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专利名称：一种通过gps速度自动计算车辆脉冲系数的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及GPS汽车行驶记录仪，具体涉及一种GPS汽车行驶记录仪的车载设备中车辆脉冲系数自动计算、匹配和纠错的方法及装置。
背景技术：
中国汽车及交通运输行业市场的飞速发展及其对综合信息服务、安全预防管理的需要，为GPS汽车行驶记录仪的综合信息服务市场提供了巨大的发展空间和机遇。其中，GPS汽车行驶记录仪的安装作为重要环节，其安装过程中的车辆脉冲系数计算成为GPS汽车行驶记录仪需要解决的关键问题。其中，车辆脉冲系数定义在《GB/T19056-2012汽车行驶记录仪》国家标准中定义为车速传感器在车辆行驶Ikm距离过程中产生的脉冲信号个数。现有GPS汽车行驶记录仪的车辆脉冲系数值一般是通过人工操作输入的方式一是根据车辆出厂标有的参数，通过菜单界面人工输入车辆脉冲系数值；二是通过人工跑车测算，根据车辆里程表里程和跑车过程累计的脉冲数来人工计算后输入车辆脉冲系数值。以上方法存在很多缺点一是由于不同车型或品牌的车辆脉冲系数值都是不一样的，在安装GPS汽车行驶记录仪车载设备时，需要人工一一计算后输入车辆脉冲系数值，安装效率低，大大增加人工安装费用；二是由于需要人工操作输入车辆脉冲系数值，对设备安装人员技术要求有所提高，从而增加人力成本；三是需要跑车测算后计算车辆脉冲系数值，人工跟车跑车，无法集中安装，浪费时间的同时，也影响车辆正常运营，引起车主强烈抵触心理；四是实际应用中，当GPS汽车行驶记录仪受到外界强大电磁干扰和射频干扰时，难免存在参数丢失情况，此时需要人工再次到现场计算输入车辆脉冲系数，增加设备维护成本；五是车辆车轮维修更换，车轮直径参数有可能变化，需要重新测算输入车辆脉冲系数。为此，一些车辆脉冲系数自动测算方法开始出现，例如一篇申请日为2008. 03. 18、申请号为201210079620. X的发明专利，公开了一种导航系统，该导航E⑶包括通过软件处理构成的距离测量部、距离系数计算部、车辆方位计算部、当前位置计算部、定位精度计算部、摄像机使用模式判定部、尾部摄像机电源控制部、后方监视视频显示部、图像识别部、摄像机使用模式切换部、偏移电压修正部、道路特殊地点判定部、交叉点间距离计算部、道路脱离判定部、停车场出入口判定部、行驶道路判定部以及地图画面生成部等。距离测量部根据从各种传感器中包含的车速传感器获得的车速脉冲信息，利用距离系数计算部所计算出的车速脉冲系数，测量车辆的行驶距离。该距离测量部所测量出的行驶距离，作为距离信息传送到距离系数计算部及当前位置计算部。为了将车速脉冲信息转换成实际的行驶距离，距离系数计算部基于当前位置计算部所计算出的自身的当前位置，计算表示车轮旋转一周所前进的距离的车速脉冲系数。该距离系数计算部所计算出的车速脉冲系数，传送到距离测量部及交叉点间距离计算部。但是，上述申请号为201210079620. X的发明专利上通篇主要解决技术问题是通过车载摄像头和各传感器来提高定位精度，并非自动计算和校正车辆脉冲系数，因此上述发明专利并没有提到具体的车速脉冲系数的具体计算方法；另外，其车速脉冲系数的修正是通过基于交叉点间距离与地图信息做比较，判断是否存在差异，未提出明确的判断比较方法，其是否可实施以及是否获得良好的修正效果均有待考证。

发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种通过GPS速度自动计算车辆脉冲系数的方法及装置，通过GPS汽车行驶记录仪内置GPS卫星定位模块输出的速度数据和记录仪统计的脉冲数来自动计算车辆脉冲系数，能够自动计算、匹配和校正车辆脉冲系数，从而提高通过车辆脉冲系数计算车辆行驶速度和行驶里程的精度，避免由于车辆脉冲系数值偏差导致车辆行驶速度和行驶里程统计结果的错误。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的思路是GPS汽车行驶记录仪中集成了GPS卫星定位�？�、脉冲检测传感器、车辆启动信号检测传感器等�？�。其中，GPS汽车行驶记录仪内部集成有GPS卫星定位�？椋�因此可以实时获取经纬度、速度、方向等位置信息数据，由于GPS卫星定位�？樵诓煌�卫星信号和车辆行驶速度情况下，输出速度具有一定误差，因此，为提高车辆脉冲系数的计算精度，需要选取精度高的参数，可首先选定符合一定条件的时间段，然后获得该时间段内每秒行驶速度和秒脉冲数，进而计算出车辆脉冲系数。具体的，在车辆行驶过程中，GPS汽车行驶记录仪不断匹配查找符合条件的时间段，缓存根据GPS卫星定位�？槊棵胧涑龅乃俣仁�据(秒速度)，利用脉冲检测传感器不断检测每秒钟车辆输出脉冲数，并缓存这个时间段秒速度和秒脉冲数，最后根据缓存的秒速度、秒脉冲数和行驶时间按照公式计算出车辆脉冲系数。本发明的技术方案具体如下，一种通过GPS速度自动计算车辆脉冲系数的方法，包括以下步骤
步骤I :在车辆行驶过程中，GPS汽车行驶记录仪查找符合下述判定条件的时间段T :在该时间段T内，根据GPS卫星定位模块输出的速度计算行驶里程的误差不大于1% ；
步骤2 :在步骤I查找到的时间段T中，获取并缓存该时间段内GPS卫星定位�？槊棵胧涑龅乃俣仁�据，记为秒速度，记录为VI、V2、…、Vt，单位为m/s ;同时利用脉冲检测传感器不断检测该时间段T内每秒车辆输出脉冲数，记为秒脉冲数，并缓存这个时间段T的秒脉冲数，记录为PU P2、…、Pt，单位为个；根据以下公式计算出车辆脉冲系数R :
R=(1000*P)/L ；
其中，该车辆脉冲系数R的单位为个/公里，L为该时间段T内累计行驶里程，即该时间段T内所有秒行驶距离的累加和，L=Vl*t+V2*t+…+Vt*t，t=ls ;P为该时间段T内累计脉冲数，即该时间段T内所有秒脉冲数的累加和，P=P1+P2+…Pt。其中，由于检测精度的原因，车辆的实际行驶速度与GPS卫星定位�？槭涑龅乃俣�(简称GPS速度)具有一定的误差，同时，车辆在不同速度值情况下，GPS速度与实际行驶速度的误差不一样，如速度处于I至20公里/小时，误差为2%，而当速度在20至50公里/小时，误差可能为1%。因此作为一个进一步的方案，步骤2中还包括对速度进行修正的过程将速度按大小区间值划分为n个等级，将不同等级下的GPS速度误差系数记为Ex，每一个等级误差记录为El、E2、…、En，误差定义为Ex=(实际行驶速度-GPS速度)/GPS速度，(Ex这个值是可以有正负的)；那么该时间段T内累计行驶里程L的计算公式如下
L=Vl* (1+Ex)*t +V2* (1+Ex)*t + …+Vt* (1+Ex) *t，t=ls。
步骤3 :对步骤2得到的车辆脉冲系数R进行检验和校正，具体包括以下步骤 步骤31 :在车辆运行过程中，获取并缓存GPS卫星定位�？槊棵胧涑龅乃俣仁�据，记为
GPS速度Vg，则每秒的GPS速度Vg记录为Vgl、Vg2、…、Vgt ;根据车辆脉冲系数R和脉冲传感器检测的秒脉冲数P计算车辆每秒行驶速度，将通过该方式获得的每秒行驶速度记为脉冲速度Vp，则每秒的脉冲速度Vp记录为Vpl、Vp2、…、Vpt，脉冲速度Vp计算公式为计算车辆脉冲系数R的反过程=Vp= (1000XP) /R，P为秒脉冲数；
步骤32 :计算每一个抽样时间段Tc的GPS速度的平均速度，将通过该方式计算得出的平均速度记为GPS平均速度Val，Val=L/Tc，其中L是将每秒GPS速度按照计算公式L=Vgl*t+ Vg2*t +…+ Vgt*t，t=ls，计算得到的行驶里程；计算每一个抽样时间段的脉冲速度的平均速度，将通过该方式计算得出的平均速度记为脉冲平均速度Va2，Va2= (Vpl+Vp2+…+Vpt)/Tc ;同步骤2—样，为了得到更精确的结果，该步骤中的行驶里程L是使用修正后的每秒GPS速度来计算的，GPS速度修正过程如下将速度按大小区间值划分为n个等级，将 不同等级下的GPS速度误差系数记为Ex，每一个等级误差记录为El、E2、…、En，误差定义为Ex=(实际行驶速度-GPS速度)/GPS速度；则行驶里程L计算公式如下L=Vgl* (1+Ex)*t + Vg2* (1+Ex)*t +…+ Vgt* (1+Ex) *t, t=ls ;
步骤33 :对GPS平均速度Val与脉冲平均速度Va2进行抽样比较，将抽样段数记为Ne，Ne为自然数，Nc>l,当然Ne的取值越大越好，即抽样次数越多，其比较结果越精确；将抽样的GPS平均速度Val记为WalpValfValyValfc ;将抽样的脉冲平均速度Va2记为Va2i、Va22... Va2c... Va2Nc ；
步骤 34 :分别计算 Valp Val2-Valc-ValNc 和 Va2i、Va2f Va2y Va2N。之间的误差值EpEfEyE1^Ec= I Valc - Va2c I / Valc, I ^ Ne;判断误差值是否合理，过程如下如果满足EC>A的数目大于预设值Nx，0〈A〈1 (例如A可设为3%)，I彡Nx彡Ne (例如Nx可设为Nc/2)，则该车辆脉冲系数R不符合要求，表示当前的车辆脉冲系数R出错，则清除参数区中车辆脉冲系数R，返回步骤I重新匹配计算车辆脉冲系数；否则表示该车辆脉冲系数R符合要求。作为一个进一步的技术方案，步骤I中根据GPS卫星定位�？槭涑龅乃俣燃扑阈惺焕锍痰奈蟛畈淮笥�1%的具体判定条件如下该车辆处于已启动状态，该车辆处于已定位状态，GPS卫星定位�？榈亩ㄎ荒Ｊ轿�3D定位，GPS信号处于良好状态，车辆处于行驶状态。其中，判断GPS信号是否处于良好状态的标准包括如果同时满足可用卫星数量不小于4颗，且各卫星信噪比大于25，位置精度因子、水平精度因子和垂直精度因子均小于10，则判定GPS信号处于良好状态，否则表不GPS信号状态不好。另外，上述步骤中，时间段T的长度的选择由累计行驶里程L或者累计行驶时间来决定当累计行驶里程L=N，N为预先设定的一个整数，单位为公里，例如令N=2，则当累计行驶里程L等于两公里时，所需要的时间即为时间段T ;或者当累计行驶时间=M，M为预先设定的一个整数，单位为分钟，例如令M=5，则5分钟即为时间段。一种通过GPS速度自动计算车辆脉冲系数的装置，包括以下单元
查找时间段单元在车辆行驶过程中，GPS汽车行驶记录仪查找符合下述判定条件的时间段T :在该时间段T内，根据GPS卫星定位模块输出的速度计算行驶里程的误差不大于1% ；车辆脉冲系数计算单元在查找时间段单元中查找到的时间段T中，获取并缓存该时间段内GPS卫星定位�？槊棵胧涑龅乃俣仁�据，记为秒速度，记录为VI、V2、…、Vt，单位为m/s ;同时利用脉冲检测传感器不断检测该时间段T内每秒车辆输出脉冲数，记为秒脉冲数，并缓存这个时间段T的秒脉冲数，记录为PU P2、…、Pt，单位为个；根据以下公式计算出车辆脉冲系数R :
R=(1000*P)/L ；
其中，该车辆脉冲系数R的单位为个/公里，L为该时间段T内累计行驶里程，即该时间段T内所有秒行驶距离的累加和，L=Vl*t+V2*t+…+Vt*t，t=ls ;P为该时间段T内累计脉冲数，即该时间段T内所有秒脉冲数的累加和，P=P1+P2+…Pt。该车辆脉冲系数计算单元还包括对速度进行修正的修正单元该修正单元将速度 按大小区间值划分为n个等级，将不同等级下的GPS速度误差系数记为Ex，每一个等级误差记录为El、E2、…、En，误差定义为Ex=(实际行驶速度-GPS速度)/GPS速度；那么该时间段T内累计行驶里程L的计算公式如下
L=Vl* (1+Ex)*t +V2* (1+Ex)*t + …+Vt* (1+Ex) *t, t=ls。还包括检验校正单元，对车辆脉冲系数计算单元计算得到的车辆脉冲系数R进行检验和校正。所述检验校正单元执行以下步骤
步骤31 :在车辆运行过程中，获取并缓存GPS卫星定位�？槊棵胧涑龅乃俣仁�据，记为GPS速度Vg，则每秒的GPS速度Vg记录为Vgl、Vg2、…、Vgt ;根据车辆脉冲系数R和脉冲传感器检测的秒脉冲数P计算车辆每秒行驶速度，将通过该方式获得的每秒行驶速度记为脉冲速度Vp，则每秒的脉冲速度Vp记录为Vpl、Vp2、…、Vpt，脉冲速度Vp计算公式为计算车辆脉冲系数R的反过程=Vp= (1000 XP) /R，P为秒脉冲数；
步骤32 :计算每一个抽样时间段Tc的GPS速度的平均速度，将通过该方式计算得出的平均速度记为GPS平均速度Val，Val=L/Tc，其中L是将每秒GPS速度按照计算公式L=Vgl*t+ Vg2*t +…+ Vgt*t，t=ls，计算得到的行驶里程；计算每一个抽样时间段的脉冲速度的平均速度，将通过该方式计算得出的平均速度记为脉冲平均速度Va2，Va2=(Vpl+Vp2+…+Vpt)/Tc ；
步骤33 :对GPS平均速度Val与脉冲平均速度Va2进行抽样比较，将抽样段数记为Ne，Ne为自然数，Nc>l ;将抽样的GPS平均速度Val记为Wal^Valf Vale…ValN。；将抽样的脉冲平均速度Va2记为WaZpVaZfVaZyVaSi ；
步骤 34 :分别计算 Valp Val2-Valc-ValNc 和 Va2i、Va2f Va2y Va2N。之间的误差值EpEfEyE1^Ec= I Valc - Va2c I /Valc, I ^ C ^ Ne;判断误差值是否合理，过程如下如果满足Ee>A的数目大于预设值Nx，0〈A〈l，I ^ Nx ^ Ne，则该车辆脉冲系数R不符合要求，表示当前的车辆脉冲系数R出错，则清除参数区中车辆脉冲系数R，返回步骤I重新匹配计算车辆脉冲系数；否则表示该车辆脉冲系数R符合要求。其中，步骤32中的行驶里程L是使用修正后的每秒GPS速度来计算的，GPS速度修正过程如下将速度按大小区间值划分为n个等级，将不同等级下的GPS速度误差系数记为Ex，每一个等级误差记录为El、E2、…、En，误差定义为Ex=(实际行驶速度-GPS速度)/GPS 速度；则行驶里程 L 计算公式如下:L=Vgl* (1+Ex)*t + Vg2* (1+Ex)*t +...+ Vgt*(1+Ex)氺t，t=ls0
本发明的一种根据GPS速度自动计算车辆脉冲系数的方法及装置，详细介绍了车辆脉冲系数自动计算原理和过程；并具体提出了对车辆脉冲系数R进行检验和校正的处理方法，具有可靠性强，判断精确；具有以下优点一是GPS汽车行驶记录仪可以自动计算更新车辆脉冲系数，无需人工输入和跑车测算，不同车型都可以适用，提高安装效率，降低GPS汽车行驶记录仪人工安装费用；二是无需人工参与计算，降低对安装工人技术要求；三是无需人工跟车跑车测算，车辆可以集中安装，提高安装效率，大大降低对车辆正常运营影响，形成良好的客户口碑；四是实际应用中，当GPS汽车行驶记录仪中的车辆脉冲系数丢失或者车轮直径参数发生变化后，会自动重新计算校正车辆脉冲系数，无需人工到现场维护，降低产品维护成本，提高产品竞争力；五是能够自动计算、匹配和校正车辆脉冲系数，并对步骤2和步骤3计算公式中所需要用到的速度进行修正，计算得出的车辆脉冲系数精准度高，从而提高通过车辆脉冲系数计算车辆行驶速度和行驶里程的精度。本发明实现简单，实用性强，稳定可靠。


图I是本发明的实施例的硬件系统框 图2是本发明的车辆脉冲系数计算流程；
图3是本发明的查找符合判定条件的时间段的流程 图4是本发明的车辆行驶过程中数据计算示意 图5是本发明的车辆脉冲系数的抽样数据示意 图6是本发明的车辆脉冲系数校验的流程图。
具体实施例方式现结合附图和具体实施方式
对本发明进一步说明。 如图I所示，本发明的一个应用实例是一个由GPS汽车行驶记录仪、车辆传感器系统和GPS中心服务系统组成GPS综合信息服务系统，GPS汽车行驶记录仪安装于车辆上，其与GPS中心服务系统之间通过GPRS进行业务数据通信，并与车辆传感器系统建立通信连接。其中，GPS汽车行驶记录仪能够采集车辆传感器信号。其中，GPS汽车行驶记录仪是一个安装在车辆上的主机设备，包含了微处理器、存储器RAM、Flash、车辆传感器系统(车辆脉冲采集�？�)、车辆信号采集�？�、移动通信�？楹虶PS卫星定位模块等；主要起到移动网络无线数据通信、GPS卫星定位和车辆传感器信号采集等功能。GPS中心服务系统是一个基于服务器的应用软件，用于接收、解析和处理GPS汽车行驶记录仪上传的数据，分析数据，生成报表，同时可以远程监控、遥控、配置GPS汽车行驶记录仪。车辆传感器系统是安装在车辆上的各种传感器系统，对外提供了脉冲检测传感器、车辆启动信号检测传感器等接口，其他电控设备可通过传感器线与车辆传感器系统对接，实现车辆信号数据采集。GPS卫星定位�？樵诓煌�卫星信号和车辆行驶速度情况下，输出速度具有一定误差，因此，如图2所示，本发明的方法中，首先需要选定符合条件的时间段，此时GPS卫星定位�？槭涑龅木�纬度、速度、方向等位置信息数据比较精确，因此根据累计每秒GPS速度和秒脉冲数计算得出车辆脉冲系数值就比较精确。通过实际跑车测试验证，不同速度值下的GPS速度误差都是不一样的，因此可以将速度值进行分等级，得出每一个等级下的误差系数，经过误差系数校正后的GPS速度的误差在1%以内，可以满足实际应用要求，即在GPS速度的误差在1%以内的该段时间内，根据GPS速度计算行驶里程的精度比较高。具体的，本发明的一种通过GPS速度自动计算车辆脉冲系数的方法如下
步骤I :在车辆行驶过程中，GPS汽车行驶记录仪匹配符合下述判定条件的时间段(记录为T，单位为秒)在该时间段T内，GPS卫星定位�？槭涑龅木�纬度、速度、方向等位置信息数据比较精确，因此根据GPS速度和秒脉冲数计算得出车辆脉冲系数就比较精确。通过实际跑车测试验证，根据GPS速度计算行驶里程的误差在1%以内，可以满足实际应用要求；具体的，如图3所示，其判定条件如下
步骤11 :利用车辆启动信号传感器检测车辆是否已启动，系统正常运行时不断检测车辆启动信号线，如果检测到车辆未启动，表示不满足条件，则返回；如果车辆已启动，则跳到步骤12 ；
步骤12 :GPS汽车行驶记录仪设备内部集成有GPS卫星定位�？椋�因此可以实时获取位置信息，通过GPS位置信息数据可以判断GPS卫星定位�？槭欠褚讯ㄎ唬�如果未定位表示不满足条件，则返回；如果已定位则跳到步骤13 ；
步骤13 :GPS汽车行驶记录仪设备内部集成有GPS卫星定位�？椋�因此可以实时获取位置信息，通过GPS位置信息数据可以判断GPS卫星定位�？槎ㄎ荒Ｊ绞欠裎�3D定位，如果未处于3D定位，表示不满足条件，则返回；如果是3D定位则跳到步骤14 ；
步骤14 :GPS汽车行驶记录仪设备内部集成有GPS卫星定位�？椋�因此可以实时获取位置信息，通过GPS位置信息数据可以判断GPS信号情况，必须满足条件可用卫星数要4颗及以上，且各颗卫星信噪比大于25，位置精度因子(PD0P)、水平精度因子(HDOP)和垂直精度因子(VDOP)小于10 ;满足以上条件表示GPS信号良好，获取的GPS速度信息比较精准，跳到步骤15 ;否则表示GPS信号状态不好，不满足条件，返回；
步骤15 :GPS汽车行驶记录仪设备内部集成有GPS卫星定位�？椋�通过GPS位置信息数据可以获取当前车辆行驶速度，当车辆行驶速度大于一定速度(如5公里/小时)，表示车辆处于行驶状态，满足条件，返回；否则表示不满足条件，返回。步骤2 :如图4所示，在符合上述判定条件的时间段T(单位为秒)中，GPS汽车行驶记录仪的微处理器(MCU)获取并缓存该时间段内GPS卫星定位模块每秒输出的速度数据，记为秒速度，记录为V1、V2、…、Vt,单位为m/s ;不同等级下的GPS速度误差系数,记为Ex,将速度分为n个等级，那么每一个等级误差记录为E1、E2、…、En，误差定义为Ex=(实际行驶速度-GPS速度)/GPS速度，单位为％ ;同时利用脉冲检测传感器不断检测该时间段T内每秒车辆输出脉冲数，记为秒脉冲数，并缓存这个时间段T的秒脉冲数，记录为P1、P2、…、Pt，单位为个；根据以下公式计算出车辆脉冲系数R(单位个/公里)，并将车辆脉冲系数R值存储到参数存储区
R=(1000*P)/L ；
其中，L为该时间段T内累计行驶里程，即该时间段T内所有秒行驶距离的累加和，L=Vl* (1+Ex)*t +V2* (1+Ex)*t + …+Vt* (1+Ex) *t, t=ls ;P 为该时间段 T 内累计脉冲数，即该时间段T内所有秒脉冲数的累加和，P=P1+P2+…Pt。另外，公式中的1000是为了将累计行驶里程L的单位(米)换算为千米而设的，因此本领域的技术人员也可以采用如下做法直接将秒行驶距离LI、L2、…、Lt等的单位换算为千米，则此时公式变为R=P/L。还有 ，时间段T的长度可以由车辆累计行驶里程达到2公里来确定，当车辆符合判定条件行驶过程中，车辆累计行驶里程达到2公里时间长度；时间段长度也可以由车辆累计行驶时间来确定，当车辆符合判定条件行驶过程中，车辆累计行驶时间长度达到5分钟；二者符合一个条件就可以。步骤3 :对步骤2得到的车辆脉冲系数R进行检验和校正在车辆运行过程中，根据车辆脉冲系数R和秒脉冲数，就可以计算出车辆行驶里程和行驶速度，将根据车辆脉冲系数R和秒脉冲数计算出来的车辆行驶速度记为脉冲速度，将脉冲速度与GPS速度抽样比较，计算其误差值E，如果误差值E过大(例如大于预设的阈值A)，则重新匹配计算车辆脉冲系数R，误差阈值A可定义为3%
如图5所示，抽样比较，为了避免秒时间边界误差和脉冲检测边界误差，定义了抽样点、抽样时间段Tc和抽样段数Ne ;抽样点为每秒钟采集的GPS速度和每秒钟根据脉冲系数计算的脉冲速度，抽样时间段定义为由多个连续抽样点组成抽样段的时间宽度，抽样段数定义为需要抽样的段数，抽样时间宽度可取值10秒，抽样段数可取值5。如图6所示，具体条件判断处理流程如下
步骤31 :判断参数存储区车辆脉冲系数R值是否存在，有存在则跳到步骤33，不存在则跳到步骤32 ；
步骤32 :按照步骤I所述的本发明的通过GPS速度自动计算车辆脉冲系数R的方法，计算车辆脉冲系数R，跳到步骤33 ；
步骤33 :按照步骤14中的条件，判定当前车辆行驶状态和GPS卫星状态等是否满足条件，满足则跳到步骤34，否则返回；本步骤中的条件与计算车辆脉冲系数时的判断条件一样，在该条件下GPS卫星定位�？槭涑龅木�纬度、速度、方向等位置信息数据比较精确，因此根据累计每秒GPS速度和脉冲数计算得出脉冲系数值就比较精确；
步骤34 :在车辆运行过程中，获取并缓存GPS卫星定位�？槊棵胧涑龅乃俣仁�据，记为GPS速度Vg ;则每秒的GPS速度Vg记录为Vgl、Vg2、…、Vgt ;根据车辆脉冲系数R和脉冲传感器检测的秒脉冲数P计算车辆每秒行驶速度，将通过该方式获得的每秒行驶速度记为脉冲速度Vp，则每秒的脉冲速度Vp记录为Vpl、Vp2、…、Vpt,脉冲速度Vp计算公式为计算车辆脉冲系数R的反过程Vp= (1000XP)/R，P为秒脉冲数；然后在一个抽样段的抽样起始时间随机开始抽样，开始抽样后连续采集一个抽样时间段所需抽样点个数(以下简称为抽样点数)并缓存，然后判断缓存的抽样点数是否已达到一个抽样时间段所需抽样点个数，未达到则跳到步骤33，继续采样抽样点；已达到则生成一个抽样时间段数据，即缓存该段每秒的脉冲速度Vp和GPS速度Vg，抽样段数加I，并判断抽样段数是否已足够，未够则跳到步骤33，继续采样抽样点；已足够则跳到35 ；
步骤35 :计算每一个抽样时间段Tc的GPS速度的平均速度，将通过该方式计算得出的平均速度记为GPS平均速度Val，Val=L/Tc，其中L是根据修正后的每秒GPS速度计算得出的行驶里程，每秒GPS速度修正过程同步骤2 :将速度按大小区间值划分为n个等级，将不同等级下的GPS速度误差系数记为Ex，每一个等级误差记录为El、E2、…、En，误差定义为Ex=(实际行驶速度-GPS速度)/GPS速度。则行驶里程L计算公式如下L=Vgl* (1+Ex)*t+ Vg2* (1+Ex)*t +...+ Vgt* (1+Ex) *t, t=ls ;计算每一个抽样时间段的脉冲速度的平均速度，将通过该方式计算得出的平均速度记为脉冲平均速度Va2，Va2= (Vpl+Vp2+…+Vpt)/Tc ； 步骤36 :对GPS平均速度Val与脉冲平均速度Va2进行抽样比较，将抽样段数记为Ne，Ne为自然数，Nc>l,当然Ne的取值越大越好，即抽样次数越多，其比较结果越精确；将抽样的GPS平均速度Val记为WalpVal^ValyVali ;将抽样的脉冲平均速度Va2记为Va2i、Va22*** Va2c*** Va2Nc ；
步骤 37 :分别计算 Val^ Val2-Valc-ValNc 和 Va2i、Va2f Va2y Va2N。之间的误差值EpEfEyE1^Ec= I Valc - Va2c I /Valc, I ^ C ^ Ne;判断误差值是否合理，过程如下如果满足Ee>A的数目大于预设值Nx，0〈A〈l，I ^ Nx ^ Ne，则该车辆脉冲系数R不符合要求，表示当前的车辆脉冲系数R出错，则清除参数区中车辆脉冲系数R，返回步骤I重新匹配计算车辆脉冲系数；否则表示该车辆脉冲系数R符合要求。其中，A的选取和Nx的选取根据人为设定，例如设A为3%，设Nx为Nc/2。一种通过GPS速度自动计算车辆脉冲系数的装置，包括查找时间段单元、车辆脉冲系数计算单元和检验校正单元。其中，查找时间段单元在车辆行驶过程中，GPS汽车行驶记录仪查找符合下述判定条件的时间段T :在该时间段T内，根据GPS卫星定位�？槭涑龅乃俣燃扑阈惺焕锍痰奈蟛畈淮笥�1% ；
车辆脉冲系数计算单元在查找时间段单元中查找到的时间段T中，获取并缓存该时间段内GPS卫星定位�？槊棵胧涑龅乃俣仁�据，记为秒速度，记录为VI、V2、…、Vt，单位为m/s ;同时利用脉冲检测传感器不断检测该时间段T内每秒车辆输出脉冲数，记为秒脉冲数，并缓存这个时间段T的秒脉冲数，记录为PU P2、…、Pt，单位为个；根据以下公式计算出车辆脉冲系数R :
R=(1000*P)/L ；
其中，该车辆脉冲系数R的单位为个/公里，L为该时间段T内累计行驶里程，即该时间段T内所有秒行驶距离的累加和，L=Vl*t+V2*t+…+Vt*t，t=ls ;P为该时间段T内累计脉冲数，即该时间段T内所有秒脉冲数的累加和，P=P1+P2+…Pt。该车辆脉冲系数计算单元还包括对速度进行修正的修正单元该修正单元将速度按大小区间值划分为n个等级，将不同等级下的GPS速度误差系数记为Ex，每一个等级误差记录为El、E2、…、En，误差定义为Ex=(实际行驶速度-GPS速度)/GPS速度；那么该时间段T内累计行驶里程L的计算公式如下
L=Vl* (1+Ex)*t +V2* (1+Ex)*t + …+Vt* (1+Ex) *t, t=ls。检验校正单元，对车辆脉冲系数计算单元计算得到的车辆脉冲系数R进行检验和校正。所述检验校正单元执行以下步骤
步骤a :在车辆运行过程中，获取并缓存GPS卫星定位�？槊棵胧涑龅乃俣仁�据，记为GPS速度Vg，则每秒的GPS速度Vg记录为Vgl、Vg2、…、Vgt ;根据车辆脉冲系数R和脉冲传感器检测的秒脉冲数P计算车辆每秒行驶速度，将通过该方式获得的每秒行驶速度记为脉冲速度Vp，则每秒的脉冲速度Vp记录为Vpl、Vp2、…、Vpt，脉冲速度Vp计算公式为计算车辆脉冲系数R的反过程=Vp= (1000 XP) /R，P为秒脉冲数；
步骤b :计算每一个抽样时间段Tc的GPS速度的平均速度，将通过该方式计算得出的平均速度记为GPS平均速度Val，Val=L/Tc，其中L是将每秒GPS速度按照计算公式L=Vgl*t+ Vg2*t +…+ Vgt*t，t=ls，计算得到的行驶里程；计算每一个抽样时间段的脉冲速度的平均速度，将通过该方式计算得出的平均速度记为脉冲平均速度Va2，Va2=(Vpl+Vp2+…+Vpt)/Tc ；
步骤c :对GPS平均速度Val与脉冲平均速度Va2进行抽样比较，将抽样段数记为Ne，Ne为自然数，Nc>l ;将抽样的GPS平均速度Val记为Wal^Valf Vale…ValN。；将抽样的脉冲平均速度Va2记为WaZpVaZfVaZyVaSi ；
步骤d :分别计算Val1JalfValfValfc和VaSpVaS2"* Va2yVa2N。之间的误差值 E^EyEN。，Ec= I Valc - Va2c I /Valc, I ^ C ^ Ne;判断误差值是否合理，过程如下如果满足Ee>A的数目大于预设值Nx，0〈A〈1，I ^ Nx ^ Ne,则该车辆脉冲系数R不符合要求，表示当前的车辆脉冲系数R出错，则清除参数区中车辆脉冲系数R，返回步骤I重新匹配计算车辆脉冲系数；否则表示该车辆脉冲系数R符合要求。其中，步骤b中的行驶里程L是使用修正后的每秒GPS速度来计算的，GPS速度修正过程如下将速度按大小区间值划分为n个等级，将不同等级下的GPS速度误差系数记为Ex，每一个等级误差记录为El、E2、…、En，误差定义为Ex=(实际行驶速度-GPS速度)/GPS 速度；则行驶里程 L 计算公式如下:L=Vgl* (1+Ex)*t + Vg2* (1+Ex)*t +...+ Vgt*(1+Ex)氺t，t=ls0在实际应用中，GPS汽车行驶记录仪安装在各种各类车辆上，正常运行情况下将不断采集位置信息数据，根据车辆脉冲系数和秒脉冲数计算车辆的行驶速度和行驶里程，将采集到的数据打包通过GPRS通信网络上传到GPS中心服务系统，供服务器GPS智能分析生成报表，以达到车辆远程监控管理目的，从而体现出车辆脉冲系数的重要性。当车辆脉冲系数未设置或者误差过大时，采用本发明的一种通过GPS速度自动计算车辆脉冲系数的方法及装置，自动计算并更新车辆脉冲系数，为GPS汽车行驶记录仪功能应用提供基础保障。尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种通过GPS速度自动计算车辆脉冲系数的方法，其特征在于包括以下步骤 步骤I :在车辆行驶过程中，GPS汽车行驶记录仪查找符合下述判定条件的时间段T :在该时间段T内，根据GPS卫星定位�？槭涑龅乃俣燃扑阈惺焕锍痰奈蟛畈淮笥�1% ； 步骤2 :在步骤I查找到的时间段T中，获取并缓存该时间段内GPS卫星定位�？槊棵胧涑龅乃俣仁�据，记为秒速度，记录为VI、V2、…、Vt，单位为m/s ;同时利用脉冲检测传感器不断检测该时间段T内每秒车辆输出脉冲数，记为秒脉冲数，并缓存这个时间段T的秒脉冲数，记录为PU P2、…、Pt，单位为个；根据以下公式计算出车辆脉冲系数R :R=(1000*P)/L ； 其中，该车辆脉冲系数R的单位为个/公里，L为该时间段T内累计行驶里程，即该时间段T内所有秒行驶距离的累加和，L=Vl*t+V2*t+…+Vt*t，t=ls ;P为该时间段T内累计脉冲数，即该时间段T内所有秒脉冲数的累加和，P=P1+P2+…Pt。
2.根据权利要求I所述的通过GPS速度自动计算车辆脉冲系数的方法，其特征在于步骤2中还包括对速度进行修正的过程将速度按大小区间值划分为n个等级，将不同等级下的GPS速度误差系数记为Ex，每一个等级误差记录为E1、E2、…、En，误差定义为Ex=(实际行驶速度-GPS速度)/GPS速度；那么该时间段T内累计行驶里程L的计算公式如下L=Vl* (1+Ex)*t +V2* (1+Ex)*t + …+Vt* (1+Ex) *t, t=ls。
3.根据权利要求I所述的通过GPS速度自动计算车辆脉冲系数的方法，其特征在于还包括步骤3 :对步骤2得到的车辆脉冲系数R进行检验和校正。
4.根据权利要求3所述的通过GPS速度自动计算车辆脉冲系数的方法，其特征在于所述步骤3具体包括 步骤31 :在车辆运行过程中，获取并缓存GPS卫星定位�？槊棵胧涑龅乃俣仁�据，记为GPS速度Vg，则每秒的GPS速度Vg记录为Vgl、Vg2、…、Vgt ;根据车辆脉冲系数R和脉冲传感器检测的秒脉冲数P计算车辆每秒行驶速度，将通过该方式获得的每秒行驶速度记为脉冲速度Vp，则每秒的脉冲速度Vp记录为Vpl、Vp2、…、Vpt，脉冲速度Vp计算公式为计算车辆脉冲系数R的反过程=Vp= (1000XP) /R，P为秒脉冲数； 步骤32 :计算每一个抽样时间段Tc的GPS速度的平均速度，将通过该方式计算得出的平均速度记为GPS平均速度Val，Val=L/Tc，其中L是将每秒GPS速度按照计算公式L=Vgl*t+ Vg2*t +…+ Vgt*t，t=ls，计算得到的行驶里程；计算每一个抽样时间段的脉冲速度的平均速度，将通过该方式计算得出的平均速度记为脉冲平均速度Va2，Va2=(Vpl+Vp2+…+Vpt)/Tc ； 步骤33 :对GPS平均速度Val与脉冲平均速度Va2进行抽样比较，将抽样段数记为Ne，Ne为自然数，Nc>l ;将抽样的GPS平均速度Val记为Wal^Valf Vale…ValN。；将抽样的脉冲平均速度Va2记为WaZpVaZfVaZyVaSi ； 步骤 34 :分别计算 Valp Val2-Valc-ValNc 和 Va2i、Va2f Va2y Va2N。之间的误差值EpEfEyE1^Ec= I Valc - Va2c I /Valc, I ^ C ^ Ne;判断误差值是否合理，过程如下如果满足Ee>A的数目大于预设值Nx，0〈A〈l，I ^ Nx ^ Ne，则该车辆脉冲系数R不符合要求，表示当前的车辆脉冲系数R出错，则清除参数区中车辆脉冲系数R，返回步骤I重新匹配计算车辆脉冲系数；否则表示该车辆脉冲系数R符合要求。
5.根据权利要求4所述的通过GPS速度自动计算车辆脉冲系数的方法，其特征在于步骤32中的行驶里程L是使用修正后的每秒GPS速度来计算的，GPS速度修正过程如下将速度按大小区间值划分为n个等级，将不同等级下的GPS速度误差系数记为Ex，每一个等级误差记录为El、E2、…、En，误差定义为Ex=(实际行驶速度-GPS速度)/GPS速度；则行驶里程 L 计算公式如下:L=Vgl* (1+Ex)*t + Vg2* (1+Ex)*t +...+ Vgt* (1+Ex)*t, t=ls。
6.根据权利要求I所述的通过GPS速度自动计算车辆脉冲系数的方法，其特征在于步骤I中根据GPS卫星定位�？槭涑龅乃俣燃扑阈惺焕锍痰奈蟛畈淮笥�1%的具体判定条件如下该车辆处于已启动状态，该车辆处于已定位状态，GPS卫星定位�？榈亩ㄎ荒Ｊ轿�3D定位，GPS信号处于良好状态，车辆处于行驶状态。
7.—种通过GPS速度自动计算车辆脉冲系数的装置，其特征在于包括以下单元 查找时间段单元在车辆行驶过程中，GPS汽车行驶记录仪查找符合下述判定条件的时间段T :在该时间段T内，根据GPS卫星定位�？槭涑龅乃俣燃扑阈惺焕锍痰奈蟛畈淮笥�1% ； 车辆脉冲系数计算单元在查找时间段单元中查找到的时间段T中，获取并缓存该时间段内GPS卫星定位模块每秒输出的速度数据，记为秒速度，记录为VI、V2、…、Vt，单位为m/s ;同时利用脉冲检测传感器不断检测该时间段T内每秒车辆输出脉冲数，记为秒脉冲数，并缓存这个时间段T的秒脉冲数，记录为PU P2、…、Pt，单位为个；根据以下公式计算出车辆脉冲系数R :R=(1000*P)/L ;其中，该车辆脉冲系数R的单位为个/公里，L为该时间段T内累计行驶里程，即该时间段T内所有秒行驶距离的累加和，L=Vl*t+V2*t+…+Vt*t，t=ls ；P为该时间段T内累计脉冲数，即该时间段T内所有秒脉冲数的累加和，P=P1+P2+…Pt。
8.根据权利要求7所述的通过GPS速度自动计算车辆脉冲系数的装置，其特征在于车辆脉冲系数计算单元还包括对速度进行修正的修正单元该修正单元将速度按大小区间值划分为n个等级，将不同等级下的GPS速度误差系数记为Ex，每一个等级误差记录为E1、E2、…、En，误差定义为Ex=(实际行驶速度-GPS速度)/GPS速度；那么该时间段T内累计行驶里程L的计算公式如下L=Vl* (1+Ex)*t +V2* (1+Ex)*t + …+Vt* (1+Ex) *t, t=ls。
9.根据权利要求7所述的通过GPS速度自动计算车辆脉冲系数的装置，其特征在于还包括检验校正单元，对车辆脉冲系数计算单元计算得到的车辆脉冲系数R进行检验和校正。
10.根据权利要求9所述的通过GPS速度自动计算车辆脉冲系数的装置，其特征在于所述检验校正单元执行以下步骤 步骤31 :在车辆运行过程中，获取并缓存GPS卫星定位�？槊棵胧涑龅乃俣仁�据，记为GPS速度Vg，则每秒的GPS速度Vg记录为Vgl、Vg2、…、Vgt ;根据车辆脉冲系数R和脉冲传感器检测的秒脉冲数P计算车辆每秒行驶速度，将通过该方式获得的每秒行驶速度记为脉冲速度Vp，则每秒的脉冲速度Vp记录为Vpl、Vp2、…、Vpt，脉冲速度Vp计算公式为计算车辆脉冲系数R的反过程=Vp= (1000XP) /R，P为秒脉冲数； 步骤32 :计算每一个抽样时间段Tc的GPS速度的平均速度，将通过该方式计算得出的平均速度记为GPS平均速度Val，Val=L/Tc，其中L是通过每秒GPS速度计算得到的行驶里程；计算每一个抽样时间段的脉冲速度的平均速度，将通过该方式计算得出的平均速度记为脉冲平均速度Va2，Va2= (Vpl+Vp2+…+Vpt)/Tc ;行驶里程L是使用修正后的每秒GPS速度来计算的，GPS速度修正过程如下将速度按大小区间值划分为n个等级，将不同等级下的GPS速度误差系数记为Ex，每一个等级误差记录为El、E2、…、En，误差定义为Ex=(实际行驶速度-GPS速度)/GPS速度；则行驶里程L计算公式如下L=Vgl* (1+Ex)*t + Vg2*(1+Ex)*t +...+ Vgt* (1+Ex) *t, t=ls ; 步骤33 :对GPS平均速度Val与脉冲平均速度Va2进行抽样比较，将抽样段数记为Ne，Ne为自然数，Nc>l ;将抽样的GPS平均速度Val记为Wal^Valf Vale…ValN。；将抽样的脉冲平均速度Va2记为WaZpVaZfVaZyVaSi ； 步骤 34 :分别计算 Valp Val2-Valc-ValNc 和 Va2i、Va2f Va2y Va2N。之间的误差值EpEfEyE1^Ec= I Valc - Va2c I /Valc, I ^ C ^ Ne;判断误差值是否合理，过程如下 如果满足Ee>A的数目大于预设值Nx，0〈A〈l，I ^ Nx ^ Ne，则该车辆脉冲系数R不符合要求，表示当前的车辆脉冲系数R出错，则清除参数区中车辆脉冲系数R，返回步骤I重新匹配计算车辆脉冲系数；否则表示该车辆脉冲系数R符合要求。
全文摘要
本发明涉及GPS汽车行驶记录仪。本发明的一种通过GPS速度自动计算车辆脉冲系数的方法及装置，该方法包括步骤1查找符合判定条件的时间段T；步骤2在步骤1查找到的时间段T中，保存该时间段T的秒速度，以及这个时间段T的秒脉冲数；根据以下公式计算出车辆脉冲系数RR=(1000*P)/L；其中，L为该时间段T内累计行驶里程，即该时间段T内所有秒行驶距离的累加和，L=L1+L2+…Lt；P为该时间段T内累计脉冲数，即该时间段T内所有秒脉冲数的累加和，P=P1+P2+…Pt。本发明应用于对GPS汽车行驶记录仪的车辆脉冲系数自动计算、匹配和纠错，计算得出的车辆脉冲系数精确度高，从而提高通过车辆脉冲系数计算车辆行驶速度和行驶里程的精度。
文档编号G01C23/00GK102980589SQ20121048875
公开日2013年3月20日 申请日期2012年11月27日 优先权日2012年11月27日
发明者叶德焰, 赖荣东, 李基勇, 陈挺, 陈余菲 申请人:厦门雅迅网络股份有限公司