[發(fā)明專利]一種利用GPS數(shù)據(jù)分析駕駛行為的方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201710067166.9
• 申請日: 2017-02-06
• 公開（公告）號: CN106909075A
• 公開（公告）日: 2017-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 袁哲明;胡英俊
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江漫思網(wǎng)絡(luò)科技有限公司
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 杭州華知專利事務(wù)所33235
• 代理人: 龍湖浩

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及車輛智能控制領(lǐng)域，尤其涉及一種利用GPS數(shù)據(jù)分析駕駛行為的方法。

背景技術(shù)

在當(dāng)前信息化與數(shù)字化發(fā)展的背景下，人們獲取數(shù)據(jù)的成本在不斷降低，而數(shù)據(jù)處理能力在不斷地增強(qiáng)。各種商業(yè)活動(dòng)與管理活動(dòng)也更依賴于對數(shù)據(jù)的挖掘與對信息的提取和處理。

在車隊(duì)管理與汽車保險(xiǎn)領(lǐng)域，人們更需要獲取車輛在行駛期間的表現(xiàn)對駕駛員的行為有個(gè)正確的評判。正確的獲取車輛行駛數(shù)據(jù)與駕駛行為表現(xiàn)，可使車隊(duì)進(jìn)行更精細(xì)化的管理；也可使保險(xiǎn)公司對駕駛員駕駛風(fēng)險(xiǎn)有正確的評估。

在當(dāng)前技術(shù)條件下，OBD設(shè)備(On-Board Diagnostics,即車載自動(dòng)診斷系統(tǒng))與GPS設(shè)備可在不同方面對車輛的狀態(tài)進(jìn)行測量。OBD設(shè)備這個(gè)系統(tǒng)將從發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀況隨時(shí)監(jiān)控汽車是否尾氣超標(biāo)，一旦超標(biāo)，會(huì)馬上發(fā)出警示。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，故障(MIL)燈或檢查發(fā)動(dòng)機(jī)(Check Engine)警告燈亮，同時(shí)動(dòng)力總成控制模塊(PCM)將故障信息存入存儲(chǔ)器，通過一定的程序可以將故障碼從PCM中讀出，更關(guān)注車輛本身的狀態(tài)，如發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)數(shù)據(jù)，車速，油門等等，而GPS設(shè)備更專注于對車輛行駛數(shù)據(jù)的測量，如，位置、速度與航向等等。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的發(fā)明目的是解決上述現(xiàn)有技術(shù)的局限性，提供一種成本低、兼容性好、結(jié)果更真實(shí)的利用GPS數(shù)據(jù)分析駕駛行為的方法，通過估計(jì)模型參數(shù)的方法，來求取更接近真實(shí)轉(zhuǎn)彎速率。

本發(fā)明一種利用GPS數(shù)據(jù)分析駕駛行為的方法，包括以下步驟：

S1，使用采集設(shè)備采集車輛的GPS數(shù)據(jù)，所述的GPS數(shù)據(jù)包括時(shí)間戳t和地面航向θ；

S2，提取步驟S1采集的GPS數(shù)據(jù)，選取一定時(shí)間段T內(nèi)的N組GPS數(shù)據(jù)，設(shè)T的取值

為從時(shí)刻t_k1取到時(shí)刻t_k2，通過用回歸模型

M(t)＝ω*(t-t_k1)+θ，t∈[t_k1,t_k2](公式一)

M(t)表示t時(shí)刻的理論地面航向，其中，θ和ω為待估參數(shù)，θ表示tk1時(shí)刻的理論地

面航向，ω表示t時(shí)刻單位時(shí)間內(nèi)的航向變化率；

S3，讀取T時(shí)間段內(nèi)對應(yīng)的地面航向讀值，記為y(t)；

S4，利用映射函數(shù)F來優(yōu)化計(jì)算F(y(t))和F(M(t))，計(jì)算代價(jià)函數(shù)

S5，對代價(jià)函數(shù)進(jìn)行計(jì)算使代價(jià)函數(shù)取值最小，得到一組數(shù)據(jù)(ω，θ)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行判

斷，得出結(jié)論。

作為優(yōu)選，所述的步驟S1中，采集所述的車輛的GPS數(shù)據(jù)的采樣頻率為每6秒或6秒以下采樣一組數(shù)據(jù)。GPS設(shè)備默認(rèn)采樣頻率為每秒取一組數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)所得6秒取一組數(shù)據(jù)可以為系統(tǒng)減負(fù)且不影響結(jié)論。

作為優(yōu)選，所述的步驟S2中，T的取值范圍為T≤30秒。由于時(shí)間段T若過大影響對轉(zhuǎn)彎速率的計(jì)算，若過小則會(huì)受到GPS隨機(jī)誤差的影響，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果取最優(yōu)范圍T≤30秒。

作為優(yōu)選，所述的步驟S2中，N的取值范圍為N≥5。GPS點(diǎn)數(shù)N影響回歸模型中參數(shù)(ω，θ)計(jì)算的質(zhì)量，過大的N增加系統(tǒng)計(jì)算負(fù)擔(dān)，過小則會(huì)造成參數(shù)估計(jì)誤差過大的問題，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)取最優(yōu)范圍N≥5。

作為優(yōu)選，所述的步驟S4中，映射函數(shù)F為周期函數(shù)。由于本專利當(dāng)前使用的GPS數(shù)據(jù)為航向數(shù)據(jù)，取值范圍為[0,359]，常用代價(jià)函數(shù)并不能很好的應(yīng)用到這種周期變量上，而使用von Mises分布代替正態(tài)分布(常用代價(jià)函數(shù)假設(shè)誤差符合正態(tài)分布)又會(huì)導(dǎo)致迭代計(jì)算很難收斂問題。所以本專利增加映射函數(shù)F用來解決周期變量的回歸問題。

作為優(yōu)選，所述的步驟S5中，所述的對代價(jià)函數(shù)進(jìn)行計(jì)算使代價(jià)函數(shù)取值最小的方法包括梯度下降法，或牛頓迭代法，或levenberg-Marquardt算法。

作為優(yōu)選，所述的步驟S5中，執(zhí)行l(wèi)evenberg marquardt迭代算法，以矩陣形式表示參數(shù)β＝[θ,ω]，

公式為

δ為每次迭代步進(jìn)長度，計(jì)算β；其中，E(β)＝E_(ω,θ)，設(shè)定閾值，判斷當(dāng)每次步進(jìn)δ小于閾值時(shí)停止迭代；迭代的初始值選擇為ω₀＝0,

作為優(yōu)選，所述的步驟S5中，所述的對數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷包括如下步驟：

S5.1,采集GPS數(shù)據(jù)線速度v，計(jì)算線速度v與航向變化率ω的乘積v*ω；

S5.2,為v*ω設(shè)置閾值范圍并歸類為不同的應(yīng)用場景，同時(shí)設(shè)置每個(gè)應(yīng)用場景的判決曲線，設(shè)定每個(gè)應(yīng)用場景的權(quán)重；