专利名称：车辆远程监控及轨迹复现系统及其轨迹复现方法
技术领域：
本发明涉及车辆监控技术领域，特别涉及车辆远程监控及轨迹复现系统及其轨迹复现方法。
背景技术：
国内有人提出一些车辆管理系统，监控汽车零件、车辆是否发生车祸或司机是否醉驾，但这些管理系统没有车辆轨迹实时复现的功能，同时那些安装在车辆上的车载系统不能简单地从外部修改它的信息。现在，不少新出汽车可提供自动报警系统，但是这些系统只依赖车上的加速度传感器、测速仪器再结合一定算法，当采集数据超出指标则直接报警。但是为了减少误报率，这些指标往往偏高，而导致发生车祸却不能自动报警。现有的“车辆事故轨迹复现系统”采用加速度传感器和陀螺仪技术可复现车辆的三维轨迹，但是这种系统只能作为车祸事后处理，不能实时展示车辆轨迹，起不了缩短救援时间的作用。而且这种技术恢复出来的画面虽然是三维，但是画面里车子是没有姿态角，无法观察出车子翻侧的状态。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺点与不足，本发明的目的在于提供一种车辆远程监控及轨迹复现系统，具有车辆3D轨迹实时复现功能。本发明的另一目的在于提供上述系统的轨迹复现方法。本发明的目的通过以下技术方案实现车辆远程监控及轨迹复现系统，包括手机客户端、车载系统和上位机；所述车载系统包括第一处理器、第二处理器、GPS模块、GPRS模块、GSM模块、九轴姿态仪、酒精传感器、温度传感器、蓝牙模块，所述第一处理器分别与蓝牙模块、九轴姿态仪连接；所述第二处理器分别与GPS模块、GPRS模块、GSM模块、酒精传感器、温度传感器连接；所述第一处理器与第二处理器通过串口连接；所述车载系统通过蓝牙模块与手机客户端进行无线通信，通过GPRS模块、GSM模块与上位机进行无线通信。所述九轴姿态仪包括数字加速度传感器和数字陀螺仪，所述数字加速度传感器和数字陀螺仪分别与第一处理器连接。上述的车辆远程监控及轨迹复现系统的轨迹复现方法，对数字加速度传感器采集到的加速度与数字陀螺仪采集到的角速度，进行姿态解算，得到车辆的姿态角；通过对GPS模块采集到的经纬度进行换算得到车辆的坐标；结合车辆的姿态角和坐标，实现轨迹实时复现。所述姿态解算，具体为采用求解四元数微分方程，将数字陀螺仪采集的数据以四元数的形式表达，利用毕卡算法更新四元数，同时加入由数字加速度传感器获得的三轴加速度值，利用梯度下降法对数字陀螺仪进行矫正，使数字陀螺仪积分产生的误差趋向于0，最后将四元数转换为姿态角。所述梯度下降法，具体为令导航坐标系向机体坐标系转变的矩阵1- 2q^ - 2q23 'Zt^q2 + 2q0q3 2q丄q3 - 2q0q2'
权利要求
1.车辆远程监控及轨迹复现系统，其特征在于，包括手机客户端、车载系统和上位机； 所述车载系统包括第一处理器、第二处理器、GPS模块、GPRS模块、GSM模块、九轴姿态仪、酒精传感器、温度传感器、蓝牙模块，所述第一处理器分别与蓝牙模块、九轴姿态仪连接；所述第二处理器分别与GPS模块、GPRS模块、GSM模块、酒精传感器、温度传感器连接；所述第一处理器与第二处理器通过串口连接； 所述车载系统通过蓝牙模块与手机客户端进行无线通信，通过GPRS模块、GSM模块与上位机进行无线通信。
2.根据权利要求1所述的车辆远程监控及轨迹复现系统，其特征在于，所述九轴姿态仪包括数字加速度传感器和数字陀螺仪，所述数字加速度传感器和数字陀螺仪分别与第一处理器连接。
3.权利要求2所述的车辆远程监控及轨迹复现系统的轨迹复现方法，其特征在于，对数字加速度传感器采集到的加速度与数字陀螺仪采集到的角速度，进行姿态解算，得到车辆的姿态角；通过对GPS模块采集到的经纬度进行换算得到车辆的坐标；结合车辆的姿态角和坐标，实现轨迹实时复现。
4.根据权利要求3所述的轨迹复现方法，其特征在于，所述姿态解算，具体为采用求解四元数微分方程，将数字陀螺仪采集的数据以四元数的形式表达，利用毕卡算法更新四元数，同时加入由数字加速度传感器获得的三轴加速度值，利用梯度下降法对数字陀螺仪进行矫正，使数字陀螺仪积分产生的误差趋向于O，最后将四元数转换为姿态角。
5.根据权利要求4所述的轨迹复现方法，其特征在于，所述梯度下降法，具体为 令导航坐标系向机体坐标系转变的矩阵
6.根据权利要求3所述的轨迹复现方法，其特征在于，所述通过对GPS模块采集到的经纬度进行换算得到车辆的坐标，具体为 对GPS模块采集到的信息进行换算处理，得到经纬度信息，对经纬度信息采用最小二乘法进行拟合，得到车辆的坐标。
全文摘要
本发明公开了车辆远程监控及轨迹复现系统，包括手机客户端、车载系统和上位机；所述车载系统包括第一处理器、第二处理器、GPS模块、GPRS模块、GSM模块、九轴姿态仪、酒精传感器、温度传感器、蓝牙模块。本发明还公开了上述系统的轨迹复现方法。本发明实现了轨迹实时复现，提高了轨迹恢复的准确性，克服了现有技术三维轨迹复现只有轨迹没有姿态角的不足，从而提高了判断效率。
文档编号G01S19/42GK103063218SQ20121055388
公开日2013年4月24日 申请日期2012年12月18日 优先权日2012年12月18日
发明者潘静仪, 徐向民, 张佳欣, 陈晓鹏 申请人:华南理工大学