[发明专利]一种基于自然车流的高速公路车辆行为采集装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及交通信息采集领域，尤其是涉及一种基于自然车流的高速公路车辆行为采集装置及方法。

背景技术

自然驾驶研究是指在自然状态下(即无干扰、无实验人员出现、日常驾驶状态下)利用高精度数据采集系统观测、记录驾驶员真实驾驶过程的研究。因为自然驾驶能够最真实采集到驾驶员的驾驶行为以及车辆行为，自然驾驶方法在交通安全、汽车等领域应用很多。传统的自然驾驶试验，需要在试验车中安装大量的传感器等装置，安装工作复杂，这决定了只能采用少数量的试验车进行自然驾驶。通过这些丰富的传感器，能够采集每一个驾驶员和每一辆试验车非常全面的行为，但是由于参与的驾驶员和车很有限，采集的这些数据，其实只是路上行驶车辆总集合中的一个抽样数据集，是否具有代表性，值得商榷。

自然驾驶研究最理想的情况是，社会上的每一辆车都是试验车，并且试验设备不对司机的驾驶产生干扰，在这种情况下，能采集到最真实全面的数据，这就是基于自然车流进行数据采集的基本思想。通过前面的分析知道，影响自然驾驶参与度的一个很大因素是数据采集装置过于复杂，为了尽可能达到自然驾驶的理想状态，即基于自然车流，首先需要做到试验设备的便携化，减少安装复杂度、甚至不需安装；其次，要解决试验设备在社会车辆的发放与回收。在如今这个信息化、大数据的时代，交通领域急需一种基于自然车流的数据采集方法和装置，本专利正是在这样的背景下，针对高速公路领域，提出一种基于自然车流的车辆行为数据采集装置和方法，获取全面真实而客观的车辆行为数据。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于自然车流的高速公路车辆行为采集装置及方法，可以将社会车辆无形中改造成试验车辆，获取全面真实而客观的、自然车流的车辆行为数据，解决了传统自然驾驶参与度小，数据代表性不够的难题。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于自然车流的高速公路车辆行为采集装置，该采集装置包括壳体以及设于壳体内的主控模块，所述壳体上设有用于放置高速公路收费站计费卡的卡槽，所述主控模块包括：控制单元以及分别连接控制单元的车辆行为数据采集单元、第一无线通信单元和供电单元，车辆行为数据采集单元采集车辆行为数据，包括车辆的实时位置、速度和三轴加速度，控制单元将车辆的实时位置、速度、三轴加速度连同对应采集时间一起存储，控制单元通过第一无线通信单元向外传输数据或接收远程控制命令，供电单元为其他单元提供工作电源。

所述卡槽的开口处设有半圆形缺口。

所述无线通信单元还无线连接有智能移动终端，所述智能移动终端包括第二无线通信模块以及分别连接第二无线通信模块的数据实时显示模块和历史数据管理模块，第二无线通信模块与第一无线通信单元无线连接，数据实时显示模块用于读取车辆在运行过程中的实时位置、速度、三轴加速度和对应的时间，并通过折线图将三轴加速度显示出来，通过地图将实时位置显示出来，历史数据管理模块用于读取存储在控制单元内的历史数据记录并显示，以及对控制单元内的具体数据记录进行导出和删除的操作。

所述壳体上设有开关键和充电接口，所述供电单元通过开关键连接控制单元，所述充电接口通过充电电路连接供电单元。

所述控制单元包括单片机和存储器，所述车辆行为数据采集单元包括GPS定位器和三轴加速度传感器，所述单片机分别连接存储器、GPS定位器、三轴加速度传感器、第一无线通信单元和供电单元。

所述单片机的型号为STM32F103RCT6，所述GPS定位器的型号为UBLOX-6M，所述三轴加速度传感器的型号为MPU-6050。

所述壳体的形状为长方体，壳体的横截面与计费卡的大小相匹配。

所述第一无线通信单元采用蓝牙芯片。

所述蓝牙芯片的型号为HC-05。

一种利用如上述采集装置实现基于自然车流的高速公路车辆行为采集方法，包括以下步骤：

在指定高速公路入口收费站，将计费卡插入采集装置的卡槽，开启采集装置，将计费卡和采集装置一起发放给车辆；

采集装置以可变频率实时采集车辆在行驶过程中车辆行为数据；

在指定高速公路出口收费站，计费卡和采集装置一同回收，将计费卡从卡槽取出且关闭采集装置，计费卡和采集装置均循环再利用。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：