一种基于主动安全预警的车载监控系统及方法

技术领域

本发明涉及车载监控，特别是涉及一种基于主动安全预警的车载监控系统及方法。

背景技术

随着科学技术的发展和社会生活水平的不断进步，各种车辆已经成为人们生活中必不可少的交通运输工具，在社会生活中起到越来越重要的作用，行车安全也成为了交通运输中必须考虑的问题。

在在车辆运行过程中，导致出现安全隐患的原因多种多样，如驾驶员疲劳驾驶、以及车道偏离、车辆碰撞等异常情况，在行车过程中，很可能引发安全事故，并且目前的车载监控系统中，很难将行车过程中出现的问题进行汇总分析。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于主动安全预警的车载监控系统及方法，能够对行车过程中出现的疲劳驾驶和异常情况进行主动预警，有助于保障行车安全，同时能够对行车过程中出现的问题进行汇总分析和综合监控。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于主动安全预警的车载监控系统，包括监控后台和位于不同车辆上的多个车载嵌入式设备，所述监控后台分别与每一个车载式嵌入设备连接；

所述车载式嵌入设备，用于采集车辆定位信息、车辆速度信息和车内外图像信息，据此进行主动安全预警的防疲劳预警，并在需要进行主动安全预警或是需要进行防疲劳预警时，将车辆定位信息、车辆速度信息、车内外图像信息和车辆编号信息一起传输给监控后台；

所述监控后台，用于根据车载式嵌入设备上传的信息，对车辆运行过程中出现的问题进行综合监控，并对一定时间内车辆运行过程中出现的问题按照车辆编号和驾驶员信息进行分类，统计出每辆车出现的问题和每个驾驶员出现的问题，生成相应的报表。

其中，每一个所述的车载嵌入式设备均包括车速采集单元、车载嵌入式处理单元、主动安全预警单元、防疲劳预警单元、定位单元和无线通讯单元；所述车载嵌入式处理单元分别与车速采集单元、主动安全预警单元、防疲劳预警单元、定位单元和无线通讯单元连接；

所述车速采集单元，用于采集车辆行车速度信息，传输给车载嵌入式处理单元；

所述定位单元，用于采集车辆的定位信息，传输给车载嵌入式处理单元；

所述主动安全预警单元，用于采集车外的道路、行人视频图像信息，传输给车载嵌入式处理单元，并根据车载嵌入式处理单元反馈的主动安全预警信息进行预警；

所述防疲劳预警单元，用于采集车内的司机视频图像信息，传输给车载嵌入式处理单元，并根据车载嵌入式处理单元反馈的防疲劳预警信息进行预警；

所述车载嵌入式处理单元，用于根据来自车速采集单元、主动安全预警单元和防疲劳预警单元的信息进行分析，在存在异常情况时，生成主动安全预警信息反馈给主动安全预警单元，在存在疲劳驾驶行为时，生成防疲劳预警信息反馈给防疲劳预警单元；并在存在异常情况或者疲劳驾驶行为时，将来自车速采集单元、主动预警单元、防疲劳预警单元和定位单元的信息，与车辆的编号信息一起通过无线通讯单元传输给的监控后台。

其中，所述监控后台包括：

综合监控单元，用于根据车载式嵌入设备上传的信息，对车辆运行过程中出现的问题进行综合监控；

第一信息统计单元，用于在一定时间内，统计每一个车辆编号出现主动安全预警的次数，并记录该车辆编号每一次出现主动安全预警时，对应的定位信息、车辆速度信息和车内外图像信息，生成车辆的主动安全预警的统计报表；

身份识别单元，用于预先保存司机的身份信息和对应人脸图像，根据各个车载嵌入式设备上传信息中包含的司机视频图像信息提取出对应的人脸图像，与保存的人脸图像进行比对，识别出司机的身份信息；

第二信息统计单元，用于在一定时间内，根据身份识别单元识别出的身份信息，统计每一个司机驾驶过程中，出现的主动安全预警次数和防疲劳预警次数，并记录该司机驾驶过程中每一个出现主动安全预警和防疲劳预警时，对应的定位信息、车辆速度信息和车内外图像信息，生成司机的预警统计报表。

优选地，所述车速采集单元包括速度传感器，所述定位单元包括GPS定位模块或北斗定位模块。所述主动安全预警单元包括：车外视频采集模块，用于采集车外的道路、行人视频图像信息；主动安全预警模块，用于根据车载嵌入式处理单元反馈的主动安全预警信息进行预警。所述车外视频采集模块包括多个采集车外的道路、行人视频图像的摄像头；所述主动安全预警模块包括第一语音播报器。

优选地，所述防疲劳预警单元包括：驾驶员视频图像采集模块，用于采集驾驶员的视频图像信息；防疲劳预警模块，用于根据车载嵌入式处理单元反馈的防疲劳预警信息进行预警。所述驾驶员图像信息采集模块包括多个位于车辆驾驶室内，用于采集驾驶员视频图像信息的摄像头；所述防疲劳预警模块包括第二语音播报器。

所述车载嵌入式处理单元包括：

三维模型构建模块，用于根据车外的道路、行人视频图像信息，构建车辆行驶环境的三维模型，并将车辆投影到三维模型中；

三维模型更新模块，用于根据实时的道路、行人视频图像信息，对车辆行驶环境的三维模型进行更新；

异常情况分析模块，用于根据车辆行驶的速度，三维模型中行人和车辆的运动趋势，以及三维模型中车辆相对于道路的位置变化，分析车辆行驶是否存在异常情况，并在存在异常情况时生成主动安全预警信息反馈给主动安全预警单元；所述异常情况包括但不限于潜在碰撞风险和潜在车道偏离风险；

防疲劳分析模块，用于根据司机视频图像信息，分析出驾驶员是否存在疲劳驾驶行为，并在存在疲劳驾驶行为时，生成防疲劳预警信息反馈给防疲劳预警单元；

存储模块，用于预先保存车辆的编号信息，并对来自车速采集单元、主动预警单元、防疲劳预警单元和定位单元的实时信息进行保存；

数据传输控制模块，用于在存在异常情况或者疲劳驾驶行为时，将来自车速采集单元、主动预警单元、防疲劳预警单元和定位单元的信息，与车辆的编号信息一起通过无线通讯单元传输给远程的监控后台。

一种基于主动安全预警的车载监控方法，包括以下步骤：

S1.车载式嵌入设备实时采集车辆定位信息、车辆速度信息和车内外图像信息；

S2.车载嵌入式设备根据车外的道路、行人视频图像信息，构建车辆行驶环境的三维模型，并将车辆投影到三维模型中，并根据实时的道路、行人视频图像信息，对车辆行驶环境的三维模型进行更新；

S3.车载嵌入式设备根据车辆行驶的速度，三维模型中行人和车辆的运动趋势，以及三维模型中车辆相对于道路的位置变化，分析车辆行驶是否存在异常情况，并在存在异常情况时进行主动安全预警；

S4.车载嵌入式设备根据司机视频图像信息，分析出驾驶员是否存在疲劳驾驶行为，并在存在疲劳驾驶行为时，进行防疲劳预警；

S5.在存在异常情况或者疲劳驾驶行为时，将车辆定位信息、车辆速度信息、车内外图像信息和车辆编号信息一起传输给监控后台；

S6.监控后台根据车载式嵌入设备上传的信息，对车辆运行过程中出现的问题进行综合监控，行车过程中出现的问题包括所述异常情况或者疲劳驾驶行为；

S7.在一定时间内，统计每一个车辆编号出现主动安全预警的次数，并记录该车辆编号每一次出现主动安全预警时，对应的定位信息、车辆速度信息和车内外图像信息，生成车辆的主动安全预警的统计报表；

S8.根据各个车载嵌入式设备上传信息中包含的司机视频图像信息提取出对应的人脸图像，与预先保存的人脸图像进行比对，识别出司机的身份信息，并在一定时间内，根据识别出的身份信息，统计每一个司机驾驶过程中，出现的主动安全预警次数和防疲劳预警次数，并记录该司机驾驶过程中每一个出现主动安全预警和防疲劳预警时，对应的定位信息、车辆速度信息和车内外图像信息，生成司机的预警统计报表。

本发明的有益效果是：本发明能够对行车过程中出现的疲劳驾驶和异常情况进行主动预警，有助于保障行车安全，并且，本发明通过三维建模的方式，对潜在碰撞风险和潜在车道偏离风险等异常情况分析时，是通过车辆行驶的速度，三维模型中行人和车辆的运动趋势，以及三维模型中车辆相对于道路的位置变化进行预测的，能够在危险发生前对驾驶员进行有效提醒；同时，本发明能够对行车过程中出现的问题进行汇总分析和综合监控。

附图说明

图1为本发明的系统原理框图；

图2为车载嵌入式设备的原理框图；

图3为本发明的方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

如图1所示，一种基于主动安全预警的车载监控系统，包括监控后台和位于不同车辆上的多个车载嵌入式设备，所述监控后台分别与每一个车载式嵌入设备连接；

所述车载式嵌入设备，用于采集车辆定位信息、车辆速度信息和车内外图像信息，据此进行主动安全预警的防疲劳预警，并在需要进行主动安全预警或是需要进行防疲劳预警时，将车辆定位信息、车辆速度信息、车内外图像信息和车辆编号信息一起传输给监控后台；

所述监控后台，用于根据车载式嵌入设备上传的信息，对车辆运行过程中出现的问题进行综合监控，并对一定时间内车辆运行过程中出现的问题按照车辆编号和驾驶员信息进行分类，统计出每辆车出现的问题和每个驾驶员出现的问题，生成相应的报表。

如图2所示，每一个所述的车载嵌入式设备均包括车速采集单元、车载嵌入式处理单元、主动安全预警单元、防疲劳预警单元、定位单元和无线通讯单元；所述车载嵌入式处理单元分别与车速采集单元、主动安全预警单元、防疲劳预警单元、定位单元和无线通讯单元连接；

所述车速采集单元，用于采集车辆行车速度信息，传输给车载嵌入式处理单元；

所述定位单元，用于采集车辆的定位信息，传输给车载嵌入式处理单元；

所述主动安全预警单元，用于采集车外的道路、行人视频图像信息，传输给车载嵌入式处理单元，并根据车载嵌入式处理单元反馈的主动安全预警信息进行预警；

所述防疲劳预警单元，用于采集车内的司机视频图像信息，传输给车载嵌入式处理单元，并根据车载嵌入式处理单元反馈的防疲劳预警信息进行预警；

所述车载嵌入式处理单元，用于根据来自车速采集单元、主动安全预警单元和防疲劳预警单元的信息进行分析，在存在异常情况时，生成主动安全预警信息反馈给主动安全预警单元，在存在疲劳驾驶行为时，生成防疲劳预警信息反馈给防疲劳预警单元；并在存在异常情况或者疲劳驾驶行为时，将来自车速采集单元、主动预警单元、防疲劳预警单元和定位单元的信息，与车辆的编号信息一起通过无线通讯单元传输给的监控后台。

其中，所述监控后台包括：

综合监控单元，用于根据车载式嵌入设备上传的信息，对车辆运行过程中出现的问题进行综合监控；

第一信息统计单元，用于在一定时间内，统计每一个车辆编号出现主动安全预警的次数，并记录该车辆编号每一次出现主动安全预警时，对应的定位信息、车辆速度信息和车内外图像信息，生成车辆的主动安全预警的统计报表；

身份识别单元，用于预先保存司机的身份信息和对应人脸图像，根据各个车载嵌入式设备上传信息中包含的司机视频图像信息提取出对应的人脸图像，与保存的人脸图像进行比对，识别出司机的身份信息；

第二信息统计单元，用于在一定时间内，根据身份识别单元识别出的身份信息，统计每一个司机驾驶过程中，出现的主动安全预警次数和防疲劳预警次数，并记录该司机驾驶过程中每一个出现主动安全预警和防疲劳预警时，对应的定位信息、车辆速度信息和车内外图像信息，生成司机的预警统计报表。

优选地，所述车速采集单元包括速度传感器，所述定位单元包括GPS定位模块或北斗定位模块。所述主动安全预警单元包括：车外视频采集模块，用于采集车外的道路、行人视频图像信息；主动安全预警模块，用于根据车载嵌入式处理单元反馈的主动安全预警信息进行预警。所述车外视频采集模块包括多个采集车外的道路、行人视频图像的摄像头；所述主动安全预警模块包括第一语音播报器。

优选地，所述防疲劳预警单元包括：驾驶员视频图像采集模块，用于采集驾驶员的视频图像信息；防疲劳预警模块，用于根据车载嵌入式处理单元反馈的防疲劳预警信息进行预警。所述驾驶员图像信息采集模块包括多个位于车辆驾驶室内，用于采集驾驶员视频图像信息的摄像头；所述防疲劳预警模块包括第二语音播报器。

所述车载嵌入式处理单元包括：

三维模型构建模块，用于根据车外的道路、行人视频图像信息，构建车辆行驶环境的三维模型，并将车辆投影到三维模型中；

三维模型更新模块，用于根据实时的道路、行人视频图像信息，对车辆行驶环境的三维模型进行更新；

异常情况分析模块，用于根据车辆行驶的速度，三维模型中行人和车辆的运动趋势，以及三维模型中车辆相对于道路的位置变化，分析车辆行驶是否存在异常情况，并在存在异常情况时生成主动安全预警信息反馈给主动安全预警单元；所述异常情况包括但不限于潜在碰撞风险和潜在车道偏离风险；

防疲劳分析模块，用于根据司机视频图像信息，分析出驾驶员是否存在疲劳驾驶行为，并在存在疲劳驾驶行为时，生成防疲劳预警信息反馈给防疲劳预警单元；

存储模块，用于预先保存车辆的编号信息，并对来自车速采集单元、主动预警单元、防疲劳预警单元和定位单元的实时信息进行保存；

数据传输控制模块，用于在存在异常情况或者疲劳驾驶行为时，将来自车速采集单元、主动预警单元、防疲劳预警单元和定位单元的信息，与车辆的编号信息一起通过无线通讯单元传输给远程的监控后台。

如图3所示，一种基于主动安全预警的车载监控方法，包括以下步骤：

S1.车载式嵌入设备实时采集车辆定位信息、车辆速度信息和车内外图像信息；

S2.车载嵌入式设备根据车外的道路、行人视频图像信息，构建车辆行驶环境的三维模型，并将车辆投影到三维模型中，并根据实时的道路、行人视频图像信息，对车辆行驶环境的三维模型进行更新；

S3.车载嵌入式设备根据车辆行驶的速度，三维模型中行人和车辆的运动趋势，以及三维模型中车辆相对于道路的位置变化，分析车辆行驶是否存在异常情况，并在存在异常情况时进行主动安全预警；

S4.车载嵌入式设备根据司机视频图像信息，分析出驾驶员是否存在疲劳驾驶行为，并在存在疲劳驾驶行为时，进行防疲劳预警；

S5.在存在异常情况或者疲劳驾驶行为时，将车辆定位信息、车辆速度信息、车内外图像信息和车辆编号信息一起传输给监控后台；

S6.监控后台根据车载式嵌入设备上传的信息，对车辆运行过程中出现的问题进行综合监控，行车过程中出现的问题包括所述异常情况或者疲劳驾驶行为；

S7.在一定时间内，统计每一个车辆编号出现主动安全预警的次数，并记录该车辆编号每一次出现主动安全预警时，对应的定位信息、车辆速度信息和车内外图像信息，生成车辆的主动安全预警的统计报表；

这里的一定时间，通过预设的方式确定，可以是1小时、1天，也可以1周、1月等；通过对车辆出现主动安全预警的次数，能够为车辆可能存在的故障提供分析依据；例如，一辆车在一定时间，出现主动安全预警的频次非常大，可能除了驾驶员操作问题外，还有可能是车辆本身的问题，此时就可以组织对车辆的检修；

S8.根据各个车载嵌入式设备上传信息中包含的司机视频图像信息提取出对应的人脸图像，与预先保存的人脸图像进行比对，识别出司机的身份信息，并在一定时间内，根据识别出的身份信息，统计每一个司机驾驶过程中，出现的主动安全预警次数和防疲劳预警次数，并记录该司机驾驶过程中每一个出现主动安全预警和防疲劳预警时，对应的定位信息、车辆速度信息和车内外图像信息，生成司机的预警统计报表。

对于每一个司机出现的主动安全预警次数和防疲劳预警次数的统计，能够体现出驾驶的规范性，根据出现主动安全预警和防疲劳预警时，对应的定位信息、车辆速度信息和车内外图像信息，还可以进一步进行深度分析，为司机的后续集中培训、提醒或者业绩考核等提供依据。

综上，本发明能够对行车过程中出现的疲劳驾驶和异常情况进行主动预警，有助于保障行车安全，并且，本发明通过三维建模的方式，对潜在碰撞风险和潜在车道偏离风险等异常情况分析时，是通过车辆行驶的速度，三维模型中行人和车辆的运动趋势，以及三维模型中车辆相对于道路的位置变化进行预测的，能够在危险发生前对驾驶员进行有效提醒；同时，本发明能够对行车过程中出现的问题进行汇总分析和综合监控。

需要说明的是，以上所述是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应该看作是对其他实施例的排除，而可用于其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。