一种联网车载设备流量控制系统的制作方法

本发明涉及大数据云端服务的技术领域，特别涉及一种联网车载设备流量控制系统。

背景技术：

随着汽车生产技术的不断进步，汽车的普及率越来越高，自驾车已经成为大多数人出行首要选择的方式。而在汽车保有率不断提高的同时，道路的交通情况也变得越来越复杂，为了提高行车的安全性和避免发生交通事故纠纷，许多车主都选择在车内安装行车记录仪等车载设备，行车记录仪主要是用于拍摄车辆行驶方向前方的道路环境，通过获取关于行驶方向前方的交通情况的视频影像是记录车辆及其周围区域行车状况的有效手段。此外，无人驾驶技术已经成为汽车技术发展的主要方向，而无人驾驶技术主要是通过不同类型的传感器记录车辆的实时行车相关数据，再将该行车相关数据进行相应的深度学习处理，以使车辆在不需要驾驶员控制的情况下也能对当前所处的交通环境做出及时和正确的响应。可见，无论是针对汽车的有人驾驶还是无人驾驶方式，其都涉及到利用不同类型的传感器对汽车的实时行车状态数据进行采集和分析，而这些行车状态数据不仅包括车辆本身的行驶数据信息，而且还包括车辆当前所处的行驶区域相关的交通状态数据，还有这些行驶数据信息通常以视频影像的形式来采集的。

由于车辆内部的本地设备自身在存储容量和运算能力等方面都不能匹配于车辆所处的复杂行车环境，为了能够将车辆行驶过程中采集到的行车状态数据及时地进行采集、存储和分析等采用，现有的大多数车载设备数据处理系统都是以物联网为基础将云端服务与大数据分析相结合，即该车载设备将实时采集到的行车状态数据通过物联网上传至云端服务器终，该云端服务器在对该行车状态数据进行存储的同时，还能够结合大数据分析的技术分析处理该行车状态数据，从而为车辆在行驶过程中遇到的不同状况提供相应的应对方案。由于该云端服务器通常是与众多数量的车载设备相连接的，当这些车载设备同时将数据上传至该云端服务器时，有可能造成云端服务器相关数据链路的拥塞，此外同一车辆的车载设备有可能将同一类型的行车上传至云端服务器终，这也会造成网络传输流量的浪费以及云端服务器存储空间的浪费。

技术实现要素：

在联网车载设备分析处理过程中，现有的联网车载设备都是将车载设备实时采集的数据通过特定的物联网上传至云端服务器中，该云端服务器再对该数据进行存储和分析等处理。目前，该联网车载设备都是不加选择地将采集到数据进行上传，由于联网车载设备是针对车辆在复杂的行车环境中的行驶状态进行数据采集的，这样采集到的数据的信息量会非常大，同时采集到的数据也可能存在相互重复的情况，若该联网车载设备直接将采集到的所有数据上传至云端服务器中，必然会导致联网车载设备所处的物联网发生数据上传链路拥堵的情况，同时也会对云端服务器的存储空间产生一定的存储压力，这不仅会使得该云端服务器无法及时地接收到联网车载设备实时采集的数据，并且还会造成云端服务器存储空间的浪费。可见，现有的联网车载设备与云端服务器之间的数据传输方式容易造成数据上传量过于集中、数据重复度高和数据冗余的问题。

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种联网车载设备流量控制系统，该联网车载设备流量控制系统是通过对联网车载设备上传的视频影像数据进行分析，同时整合联网车载设备对应的gps定位信息、基于重力传感器检测的信号得到的车辆行驶行为信息，来对联网车载设备通过物联网对云端服务器上传车辆行驶状态数据的数据量，从而避免联网车载设备在高峰时刻将冗余数据上传至云端服务器中，以节省联网车载设备的数据上传流量；此外，该联网车载设备流量控制系统还能够根据获得的某一区域的行车路况对该区域对应的数据上传密度进行分析判断，并基于该分析判断的结果控制联网车载设备进行数据上传的进度。

本发明提供一种联网车载设备流量控制系统，所述系统包括：车辆行车行为记录模块、云端分析模块和云端存储模块；

其中，所述车辆行为记录模块记录车辆当前行驶过程中的行车行为信息并向所述云端分析模块发送一云端状态请求，其中，所述行车行为信息包括关于所述车辆行驶方向前方的视频信息、车辆行车状态信息和车辆碰撞状态信息中的至少一者；

所述云端分析模块接收到所述云端状态请求后，基于所述车辆行车行为记录模块当前记录的行车行为信息向所述车辆行车行为记录模块反馈一云端回应信号；

所述车辆行为记录模块基于所述云端回应信号，设定将所述视频信息上传至所述云端存储模块的若干上传模式；

进一步，所述车辆行车行为记录模块包括视频记录单元、车辆信息提取单元、重力传感器、信号输出单元、信号输入单元和控制单元；其中，所述视频记录单元能够获取关于所述车辆行驶方向前方的视频信息；所述车辆信息提取单元能够获取所述视频信息对应的车辆行车状态信息；所述重力传感器能够获取所述视频信息对应的车辆碰撞状态信息；所述信号输出单元能够分别实现与所述云端分析模块和云端存储模块的信号连接；所述信号输入单元能够实现与所述云端分析模块的信号连接；所述控制单元能够控制所述信号输出单元进行所述若干上传模式的切换；

进一步，所述云端分析模块基于所述行车行为信息向所述车辆行车行为记录模块反馈所述云端回应信号具体包括，当所述视频信息指示行驶方向前方正常、所述车辆行车状态信息指示行车状态正常和所述车辆碰撞状态信息指示车辆无碰撞情况，则所述云端分析模块反馈一第一回应信号；当所述视频信息指示车辆与前方车辆的间距低于一距离阈值、所述车辆行车状态信息指示车辆存在紧急刹车情况和所述车辆碰撞状态信息指示车辆无碰撞情况，则所述云端分析模块反馈一第二回应信号；当所述视频信息指示行驶方向前方正常、所述车辆行车状态信息指示行车状态正常和所述车辆碰撞状态信息指示车辆有碰撞情况，则所述云端分析模块反馈一第三回应信号，

其中，所述车辆与前方车辆的间距的计算过程具体包括：

所述车辆与前方车辆的间距是通过所述车辆行为记录模块采集的所述车辆行驶方向前方的视频信息结合一数学模型而计算得出的，所述车辆行为记录模块采集所述视频信息是将所述车辆行驶前方的三维场景投影到其对应的二维像平面上，在所述视频信息的采集过程中，选取前方车辆的牌照的中心点p作为距离参考点，并获得下面的投影公式(1)，

在所述投影公式(1)中，(xc，yc，zc)为所述中心点p的世界坐标，(a,b)为所述中心点p在所述二维像平面上对应的成像点p0以物理单位表示的图像坐标，f为所述车辆行为记录模块中摄像镜头的焦距，d为所述摄像镜头到所述牌照所在的空间平面之间的垂直距离；

同时，假设将所述二维像平面上的以物理单位表示的图像坐标转换为数字图像坐标的转换公式(2)如下，

在所述转换公式(2)中，(u0，v0)为数字图像中心点的坐标，dx为数字图像中每一个像素点与所述数字图像中心点在x轴方向上的物理尺寸，dy为数字图像中每一个像素点与所述数字图像中心点在y轴方向上的物理尺寸，(u,v)为所述成像点p0转换为数字图像后对应的坐标；

接着，将所述转换公式(2)代入所述投影公式(1)中得到下面公式(3)，

将所述公式(3)中的参数zc的值取为0，即得到下面公式(4)

随后，通过所述公式(4)即可计算出所述摄像镜头到所述牌照所在的空间平面之间的垂直距离d，同时所述垂直距离d即为所述车辆与前方车辆的间距；

进一步，所述云端分析模块还基于所述车辆与前方车辆的间距d、车辆的制动情况和所述重力传感器的检测值构建下面判定公式(5)，

在所述判定公式(5)中，h为所述重力传感器的当前值，h0为所述重力传感器的碰撞阈值，d为所述车辆与前方车辆的间距，d0为所述距离阈值，k为车辆的制动因子值，其中，若车辆存在紧急刹车情况，则k>0，若车辆未存在紧急刹车情况，则k＝0；

当所述判定公式(5)的计算结果m<0时，所述云端分析模块反馈所述第三回应信号，当所述计算结果m>0且|m|＜1时，所述云端分析模块反馈所述第二回应信号，当所述计算结果m>0且|m|＝1时，所述云端分析模块反馈所述第一回应信号；

并且，当所述车辆行为记录模块接收到所述第一回应信号，所述车辆行车记录模块根据所述云端分析模块的后续指令信号进行视频信息的上传；当所述车辆行为记录模块接收到所述第二回应信号，所述车辆行车记录模块直接将当前的视频信息上传至所述云端存储模块；当所述车辆行为记录模块接收到所述第三回应信息，所述车辆行车记录模块将当前的视频信息及其前后特定时段对应的视频信息均强制上传至所述云端存储模块；

进一步，当所述云端回应信号指示当前的视频信息不需要上传至所述云端存储模块，则所述车辆行为记录模块删除当前时段记录的车辆行为信息，并重新向所述云端分析模块发送另一云端状态请求，以进行关于下一时段记录的车辆行为信息的分析与上传操作；

进一步，所述车辆行车行为记录模块还包括gps定位单元；其中，所述gpd定位单元获取车辆的实时位置信息；所述云端分析模块能够基于所述实时位置信息，确定车辆当前所处区域范围内对应的云端存储模块数据上传状态，并基于所述数据上传状态将云端回应信号反馈至所述车辆行车行为记录模块；

进一步，当所述数据上传状态指示车辆当前所处区域范围内的整体数据上传流量大于或等于一上传流量阈值，则所述云端分析模块将一第四回应信号反馈至所述车辆行车行为记录模块；当所述数据上传状态指示车辆当前所处区域范围内的整体数据上传流量小于所述上传流量阈值，则所述云端分析模块将一第五回应信号反馈至所述车辆行车行为记录模块；

进一步，当所述车辆行车行为记录模块接收到所述第四回应信号，所述车辆行车行为记录模块暂停当前的视频信息的上传操作；当所述车辆行车行为记录模块接收到所述第五回应信号，所述车辆行车行为记录模块维持当前的视频信息的上传操作不变；

进一步，所述行车行为信息进一步包括车辆行车速度，其中，当所述车辆行车速度大于或等于一速度阈值，则所述云端分析模块将一第四回应信号反馈至所述车辆行车行为记录模块，所述车辆行车行为记录模块以此维持当前的视频信息的上传操作不变；当所述车辆行车速度小于所述速度阈值，则所述云端分析模块将一第五回应信号反馈至所述车辆行车行为记录模块，所述车辆行车行为记录模块以此暂停当前的视频信息的上传操作；

进一步，所述云端回应信号包括一正常回应信号、一繁忙回应信号和一正确回应信号，所述车辆行为记录模块基于所述正常回应信号根据所述系统连接的智能终端进行视频信息的上传，所述车辆行为记录模块基于所述繁忙回应信号根据其包含的时钟信号进行视频信息的上传，所述车辆行为记录模块基于所述正确回应信号将每一次记录的视频信息均进行上传；

相比于现有技术，本发明的联网车载设备流量控制系统是通过对联网车载设备上传的视频影像数据进行分析，同时整合联网车载设备对应的gps定位信息、基于重力传感器检测的信号得到的车辆行驶行为信息，来对联网车载设备通过物联网对云端服务器上传车辆行驶状态数据的数据量，从而避免联网车载设备在高峰时刻将冗余数据上传至云端服务器中，以节省联网车载设备的数据上传流量；此外，该联网车载设备流量控制系统还能够根据获得的某一区域的行车路况对该区域对应的数据上传密度进行分析判断，并基于该分析判断的结果控制联网车载设备进行数据上传的进度。本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种联网车载设备流量控制系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参阅图1，为本发明实施例提供的一种联网车载设备流量控制系统的结构示意图。该联网车载设备流量控制系统包括车辆行车行为记录模块、云端分析模块和云端存储模块；其中，该车辆行车行为记录模块是设置在该联网车载设备中，其属于安装在车辆的本地设备；该云端分析模块和云端存储模块是属于云端服务器的不同功能模块；优选地，该云端服务器与该联网车载设备通过一数据网络进行连接，该数据网络能够实现该联网车载设备与该云端服务器之间的数据交互通信。优选地，该数据网络可为lte网络、cdma或者gprs等不同模式类型的通信网络。此外，该云端分析模块与该云端存储模块之间信号连接。

其中，该车辆行车行为记录模块用记录车辆在当前行驶过程中的行车行为信息，并能够向该云端分析模块发送一云端状态请求；优选地，该行车行为信息可包括但不限于是关于该车辆行驶方向前方的视频信息、车辆行车状态信息和车辆碰撞状态信息中的至少一者；优选地，该车辆行驶方向前方的视频信息主要是指该车辆在行驶过程中其行驶前方的交通状态信息，该交通状态信息可为该车辆在其行驶前方的可视视野范围内其他车辆或者行人的动作信息；优选地，该车辆形状状态信息可包括但不限是车辆的实时行驶速度，车辆车厢内部的人员状态信息，车辆当前行驶区域的天气信息等；优选地，该车辆碰撞状态信息可包括车辆与其他车辆之间、或者车辆与行人之间的相互作用力状态信息。

相应地，该车辆行车行为记录模块可包括但不限于是视频记录单元、车辆信息提取单元、重力传感器、信号输出单元、信号输入单元和控制单元。其中，该视频记录单元用于获取关于该车辆行驶方向前方的视频信息，该视频记录单元可为一行车记录仪，该视频记录单元优选设置在车厢内部前方以用于拍摄车辆在行驶过程中其前方的视频影像，优选地，该视频记录单元还可包括一广角光学摄像系统，该广角光学摄像系统有助于获取关于该车辆前方大于180°视角范围内的视频影像。该车辆信息提取单元用于获取与该视频信息对应的车辆行车状态信息，即该车辆信息提取单元可优选与该视频记录单元同步工作，从而获得与该视频信息在时间上相关联的车辆行车状态信息，优选地，该车辆信息提取单元可包括但不限于是车速传感单元、车厢内部状态检测单元或者天气状态获取单元等，其中，该车速传感单元用于获取车辆的实时车辆行车速度，该车厢内部检测单元用于获取车辆车厢内部的人员状态信息，该天气状态获取单元用于获取车辆当前行驶区域的天气信息。该重力传感器用于获取与该视频信息对应的车辆碰撞状态信息，即该重力传感器可优选与该视频记录单元同步工作，从而获得与该视频信息在时间上相关联的车辆碰撞状态信息；优选地，该重力传感器可包括设置在车辆外周的若干重量传感器。此外，该信号输出单元能够分别实现与该云端分析模块和云端存储模块的信号连接；该信号输入单元能够实现与该云端分析模块的信号连接。该控制单元能够控制该信号输出单元进行若干不同数据上传模式的切换操作。

其中，该云端分析模块在接收到该云端状态请求后，能够基于该车辆行车行为记录模块当前记录的行车行为信息向该车辆行车行为记录模块反馈一云端回应信号。具体而言，该云端分析模块基于该行车行为信息向该车辆行车行为记录模块反馈该云端回应信号具体包括，当该视频信息指示行驶方向前方正常、该车辆行车状态信息指示行车状态正常和该车辆碰撞状态信息指示车辆无碰撞情况，则该云端分析模块反馈一第一回应信号；当该视频信息指示车辆与前方车辆的间距低于一距离阈值、该车辆行车状态信息指示车辆存在紧急刹车情况和该车辆碰撞状态信息指示车辆无碰撞情况，则该云端分析模块反馈一第二回应信号；当该视频信息指示行驶方向前方正常、该车辆行车状态信息指示行车状态正常和该车辆碰撞状态信息指示车辆有碰撞情况，则该云端分析模块反馈一第三回应信号。

相应地，该车辆与前方车辆的间距的计算过程具体包括该车辆与前方车辆的间距是通过该车辆行为记录模块采集的该车辆行驶方向前方的视频信息结合一数学模型而计算得出的，该车辆行为记录模块采集所述视频信息是将该车辆行驶前方的三维场景投影到其对应的二维像平面上，在该视频信息的采集过程中，选取前方车辆的牌照的中心点p作为距离参考点，并获得下面的投影公式(1)，

在该投影公式(1)中，(xc,yc,zc)为该中心点p的世界坐标，(a,b)为该中心点p在该二维像平面上对应的成像点p0以物理单位表示的图像坐标，f为该车辆行为记录模块中摄像镜头的焦距，d为该摄像镜头到所述牌照所在的空间平面之间的垂直距离；

同时，假设将该二维像平面上的以物理单位表示的图像坐标转换为数字图像坐标的转换公式(2)如下，

在该转换公式(2)中，(u0，v0)为数字图像中心点的坐标，dx为数字图像中每一个像素点与该数字图像中心点在x轴方向上的物理尺寸，dy为数字图像中每一个像素点与该数字图像中心点在y轴方向上的物理尺寸，(u,v)为该成像点p0转换为数字图像后对应的坐标；

接着，将该转换公式(2)代入该投影公式(1)中得到下面公式(3)，

将该公式(3)中的参数zc的值取为0，即得到下面公式(4)

随后，通过该公式(4)即可计算出该摄像镜头到所述牌照所在的空间平面之间的垂直距离d，同时该垂直距离d即为该车辆与前方车辆的间距。

相应地，该车辆行为记录模块能够基于该云端回应信号，设定将该视频信息上传至该云端存储模块的若干上传模式。具体而言，该云端分析模块还基于该车辆与前方车辆的间距d、车辆的制动情况和所述重力传感器的检测值构建下面判定公式(5)，

在该判定公式(5)中，h为该重力传感器的当前值，h0为该重力传感器的碰撞阈值，d为该车辆与前方车辆的间距，d0为该距离阈值，k为车辆的制动因子值，其中，若车辆存在紧急刹车情况，则k>0，若车辆未存在紧急刹车情况，则k＝0；

当该判定公式(5)的计算结果m<0时，该云端分析模块反馈该第三回应信号，当该计算结果m>0且|m|＜1时，该云端分析模块反馈该第二回应信号，当该计算结果m>0且|m|＝1时，该云端分析模块反馈该第一回应信号；

并且，当该车辆行为记录模块接收到该第一回应信号，该车辆行车记录模块根据该云端分析模块的后续指令信号进行视频信息的上传；当该车辆行为记录模块接收到所述第二回应信号，该车辆行车记录模块直接将当前的视频信息上传至该云端存储模块；当该车辆行为记录模块接收到该第三回应信息，该车辆行车记录模块将当前的视频信息及其前后特定时段对应的视频信息均强制上传至该云端存储模块。

优选地，当该云端回应信号指示当前的视频信息不需要上传至该云端存储模块，则该车辆行为记录模块删除当前时段记录的车辆行为信息，并重新向该云端分析模块发送另一云端状态请求，以进行关于下一时段记录的车辆行为信息的分析与上传操作。

优选地，该车辆行车行为记录模块还可包括gps定位单元；其中，该gpd定位单元获取车辆的实时位置信息；该云端分析模块能够基于该实时位置信息，确定车辆当前所处区域范围内对应的云端存储模块数据上传状态，并基于该数据上传状态将云端回应信号反馈至该车辆行车行为记录模块。

优选地，当该数据上传状态指示车辆当前所处区域范围内的整体数据上传流量大于或等于一上传流量阈值，则该云端分析模块将一第四回应信号反馈至该车辆行车行为记录模块；当该数据上传状态指示车辆当前所处区域范围内的整体数据上传流量小于该上传流量阈值，则该云端分析模块将一第五回应信号反馈至该车辆行车行为记录模块。相应地，当该车辆行车行为记录模块接收到该第四回应信号，该车辆行车行为记录模块暂停当前的视频信息的上传操作；当该车辆行车行为记录模块接收到该第五回应信号，该车辆行车行为记录模块维持当前的视频信息的上传操作不变。

优选地，在该行车行为信息车辆行车速度的情况下，当该车辆行车速度大于或等于一速度阈值，则该云端分析模块将一第四回应信号反馈至该车辆行车行为记录模块，该车辆行车行为记录模块以此维持当前的视频信息的上传操作不变；当该车辆行车速度小于该速度阈值，则该云端分析模块将一第五回应信号反馈至该车辆行车行为记录模块，该车辆行车行为记录模块以此暂停当前的视频信息的上传操作。

优选地，该云端回应信号可包括一正常回应信号、一繁忙回应信号和一正确回应信号，该车辆行为记录模块基于该正常回应信号根据该系统连接的智能终端进行视频信息的上传，该车辆行为记录模块基于该繁忙回应信号根据其包含的时钟信号进行视频信息的上传，该车辆行为记录模块基于该正确回应信号将每一次记录的视频信息均进行上传。

从上述实施例可以看出，该联网车载设备流量控制系统通过对联网车载设备上传的视频影像数据进行分析，同时整合联网车载设备对应的gps定位信息、基于重力传感器检测的信号得到的车辆行驶行为信息，来对联网车载设备通过物联网对云端服务器上传车辆行驶状态数据的数据量，从而避免联网车载设备在高峰时刻将冗余数据上传至云端服务器中，以节省联网车载设备的数据上传流量；此外，该联网车载设备流量控制系统还能够根据获得的某一区域的行车路况对该区域对应的数据上传密度进行分析判断，并基于该分析判断的结果控制联网车载设备进行数据上传的进度。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。