本實(shí)用新型涉及車(chē)載系統(tǒng)領(lǐng)域，特別涉及一種基于北斗定位技術(shù)的車(chē)輛頻繁變道的監(jiān)控系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著我國(guó)機(jī)動(dòng)車(chē)數(shù)量的迅速增加，交通更加擁堵，頻繁變道現(xiàn)象愈演愈烈。在我國(guó)頻繁變道的原因主要有以下幾點(diǎn)：首先是車(chē)道限速范圍過(guò)大，例如有的車(chē)道速度范圍是60-120公里每小時(shí)，有些車(chē)輛的行駛速度為60公里每小時(shí)，有些車(chē)輛的行駛速度為120公里每小時(shí)，那么車(chē)速高的車(chē)輛就想變道超越前方車(chē)輛；其次是對(duì)于頻繁變道沒(méi)有法律上的約束，人們都知道頻繁變道會(huì)影響交通秩序，但是看到他人隨意加塞，就也加入其中，將秩序拋到腦后；最后是人們沒(méi)有意識(shí)到頻繁變道的危險(xiǎn)性，輕則妨礙后車(chē)行駛引起交通堵得，重則發(fā)生追尾甚至更嚴(yán)重的交通事故。

新的交通法規(guī)對(duì)頻繁變道有了更嚴(yán)格的懲罰措施，但是頻繁變道難以監(jiān)管。因?yàn)檐?chē)輛在行駛中具備較高的車(chē)速，每變道一次，實(shí)際已經(jīng)駛過(guò)較遠(yuǎn)距離，所以監(jiān)拍系統(tǒng)難以捕獲并計(jì)算車(chē)輛的變道頻率?；谏鲜龅能?chē)輛變道特點(diǎn)，將車(chē)輛頻繁變道的監(jiān)控系統(tǒng)做在車(chē)輛上是優(yōu)先選擇。并且隨著定位系統(tǒng)的迅速發(fā)展，中國(guó)自行研制的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)已經(jīng)具備精準(zhǔn)的定位能力。所以利用北斗定位技術(shù)，在車(chē)輛頻繁變道的時(shí)候上傳車(chē)輛的變道軌跡路線，就能夠作為違法駕駛員的違法證據(jù)。

駕駛員通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤(pán)來(lái)改變車(chē)輛的行駛方向，方向盤(pán)的旋轉(zhuǎn)角度同車(chē)輪的旋轉(zhuǎn)角度呈一定的比例關(guān)系。因此通過(guò)監(jiān)控方向盤(pán)的旋轉(zhuǎn)角度和頻率，即可判斷車(chē)輛的變道數(shù)據(jù)。目前車(chē)輛頻繁變道現(xiàn)象日趨嚴(yán)重，亟需一種實(shí)用的監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)控制這一亂象。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本實(shí)用新型的目的是提供一種基于北斗定位技術(shù)的車(chē)輛頻繁變道的監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)的硬件設(shè)備主要集中在車(chē)輛方向盤(pán)部位的結(jié)構(gòu)中，利用方向盤(pán)的轉(zhuǎn)向和車(chē)輛的轉(zhuǎn)速，來(lái)判斷車(chē)輛變道的頻率，結(jié)合北斗定位技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)車(chē)輛行駛軌跡的記錄。

本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是：一種基于北斗定位技術(shù)的車(chē)輛頻繁變道的監(jiān)控系統(tǒng)，硬件包括光電反射盤(pán)、光電傳感器、MCU、BDS接收器、BDS天線。

所述光電反射盤(pán)為正多邊形立柱，軸線方向開(kāi)設(shè)通孔，套在方向盤(pán)傳動(dòng)軸上，周?chē)拿恳粋€(gè)立面的反光度各不相同，反光度環(huán)繞立柱軸線依次增強(qiáng)或減弱。

所述光電傳感器安裝在方向盤(pán)傳動(dòng)軸的安裝孔洞的內(nèi)壁上，位于光電反射盤(pán)的正前方，在光電反射盤(pán)旋轉(zhuǎn)時(shí)，每次有立面與光電傳感器的頭部平行時(shí)，光電傳感器發(fā)射的光線就能夠再反射回光電傳感器。

車(chē)內(nèi)還安裝有MCU、BDS接收器、BDS天線。

進(jìn)一步講，所述光電反射盤(pán)的垂直軸線截面為正三十六邊形，所以方向盤(pán)傳動(dòng)軸每旋轉(zhuǎn)十度，光電反射盤(pán)就會(huì)有一個(gè)立面垂直于光電傳感器發(fā)出的光線。

進(jìn)一步講，所述光電傳感器為反射式光電傳感器，發(fā)射器和接收器同時(shí)裝在端部，發(fā)射光線遇到反光平面后，反射光再次進(jìn)入接收器，接收器內(nèi)安裝有光敏元件，用來(lái)檢測(cè)反光平面的明暗程度。

本實(shí)用新型的原理為：行駛中的車(chē)輛，要實(shí)現(xiàn)變道的目的，需要向前的速度Vy和朝向一側(cè)的速度Vx，車(chē)輛整體速度V由發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和變速箱的檔位決定，在速度V不變的條件下，車(chē)輪的角度決定了Vy和Vx的大小。

車(chē)輪的角度與方向盤(pán)的旋轉(zhuǎn)角度為正比關(guān)系，方向盤(pán)向左旋轉(zhuǎn)，車(chē)輪向左旋轉(zhuǎn)；反之方向盤(pán)向右旋轉(zhuǎn)，車(chē)輪向右旋轉(zhuǎn)。通過(guò)記錄方向盤(pán)的向左向右旋轉(zhuǎn)角度和頻率，即可獲知車(chē)輛向左向右變道的頻率。

當(dāng)車(chē)輛向左或向右變道的頻率達(dá)到閾值時(shí)，MCU控制開(kāi)啟BDS接收器，BDS接收器通過(guò)BDS天線接受北斗衛(wèi)星信號(hào)，計(jì)算出具體方位，然后記錄車(chē)輛的行駛軌跡，并將行駛軌跡數(shù)據(jù)通過(guò)BDS天線，傳遞給交通管理部門(mén)后臺(tái)；當(dāng)車(chē)輛變道頻率低于閾值后，關(guān)閉BDS接收器并停止上傳軌跡信息。

本實(shí)用新型具有的有益效果是：(1)利用方向盤(pán)和車(chē)輪的旋轉(zhuǎn)角度關(guān)系，精準(zhǔn)捕獲車(chē)輛變道頻率；(2) 將方向盤(pán)的旋轉(zhuǎn)空間劃分為正多邊形立柱，利用反射式光電傳感器，捕獲方向盤(pán)的旋轉(zhuǎn)角度；(3)利用北斗精確定位功能和通信功能，記錄車(chē)輛變道軌跡作為證據(jù)。

所以，這種基于北斗定位技術(shù)的車(chē)輛頻繁變道的監(jiān)控系統(tǒng)，通過(guò)監(jiān)控方向盤(pán)的旋轉(zhuǎn)角度和頻率，即可判斷車(chē)輛的變道數(shù)據(jù)，結(jié)合北斗定位技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)車(chē)輛行駛軌跡的記錄，最后進(jìn)行適度的處罰措施，實(shí)現(xiàn)頻繁變道這一亂象的有效控制。

本實(shí)用新型的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說(shuō)明書(shū)中闡述，或者通過(guò)實(shí)施本實(shí)用新型而了解。

附圖說(shuō)明

附圖僅用于示出具體實(shí)施例的目的，而并不認(rèn)為是對(duì)本實(shí)用新型的限制，在整個(gè)附圖中，相同的參考符號(hào)表示相同的部件。

圖1是車(chē)輛變道加塞示意圖。

圖2是車(chē)輛在變道過(guò)程中的速度分析圖。

圖3是本實(shí)用新型的光電反射盤(pán)和光電傳感器的位置分布示意圖。

圖4是本實(shí)用新型的光電反射盤(pán)和光電傳感器的位置分布局部放大圖。

圖5是本實(shí)用新型的光電傳感器的光線發(fā)射和接收原理圖。

圖6是本實(shí)用新型的硬件連接示意圖。

圖7是本實(shí)用新型的監(jiān)控控制原理流程圖。

圖中涉及的標(biāo)號(hào)：1-方向盤(pán)傳動(dòng)軸、2-光電反射盤(pán)、3-光電傳感器、a-光線、b-光電反射盤(pán)立面。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型一種基于北斗定位技術(shù)的車(chē)輛頻繁變道的監(jiān)控系統(tǒng)作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

在本實(shí)施例中，硬件包括光電反射盤(pán)2、光電傳感器3、MCU、BDS接收器、BDS天線。

如圖3、圖4所示，所述光電反射盤(pán)2為正多邊形立柱，軸線方向開(kāi)設(shè)通孔，套在方向盤(pán)傳動(dòng)軸1上，周?chē)拿恳粋€(gè)立面的反光度各不相同，反光度環(huán)繞立柱軸線依次增強(qiáng)或減弱。在本實(shí)施例中，從俯視角度，光電反射盤(pán)2從正前方的立面開(kāi)始，逆時(shí)針依次減弱。

所述光電傳感器3安裝在方向盤(pán)傳動(dòng)軸1的安裝孔洞的內(nèi)壁上，位于光電反射盤(pán)2的正前方，在光電反射盤(pán)2旋轉(zhuǎn)時(shí)，每次有立面與光電傳感器3的頭部平行時(shí)，光電傳感器3發(fā)射的光線a就能夠再反射回光電傳感器3。

車(chē)內(nèi)還安裝有MCU、BDS接收器、BDS天線，車(chē)載蓄電池為本系統(tǒng)中的所有耗電元件提供電能。

如圖5所示，進(jìn)一步講，所述光電反射盤(pán)2的垂直軸線截面為正三十六邊形，所以方向盤(pán)傳動(dòng)軸1每旋轉(zhuǎn)十度，光電反射盤(pán)2就會(huì)有一個(gè)立面垂直于光電傳感器3發(fā)出的光線。

進(jìn)一步講，所述光電傳感器3為反射式光電傳感器，發(fā)射器和接收器同時(shí)裝在端部，發(fā)射光線遇到反光平面后，反射光再次進(jìn)入接收器，接收器內(nèi)安裝有光敏元件，用來(lái)檢測(cè)反光平面的明暗程度。光敏元件采用光電二極管，光的變化改變光電二極管內(nèi)電流變化，就可以把光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。電信號(hào)再經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換電路，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，MCU再進(jìn)行判定。

如圖1、圖2所示，行駛中的車(chē)輛，要實(shí)現(xiàn)變道的目的，需要向前的速度Vy和朝向一側(cè)的速度Vx，車(chē)輛整體速度V由發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和變速箱的檔位決定，在速度V不變的條件下，車(chē)輪的角度決定了Vy和Vx的大小。

車(chē)輪的角度與方向盤(pán)的旋轉(zhuǎn)角度為正比關(guān)系，方向盤(pán)向左旋轉(zhuǎn)，車(chē)輪向左旋轉(zhuǎn)；反之方向盤(pán)向右旋轉(zhuǎn)，車(chē)輪向右旋轉(zhuǎn)。通過(guò)記錄方向盤(pán)的向左向右旋轉(zhuǎn)角度和頻率，即可獲知車(chē)輛向左向右變道的頻率。

在本實(shí)施例中，方向盤(pán)從擺正位置開(kāi)始，向右旋轉(zhuǎn)時(shí)，光電傳感器3接收到的光強(qiáng)度逐漸減弱，并且每減弱一層，說(shuō)明向右旋轉(zhuǎn)10度；方向盤(pán)從擺正位置開(kāi)始，向左旋轉(zhuǎn)時(shí)，光電傳感器3接受到的光強(qiáng)度跳躍到最低層次后，逐漸增加，并且每增加一層，說(shuō)明向左旋轉(zhuǎn)10度。

因?yàn)槊總€(gè)品牌車(chē)輛的設(shè)計(jì)各不相同，方向盤(pán)旋轉(zhuǎn)角度和車(chē)輪旋轉(zhuǎn)角度的比例關(guān)系各不相同，并且在車(chē)速不同時(shí)，變道需要的輪胎旋轉(zhuǎn)角度也不同，所以本系統(tǒng)在設(shè)立標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，需要針對(duì)每種品牌的車(chē)輛，設(shè)立對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。

如圖6、圖7所示，當(dāng)車(chē)輛向左或向右變道的頻率達(dá)到閾值時(shí)，MCU控制開(kāi)啟BDS接收器，BDS接收器通過(guò)BDS天線接受北斗衛(wèi)星信號(hào)，計(jì)算出具體方位，然后記錄車(chē)輛的行駛軌跡，并將行駛軌跡數(shù)據(jù)通過(guò)BDS天線，傳遞給交通管理部門(mén)后臺(tái)；當(dāng)車(chē)輛變道頻率低于閾值后，關(guān)閉BDS接收器并停止上傳軌跡信息。

現(xiàn)有交通管理部門(mén)已經(jīng)建立數(shù)據(jù)庫(kù)，車(chē)輛信息、車(chē)牌信息、聯(lián)系信息等一一對(duì)應(yīng)；本系統(tǒng)中在MCU中設(shè)立唯一編碼，添加到管理部門(mén)的數(shù)據(jù)庫(kù)中，每次數(shù)據(jù)庫(kù)接收車(chē)輛頻繁變道軌跡信息時(shí)，立即識(shí)別出違法車(chē)輛。

交通管理部門(mén)以行車(chē)軌跡數(shù)據(jù)為證據(jù)，對(duì)頻繁變道的車(chē)輛進(jìn)行處罰措施。

本實(shí)用新型中MCU是指單片微型計(jì)算機(jī)；BDS是中國(guó)北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)，兼具定位和通信功能。

以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的具體實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。