一種基于三軸加速度傳感器檢測車輛轉彎角度的方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于車輛監控領域，具體地設及一種基于Ξ軸加速度傳感器檢測車輛轉彎 角度的方法。
【背景技術】
[0002] 隨著社會的發展，人們生活水平的提高，汽車的數量越來越多，而汽車數量的增多 也導致交通事故增多，在交通事故處理過程中，發生事故時的行車狀態則是一種非常重要 的分析手段，可W用于分析駕駛行為是否違規，行車狀態包括急加速、急減速、急轉彎等。另 一方面，隨著車聯網行業的發展，基于車輛0BD(車載診斷系統)或CAN(控制器局域網絡)接 口接入車輛內部總線，并且帶定位和無線通信的車載終端在車輛上的使用越來越廣泛，其 主要目的是用于車況數據采集、司機駕駛行為檢測及行駛數據采集及匯報等。其中，駕駛行 為包括急加速、急減速、急轉彎、急剎車等；檢測急轉彎，通常需要附帶檢測車輛轉彎的角 度，目前現有的方案通常采用巧螺儀器件來實現轉彎角度和角速度檢測，如公開專利： CN102211612A，雖然實現起來較簡單，但成本較高。
【發明內容】
[0003] 本發明目的在于為解決上述問題而提供一種檢測成本低，實現簡便的基于Ξ軸加 速度傳感器檢測車輛轉彎角度的方法。
[0004] 本發明公開了一種基于Ξ軸加速度傳感器檢測車輛轉彎角度的方法，包括如下步 驟：
[0005] A10,對Ξ軸加速度傳感器進行初始狀態標定。
[0006] A20,獲取Ξ軸加速度傳感器的加速度矢量數據，算出在車輛行進方向上的加速度 矢量分量Af和在垂直于車輛行進方向的側向加速度矢量分量或"，獲取同時刻的車輛的行 進速度矢量if。
[0007] A30,根據加速度矢量分量Af、側向加速度矢量分量疋.和行進速度矢量巧，算出車 輛在At時間內轉彎的角度θι，其計算公式為
[000引
[0009] 進一步的，還包括步驟Α40,檢測一次轉彎過程總的轉彎角度，具體方法為：
[0010] 當側向加速度矢量分量設定闊值Μ，開始進行角度檢測，當側向加速度矢量分 量若<設定闊值Μ或側向加速度矢量分量jw的方向發生突變時，結束角度檢測，則一次轉 彎過程總的轉彎角度為Θ的觸=Σ?0?，其中，目1為第i個At時間內的轉彎角度，n = t/At 取整數，t為該次轉彎過程持續時間。
[0011] 更進一步的，所述側向加速度矢量分量^的方向發生突變的判斷方法為：計算 modi =戰'-Λ I和mo犯叫式,'+疋,I，若m〇dl〉m〇d2,則韋與或反向，即方向發生了突變， 其中，Λ與3,/為相鄰的兩個側向加速度矢量分量。
[0012] 進一步的，所述步驟Α10中，初始狀態標定包括重力影響矢量浸標定和車輛行進方 向矢量Ag)標定。
[0013] 進一步的，所述步驟A20中，車輛的行進速度矢量f的模由車輛0BD或CAN總線獲 取，方向由車輛行進方向矢量Af^)書角定。
[0014] 本發明的有益技術效果：
[0015] 本發明采用Ξ軸加速傳感器即可判斷急轉彎，并計算出轉彎角度，較之巧螺儀等， 大大降低了成本低;且簡便易于實現，計算精度能滿足一般應用場景的要求。
【附圖說明】
[0016] 圖1為本發明實施例的流程圖；
[0017] 圖2為本發明實施例合加速度的Ξ軸分解示意圖；
[0018] 圖3為本發明實施例的轉彎角度計算示意圖；
[0019] 圖4為本發明實施例的相鄰的兩個側向加速度矢量同向示意圖；
[0020] 圖5為本發明實施例的相鄰的兩個側向加速度矢量反向示意圖。
【具體實施方式】
[0021 ]現結合附圖和【具體實施方式】對本發明進一步說明。
[0022] 如圖1至5所示，一種基于Ξ軸加速度傳感器檢測車輛轉彎角度的方法，包括如下 步驟：
[0023] A10,對Ξ軸加速度傳感器進行初始狀態標定。
[0024] 本具體實施例中，Ξ軸加速度傳感器可W是壓阻式Ξ軸加速度傳感器、壓電式Ξ 軸加速度傳感器或電容式Ξ軸加速度傳感器，對其進行初始狀態定標，包括重力影響矢量 G標定和車輛行進方向矢量Ajjj.標定，具體方法為：
[00巧]重力影響矢量運標定:車輛停在水平路面上，多次讀取水平靜止狀態下的加速度 矢量數據，取算術平均a，并存儲到非易失性存儲器中。
[00%] 車輛行進方向矢量標定:車輛開始向前加速行駛，當讀取到第一個速度巧km/h (當然，在其它實施例中，不限于5km/h，可由技術人員根據實際情況進行設定)時的加速度 矢量，標定為車輛行進方向矢量Ai。，并存儲到非易失性存儲器中。
[0027] A20,獲取Ξ軸加速度傳感器的加速度矢量數據，算出在車輛行進方向上的加速度 矢量分量Af和在垂直于車輛行進方向的側向加速度矢量分量4,獲取同時刻的車輛的行 進速度矢量γ;
[002引具體的，處理單元(本實施例中為單片機或MCU處理器)每隔Δ t時間（Δ t取值越 小，則計算結果越準確，但考慮到實際情況和計算復雜程度，A t不可能取得太小，本具體實 施中，A t取值為200ms)讀取一次Ξ軸加速度傳感器的實時合加速度矢量:i ,算出在車輛行 進水平面上的加速度矢量分量4、在車輛行進方向上的加速度矢量分量Af和在垂直于車 輛行進方向的側向加速度矢量分量，計算過程如下：
[0032] 其中，α為加速度矢量分量疋和加速度矢量分量Af的夾角，如圖2所不。
[0033] 獲取同時刻的車輛的行進速度矢量巧的具體方法為:處理單元通過車輛0抓或CAN 總線（當然，在其它實施例中，也可W采用其它方式獲取，如采用速度傳感器進行獲取)讀取 車輛的行進速度矢量巧I的模，并賦予車輛行進方向為其矢量方向，即得到行進速度矢量巧。
[0034] A30，根據加速度矢量分量、側向加速度矢量分量4和行進速度矢量巧，算出車 輛在Δ t時間內轉彎的角度0i。本案發明人經過銳意研究后，計算出：
[0035] 巧'、托某-At和式w.At的關系如圖3所示，根據圖3即可計算出在At時間內 車輛轉彎的角度9i:
[0036]
[0037] 其中，巧'為與節阿隔A t時間的車輛的行進速度矢量，m為傳感器的質量。
[003引A40，檢測一次轉彎過程總的轉彎角度Θ total，具體方法為：
[0039] 當側向加速度矢量分量4含設定闊值M(本實施例中，Μ為500mm/s2,當然，在其它 實施例中，Μ的值可W由技術人員根據實際需要進行設定，設置Μ的目的在于避免一些無效 計算，減輕處理單元的計算量），開始進行角度檢測，每隔At時間檢測一次轉彎角度，直到 側向加速度矢量分量.3^<設定闊值Μ或側向加速度矢量分量的方向發生突變時，結束角 度檢測，則一次轉彎過程總的轉彎角度
其中，9i為第i個Δ t時間內的轉彎 角度，n = t/At取整數，t為一次轉彎過程的持續時間。
[0040] 具體的，側向加速度矢量分量4的方向發生突變的判斷方法為：計算modi 叫疋,'-或1.怖m〇d2=|式,/+或,1，若mod 1 <mod2，則與本'向向，如圖4所示;若mod 1 >mod2， 則怎與或Λ反向，如圖5所示，即方向發生了突變，其中，；iw與式為相鄰的兩個側向加速 度矢量分量。
[0041] 此外，通過將側向加速度矢量分量3"與設定闊值進行比較，如果側向加速度矢量 分量或大于設定闊值，則可判斷為急轉彎，可W非常簡便地通過Ξ軸加速度傳感器來判斷 車輛是否進行急轉彎。
[0042] 盡管結合優選實施方案具體展示和介紹了本發明，但所屬領域的技術人員應該明 白，在不脫離所附權利要求書所限定的本發明的精神和范圍內，在形式上和細節上可W對 本發明做出各種變化，均為本發明的保護范圍。
【主權項】
1. 一種基于三軸加速度傳感器檢測車輛轉彎角度的方法，其特征在于，包括如下步驟： AlO，對三軸加速度傳感器進行初始狀態標定； A20,獲取三軸加速度傳感器的加速度矢量數據，算出在車輛行進方向上的加速度矢量 分量又f和在垂直于車輛行進方向的側向加速度矢量分量Jw，獲取同時刻的車輛的行進速 度矢量 A30，根據加速度矢量分量l..f _、側向加速度矢量分量Jw和行進速度矢量交，算出車輛在 A t時間內轉彎的角度0i，其計算公式為2. 根據權利要求1所述的基于三軸加速度傳感器檢測車輛轉彎角度的方法，其特征在 于:還包括步驟A40，檢測一次轉彎過程總的轉彎角度，具體方法為： 當側向加速度矢量分量i".彡設定閾值M:，開始進行角度檢測，當側向加速 度矢量分量足,<設定閾值M或側向加速度矢量分量iJ勺方向發生突變時，結束角度 檢測，則一次轉彎過程總的轉彎角度為6?t_z = ΣΓ仏，其中，I為第i個Λ t時間內的轉彎 角度，n = t/At取整數，t為該次轉彎過程持續時間。3. 根據權利要求2所述的基于三軸加速度傳感器檢測車輛轉彎角度的方法，其特征在 于:所述側向加速度矢量分量I的方向發生突變的判斷方法為:計算DlQdl叫足/-足I和 m〇d2=|疋'+足,|,若modl>mod2,則Jw與足1反向，即方向發生了突變，其中，J w與】為相 鄰的兩個側向加速度矢量分量。4. 根據權利要求1所述的基于三軸加速度傳感器檢測車輛轉彎角度的方法，其特征在 于:所述步驟AlO中，初始狀態標定包括重力影響矢量G_標定和車輛行進方向矢量.A ir標 定。5. 根據權利要求1所述的基于三軸加速度傳感器檢測車輛轉彎角度的方法，其特征在 于:所述步驟A20中，車輛的行進速度矢量$的模由車輛OBD或CAN總線獲取，方向由車輛行 進方向矢量Affi確定。
【專利摘要】本發明涉及車輛監控領域，特別涉及一種基于三軸加速度傳感器檢測車輛轉彎角度的方法。本發明公開了一種基于三軸加速度傳感器檢測車輛轉彎角度的方法，首先，對三軸加速度傳感器進行初始狀態標定；接著，獲取三軸加速度傳感器的加速度矢量數據，算出在車輛行進方向上的加速度矢量分量和在垂直于車輛行進方向的側向加速度矢量分量獲取同時刻的車輛的行進速度矢量然后，根據加速度矢量分量側向加速度矢量分量和行進速度矢量算出車輛在Δt時間內轉彎的角度θi,進而計算整個轉彎過程中總的轉彎角度θtotal。本發明成本低，實現簡便，準確度也能滿足實際應用的要求。
【IPC分類】B62D15/02
【公開號】CN105523084
【申請號】CN201510889069
【發明人】黃運峰, 李岳
【申請人】廈門雅迅網絡股份有限公司
【公開日】2016年4月27日
【申請日】2015年12月7日