CN101743574A - 使用感应器判断转弯状态的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种使用加速度感应器判断移动物体的直线行驶状态或转弯状态的方法和设备。使用感应器判断转弯状态的所述方法包括：当移动物体被驾驶时，读取来自加速度感应器的不同轴的感应器输出信号并检测所述移动物体的加速度，其中所述加速度感应器为至少两条加速度感应器轴；以及比较所述读取的所述不同轴的感应器输出信号，并判断所述移动物体是处于直线行驶状态还是处于转弯状态。

Description

使用感应器判断转弯状态的方法和设备
技术领域
本发明涉及一种导航系统，更详细地讲，涉及一种使用加速度感应器判断移动物体的直线行驶状态或转弯状态的方法和设备。
背景技术
一般来说，导航系统是使用人造卫星向车辆等运输设备提供信息的系统。所述导航系统是自动的。
典型的导航系统被配置到一个终端并包括存储地图数据的存储介质。此外，所述导航系统包括接收全球定位系统(GPS：Global Positioning System)信号的GPS接收器。
导航系统计算车辆的位置，基于所述计算的车辆位置通知用户车辆的当前位置。此外，所述导航系统导出从当前位置到用户的期待目的地的最佳路线并引导用户到达所述期待目的地，并将各种相关信息同路线一起向用户提供。
计算车辆位置的方法，使用GPS接收器接收来自GPS卫星的位置数据，并基于接收到的位置数据计算车辆的当前位置。
另一种计算车辆位置的方法，使用安装在车辆上的回转仪感应器(gyrosensor)和加速度感应器计算车辆的当前位置。在这种情况下，其他方法为，接收GPS信号，基于收到的GPS信号计算车辆的当前位置，并基于回转仪感应器和加速度感应器检测到的结果纠正计算出的当前位置。
包括至少两条轴的加速度感应器，用于判断所述车辆是在向左转弯还是在向右转弯。在这种情况下，可使所述加速度感应器的两条轴中的一条完全匹配所述车辆的行驶方向，并使所述加速度感应器的两条轴中的另外一条完全匹配所述车辆的左右方向，由此只读取所述左右轴对应的感应器的值，判断所述车辆的转弯方向。
判断转弯方向的方法的情况，当在车辆中的安装方法为不固定时，如便携式导航设备(portable navigation device：PND)之类，就会难以准确安装PND以使感应器的轴分别匹配车辆的行驶方向和车辆的左右方向。此外，要求用户为准确操作而准确地安装PND，可能会给用户造成一定负担。
如果导航设备安装得不准确，即使车辆处于直线行驶状态其也有可能判断车辆为转弯。此外，即使车辆处于转弯状态，其也有可能判断车辆为没有转弯。具体说来，可能不能执行准确判断。
具体来说，在上面所述的方法中，当只有一条匹配左右方向的感应器的轴被使用时，例如，当对应轴的感应器值具有正值时，其判断车辆为处于右转弯状态。相反，当感应器值具有负值时，其判断车辆为处于左转弯状态。具体来说，因为使用比较极端的方法，可能会受到在车辆内的安装方法的显著影响。此外，从感应器获得的数据可能会不准确。
发明内容
技术目的
本发明的一个方面，提供了一种用于判断转弯状态的方法和设备，所述方法和设备可以减轻为了判断移动物体是处于直线行驶状态还是处于转弯状态而匹配感应器的各条轴的负担。
本发明的一个方面，进一步提供了一种用于判断转弯状态的新的方法和设备，所述新的方法和设备可以更准确地判断移动物体的行驶方向，如直线行驶方向、左转弯方向、右转弯方向等。
技术方案
根据本发明的一个方面，提供了一种使用感应器判断行驶状态的方法，所述方法包括：当移动物体被驾驶时，读取来自加速度感应器的不同轴的感应器输出信号，其中所述加速度感应器为至少两条加速度感应器轴并检测所述移动物体的加速度；以及比较所述读取的不同轴的感应器输出信号，并判断所述移动物体是处于直线行驶状态还是处于转弯状态。
根据本发明的另一方面，提供了一种使用感应器判断转弯状态的设备，所述设备包括：加速度感应器，其包括用于根据所述移动物体的行驶方向检测加速度的至少两条轴，并在移动物体被驾驶时输出不同轴的感应器输出信号；以及判断单元，其比较从所述加速度感应器输出的所述不同轴的所述感应器输出信号，判断所述移动物体是处于直线行驶状态还是处于左转弯状态或右转弯状态。
根据本发明，可以准确地判断移动物体的直线行驶状态或左右转弯状态，且在不受安装环境的影响下使用加速度感应器检测移动物体的加速度。
附图说明
图1示出根据本发明的示例性实施例的使用感应器判断转弯状态的设备的配置；
图2是示出根据本发明的示例性实施例的使用感应器判断转弯状态的方法的流程图；以及
图3是示出根据移动物体的直线行驶状态或转弯状态的加速度感应器的输出信号的示图。
具体实施方式
现在将参照附图示出的示例对本发明的实施例进行详细描述，其中相同的参考数字始终表示相同的元素。下面将参照图示描述实施例以对本发明进行说明。
图1示出根据本发明的示例性实施例的使用感应器判断转弯状态的设备的配置，图2是示出根据本发明的示例性实施例的使用感应器判断转弯状态的方法的流程图。
下面将参考图1对转弯状态判断设备进行详细描述。
将转弯状态判断设备应用于包括全球定位系统(GPS)接收器10的导航设备。所述GPS接收器10从至少3个GPS卫星接收位置信号，并基于接收到的位置信号计算导航设备的位置。所述导航设备可以是便携式导航设备(PND)类型。
所述导航设备可包括加速度感应器。在这种情况下，所述导航设备可从GPS接收器10接收到的GPS信号计算移动物体的当前位置，并基于由加速度感应器检测到的信号等纠正计算出的当前位置。
根据本发明的转弯状态判断设备，当移动物体被驾驶时，检测关于移动物体的行驶方向的加速度和关于移动物体的左右方向的加速度，然后根据检测到的关于行驶方向和左右方向的加速度之间的比较，判断移动物体是处于直线行驶状态还是处于左右转弯状态。
关于上面所述的操作，如图1所示，所述转弯状态判断设备包括：加速度感应器20，其检测移动物体的加速度；信号处理单元30，其处理加速度感应器20的信号；以及判断单元40，其基于加速度感应器20的输出信号，判断移动物体是处于直线行驶状态还是处于转弯状态。
在本发明中，加速度感应器20使用至少两条加速度感应器轴，并输出每条轴的相关感应器输出信号。特别是，为检测移动物体的直线行驶状态或转弯状态，其可能需要两个信号，其中一个信号为对应移动物体的行驶方向的轴的加速度感应器信号，另一个信号为对应移动物体的左右方向的轴的加速度感应器信号。当所述加速度感应器20为三轴加速度感应器，其可以只过滤出对应行驶方向和左右方向的每条轴的加速度感应器信号，并使用过滤出的加速度感应器信号。
关于上面所述的操作，加速度感应器20的两条轴中的其中一条匹配移动物体的行驶方向，加速度感应器20的另一条轴匹配移动物体的左右方向。
根据本发明，当判断移动物体的直线行驶状态或转弯状态时，一同使用分别对应行驶方向和左右方向的轴的加速度感应器信号，以不影响移动物体中导航设备安装方法。
此外，所述加速度感应器20输出模拟信号，因此判断单元40可能需要将模拟信号转换成可识别的数字信号。关于上面所述的操作，信号处理单元30接收加速度感应器20的每条轴的感应器输出信号，将所述感应器输出信号转换成可由判断单元40识别的数字信号，然后将转换后的感应器输出信号发送至判断单元40。
信号处理单元30可以是模拟到数字(A/D：analog-to-digital)转换器，其可以将作为输入信号的模拟信号转换成对应模拟信号级别的数字信号。
判断单元40可接收加速度感应器20的轴的感应器输出信号，并通过使用接收到的感应器输出信号判断移动物体是处于直线行驶状态还是处于转弯状态。
具体来说，判断单元40周期地从信号处理单元30接收加速度感应器20每条轴的加速度感应器信号，并根据不同轴的加速度感应器信号之间的比较结果，判断移动物体是处于直线行驶状态还是处于转弯状态。
在这种情况下，由判断单元40判断的移动物体的直线行驶状态或转弯状态的信息，可以在导航设备计算移动物体的当前位置或导航设备引导用户沿用户指定路线到达目的地时作为信息使用。
此外，可以无需包括对应判断单元40的单独单元，而使用控制设备执行所有的判断单元40的控制操作。所述控制单元包括路线引导功能并控制导航设备的整体操作。
以下，将参考图2对判断单元40使用加速度感应器20判断移动物体的直线行驶状态或转弯状态的方法进行详细描述。
参考图2，当移动物体被驾驶时，安装在移动物体上的导航设备读取从加速度感应器20输出的感应器输出信号。
在操作S10中，所述方法周期地在加速度感应器20的感应器输出信号之中读取对应移动物体行驶方向的轴的加速度感应器信号Y(以下简称“行驶方向感应器信号”)。此外，同步行驶方向感应器信号Y，从而读取对应移动物体左右方向的轴的加速度感应器信号X(以下简称“左右方向感应器信号”)。
此外，所述方法计算读取的行驶方向感应器信号Y的绝对值|Y|和读取的左右方向感应器信号X的绝对值|X|。此外，所述方法合计行驶方向感应器信号Y与左右方向感应器信号X并计算信号X与Y之间的水平差异值X-Y。
图3是示出根据移动物体的直线行驶状态或转弯状态的加速度感应器的输出信号的示图。如图3所示，当移动物体被直线驾驶，加速度感应器20在任何时候都输出直线行驶方向对应轴的值大于左右转弯方向对应轴的值的加速度值(感应器值)。此外，当移动物体正在向左或向右转，加速度感应器20在任何时候都输出左右转弯方向对应轴的值大于直线行驶方向对应轴的值的加速度值(感应器值)。因此，即使导航设备可能会被安装得向一边倾斜，在比较行驶方向的感应器信号和左右方向的感应器信号时所述加速度感应器20的所述特征也会展示类似的结果。
使用加速度感应器20的所述特征，根据行驶方向感应器信号Y和左右方向感应器信号X之间的比较，可判断移动物体是处于直线行驶状态还是处于左右转弯状态。
在操作S20中，判断行驶方向感应器信号Y的绝对值|Y|是否大于左右方向感应器信号X的绝对值|X|。
当在操作S20中行驶方向感应器信号的绝对值|Y|大于左右方向感应器信号X的绝对值|X|时，在操作S30中判断移动物体处于直线行驶状态。
相反，当在操作S20中左右方向感应器信号X的绝对值|X|大于行驶方向感应器信号的绝对值|Y|时，判断移动物体处于转弯状态。
当移动物体处于转弯状态时，判断所述转弯状态是左转弯状态还是右转弯状态。通过使用计算的左右方向感应器信号X和行驶方向感应器信号Y之间的水平差异值X-Y执行所述判断步骤。
在操作S40中，判断左右方向感应器信号X和行驶方向感应器信号Y之间的所述水平差异值X-Y是否具有正值。
当操作S40中的判断结果为水平差异值X-Y具有正值时，在操作S50中判断移动物体处于右转弯状态。相反，当水平差异值X-Y具有负值时，在操作S60中判断移动物体处于左转弯状态。
所述直线行驶状态或所述转弯状态的有关判断条件，和所述右转弯状态或所述左转弯状态的有关判断条件，可被设置为与上面所述的根据加速度感应器20的内部特性或加速度感应器20的类型的条件相反。
因此，根据本发明，为减少导航设备在车辆内的安装状态带来的影响，使用移动物体的左右方向和行驶方向对应的每条轴的加速度感应器输出值判断移动物体的直线行驶状态或转弯状态。
本发明的示例性实施例包括包含由计算机执行各种操作的程序指令的计算机可读介质。该介质可能还包括，独立的或与程序指令一起结合的数据文件、数据结构、表等。媒体和程序指令可专门为本发明的目的设计和构建，或为给精通和具有计算机软件的技术技巧的人提供。计算机可读介质的例子包括磁介质如硬盘、软盘和磁带；光学介质如CD ROM光盘和DVD；磁光介质如光盘；以及专门配置为存储和执行程序指令的硬件设备，如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)等。程序指令的例子包括机器代码，如由编译器产生的，也包括含有可由计算机使用解释程序执行的更高级代码的文件。
根据本发明，提供了一种判断转弯状态的新方法，所述新方法通过使用加速度感应器的两条轴的加速度值判断移动物体的直线行驶状态或转弯状态，其中所述加速度感应器的两条轴分别对应左右方向和行驶方向。
特别是，因为通过使用两条轴的加速度值判断移动物体的左右转弯状态，所以车辆内导航设备的安装状态不会造成重大影响。因此，可以减少导航终端的不准确安装的负担。此外，即使导航终端被不准确地安装，也可以减少移动物体行驶方向的判断的错误。
根据本发明，因为两轴的加速度数值被认为是对应移动物体的左右方向和行驶方向，其可以更准确地判断移动物体是处于直线行驶状态还是处于转弯状态。因此，可提高导航设备的可靠性。
虽然本发明一些实施例已被展示和描述，但是本发明不仅限于所描述的实施例。相反，本技术领域的技术人员能够意识到在不脱离本发明的原则和精神范围内对实施例进行改变，其范围由权利要求书及其等同物决定。

Claims (14)

1.一种使用感应器判断行驶状态的方法，所述方法包括：
当移动物体被驾驶时，读取来自加速度感应器的不同轴的感应器输出信号，其中所述加速度感应器为至少两条加速度感应器轴并检测所述移动物体的加速度；以及
比较所述读取的所述不同轴的感应器输出信号，并判断所述移动物体是处于直线行驶状态还是处于转弯状态。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述加速度感应器的所述至少两条轴中的一条输出加速度感应器信号Y，所述信号Y为关于所述移动物体的行驶方向的信号，且所述加速度感应器的另一条轴输出加速度感应器信号X，所述信号X为关于所述移动物体的左右方向的信号X。
3.如权利要求2所述的方法，其中，所述感应器输出信号的所述读取步骤包括：
当所述移动物体被驾驶时，周期地读取关于所述行驶方向的所述加速度感应器信号Y；以及
同步关于所述行驶方向的所述加速度感应器信号Y，并由此读取关于所述左右方向的所述加速度感应器信号X。
4.如权利要求2所述的方法，其中，所述比较和判断步骤包括：
计算信号Y的绝对值|Y|和信号X的绝对值|X|，其中所述信号Y为关于所述行驶方向的所述加速度感应器信号Y，所述信号X为关于所述左右方向的所述加速度感应器信号X；以及
基于所述计算的绝对值|Y|和|X|之间的大小比较，判断所述移动物体是处于所述直线行驶状态还是处于所述转弯状态。
5.如权利要求4所述的方法，其中，所述判断所述移动物体是处于所述直线行驶状态还是处于所述转弯状态的步骤包括：
当信号Y的绝对值|Y|大于信号X的绝对值|X|时，判断所述移动物体为处于所述直线行驶状态，其中，所述信号Y为关于所述行驶方向的所述加速度感应器信号Y，所述信号X为关于所述左右方向的所述加速度感应器信号X；
当信号X的绝对值|X|大于信号Y的绝对值|Y|时，判断所述移动物体为处于所述转弯行驶状态，其中，所述信号X为关于所述左右方向的所述加速度感应器信号X，所述信号Y为关于所述行驶方向的所述加速度感应器信号Y，并使用所述加速度感应器信号X和Y之间的X-Y的水平差异值，判断所述移动物体的所述转弯状态。
6.如权利要求5所述的方法，其中，所述判断移动物体的所述转弯状态的步骤包括：
根据所述水平差异值是正数还是负数，判断所述移动物体是处于右转弯状态还是处于左转弯状态。
7.如权利要求6所述的方法，其中，所述判断所述移动物体是处于所述右转弯状态还是处于所述左转弯状态的步骤包括：
当所述水平差异值具有正值时，判断所述移动物体为处于所述右转弯状态；以及
当所述水平差异值具有负值时，判断所述移动物体为处于所述左转弯状态。
8.一种存储执行权利要求1至7中任一权利要求所述方法的程序的计算机可读存储介质。
9.一种使用感应器判断转弯状态的设备，所述设备包括：
加速度感应器，其包括用于根据所述移动物体的行驶方向检测加速度的至少两条轴，并在移动物体被驾驶时，输出不同轴的感应器输出信号；
判断单元，其比较从所述加速度感应器输出的所述不同轴的所述感应器输出信号，判断所述移动物体是处于直线行驶状态还是处于左转弯状态或右转弯状态。
10.如权利要求9所述的设备，其中，所述加速度感应器的所述至少两条轴中的一条输出加速度感应器信号Y，所述信号Y为关于所述移动物体的行驶方向的信号Y，且所述加速度感应器的另一条轴输出加速度感应器信号X，所述信号X为关于所述移动物体的左右方向的信号X。
11.如权利要求10所述的设备，其中，当所述加速度感应器为包括X轴、Y轴和Z轴的三轴加速度感应器时，所述加速度感应器只使用所述三条轴中关于所述移动物体的所述行驶方向和关于所述移动物体的所述左右方向的每条轴所对应的加速度感应器的信号。
12.如权利要求10所述的设备，其中，所述判断单元，基于信号Y的绝对值|Y|和信号X的绝对值|X|之间的大小比较，判断所述移动物体是处于所述直线行驶状态还是处于所述转弯状态，其中所述信号Y为关于所述行驶方向的所述加速度感应器信号Y，所述信号X为关于所述左右方向的所述加速度感应器信号X，并使用所述加速度感应器信号X和Y之间的X-Y的水平差异值，判断所述移动物体是处于右转弯状态还是处于左转弯状态。
13.如权利要求9所述的设备，其进一步包括：
信号处理单元，其将所述感应器输出信号转换为所述判断单元可识别的信号，并将所述转换的感应器输出信号输出到所述判断单元。
14.如权利要求13所述的设备，其中，所述信号处理单元为模拟到数字(A/D)转换器，其将所述感应器输出信号转换为所述判断单元可识别的范围内的数字信号。
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