CN103350661A - 一种基于电子传感器的车辆转弯状态检测装置及其判断方法 - Google Patents

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Abstract

一种基于电子传感器的车辆转弯状态检测装置，包括安装在车上的车辆状态检测模块，所述车辆状态检测模块设有地磁传感器和加速度传感器；所述车辆状态检测模块同输出模块相连，所述输出模块上连接有设置在车内的声音提示装置、影像提示装置以及记录存储装置。本发明通过电子传感器技术，测试灵敏、精准，快速准确的判断出车辆的转弯状态，并结合上述两种传感器的优点，对传感器的误判进行有效规避。

Description

一种基于电子传感器的车辆转弯状态检测装置及其判断方法
技术领域
本发明涉及电子传感器技术领域，具体为一种基于电子传感器的车辆转弯状态检测装置及其判断方法。
背景技术
大型车辆(如土方车、货柜车、长客车等)在转弯时，在车辆的左右侧容易出现视觉盲点，从而经常导致意外事故。如果能够不依赖驾驶员的操作，客观的检测出辆转弯时的状态并提出警示或对车辆周边环境进行监控(如自动打开并记录影像等)，可大大减少意外事故的发生。
目前市面上最常见的车辆转弯状态检测有如下两种方案：
1、通过车辆转向灯信号，即在驾驶员打开左/右转向灯时，通过转向灯信号确定车辆转弯状态；这完全依赖于驾驶员的驾驶习惯，但车辆行驶的意外事故中，往往是由于驾驶员的一时疏忽或不良的驾驶习惯导致的，所以该方案最大的缺点是缺乏客观性和有效性。
2、GPS信息，此方法要求车辆加装GPS装置，并通过GPS的经纬度(变化)信息确定车辆转弯状态。GPS的信息完全依赖于卫星信号，如果卫星信号丢失(如隧道中)，GPS将完全失效；另外，目前常见的车载GPS中经纬度坐标的更新频率是1次/秒，这样要想通过GPS判断出车辆的转弯状态，至少需要1秒～2秒的时间，这样的反应速度对意外事故的预防是相当不利的；再者，GPS方案价格相对昂贵。
若不考虑外部干扰，地磁传感器和加速度传感器都能够灵敏的检测出车辆的转弯状态。然而地磁传感器在电磁干扰下会产生判断误差，加速度传感器在颠簸路面干扰会产生判断误差。
地磁传感器又称为数字罗盘或电子罗盘，其原理是利用地磁作为参考，通过传感器测量出与地磁线之间的夹角进而得到方位角的数据。如图1所示，装载了地磁传感器的车辆在行驶到a点时行驶方向与地磁线夹角为89°，行驶到b点时行驶方向与地磁线夹角为70°，行驶到c点时行驶方向与地磁线夹角为25°。由此，可以简单的通过夹角变化判断出车辆正在右转弯状态。然而，车辆在实际运行中，周边环境复杂多变，磁场干扰在所难免，图2显示了右转弯车辆在受到磁场干扰时的情景。车辆行驶到a点时，无磁场干扰，行驶方向与地磁线夹角为89°；当行驶到b点时，受磁场干扰，行驶方向与地磁线夹角为95°。如果根据夹角变化判断，车辆从a点行驶到b点，应该为左转弯，这显然与实际的行驶状态(右转弯)不符。所以，当周边磁场受到干扰时，仅通过地磁传感器是无法准确判断车辆行驶状态的。
如图3所示，如果用装载在车辆里加速度传感器检测垂直于车辆行驶方向力时。车辆从e点行驶到a点时，角度无变化，角速度ω等于0，离心力F等于0，传感器检测到行驶方向左侧的加速度为0；车辆从a点行驶到b点时，角度从89°变为70°，角速度ω大于0，离心力F大于0，加速度传感器检测到行驶方向左侧的加速度大于0；车辆从b点行驶到c点时，角度从70°变为25°，角速度ω大于0，离心力F’大于0，加速度传感器检测到行驶方向左侧的加速度大于0。
与地磁传感器的缺陷一样，利用加速度传感器检测任一方向的力时，实际检测到的力是该方向上所有外部的合力。因此，如果车辆在转弯过程中遇到路面不平或颠簸时，重力和颠簸产生的反向加速度，都可能导致判断误差，加速度传感器在车辆内的水平安装，则Z轴与重力方向完全重合，通过Z轴方向上的加速度变化可推算出车辆的倾斜角，再通过读取水平面(X轴，Y轴方向)的加速度值，即可推算出车辆“向左合力”，若向左合力大于0，则车辆在右转弯状态。车辆只受右转弯离心力和重力的影响，可以准确的判断出车辆的右转弯状态；车辆因受颠簸离心力分量的影响，无法准确判断车辆的右转弯状态。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种基于电子传感器的车辆转弯状态检测装置及其判断方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种基于电子传感器的车辆转弯状态检测装置，包括安装在车上的车辆状态检测模块，所述车辆状态检测模块设有地磁传感器和加速度传感器；所述车辆状态检测模块同输出模块相连，所述输出模块上连接有设置在车内的声音提示装置、影像提示装置以及记录存储装置。
进一步的，所述地磁传感器采用MAG3110芯片，所述加速度传感器采用MMA7455L芯片。
一种基于电子传感器的车辆转弯状态检测装置的判断方法，其判断步骤如下：
(1)地磁传感器每50毫秒输出一次通过地磁数据变化推算出的车辆行驶状态，开始时，地磁传感器判断车辆是向右偏转、向左偏转还是直行；判断向右偏转时，更新左转起始角度，当右偏转角(即当前角度与右转起始角度的差)大于阈值时，输出右转状态，当右偏转角小于阈值时，输出直行状态；判断向左偏转时，更新右转起始角度，当左偏转角(即当前角度与左转起始角度的差)大于阈值时，输出左转状态，当左偏转角小于阈值时，输出直行状态；判断直行时，即输出直行状态；
(2)加速度传感器每50毫秒输出一次通过加速度数据变化推算出的车辆行驶状态，开始时，加速度传感器判断车辆是向右偏转、向左偏转还是直行；当右侧合力大于阈值时，输出右转状态，当右侧合力小于阈值时，输出直行状态；当左侧合力大于阈值时，输出左转状态，当左侧合力小于阈值时，输出直行状态；
(3)建立综合状态真值表，综合判断出车辆的行驶状态。
有益效果：
本发明通过电子传感器技术，测试灵敏、精准，快速准确的判断出车辆的转弯状态，并结合上述两种传感器的优点，对传感器的误判进行有效规避。
附图说明
图1为地磁传感器无干扰状态的右转示意图；
图2为地磁传感器有干扰状态的右转示意图；
图3为加速度传感器理论转弯示意图；
图4为本发明的结构示意图；
图5为本发明的地磁传感器判断算法示意图；
图6为本发明的加速度传感器判断算法示意图。
具体实施方式
为了使本发明的实现技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
如图4所示，一种基于电子传感器的车辆转弯状态检测装置及其判断方法，包括安装在车上的车辆状态检测模块，所述车辆状态检测模块设有地磁传感器和加速度传感器；所述车辆状态检测模块同输出模块相连，所述输出模块上连接有设置在车内的声音提示装置、影像提示装置以及记录存储装置。所述地磁传感器采用MAG3110芯片，所述加速度传感器采用MMA7455L芯片。
在本发明中，若不考虑外部干扰，地磁传感器和加速度传感器都能够灵敏的检测出车辆的转弯状态。然而地磁传感器在电磁干扰下会产生判断误差，加速度传感器在颠簸路面干扰会产生判断误差。考虑到两种干扰的相对独立性，如果将地磁传感器的判断结果和加速度传感器的判断结果进行合理综合，可以大大降低车辆行驶状态的误判率。本发明通过电子传感器技术，测试灵敏、精准，快速准确的判断出车辆的转弯状态，并结合上述两种传感器的优点，对传感器的误判进行有效规避。
如图5、图6所示，一种基于电子传感器的车辆转弯状态检测装置的判断方法，其判断步骤如下：
(1)地磁传感器每50毫秒输出一次通过地磁数据变化推算出的车辆行驶状态，开始时，地磁传感器判断车辆是向右偏转、向左偏转还是直行；判断向右偏转时，更新左转起始角度，当右偏转角(即当前角度与右转起始角度的差)大于阈值时，输出右转状态，当右偏转角小于阈值时，输出直行状态；判断向左偏转时，更新右转起始角度，当左偏转角(即当前角度与左转起始角度的差)大于阈值时，输出左转状态，当左偏转角小于阈值时，输出直行状态；判断直行时，即输出直行状态；
(2)加速度传感器每50毫秒输出一次通过加速度数据变化推算出的车辆行驶状态，开始时，加速度传感器判断车辆是向右偏转、向左偏转还是直行；当右侧合力大于阈值时，输出右转状态，当右侧合力小于阈值时，输出直行状态；当左侧合力大于阈值时，输出左转状态，当左侧合力小于阈值时，输出直行状态；
(3)建立综合状态真值表，综合判断出车辆的行驶状态。如下表，综合状态初始值为直行，XX表示忽略该状态。
Figure BSA0000093427880000051
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明的要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.一种基于电子传感器的车辆转弯状态检测装置，包括安装在车上的车辆状态检测模块，其特征是：所述车辆状态检测模块设有地磁传感器和加速度传感器；所述车辆状态检测模块同输出模块相连，所述输出模块上连接有设置在车内的声音提示装置、影像提示装置以及记录存储装置。
2.根据权利要求1所述的一种基于电子传感器的车辆转弯状态检测装置及其判断方法，其特征是：所述地磁传感器采用MAG3110芯片，所述加速度传感器采用MMA7455L芯片。
3.一种基于电子传感器的车辆转弯状态检测装置的判断方法，其特征是：其判断步骤如下：
(1)地磁传感器每50毫秒输出一次通过地磁数据变化推算出的车辆行驶状态，开始时，地磁传感器判断车辆是向右偏转、向左偏转还是直行；判断向右偏转时，更新左转起始角度，当右偏转角(即当前角度与右转起始角度的差)大于阈值时，输出右转状态，当右偏转角小于阈值时，输出直行状态；判断向左偏转时，更新右转起始角度，当左偏转角(即当前角度与左转起始角度的差)大于阈值时，输出左转状态，当左偏转角小于阈值时，输出直行状态；判断直行时，即输出直行状态；
(2)加速度传感器每50毫秒输出一次通过加速度数据变化推算出的车辆行驶状态，开始时，加速度传感器判断车辆是向右偏转、向左偏转还是直行；当右侧合力大于阈值时，输出右转状态，当右侧合力小于阈值时，输出直行状态；当左侧合力大于阈值时，输出左转状态，当左侧合力小于阈值时，输出直行状态；
(3)建立综合状态真值表，综合判断出车辆的行驶状态。
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