2016年驾驶辅助类设备价格段关注度走势

随着汽车数量的不断增长，可以看到，2016年1-6月，500元以下行车记录仪，各种指标呈下降趋势，而500-1000元档位的产品，关注比例略有升高。这说明，消费者已经开始想更高级的产品投入了目光。而更加高端的产品，则变化趋势不明显。

分析原因不难看出，500元以内的产品仍然是消费者青睐的主流。一个是大家接受度的问题，觉得一个额外的小装置花上上千元没必要，另外作为后装设备，记录仪的电线裸露在外，用吸盘或者粘扣固定在挡风玻璃上，看上去确实不是什么高档物件，谁都不愿意为这种品质多花钱，所以三五百元属于可以接受的范围。

物联网与智能硬件已经深入了各行各业，但对于不文明驾驶这个特殊的环境却没有过多的关注。设计一款驾驶安全测评的助手能够给用户带来便捷且同时具有检测功能是目前市场上的空白，一款价格低廉的汽车驾驶评价助手符合市场需求。

市场现状

近年来，驾驶记录类设备市场获得快速发展，有数据显示，2015年行车记录仪整体出货量约1000万套，产品销量增势明显。

 随着汽车保有量的提升，也带动了驾驶记录类设备市场发展。2016年我国机动车保有量达到2.9亿辆，其中汽车1.94亿辆。报告分析认为，随着汽车数量的不断增长，未来行车记录仪市场将会进一步扩大。预测2017年，我国行车记录仪市场规模将达150亿元，到2019年，市场规模将破250亿元。

但随着互联网的发展、技术的提升，行车记录仪产品发生了一些变化，大品牌厂商遭受到了新品牌的冲击。如今依靠单纯摄录功能的行车记录仪已无法满足消费者，一些新奇特的产品顺应了消费者口味，例如智能化驾驶提醒功能、语音提示功能等。

接下来，行车辅助类行业可能掀起一轮洗牌，各家产品定位逐渐清晰，品牌意识开始增强，价格区间更加细化。驾驶辅助类的设备丰富度及可选性上，更能满足消费者的需求。

针对以上几点，开发一款能够结合车联网的行为驾驶监控的智能设备，定能占据市场份额。

    1.4 设计目的

       本作品面向于家庭日常驾驶，出租车公司，代驾公司的实际使用，以此规范车主的驾驶习惯，为驾驶公司检测驾驶者的驾驶水平, 保障行车安全为目标，主要有以下几个设计目的：

规范驾驶习惯。

检测驾驶者驾驶水平

提高驾驶水平

   家庭安全保障

提高乘车舒适性

   节省燃油消耗

1.7作品优势

         安全性

通过规范驾驶员的驾驶习惯保障乘客的安全，帮助司机纠正不文明驾驶陋习，保障乘客的驾驶安全，汽车防盗，保障驾驶者汽车财产安全。

便携性

作品总体就只有80克，重量十分轻便，大小合适，装在方向盘上，或者佩戴在手腕上，节省驾驶空间。

舒适性

通过规范驾驶过程中的陋习，司机减少驾驶过程不必要的急打方向和紧急刹车等不良驾驶习惯，改善乘客的驾驶体验，提高驾驶过程中的舒适性。

         人性化

       对驾驶过程中的驾驶不文明行为进行语音提醒，减少分散驾驶注意力，提高驾驶的安全。

         超低功耗

        本作品对实际使用过程中，功耗极低，极大保障汽车财产安全和驾驶安全。

1.8 作品创新点

测试司机驾驶习惯，为出租车公司挑选优秀驾驶员

3.1系统原理图

STM32L476主控芯片

LSM6DSM原理图

LPS22HB原理图

BlueNRG-MS低功耗蓝牙原理图

3.4.1系统总体实现原理

本作品是由32bit低功耗CortexM4F MCU、3D加速度计和3D陀螺仪、高精度电子罗盘、 3D磁力计、MEMS气压传感器、蓝牙低功耗、网络处理器、手机APP端等几部分组成。

当驾驶员打开设备，手机APP连接硬件端后，主控芯片通过spi接口读出陀螺仪的数据，经过主控芯片的处理，将得到的数据发送到蓝牙中，经蓝牙透传数据后，APP接收到穿戴端的传感器数据，手机端APP通过运动识别算法分析，得到驾驶者状态，当汽车发动时，手机APP监控驾驶行为,当发生不文明驾驶时，APP进行根据规则扣分，当驾驶员停止时，手机APP运动识别后计分自动停止。

司机经过多次驾驶数据分析后，得到驾驶水平数据，而且使用次数越多准确度越高，APP对驾驶的不文明陋习提出合理的改进建议，帮助驾驶者提高水平。

3.4软件实现流程

3.4.1  软件核心算法

作品的核心算法运用有限状态机设计模式。

首先可以将作品的运行过程划分为六个状态分别为：

S0:检测汽车的运动状态

S1:等待汽车的启动

S2:检测司机的驾驶行为

S3:执行相应的操作(进行扣分、提醒操作)

S4:等待汽车制动

S5:执行设备待机

根据跳转条件的输入，在不同的状态下会执行不同的操作。

3.4.2 功能性算法实现流程

运动姿态识别算法

姿态解算核心在于旋转，旋转有4种表示方式：矩阵表示、欧拉角表示、轴角表示和四元数表示，但是姿态解算需要频繁的组合旋转和用旋转变换向量，所以采用四元数保存组合姿态、辅以矩阵来变换向量的方案：

1、          硬件端得出xyz的陀螺仪数据

2、          将xyz数据转化为单位四元数

3、          单位化的四元数可以转化为一个旋转

4、          两个四元数相乘表示旋转的组合

5、          将四元数组合转化为矩阵表示，再将四元数表示转化为欧拉角表示，进行显示。

       三维空间中的欧拉角旋转要转三次:

XYZ转欧拉角

上面得到了一个表示旋转的方向余弦矩阵。

想用欧拉角解算姿态，其实我们套用欧拉角微分方程就行了：

欧拉微分公式

 姿态解算框架

1、用一个计时器定时触发测量；

2、所有测量过程都靠中断推进；

3、在main函数里不断检查测量是否完成，完成就进行解算。

测量过程比较耗时间，而这样设计，测量和解算可以同时进行，不会浪费CPU时间在（等待）测量上。而通过计时器触发测量，最大限度保证积分间隔的准确。

姿态解算的硬件框架

近似数据匹配

将真实的驾驶急打方向盘、猛踩油门、急踩刹车等测量数据与当日常使用时的传感器测量的数据进行近似匹配时，当数据近似在一定范围时，认定发生对应的行为，且越靠近对应行为数据中的最大值时，越剧烈，app将进行多次扣分。

     蓝牙数据通信实现原理

本作品采用蓝牙数据为传输媒介，当手机移动端发送一个请求给硬件端时，数据通过蓝牙HCL协议传输。数据请求的格式为：统一资源标识符（URL）+ MIME信息（包括请求修饰符）+ 加密文本信息，当硬件端接到请求后，给予相应的响应信息。其响应信息格式为：状态行 + 状态代码 + MIME信息（包括服务器信息） + 实体信息。

陀螺仪尖峰数据处理

峰值处理前

峰值处理后

四、材料清单（BOM列表)

列出您这个作品所用到的主要器件（关键器件即可），比如单片机&ARM芯片、专用集成芯片(ASIC)、传感器、功能模块等。

如果所列出的芯片是来自我们立创商城上的，最好能写出该器件的商品编号或附上对应购买链接。

本作品主要使用sensortile完成，主要部件为：

五、软件部分的描述（选填）

如果您的作品涉及到软件，请列出作品对应的软件工作流程图，及关键部分的例程、源码（如果您想开源的话请上传全部源码）

5.1 安卓上位机流程图

驾驶水平检测小秘书手机上位机流程图

本作品运用了讯飞的语音接口能够实现对驾驶的不文明行为进行语音提示。开发集成阶段的服务量为500次/日，如要解除这个限制，需要提交应用上线审核，审核通过后将不再有次数的限制。

安卓程序清单

驱动清单

相关语音合成代码：

 private void setParam() {
//清空参数
mTts.setParameter(SpeechConstant.PARAMS,null);
mTts.setParameter(SpeechConstant.PARAMS,"rdn=2");
//根据合成引擎设置相应参数
if(mEngineType.equals(SpeechConstant.TYPE_CLOUD)) {
mTts.setParameter(SpeechConstant.ENGINE_TYPE, SpeechConstant.TYPE_CLOUD);
//设置在线合成发音人
mTts.setParameter(SpeechConstant.VOICE_NAME,"xiaoyan");
//设置合成语速
mTts.setParameter(SpeechConstant.SPEED,mSharedPreferences.getString("speed_preference","60"));
//设置合成音调
mTts.setParameter(SpeechConstant.PITCH,mSharedPreferences.getString("pitch_preference","50"));
//设置合成音量
mTts.setParameter(SpeechConstant.VOLUME,mSharedPreferences.getString("volume_preference","100"));
}else{
mTts.setParameter(SpeechConstant.ENGINE_TYPE, SpeechConstant.TYPE_LOCAL);
//设置本地合成发音人voicer为空，默认通过语记界面指定发音人。
mTts.setParameter(SpeechConstant.VOICE_NAME,"");
/**
*TODO本地合成不设置语速、音调、音量，默认使用语记设置 开发者如需自定义参数，请参考在线合成参数设置
*/
}
//设置播放器音频流类型
mTts.setParameter(SpeechConstant.STREAM_TYPE,mSharedPreferences.getString("stream_preference","3"));
//设置播放合成音频打断音乐播放，默认为true
mTts.setParameter(SpeechConstant.KEY_REQUEST_FOCUS,"true");
//设置音频保存路径，保存音频格式支持pcm、wav，设置路径为sd卡请注意WRITE_EXTERNAL_STORAGE权限
//注：AUDIO_FORMAT参数语记需要更新版本才能生效
mTts.setParameter(SpeechConstant.AUDIO_FORMAT,"wav");
mTts.setParameter(SpeechConstant.TTS_AUDIO_PATH, Environment.getExternalStorageDirectory() +"/msc/tts.wav");
}
/**
*合成回调监听。
*/
private SynthesizerListener mTtsListener=new SynthesizerListener() {
@Override
public void onSpeakBegin() {
// show Tip("开始播放");
}
@Override
public void onSpeakPaused() {
// showTip("暂停播放");
}
@Override
public void onSpeakResumed() {
// showTip("继续播放");
}
@Override
public void onBufferProgress(intpercent,intbeginPos,intendPos, String info) {
//合成进度
}
@Override public void onSpeakProgress(intpercent,intbeginPos,intendPos) {
//播放进度
// mPercentForPlaying = percent;
// showTip(String.format(getString(R.string.tts_toast_format),
// mPercentForBuffering, mPercentForPlaying));
}
@Override
public void onCompleted(SpeechError error) {
if(error ==null) {
// showTip("播放完成");
}else if(error !=null) {
// showTip(error.getPlainDescription(true));
}
}
@Override
public void onEvent(inteventType,intarg1,intarg2, Bundle obj) {
//以下代码用于获取与云端的会话id，当业务出错时将会话id提供给技术支持人员，可用于查询会话日志，定位出错原因
//若使用本地能力，会话id为null
// if (SpeechEvent.EVENT_SESSION_ID == eventType) {
// String sid = obj.getString(SpeechEvent.KEY_EVENT_SESSION_ID);
// Log.d(TAG, "session id =" + sid);
// }
}
};
/**
*销毁语音合成
*/
public static void onDestroy() {
if(mTts!=null) {
mTts.stopSpeaking();
mTts.destroy();
}
}
//text:要合成的文本
mTts.startSpeaking(text,mTtsListener);

5.2 嵌入式端代码：

下图为配置加速度计的相关参数的代码

LSM6DSM的初始化代码

实现姿态算法的注册

                                                                                                                                                   LPS22HB的初始化函数