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動產(chǎn)數(shù)據(jù)記錄儀和發(fā)射的制造方法
【專利摘要】一種裝備有無線處理單元、事件記錄儀、數(shù)字視頻記錄儀、燃油量傳感器和慣性導航傳感器電路板的基于加速度的動產(chǎn)數(shù)據(jù)記錄儀和發(fā)射機。慣性導航傳感器電路板包括：三軸陀螺儀、三軸加速表、三軸磁強計、以及微控制器。數(shù)據(jù)記錄儀和發(fā)射機允許自動定方位、自動羅盤校準、利用俯仰和滾轉(zhuǎn)的燃油補償、帶碰撞檢測的應(yīng)急制動應(yīng)用、惡劣工作條件檢測、發(fā)動機運轉(zhuǎn)檢測、以及動產(chǎn)的慣性導航。用戶能夠利用其動產(chǎn)的正常操作實時定位其財產(chǎn)遭遇惡劣工作環(huán)境的區(qū)域并且報警，提供更快的應(yīng)急響應(yīng)，以及使維修和新改線路有效。
【專利說明】動產(chǎn)數(shù)據(jù)記錄儀和發(fā)射機
[0001] 相關(guān)專利申請的交叉引用
[0002] 本申請根據(jù)法律規(guī)定要求2012年4月13日提交的第61/624, 142號美國臨時專 利申請的優(yōu)先權(quán)。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003] 本發(fā)明一般地涉及用于高價值財產(chǎn)中使用的設(shè)備，并且尤其涉及高價值財產(chǎn)中使 用的事件與數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0004] 諸如機車、采礦、貨物、船舶和軍用車輛和運載工具的高價值財產(chǎn)通常采用與飛機 上的"黑匣子"相同的機載數(shù)據(jù)獲取與記錄裝置。典型的機載數(shù)據(jù)獲取與記錄裝置，或者事 件/事件記錄儀包括數(shù)字和模擬輸入以及壓力開關(guān)和記錄來自機載感測裝置的數(shù)據(jù)的壓 力傳感器。這些事件/數(shù)據(jù)記錄儀記錄進行事故調(diào)查、組員表現(xiàn)評估、燃油效率分析、維修 規(guī)劃、和預(yù)測診斷使用的各種系統(tǒng)參數(shù)。記錄數(shù)據(jù)可以包括諸如速度、行駛距離、地點、燃油 量、每分鐘發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)（RPM)、燃油油位、操作員控制、壓力和環(huán)境條件的參數(shù)。除了基本事 件和工作數(shù)據(jù)，視頻和聲頻事件/數(shù)據(jù)記錄能力也應(yīng)用于這些動產(chǎn)中的許多中。
[0005] 本發(fā)明的主要目的是提供自動碰撞檢測、降低因為粗糙切換和系列操作產(chǎn)生的損 失、通過消除過量空轉(zhuǎn)降低燃油損耗、增強定位精度、改善路上燃油計量精度、以及提供實 時跟蹤監(jiān)視。
[0006] 本發(fā)明的另一個目的是將遠程事故報警與碰撞檢測、翻滾檢測、操作員在事故之 前和之后的操作的視頻和記錄合并，以完成事故分析。
[0007] 本發(fā)明的另一個目的是利用基于加速表的俯仰和滾轉(zhuǎn)測量，以提供移動油箱中的 液位。
[0008] 本發(fā)明的又一個目的是利用非侵入性加速表確定發(fā)動機和該發(fā)動機上的輔助負 荷的運行/非運行狀態(tài)。
[0009] 本發(fā)明的另一個目的是結(jié)合記錄操作動作和GPS地點數(shù)據(jù)，利用加速度數(shù)據(jù)精確 定位惡劣工作環(huán)境，諸如壞軌道、波濤洶涌的海面和糟糕道路。
[0010] 本發(fā)明的又另一個目的是在GPS信號不可用的情況下，諸如在車站和碼頭的罩子 或者頂篷下面的情況下，組合利用高精度GPS、三軸數(shù)字加速表、數(shù)字羅盤和三軸數(shù)字陀螺 儀，對動產(chǎn)提供基于航位推測的到達和出發(fā)通知。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 機車上使用的本發(fā)明實施例的基于加速度的動產(chǎn)數(shù)據(jù)記錄儀和發(fā)射機包括整體 工作的九個部件。這些部件是：與飛機的黑匣子類似的事件記錄儀、機車數(shù)字視頻記錄儀、 燃油量傳感器、燃油量傳感器軟件、無線處理單元、慣性導航傳感器電路板、固件、系統(tǒng)軟件 以及包括這些部件的系統(tǒng)。慣性導航傳感器電路板包括三軸數(shù)字陀螺儀、三軸數(shù)字磁強計、 三軸數(shù)字加速表、以及微控制器。陀螺儀用于測量財產(chǎn)的角加速度和加速度，磁強計用于測 量磁場，加速表用于測量線性加速度和減速度，并且微控制器用于處理數(shù)據(jù)，并且在傳感器 與無線處理單元之間通信。
[0012] 動產(chǎn)數(shù)據(jù)記錄儀和發(fā)射機執(zhí)行七種功能：自動定方位、自動羅盤校準、利用俯仰和 滾轉(zhuǎn)的燃油補償、具有碰撞檢測的應(yīng)急制動、惡劣工作條件檢測、發(fā)動機運轉(zhuǎn)檢測、以及慣 性導航（航位推測）。
[0013] 當發(fā)生應(yīng)急制動應(yīng)用時，自動碰撞檢測對適當人員發(fā)出報警，并且能夠立即確定 該碰撞是否符合制動事件。動產(chǎn)事件記錄儀和發(fā)射機立即提供碰撞嚴重性的通知，包括指 出機車脫軌或者翻滾事件。
[0014] 惡劣工作條件檢測降低了因為粗糙切換和系列操作產(chǎn)生的損失。當在切換操作時 檢測到高能碰撞時，提供報警和概況報告。還檢測減速操作，以使監(jiān)察人連續(xù)評估系列操作 并且改善系列操作。通過識別不安全傾向并且使用戶立即采取校正操作，能夠減少裝運和 設(shè)備損傷。連續(xù)監(jiān)視軌道狀況和在整個道路上監(jiān)視振動程度將需要檢驗和維修的壞軌道或 者轉(zhuǎn)轍器的精確地址通知軌道維護人員。
[0015] 如果已經(jīng)不能從其他機載系統(tǒng)訪問發(fā)動機運轉(zhuǎn)信號，則作為通過減少過多空轉(zhuǎn)降 低燃油成本的方式，基于加速表的發(fā)動機運轉(zhuǎn)檢測可以用作備用信源。通過補償因為坡度 高程和超高導致的機車傾斜，改善道路上的燃油準確性。
[0016] 俯仰和滾轉(zhuǎn)的燃油補償改善燃油報告準確性。提供了一種簡單通用并且非侵入式 的方法來確定在機車停止時發(fā)動機是否在運轉(zhuǎn)。提高準確性提供了一種增強實時商業(yè)智 能，以支持策略啟動，諸如智能加油、燃燒率分析、燃油核查、以及排放監(jiān)測。
[0017] 慣性導航或者航位推測增強定位準確性。當進入工場建筑、車站、隧道或者GPS信 號不可用的任何地方時，利用綜合航位推測增強與GPS不同的無線處理單元的高精度。這 樣提供高準確性的車站到達和出發(fā)時間，并且通過改善工場規(guī)劃和工作流程，在工場區(qū)域 內(nèi)精確定位和確定機車方位提供工作效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 將參考附圖進一步描述本發(fā)明，附圖中：
[0019] 圖1是示出利用本發(fā)明的碰撞檢測系統(tǒng)進行應(yīng)急制動操作的流程圖；
[0020]圖2是示出利用本發(fā)明的基于加速表的俯仰和滾轉(zhuǎn)進行燃油補償?shù)牟僮鞯牧鞒?圖；
[0021] 圖3是示出利用本發(fā)明的加速表進行可能惡劣工作條件檢測操作的流程圖；
[0022] 圖4是示出利用本發(fā)明的加速表的發(fā)動機運轉(zhuǎn)檢測系統(tǒng)的操作的流程圖；
[0023] 圖5是示出本發(fā)明的慣性導航和航位推測系統(tǒng)的操作的流程圖；
[0024] 圖6是示出本發(fā)明的動產(chǎn)數(shù)據(jù)記錄儀和發(fā)射機的實施例的系統(tǒng)部件的示意圖。

【具體實施方式】
[0025] 本發(fā)明的動產(chǎn)數(shù)據(jù)記錄儀和發(fā)射機系統(tǒng)及其部件示于圖6中。動產(chǎn)數(shù)據(jù)記錄儀與 發(fā)射機系統(tǒng)200包括互相關(guān)聯(lián)部件：事件數(shù)據(jù)記錄儀38、機車數(shù)字視頻記錄儀（DVR) 52、燃 油量傳感器210、燃油量傳感器軟件212、WPU 202、慣性導航傳感器電路板214、全球定位系 統(tǒng)（GPS) 106、固件224、系統(tǒng)軟件226以及系統(tǒng)200本身。將WPU 202安裝在諸如機車的財 產(chǎn)上包括安裝WPU 202和從外部將其連接到事件數(shù)據(jù)記錄儀38、機車數(shù)字視頻記錄儀208 以及任意附加可用條件觀測裝置。
[0026] 與飛機上的黑匣子一樣，事件數(shù)據(jù)記錄儀38是機車的機載數(shù)據(jù)記錄裝置。典型的 事件數(shù)據(jù)記錄儀38包括數(shù)字和模擬輸入以及壓力開關(guān)和壓力傳感器，該壓力傳感器記錄 來自各種機載裝置的數(shù)據(jù)，諸如節(jié)氣門位置、輪速和緊急制動應(yīng)用。WPU 202每秒通過外部 串聯(lián)連接從事件數(shù)據(jù)記錄儀38接收并且處理一次數(shù)據(jù)。
[0027] 與電視DVR相同，機車數(shù)字視頻記錄儀（DVR) 52是機載視頻記錄裝置。DVR 52裝 備有面朝前的攝像頭和麥克風。以工程師看到什么攝像頭久看到并且記錄什么的方位安裝 攝像頭。WPU 202通過外部以太網(wǎng)連接訪問機車DVR 52,以在發(fā)生事件之前、之中和之后從 硬盤驅(qū)動器下載視頻。
[0028] 燃油量傳感器210是用于測量油箱中的燃油量的傳感器。本發(fā)明采用的燃油量傳 感器210是超聲波油位傳感器，該超聲波油位傳感器利用超聲波確定傳感器頭部與油位的 距離。傳感器210以公知的尺寸和安裝地址安裝在油箱的頂部。WPU 202通過外部串聯(lián)連 接存取該數(shù)據(jù)。
[0029] 燃油量傳感器軟件212利用油箱幾何結(jié)構(gòu)獲取從油位到傳感器210的距離，并且 將該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定油體積。這是通過進行數(shù)學濾波來降低油箱的晃動和超聲波特性實現(xiàn) 的。軟件226還利用智能算法確定加油事件和油降事件。
[0030] 所示實施例的WPU 202是運行為了工業(yè)應(yīng)用而專門嵌入的Windows XP的加強型 機載計算機。能夠確定許多不同特征，以對特定客戶的需要定制產(chǎn)品。WPU 202能夠與各 種大量機載系統(tǒng)通信，包括并不局限于包括：運載工具控制系統(tǒng)、事件數(shù)據(jù)記錄儀、DVRdi 位傳感器以及發(fā)動機控制器。WPU 202能夠通過大量各種協(xié)議，包括但并不局限于包括：RS 232、RS 422、RS 485、CAN Bus、LAN、WiFi、蜂窩和衛(wèi)星，進行通信。
[0031] 慣性導航傳感器電路板（電路板）214是WPU 202的硬件升級。它安裝在內(nèi)部并 且通過內(nèi)部串行端口與WPU 202通信。電路板214包括四個部件：三軸陀螺儀216、三軸磁 強計100、三軸加速表20以及微控制器222。陀螺儀216用于測量角加速度，磁強計100用 于測量磁場，加速表20用于測量線加速度和減速度，并且微控制器222用于處理數(shù)據(jù)，并且 在傳感器與WPU 202之間進行通信。
[0032] 固件224運行于電路板214的微控制器222上。固件224始終利用三軸加速度20 的數(shù)據(jù)計算俯仰和滾轉(zhuǎn)。通過比較三軸加速度數(shù)據(jù)，從而有計劃地定義閾值和時長，固件 224能夠確定是否發(fā)生了觸發(fā)事件，并且如果如此，則將觸發(fā)事件消息發(fā)送到WPU 202。每 隔1秒，固件224就將含有一組預(yù)定值的周期性數(shù)據(jù)消息發(fā)送到WPU202。該數(shù)據(jù)用于但并 不局限于用于確定機頭方向、內(nèi)部環(huán)境溫度和角加速度。
[0033] 系統(tǒng)軟件226是運行于WPU 202上的應(yīng)用程序。該應(yīng)用程序直接訪問GPS 106和 電路板214,以采集相關(guān)數(shù)據(jù)。除了該數(shù)據(jù)，與運行于WPU 202上的其他應(yīng)用程序相同，系統(tǒng) 軟件226利用標準內(nèi)部處理通信協(xié)議，采集來自其他軟件應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)。這些其他軟件 應(yīng)用程序運行于WPU 202上，并且與物理連接到WPU 202的其他裝置（DVR 52、事件數(shù)據(jù)記 錄儀38等）通信。利用采集的所有數(shù)據(jù)，系統(tǒng)軟件226能夠?qū)⒃摂?shù)據(jù)與預(yù)定閾值和時長進 行比較，以確定是否發(fā)生了特定事件。
[0034] 系統(tǒng)200包括：WPU 202,安裝有電路板214、固件224和系統(tǒng)軟件226;以及事件 數(shù)據(jù)記錄儀38、DVR 52和燃油量傳感器210。系統(tǒng)軟件226運行于WPU 202上，該系統(tǒng)軟 件226始終校正油位，并且檢驗來自電路板214或者事件數(shù)據(jù)記錄儀38的事件消息，以執(zhí) 行操作。
[0035] 本發(fā)明的動產(chǎn)數(shù)據(jù)記錄儀和發(fā)射機系統(tǒng)200(圖6)執(zhí)行7個功能：自動定方位；自 動羅盤校準；利用碰撞檢測的應(yīng)急制動；利用俯仰和滾轉(zhuǎn)測量的燃油補償；惡劣工作條件 檢測；發(fā)動機運轉(zhuǎn)檢測；以及慣性導航（航位推測）。在三軸加速表20產(chǎn)生的信號中提取 7種功能中的每種功能的因數(shù)。
[0036] 利用自動定方位使WPU 202的軸與機車的軸相關(guān)，使得傳感器測量的值與機車的 軸對應(yīng)。該處理由軟件226和固件224執(zhí)行。由于機車上的電子環(huán)境不同，所以需要對每 個機車校準羅盤。該軟件利用WPU 202的GPS 106(圖5、6)確定機車的機頭方向。然后， 由磁強計100進行測量，并且將其存儲在陣列的相應(yīng)位置。該陣列包括360個位置，機頭方 向的每度由一個位置表示。利用這些值，WPU 202的軟件226能夠校正機車自己的磁場，并 且僅檢測因為地球磁場導致的變化。
[0037] 圖1是示出利用碰撞檢測進行應(yīng)急制動的方法應(yīng)用的流程圖。WPU 202 (圖6)的 軟件226 (圖6)將初始化命令發(fā)送到固件224 (圖6)，以在每個軸（Adx，Ady，Adz) 14中確 定用于觸發(fā)事件的加速時長。將這些時長存儲于嵌入系統(tǒng)200的機載裝置中。WPU 202的 軟件226還將初始化命令發(fā)送到固件224,以在每個軸（Adx，Ady，Adz) 16中確定，用于觸 發(fā)事件的加速度閾值。將這些時長存儲于嵌入系統(tǒng)200的機載裝置中（圖6)。微控制器 222 (圖6)以IOOHz的速率從加速表20提取原始三軸加速度（Ax，Ay，Az) 18的數(shù)據(jù)。對原 始加速度值（Ax，Ay，Az) 18應(yīng)用低通濾波器22,這樣產(chǎn)生濾波加速度值（Afx，Afy，Afz)24。 將濾波加速度值（Afx，Afy，Afz) 24的電路板214 (圖6)軸轉(zhuǎn)換為財產(chǎn)軸（Af ' x，Af ' y， Af' z)26。將原始值（Ax，Ay，Az)18轉(zhuǎn)換為財產(chǎn)軸（A' x，A' y，A' z)28。將財產(chǎn)軸（Af' X， Af' y，Af' z)26的濾波值與每個軸（Atx，Aty，Atz)16的確定閾值相加，并且然后，將這樣 相加的閾值（Af ' tx，Af ' ty，Af ' tz) 32與財產(chǎn)軸（A' X，A' y，A' z) 28中的原始加速度連續(xù) 進行比較。當原始值財產(chǎn)軸（A' x，A' y，A' z)26超過一個或者多個軸上的閾值32時，激活 30定時器。當原始值28尚未超過特定軸30中的閾值時，估計原始值28超過閾值32的時 長，以確定該時長是否超過該軸（Adx，Ady，Adz) 14的特定時長。如果事件時長比確定的時 長（Adx，Ady，Adz) 14短34,則存儲36觸發(fā)事件，包括該軸上的特性、事件時長、以及觸發(fā)事 件的時間。與該監(jiān)視并行，機載軟件226(圖6)從正在監(jiān)視各種輸入傳感器的實時狀態(tài)的 機載事件數(shù)據(jù)記錄儀38接收周期數(shù)據(jù)消息40。機載軟件226監(jiān)視周期性數(shù)據(jù)消息40,并 且檢測周期性數(shù)據(jù)消息40何時指出已經(jīng)出現(xiàn)應(yīng)急制動應(yīng)用離散信號42。機載軟件226存 儲發(fā)生應(yīng)急制動應(yīng)用事件的時間44。如果機載軟件226存儲觸發(fā)事件36或者應(yīng)急制動時 間44,則機載系統(tǒng)軟件226將檢驗每個事件的時間戳，以檢查觸發(fā)事件36或者應(yīng)急制動應(yīng) 用44中記錄的最新兩個事件是否非常靠近46。如果檢測到非?？?近發(fā)生的事件，則機載軟 件226將利用碰撞報警48觸發(fā)應(yīng)急制動應(yīng)用，并將請求數(shù)字視頻記錄儀從機載DVR52進行 涵蓋事件時間的下載50,并且從事件數(shù)據(jù)記錄儀38請求涵蓋事件125的時間的數(shù)據(jù)記錄文 件。機載軟件226接收涵蓋事件54的時間的下載視頻和涵蓋事件127的時間的數(shù)據(jù)記錄 文件，并且將二者發(fā)送到后勤辦公室56/128。
[0038] 用戶接收指出實際碰撞力和該碰撞是否導致翻滾或者脫軌的報警。這樣，結(jié)合GPS 地址，視頻和立即訪問數(shù)據(jù)記錄儀信息可以使用戶將事故的嚴重程度和范圍精確轉(zhuǎn)發(fā)到第 一應(yīng)答器，因為第一應(yīng)答器是在到事故的途中。
[0039] 圖2是示出利用基于加速表的俯仰和滾轉(zhuǎn)進行燃油補償?shù)姆椒☉?yīng)用的流程圖。 WPU 202 (圖6)的軟件226 (圖6)以IOOHz的速率從加速表20提取原始三軸加速度數(shù)據(jù) (Ax，Ay，Az) 18。對原始數(shù)據(jù)（Ax，Ay，Az) 18應(yīng)用低通濾波器22,這樣產(chǎn)生濾波加速度值 (Afx，Afy，Afz) 24。將濾波加速度值（Afx，Afy，Afz) 24的電路板214 (圖6)軸轉(zhuǎn)換為財產(chǎn) 軸（Af ' X，Af ' y，Af ' z) 26。財產(chǎn)的俯仰58是財產(chǎn)的濾波X軸和財產(chǎn)的濾波z軸的反正切：
[0040]

【權(quán)利要求】
1. 一種用于記錄、處理和發(fā)送來自動產(chǎn)的數(shù)據(jù)的方法，包括步驟： a. 至少一個慣性導航傳感器電路板，位于動產(chǎn)上，所述電路板包括與三軸加速表通信 并且對來自三軸加速表的數(shù)據(jù)進行處理的微控制器； b. 從三軸加速表讀取原始加速度數(shù)據(jù)； c. 將原始加速度數(shù)據(jù)濾波為濾波加速度值；以及 d. 利用原始加速度數(shù)據(jù)和濾波加速度值中的至少一個，將慣性導航傳感器電路板的軸 轉(zhuǎn)換為動產(chǎn)的軸。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括步驟： a. 確定每個軸上的加速時長； b. 確定每個軸上的加速度閾值； c. 存儲加速時長； d. 存儲加速度閾值； e. 將原始加速度數(shù)據(jù)濾波為濾波加速度值； f. 將濾波加速度值轉(zhuǎn)換為濾波財產(chǎn)軸值； g. 將原始加速度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為原始財產(chǎn)軸值； h. 將濾波財產(chǎn)軸值與每個軸的加速度閾值相加；以及 i. 將相加的閾值與原始財產(chǎn)軸值連續(xù)進行比較。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，還包括步驟： a. 位于動產(chǎn)上的至少一個事件數(shù)據(jù)記錄儀記錄與動產(chǎn)相關(guān)的數(shù)據(jù)； b. 當原始財產(chǎn)軸值超過相加閾值時，激活定時器； c. 當原始財產(chǎn)軸值尚未超過特定軸上的相加閾值時，確定定時時長； d. 確定定時時長是否超過該軸的規(guī)定加速時長； e. 如果定時時長超過加速時長，則存儲觸發(fā)事件； f. 從機載事件數(shù)據(jù)記錄儀接收周期性數(shù)據(jù)消息； g. 檢測周期性數(shù)據(jù)消息何時指出應(yīng)急制動應(yīng)用離散信號；以及 h. 存儲發(fā)生觸發(fā)事件的時間和發(fā)生應(yīng)急制動應(yīng)用事件的時間中的至少一個。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，還包括步驟： a. 位于動產(chǎn)上的至少一個數(shù)字視頻記錄儀記錄視頻和音頻； b. 檢驗觸發(fā)事件和應(yīng)急制動應(yīng)用事件中的一個的時間戳； c. 當至少兩個事件、發(fā)生觸發(fā)事件的時間和發(fā)生應(yīng)急制動應(yīng)用事件的時間非?？拷l(fā) 生時，碰撞報警觸發(fā)應(yīng)急制動應(yīng)用； d. 請求從機載數(shù)字視頻記錄儀進行涵蓋事件時間的數(shù)字視頻下載； e. 接收數(shù)字視頻下載；以及 f. 將數(shù)字視頻下載發(fā)送到后勤辦公室。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，還包括步驟： a.發(fā)送指出發(fā)生碰撞時的GPS地址、視頻、事件數(shù)據(jù)記錄儀信息、實際碰撞力以及翻滾 和脫軌中的任何一項的報警。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中觸發(fā)事件包括存儲軸上的特性、定時時長以及觸 發(fā)事件的時間。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中數(shù)據(jù)消息包括各種輸入傳感器的實時狀態(tài)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括步驟： a. 至少一個燃油量傳感器測量油箱內(nèi)的燃油量； b. 將原始加速度數(shù)據(jù)濾波為濾波加速度值； c. 將濾波加速度值轉(zhuǎn)換為濾波財產(chǎn)軸值； d. 計算財產(chǎn)的俯仰,其中應(yīng)用下面的公式確定財產(chǎn)的俯仰：
e. 計算財產(chǎn)的滾轉(zhuǎn)，其中應(yīng)用下面的公式確定財產(chǎn)的滾轉(zhuǎn)：
f. 記錄燃油傳感器安裝于油箱中心的前面的距離； g. 記錄燃油傳感器安裝于油箱中心的左側(cè)的距離； h. 通過將中心前面的距離與財產(chǎn)俯仰的切線合并，計算第一燃油距離調(diào)節(jié)； i. 通過將中心左側(cè)的距離與財產(chǎn)的滾轉(zhuǎn)的切線合并，計算第二燃油距離調(diào)節(jié)； j. 通過將第一燃油距離調(diào)節(jié)與第二燃油距離調(diào)節(jié)合并，計算燃油距離調(diào)節(jié)； k. 記錄從油箱的頂?shù)接拖渲谐霈F(xiàn)的油位的原始距離； l. 通過將原始距離與燃油距離調(diào)節(jié)合并，計算調(diào)節(jié)距離；以及 m. 通過將調(diào)節(jié)距離與油箱幾何輪廓合并，計算燃油體積。
9. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，還包括步驟： a. 從位于動產(chǎn)上的至少一個GPS傳感器接收來自全球定位系統(tǒng)的GPS信號； b. 位于動產(chǎn)上的至少一個事件數(shù)據(jù)記錄儀記錄與動產(chǎn)相關(guān)的數(shù)據(jù)； c. 當原始財產(chǎn)軸值超過相加閾值時，激活定時器； d. 當原始財產(chǎn)軸值尚未超過特定軸上的相加閾值時，確定定時時長； e. 確定定時時長是否超過該軸的規(guī)定加速時長； f. 如果定時時長超過加速時長，則存儲觸發(fā)事件； g. 從事件數(shù)據(jù)記錄儀和GPS傳感器中的至少一個接收周期性數(shù)據(jù)消息；以及 h. 監(jiān)視財產(chǎn)速度，其中應(yīng)用下面的公式確定財產(chǎn)速度： f asset' s accelerattonx_axts〇
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，還包括步驟： a. 當財產(chǎn)速度超過規(guī)定值并且與此同時存儲了觸發(fā)事件時，確定在哪個軸觸發(fā)觸發(fā)事 件； b. 如果在z軸觸發(fā)觸發(fā)事件，則記錄可能跟蹤問題報警；以及 c. 如果在X軸和y軸中的一個觸發(fā)觸發(fā)事件，則記錄操作員誤操作報警。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，還包括步驟： a.發(fā)送指出惡劣工作環(huán)境、壞軌道和轉(zhuǎn)轍器、惡劣海面、糟糕道路、維修的路線、GPS地 址、視頻和對事件記錄儀信息的訪問中的任何一項的報警。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中觸發(fā)事件包括存儲該軸上的特性、定時時長以及 觸發(fā)事件的時間。
13. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中數(shù)據(jù)消息包括各種輸入傳感器的實時狀態(tài)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括步驟： a. 確定每個軸上的活動時長和關(guān)閉時長中的至少一個； b. 存儲活動時長和關(guān)閉時長中的至少一個； c. 確定每個軸上的活動閾值和關(guān)閉閾值中的至少一個； d. 將原始加速度數(shù)據(jù)濾波為濾波加速度值； e. 將濾波加速度值轉(zhuǎn)換為濾波財產(chǎn)軸值； f. 將原始加速度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為原始財產(chǎn)軸值； g. 將濾波財產(chǎn)軸值與每個軸的確定活動閾值和關(guān)閉閾值相加；以及 h. 將相加閾值與原始財產(chǎn)軸值連續(xù)進行比較。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，還包括步驟： a. 當原始財產(chǎn)軸值超過相加閾值時，激活定時器； b. 當原始財產(chǎn)軸值尚未超過特定軸上的相加閾值時，確定定時時長； c. 確定定時時長是否超過該軸的規(guī)定加速時長；以及 d. 如果定時時長超過加速時長，則存儲觸發(fā)活動事件和觸發(fā)關(guān)閉事件中的一個；
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中觸發(fā)事件包括存儲該軸上的特性、定時時長以 及觸發(fā)事件的時間。
17. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括步驟： a. 至少一個三軸磁強計與慣性導航傳感器電路板的微控制器通信，所述微控制器處理 來自所述三軸磁強計的數(shù)據(jù)； b. 將原始加速度數(shù)據(jù)濾波為濾波加速度值； c. 將濾波加速度值轉(zhuǎn)換為濾波財產(chǎn)軸值； d. 計算財產(chǎn)的俯仰，其中應(yīng)用下面的公式確定財產(chǎn)的俯仰：
e. 計算財產(chǎn)的滾轉(zhuǎn)，其中應(yīng)用下面的公式確定財產(chǎn)的滾轉(zhuǎn)：
f. 監(jiān)視財產(chǎn)速度，其中應(yīng)用下面的公式確定財產(chǎn)速度： f asset' s accelerattonx_axts; g. 從磁強計讀取三軸高斯數(shù)據(jù)； h. 利用三軸高斯數(shù)據(jù)、財產(chǎn)俯仰和財產(chǎn)滾轉(zhuǎn)，計算傾斜補償機頭方向。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，還包括步驟： a. 位于動產(chǎn)上的至少一個GPS傳感器接收來自全球定位系統(tǒng)的GPS信號； b. 從GPS傳感器讀取財產(chǎn)的GPS數(shù)據(jù)；以及 c. 將財產(chǎn)的GPS數(shù)據(jù)剖析為：速度、機頭方向、煒度、和經(jīng)度。
19. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，還包括步驟： a.至少一個三軸陀螺儀與慣性導航傳感器電路板的微控制器通信，所述微控制器處理 來自所述三軸陀螺儀的數(shù)據(jù)； b.位于動產(chǎn)上的至少一個事件數(shù)據(jù)記錄儀記錄與動產(chǎn)相關(guān)的數(shù)據(jù)； C.從GPS傳感器讀取財產(chǎn)的最后得知煒度和經(jīng)度； d. 存儲財產(chǎn)的最后得知煒度和經(jīng)度； e. 從三軸陀螺儀讀取數(shù)據(jù)； f. 利用最后得知的煒度、經(jīng)度、財產(chǎn)速度、事件數(shù)據(jù)記錄儀數(shù)據(jù)、傾斜補償機頭方向以 及來自三軸陀螺儀的數(shù)據(jù)，計算新位置；以及 g. 存儲計算的新煒度和經(jīng)度。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，還包括步驟： a. 記錄新煒度和經(jīng)度的時間；以及 b. 發(fā)送出發(fā)報警和到達報警。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，還包括步驟： a. 定義出發(fā)和到達虛擬行駛路線； b. 檢測財產(chǎn)何時經(jīng)過出發(fā)和到達虛擬行駛路線； c. 記錄財產(chǎn)經(jīng)過出發(fā)和到達虛擬行駛路線的時間；以及 d. 當財產(chǎn)經(jīng)過出發(fā)和到達虛擬行駛路線時發(fā)出報警。
22. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中燃油量傳感器是超聲波油量傳感器， a.所述超聲波油量傳感器利用超聲波確定傳感器頭部與油位之間的距離。
23. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中事件數(shù)據(jù)記錄儀包括數(shù)字和模擬輸入。
24. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中事件數(shù)據(jù)記錄儀包括壓力開關(guān)和壓力傳感器。
25. -種用于對來自動產(chǎn)的數(shù)據(jù)進行記錄、處理和發(fā)送的系統(tǒng)，包括： a. 無線處理單元； b. 至少一個慣性導航傳感器電路板，位于動產(chǎn)上，所述電路板包括與三軸加速表通信 并且處理來自三軸加速表的數(shù)據(jù)的微控制器； c. 固件，運行于微控制器上，用于從三軸加速表讀取加速度數(shù)據(jù)；利用來自三軸加速 表的數(shù)據(jù)計算俯仰和滾轉(zhuǎn)；確定發(fā)生觸發(fā)事件；將觸發(fā)事件消息發(fā)送到無線處理單元；以 及每隔一秒就將含有一組預(yù)定值的周期性數(shù)據(jù)消息發(fā)送到無線處理單元；以及 d. 軟件應(yīng)用程序，運行于與慣性導航傳感器電路板通信的無線處理單元上；自動校準 動產(chǎn)的羅盤；自動確定無線處理單元的軸相對于動產(chǎn)的軸的方位；以及從運行于無線處理 單元上的其他軟件應(yīng)用程序采集數(shù)據(jù)。
26. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其中該軟件程序： a. 將初始化命令發(fā)送到固件，以在每個軸中確定加速時長和加速度閾值； b. 存儲加速時長和加速度閾值； c. 將原始加速度數(shù)據(jù)濾波為濾波加速度值； d. 將濾波加速度值轉(zhuǎn)換為濾波財產(chǎn)軸值； e. 將原始加速度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為原始財產(chǎn)軸值 f. 將濾波財產(chǎn)軸值與每個軸的加速度閾值和關(guān)閉閾值相加；以及 g. 將相加閾值與原始財產(chǎn)軸值連續(xù)進行比較。
27. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的系統(tǒng)，其中該軟件程序： a.記錄與動產(chǎn)相關(guān)的數(shù)據(jù)，從動產(chǎn)上的至少一個事件數(shù)據(jù)記錄儀接收所述數(shù)據(jù)； b.當原始財產(chǎn)軸值超過相加閾值時，激活定時器； C.當原始財產(chǎn)軸值尚未超過特定軸上的相加閾值時，確定定時時長； d. 確定定時時長是否超過該軸的規(guī)定加速時長； e. 如果定時時長超過加速時長，則存儲觸發(fā)事件； f. 從事件數(shù)據(jù)記錄儀接收周期性數(shù)據(jù)消息； g. 檢測周期性數(shù)據(jù)消息何時指出應(yīng)急制動應(yīng)用離散信號；以及 h. 存儲發(fā)生觸發(fā)事件的時間和發(fā)生應(yīng)急制動應(yīng)用事件的時間中的至少一個。
28. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，其中該軟件程序： a. 記錄從動產(chǎn)上的至少一個數(shù)字視頻和音頻記錄儀收到的視頻和音頻； b. 檢驗觸發(fā)事件和應(yīng)急制動應(yīng)用事件中的一個的時間戳； c. 當發(fā)生觸發(fā)事件的時間和發(fā)生應(yīng)急制動應(yīng)用事件的時間非常靠近時，利用碰撞報警 觸發(fā)應(yīng)急制動應(yīng)用； d. 請求從數(shù)字視頻記錄儀進行涵蓋事件的時間的數(shù)字視頻下載； e. 接收數(shù)字視頻下載；以及 f. 將數(shù)字視頻下載發(fā)送到后勤辦公室。
29. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中軟件應(yīng)用程序發(fā)送指出發(fā)生碰撞時的作用力、 翻滾和脫軌、GPS地址、視頻和立即訪問事件數(shù)據(jù)記錄儀信息。
30. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，其中觸發(fā)事件包括存儲該軸上的數(shù)據(jù)的特性、定時 時長以及觸發(fā)事件的時間。
31. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，其中數(shù)據(jù)消息包括各種輸入傳感器的實時狀態(tài)。
32. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其中該軟件程序： a. 在從至少一個燃油量傳感器收到信號時，測量油箱中的燃油量； b. 將原始加速度數(shù)據(jù)濾波為濾波加速度值； c. 將濾波加速度值轉(zhuǎn)換為濾波財產(chǎn)軸值； d. 計算財產(chǎn)俯仰，其中應(yīng)用下面的公式確定財產(chǎn)俯仰；
e. 計算財產(chǎn)滾轉(zhuǎn)，其中應(yīng)用下面的公式確定財產(chǎn)的滾轉(zhuǎn)：
f. 記錄在油箱的中心的前面安裝燃油傳感器的距離； g. 記錄在油箱的中心的左側(cè)安裝燃油傳感器的記錄； h. 通過將中心前面的距離與財產(chǎn)俯仰的切線合并，計算第一燃油距離調(diào)節(jié)； i. 通過將中心左側(cè)的距離與財產(chǎn)的滾轉(zhuǎn)的切線合并，計算第二燃油距離調(diào)節(jié)； j. 通過將第一燃油距離調(diào)節(jié)與第二燃油距離調(diào)節(jié)合并，計算燃油距離調(diào)節(jié)； k. 記錄從油箱的頂?shù)接拖渲谐霈F(xiàn)的油位的原始距離； l. 通過將原始距離與燃油距離調(diào)節(jié)合并，計算調(diào)節(jié)距離；以及 m. 通過將調(diào)節(jié)距離與油箱幾何輪廓合并，計算燃油體積。
33. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的系統(tǒng)，其中該軟件程序： a. 從位于動產(chǎn)上的至少一個GPS傳感器接收全球定位系統(tǒng)（GPS)信號； b. 記錄與動產(chǎn)相關(guān)的數(shù)據(jù)，從動產(chǎn)上的至少一個事件數(shù)據(jù)記錄儀接收所述數(shù)據(jù)； c. 當原始財產(chǎn)軸值超過相加閾值時，激活定時器； d. 當原始財產(chǎn)軸值尚未超過特定軸上的相加閾值時，確定定時時長； e. 確定定時時長是否超過該軸的規(guī)定加速時長； f. 如果定時時長超過加速時長，則存儲觸發(fā)事件； g. 從事件數(shù)據(jù)記錄儀和GPS傳感器中的至少一個接收周期性數(shù)據(jù)消息；以及 h. 監(jiān)視財產(chǎn)速度，其中應(yīng)用下面的公式確定財產(chǎn)速度： f asset' s accelerattonx_axts〇
34. 根據(jù)權(quán)利要求33所述的系統(tǒng)，其中該軟件程序： a. 當財產(chǎn)速度超過規(guī)定值并且與此同時存儲了觸發(fā)事件時，確定在哪個軸觸發(fā)觸發(fā)事 件； b. 如果在z軸觸發(fā)觸發(fā)事件，則記錄可能跟蹤問題報警；以及 c. 如果在X軸和y軸中的一個觸發(fā)觸發(fā)事件，則記錄操作員誤操作報警。
35. 根據(jù)權(quán)利要求34所述的系統(tǒng)，其中該軟件程序： a.發(fā)送指出惡劣工作環(huán)境、壞軌道和轉(zhuǎn)轍器、惡劣海面、糟糕道路、維修的路線、GPS地 址、視頻和對事件記錄儀信息的訪問中的任何一項的報警。
36. 根據(jù)權(quán)利要求33所述的系統(tǒng)，其中觸發(fā)事件包括存儲該軸上的數(shù)據(jù)的特性、定時 時長以及觸發(fā)事件的時間。
37. 根據(jù)權(quán)利要求33所述的系統(tǒng)，其中數(shù)據(jù)消息包括財產(chǎn)上的各種輸入傳感器的實時 狀態(tài)。
38. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其中該軟件程序： a. 確定每個軸上的活動時長和關(guān)閉時長中的至少一個； b. 存儲活動時長和關(guān)閉時長中的至少一個； c. 確定每個軸上的活動閾值和關(guān)閉閾值中的至少一個； d. 將原始加速度數(shù)據(jù)濾波為濾波加速度值； e. 將濾波加速度值轉(zhuǎn)換為濾波財產(chǎn)軸值； f. 將原始加速度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為原始財產(chǎn)軸值； g. 將濾波財產(chǎn)軸值與每個軸的確定活動閾值和關(guān)閉閾值相加；以及 h. 將相加閾值與原始財產(chǎn)軸值連續(xù)進行比較。
39. 根據(jù)權(quán)利要求38所述的方法，其中該軟件程序： a. 當原始財產(chǎn)軸值超過相加閾值時，激活定時器； b. 當原始財產(chǎn)軸值尚未超過特定軸上的相加閾值時，確定定時時長； c. 確定定時時長是否超過該軸的規(guī)定加速時長；以及 d. 如果定時時長超過加速時長，則存儲觸發(fā)活動事件和觸發(fā)關(guān)閉事件中的一個；
40. 根據(jù)權(quán)利要求39所述的系統(tǒng)，其中觸發(fā)事件包括存儲該軸上的數(shù)據(jù)的特性、定時 時長以及觸發(fā)事件的時間。
41. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其中該軟件程序： a.從與慣性導航傳感器電路板的微控制器通信的至少一個三軸磁強計接收數(shù)據(jù)信號， 所述微控制器處理來自所述三軸磁強計的數(shù)據(jù)； b. 將原始加速度數(shù)據(jù)濾波為濾波加速度值； c. 將濾波加速度值轉(zhuǎn)換為濾波財產(chǎn)軸值； d. 計算財產(chǎn)的俯仰，其中應(yīng)用下面的公式確定財產(chǎn)的俯仰：
e. 計算財產(chǎn)的滾轉(zhuǎn)，其中應(yīng)用下面的公式確定財產(chǎn)的滾轉(zhuǎn)：
f. 監(jiān)視財產(chǎn)速度，其中應(yīng)用下面的公式確定財產(chǎn)速度： f asset' s acceIerationx_axts； g. 從磁強計讀取三軸高斯數(shù)據(jù)。 h. 利用三軸高斯數(shù)據(jù)、財產(chǎn)俯仰和財產(chǎn)滾轉(zhuǎn)，計算傾斜補償機頭方向。
42. 根據(jù)權(quán)利要求41所述的系統(tǒng)，其中該軟件程序： a. 從位于動產(chǎn)上的至少一個GPS傳感器接收全球定位系統(tǒng)（GPS)信號； b. 從GPS傳感器讀取財產(chǎn)的GPS數(shù)據(jù)；以及 c. 將財產(chǎn)的GPS數(shù)據(jù)剖析為：速度、機頭方向、煒度、和經(jīng)度。
43. 根據(jù)權(quán)利要求41所述的系統(tǒng)，其中該軟件程序： a. 從與慣性導航傳感器電路板的微控制器通信的至少一個三軸陀螺儀接收數(shù)據(jù)信號， 所述微控制器處理來自所述三軸陀螺儀的數(shù)據(jù)； b. 記錄與動產(chǎn)相關(guān)的數(shù)據(jù)，從位于動產(chǎn)上的至少一個事件數(shù)據(jù)記錄儀接收所述數(shù)據(jù)； c. 從位于動產(chǎn)上的GPS傳感器讀取財產(chǎn)的最后得知煒度和經(jīng)度； d. 存儲財產(chǎn)的最后得知煒度和經(jīng)度； e. 利用最后得知的煒度、經(jīng)度、財產(chǎn)速度、事件數(shù)據(jù)記錄儀數(shù)據(jù)、傾斜補償機頭方向以 及來自三軸陀螺儀的數(shù)據(jù)，計算新煒度和經(jīng)度；以及 f. 存儲該新煒度和經(jīng)度。
44. 根據(jù)權(quán)利要求43所述的系統(tǒng)，其中該軟件程序： a. 記錄新煒度和經(jīng)度的時間；以及 b. 發(fā)送財產(chǎn)出發(fā)報警和到達報警。
45. 根據(jù)權(quán)利要求44所述的系統(tǒng)，其中該軟件程序： a. 定義出發(fā)和到達虛擬行駛路線； b. 檢測財產(chǎn)何時經(jīng)過出發(fā)和到達虛擬行駛路線； c. 記錄財產(chǎn)經(jīng)過出發(fā)和到達虛擬行駛路線的時間；以及 d. 當財產(chǎn)經(jīng)過出發(fā)和到達虛擬行駛路線時發(fā)出報警。
46. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括步驟： a.至少一個燃油量傳感器測量油箱內(nèi)的燃油量。
47. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括步驟： a.位于動產(chǎn)上的至少一個事件數(shù)據(jù)記錄儀記錄與動產(chǎn)的性能相關(guān)的數(shù)據(jù)。
48. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括步驟： a.位于動產(chǎn)上的至少一個數(shù)字視頻記錄儀記錄視頻和音頻。
49. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括步驟： a.校準位于動產(chǎn)上的羅盤。
50. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其中 a.至少一個燃油量傳感器測量油箱內(nèi)的燃油量。
51. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其中 a.位于動產(chǎn)上的至少一個事件數(shù)據(jù)記錄儀記錄與動產(chǎn)的性能相關(guān)的數(shù)據(jù)。
52. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其中 a.位于動產(chǎn)上的至少一個數(shù)字視頻記錄儀記錄視頻和音頻。
53. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其中軟件應(yīng)用程序 a.校準位于動產(chǎn)上的羅盤。
54. -種用于記錄、處理和發(fā)送來自動產(chǎn)的數(shù)據(jù)的方法，包括步驟： a. 在三軸上確定預(yù)定時長； b. 在三軸上確定預(yù)定閾值； c. 從加速表讀取數(shù)據(jù)； d. 從磁強計讀取數(shù)據(jù)； e. 從陀螺儀讀取數(shù)據(jù)；以及 f. 將全部所述數(shù)據(jù)與所述預(yù)定閾值和所述預(yù)定時長進行比較。
55. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，還包括步驟： a. 從事件數(shù)據(jù)記錄儀請求涵蓋事件時間的數(shù)據(jù)記錄文件； b. 接收數(shù)據(jù)記錄文件；以及 c. 將數(shù)據(jù)記錄文件發(fā)送到后勤辦公室。
56. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，還包括步驟： a. 位于動產(chǎn)上的至少一個數(shù)字視頻記錄儀記錄視頻和音頻； b. 請求從數(shù)字視頻記錄儀進行涵蓋事件時間的數(shù)字視頻下載； c. 接收數(shù)字視頻下載；以及 d. 將數(shù)字視頻下載發(fā)送到后勤辦公室。
57. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的系統(tǒng)，其中該軟件程序： a. 從事件數(shù)據(jù)記錄儀請求涵蓋事件時間的數(shù)據(jù)記錄文件； b. 接收數(shù)據(jù)記錄文件；以及 c. 將數(shù)據(jù)記錄文件發(fā)送到后勤辦公室。
58. 根據(jù)權(quán)利要求34所述的系統(tǒng)，其中該軟件程序： a. 從位于動產(chǎn)上的至少一個數(shù)字視頻記錄儀接收信號，所述記錄儀記錄視頻和音頻； b. 請求從數(shù)字視頻記錄儀進行涵蓋事件時間的數(shù)字視頻下載； c. 接收數(shù)字視頻下載；以及 d. 將數(shù)字視頻下載發(fā)送到后勤辦公室。
【文檔編號】G01C21/10GK104520674SQ201380019822
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2013年4月12日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月13日
【發(fā)明者】L·B·小喬丹, L·A·瑪塔 申請人:外托尼克斯有限公司