前方行駛車 輛發(fā)生的事故信息時(shí)進(jìn)行報(bào)警。[0017]公路交通事故類型多種多樣，從發(fā)生形態(tài)可以大體上分為正面碰撞、尾隨碰撞、側(cè) 面相撞、同向刮擦、翻車、墜車、失火、撞固定物等，每一種事故都會(huì)伴隨著加速度、速度、角 速度、傾角、溫度中任意幾種對(duì)應(yīng)參數(shù)的明顯變化，只要監(jiān)測(cè)出參數(shù)變化的范圍是否在異常 范圍內(nèi)，即可判別出事故。[0018]本實(shí)用新型實(shí)施例的工作原理是系統(tǒng)啟動(dòng)后，車輛駕駛員通過按鍵1043輸入車 輛的車型、車牌號(hào)、公路等級(jí)及天氣類型信息，這些信息通過單片機(jī)1022的控制存儲(chǔ)到存 儲(chǔ)器1021中；單片機(jī)1022根據(jù)車型、公路等級(jí)和天氣類型信息自動(dòng)設(shè)定且存儲(chǔ)車輛的最 高行駛速度，當(dāng)由GPS數(shù)據(jù)推算出的車輛行駛速度超過最高行駛速度時(shí)，單片機(jī)1022控制 語音模塊1041語音提示駕駛員減速行駛；單片機(jī)1022對(duì)事故監(jiān)測(cè)單元101采集的數(shù)據(jù)進(jìn) 行篩選，通過事故檢測(cè)算法融合三維加速度、三維角速度、溫度計(jì)算出車輛運(yùn)行姿態(tài)(行駛 速度、三向加速度、三向傾角、旋轉(zhuǎn)角速度)和駕駛室狀態(tài)(駕駛室的環(huán)境溫度)，并在事故瞬 間判斷出事故類型，將車輛地理位置坐標(biāo)、事故信息、車牌號(hào)、行駛方向等數(shù)據(jù)分別發(fā)送到 無線收發(fā)模塊1031和GSM模塊1032，以及控制語音模塊1041提示駕駛員是否取消事故警 報(bào)，1. 5秒延遲時(shí)間內(nèi)如果駕駛員通過按鍵1043手動(dòng)取消報(bào)警，則關(guān)閉語音模塊1041的報(bào) 警，繼續(xù)監(jiān)測(cè)車輛運(yùn)行狀態(tài)；如果未手動(dòng)取消，則系統(tǒng)判定為車輛發(fā)生事故，單片機(jī)1022發(fā) 送觸發(fā)指令到無線收發(fā)模塊1031和GSM模塊1032，觸發(fā)兩模塊工作，進(jìn)行二級(jí)報(bào)警；GSM模 塊接收到觸發(fā)指令后，將包含有車輛地理位置坐標(biāo)、車牌號(hào)、事故信息、行駛方向的數(shù)據(jù)通 過GSM網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至遠(yuǎn)程服務(wù)器進(jìn)行救援呼叫，本實(shí)施例將該報(bào)警過程稱為一級(jí)報(bào)警；無線 收發(fā)模塊1031將收到的車輛地理位置坐標(biāo)、事故信息數(shù)據(jù)通過無線廣播方式發(fā)送給周圍 區(qū)域，周圍車輛接收到該數(shù)據(jù)后，由本車上安裝的車輛事故自動(dòng)監(jiān)測(cè)、報(bào)警及救援呼叫系統(tǒng) 中的控制單元判斷出事故車輛是否在本車行駛方向的前方，如果事故車輛不在本車行駛方 向的前方(即本車行駛方向與事故車輛行駛方向相反，或者本車位于事故車輛行駛方向的 前方)，則丟棄該數(shù)據(jù)；如果事故車輛在本車行駛方向的前方，則本車控制單元根據(jù)兩車地 理位置坐標(biāo)計(jì)算兩車相對(duì)距離，并控制語音模塊以語音報(bào)警方式提示給駕駛員前方車輛的 事故類型和事故地點(diǎn)與本車的距離，本實(shí)施例將該報(bào)警過程稱為二級(jí)報(bào)警，從而避免因視 野受限或避讓不及發(fā)生連環(huán)碰撞。[0019]在實(shí)際應(yīng)用中，為了排除爆胎、熄火、刮擦等輕微故障情況，遠(yuǎn)程服務(wù)器接收到數(shù) 據(jù)后通過語音方式向用戶發(fā)送一個(gè)確認(rèn)取消請(qǐng)求，如果在預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)遠(yuǎn)程服務(wù)器未收到事 故取消指令，則認(rèn)定駕駛員已喪失操作能力，遠(yuǎn)程服務(wù)器將車輛地理位置坐標(biāo)數(shù)據(jù)提取后 與電子地圖匹配，確定事故位置以及行車方向，并將這些信息傳送到公路管理平臺(tái)(110平 臺(tái)或者122平臺(tái))，方便其進(jìn)行快速救援調(diào)度。[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型實(shí)施例具備以下優(yōu)點(diǎn)[0021]I)本實(shí)用新型實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了對(duì)公路交通事故的監(jiān)測(cè)和報(bào)警，從而最大限度地避免 了高速公路上事故尤其是連環(huán)碰撞等惡性事故的發(fā)生，減少了人身財(cái)產(chǎn)損失；GPS定位和地圖匹配技術(shù)的引入，解決了公路交通事故救援難以定位的問題。[0022]2)本實(shí)用新型實(shí)施例的系統(tǒng)，通過自身傳感器及檢測(cè)算法保證檢測(cè)準(zhǔn)確率，獨(dú)立 可靠，安裝使用方便，彌補(bǔ)了現(xiàn)有安全氣囊智能報(bào)警系統(tǒng)對(duì)于車輛打轉(zhuǎn)、墜車、失火等事故 難以檢測(cè)的不足；本實(shí)用新型實(shí)施例采用了溫度傳感器，可鑒別出失火、爆炸等事故類型， 在進(jìn)行救援呼叫時(shí)，該信息會(huì)被傳送至救援中心，能夠及時(shí)增派消防車。[0023]3)本實(shí)用新型實(shí)施例通過GSM模塊引入雙向確認(rèn)回饋機(jī)制，在事故初步判定后尋 求人工操作確認(rèn)，確保了報(bào)警和救援的準(zhǔn)確率，避免了車輛本身的震動(dòng)、主動(dòng)停車等可能會(huì) 引起事故誤判的情形。[0024]4)本實(shí)用新型實(shí)施例的系統(tǒng)，采用了對(duì)駕駛員駕駛干擾較小的語音交互方式，語 音提示簡(jiǎn)潔快速，可在最短時(shí)間內(nèi)傳達(dá)最有效的報(bào)警信息。[0025]5)本實(shí)用新型實(shí)施例采用三軸電子陀螺儀，有助于糾正車輛傾斜帶來的不利影 響，三軸加速度傳感器采集的三維加速度數(shù)據(jù)能夠更準(zhǔn)確地判別事故，從而克服了現(xiàn)有專 利技術(shù)通過檢測(cè)單向加速度和傾角判別事故不準(zhǔn)確的缺陷。[0026]6)本實(shí)用新型實(shí)施例的系統(tǒng)自啟動(dòng)時(shí)即運(yùn)行GPS模塊，能夠保證在事故后短時(shí)間 內(nèi)鎖定事故地理位置坐標(biāo)，克服了現(xiàn)有技術(shù)事故后觸發(fā)GPS模塊獲取地理位置坐標(biāo)時(shí)間較 長(zhǎng)，短時(shí)間內(nèi)無法確定位置并上傳服務(wù)器的不足。[0027]7)本實(shí)用新型實(shí)施例的系統(tǒng)，采用獨(dú)立封裝結(jié)構(gòu)，能夠屏蔽電磁干擾和應(yīng)對(duì)惡劣 工作環(huán)境，在車輛發(fā)生較大損毀的情況下能夠正常工作。[0028]以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一 步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本 實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包 含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種車輛事故自動(dòng)監(jiān)測(cè)、報(bào)警及救援呼叫系統(tǒng)，其特征在于，包括事故監(jiān)測(cè)單元、控制単元、報(bào)警單元、人機(jī)交互単元和電源；所述控制単元分別與所述事故監(jiān)測(cè)單元、報(bào)警單元和人機(jī)交互単元電連接；所述電源與控制單元電連接。
2.如權(quán)利要求1所述的車輛事故自動(dòng)監(jiān)測(cè)、報(bào)警及救援呼叫系統(tǒng)，其特征在于，所述控制単元包括存儲(chǔ)器和單片機(jī)；所述存儲(chǔ)器與單片機(jī)電連接，所述單片機(jī)與電源電連接。
3.如權(quán)利要求2所述的車輛事故自動(dòng)監(jiān)測(cè)、報(bào)警及救援呼叫系統(tǒng)，其特征在于，所述事故監(jiān)測(cè)單元包括三軸加速度傳感器、三軸電子陀螺儀、溫度傳感器和GPS模塊；所述三軸加速度傳感器、三軸電子陀螺儀、溫度傳感器和GPS模塊分別與所述單片機(jī)電連接。
4.如權(quán)利要求3所述的車輛事故自動(dòng)監(jiān)測(cè)、報(bào)警及救援呼叫系統(tǒng)，其特征在于，所述報(bào)警單元包括無線收發(fā)模塊和GSM模塊；所述無線收發(fā)模塊和GSM模塊分別與所述單片機(jī)電連接。
5.如權(quán)利要求4所述的車輛事故自動(dòng)監(jiān)測(cè)、報(bào)警及救援呼叫系統(tǒng)，其特征在于，所述人機(jī)交互単元包括語音模塊、液晶顯示屏及按鍵；所述語音模塊、液晶顯示屏、按鍵分別與所述單片機(jī)電連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種車輛事故自動(dòng)監(jiān)測(cè)、報(bào)警及救援呼叫系統(tǒng)，屬于公路交通安全技術(shù)領(lǐng)域。所述系統(tǒng)包括事故監(jiān)測(cè)單元、控制單元、報(bào)警單元、人機(jī)交互單元和電源；控制單元分別與事故監(jiān)測(cè)單元、報(bào)警單元和人機(jī)交互單元電連接；電源與控制單元電連接。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了對(duì)公路交通事故的監(jiān)測(cè)和報(bào)警，從而最大限度地避免了高速公路上事故尤其是連環(huán)碰撞等惡性事故的發(fā)生，減少了人身財(cái)產(chǎn)損失。
文檔編號(hào)G08B25/10GK202871024SQ201220588099
公開日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月9日
發(fā)明者周賽賽 申請(qǐng)人:周賽賽