CN105651253A - 加速度传感器检测车辆安装异常的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种加速度传感器检测车辆安装异常的方法，其包括以下步骤：将加速度传感器固定在车辆部件上，并设置记载矢量角度阀值β，通过加速度传感器每隔预定时间拾取三维坐标系下的XYZ三轴方向的三个重力信号，由此得到沿XYZ三轴方向的重力值；读取车辆部件当前的XYZ三轴重力值；对车辆部件XYZ三轴重力值之间的预定次数的XYZ三轴重力值进行算术平均处理，计算出预定次数的XYZ三轴重力值的各个轴的平均值；加速度传感器根据公式计算车辆部件当前矢量夹角θ；然后根据记载矢量夹角阀值β与当前矢量夹角θ比较，判断汽车部件是否发生位移。

Description

加速度传感器检测车辆安装异常的方法和装置

技术领域

本发明涉及加速度传感器技术领域，尤其涉及一种加速度传感器检测车辆安装异常的方法和装置。

背景技术

随着目前车辆日益迅速增多和普及，盗车、损坏车辆等事故也时有发生，给用户带来了很多的困扰，更甚者还给用户造成巨大的经济损失。以安装在车辆上的挡风玻璃为例，由于人为盗取或者安装位置偏移，不仅造成用户经济损失，还会严重影响车辆的安全性。

为了解决上述问题，现有的车辆防盗主要采用人力监控看管、振动检测以及电压检测方法等。但是上述方法存在缺点，其中人力监控看管，包括摄像头，消耗了人力物力，增加了使用成本；振动检测，其利用传感器受到振动而触发报警的原理，容易造成误报，尤其是在受到外物无意碰撞，给使用者带来了很大的困扰；电压检测，主要判断车辆部件内的电阻丝电压是否下降，当部件被移动或破坏时，部件的内的电阻丝断开触发报警，但是，小面积移动或破坏不会触发报警。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种可靠、安全且方便作为车辆报警装置的加速度传感器，并且能够被广泛应用于日常生活中。

本发明的另一目的在于提供一种加速度传感器检测车辆安装异常的方法，其中车辆部件发生安装位置偏移时，加速度传感器触发报警。该车辆部件包括挡风玻璃、轮胎、车门以及车载设备等。

为达到以上目的，本发明提供了一种加速度传感器检测车辆安装异常的方法，其包括以下步骤：

A、将加速度传感器固定在车辆部件上，采用粘合固定、支架固定或嵌入式固定等，并设置记载矢量角度阀值β，通过所述加速度传感器每隔预定时间拾取三维坐标系下的XYZ三轴方向的三个重力信号，由此得到沿XYZ三轴方向的重力值；

B、读取所述车辆部件当前的XYZ三轴重力值；对所述车辆部件XYZ三轴重力值之间的预定次数的XYZ三轴重力值进行算术平均处理，计算出预定次数的XYZ三轴重力值的各个轴的平均值；

C、计算所述车辆部件当前矢量夹角θ，根据所述记载矢量夹角阀值β与所述当前矢量夹角θ比较，判断汽车部件是否发生位移；

所述步骤A具体包括：

A1、所述加速度传感器每隔预定时间拾取三维坐标系下的XYZ三轴方向的三个重力信号，由此得到沿XYZ三轴方向的重力值，分别记为gx_n，gy_n和gz_n；

所述步骤B具体包括：

B1、读取所述车辆部件当前的XYZ三轴重力值，分别记为gx′，gy′和gz′；

B2、对所述车辆部件XYZ三轴重力值之间的预定次数的XYZ三轴重力值进行算术平均处理，计算出预定次数的XYZ三轴重力值的各个轴的平均值，分别记为gx，gy和gz；其中，有：

${\mathrm{cos\θ}}^{\′}=\frac{A*B}{\left|A\right|*\left|B\right|}$

解上述方程式得：

其中，A×B＝gx×gx+gy×gy′+gz×gz′， $\left|A\right|=\sqrt{{\mathrm{gx}}^2+{\mathrm{gy}}^2+{\mathrm{gz}}^2},\left|B\right|=$ $\sqrt{{\mathrm{gx}}^{\′2}+{\mathrm{gy}}^{\′2}+{\mathrm{gz}}^{\′2}}.$

所述步骤C具体包括：

C1、所述加速度传感器根据下列公式，计算所述当前矢量夹角θ；

$\mathrm{\θ}=({\mathrm{\θ}}^{\′}/\mathrm{\π})\×180.$

C2、当θ＞β，则所述车辆部件发生位移。其中，0°＜β＜90°。

上述地x_n、x′和x均为车辆部件在三维坐标系下的XYZ三轴X方向的位移数值；y_n、y′和y均为车辆部件在三维坐标系下的XYZ三轴Y方向的位移数值；z_n、z′和z均为车辆部件在三维坐标系下的XYZ三轴Z方向的位移数值。

在一个实施例中，所述记载矢量角度阀值β为用户手动设置，即可控制所述车辆部件在一定的位移范围内发生报警，有效防止误报警，造成用户困扰。

在一个实施例中，步骤C之后还包括：

D、当所述车辆部件发生位移时，触发报警。

相应地，所述加速度传感器与用户端通信连接，当所述加速度传感器检测到所述车辆部件发生位移时，不仅可以触发报警，还可以远距离传输报警信号给用户端，使车主能够即时了解信息，防止被盗或被破坏，造成经济损失。

相应地，记录报警信息，便于信息查阅。

本发明提供了一种加速度传感器检测车辆安装异常的装置，包括：

重力获取模块，用于通过加速度传感器每隔预定时间拾取一次XYZ三轴的重力值；还用于读取车辆部件当前的XYZ三轴的重力值；

重力平均值计算模块，用于对所述车辆部件XYZ三轴重力值之间的预定次数的XYZ三轴重力值进行算术平均处理，计算出预定次数的XYZ三轴重力值的各个轴的平均值；

计算及判断模块，用于计算当前矢量夹角θ，根据所述当前矢量夹角θ与记载矢量夹角阀值β比较，判断所述车辆部件是否发生位移；

所述重力平均值计算模块具体包括：平均值计算单元，用于所述车辆部件XYZ三轴重力值之间的预定次数的XYZ三轴重力值进行算术平均处理，计算出预定次数的XYZ三轴重力值的各个轴的平均值，分别记为gx，gy和gz；

所述重力获取模块还用于读取所述车辆部件当前的XYZ三轴的重力值，分别记为gx′，gy′和gz′；

所述计算及判断模块具体包括：

设置单元，用于设置所述记载矢量角度阀值，记为β；

计算单元，用于计算所述当前矢量夹角，记为θ，其中，A×B＝gx×gx+gy×gy′+gz×gz′， $\left|A\right|=\sqrt{{\mathrm{gx}}^2+{\mathrm{gy}}^2+{\mathrm{gz}}^2},\left|B\right|=\sqrt{{\mathrm{gx}}^{\′2}+{\mathrm{gy}}^{\′2}+{\mathrm{gz}}^{\′2}};$

判断单元，用于所述当前矢量夹角θ与所述记载矢量夹角阀值β比较，判断所述车辆部件是否发生位移，即当θ＞β，则所述车辆部件发生位移。

根据本发明的一个实施例，所述记载矢量夹角阀值β为用户手动输入，包括通过用户端输入，并传输给设置单元；或者直接通过设置单元设置记载矢量夹角阀值β。

由于采用了上述技术，本发明的加速度传感器检测车辆安装异常的方法与现有技术相比，本发明加速度传感器检测车辆安装异常的方法采用记载矢量夹角阀值β与当前矢量夹角θ比较，来判断车辆部件是否发生盗窃或破坏，可靠、方便且效率高；其中记载矢量夹角阀值β为用户设置的值，有效防止车辆部件较小运动而造成误报警；而且当前矢量夹角θ的计算公式中三轴重力值的各个轴的平均值为车辆在静止或者匀速运动获取的，有效提高准确度。

以下结合附图及实施例进一步说明本发明。

附图说明

图1为本发明所述加速度传感器检测车辆安装异常的方法的流程图；

图2为本发明所述加速度传感器检测车辆安装异常的装置的结构框图。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。

如图1所示，一种加速度传感器检测车辆安装异常的方法，其包括以下步骤：

S100：将加速度传感器固定在车辆部件上，并设置记载矢量角度阀值β，通过加速度传感器每隔预定时间拾取三维坐标系下的XYZ三轴方向的三个重力信号，由此得到沿XYZ三轴方向的重力值，分别记为gx_n，gy_n和gz_n；

S200：读取车辆部件当前的XYZ三轴重力值，分别记为gx′，gy′和gz′；对车辆部件XYZ三轴重力值之间的预定次数的XYZ三轴重力值进行算术平均处理，计算出预定次数的XYZ三轴重力值的各个轴的平均值，分别记为gx，gy和gz；其中， $gx=\frac{{\mathrm{gx}}_1+{\mathrm{gx}}_2+...+{\mathrm{gx}}_n}{n},gy=$ $\frac{{\mathrm{gy}}_1+{\mathrm{gy}}_2+...+{\mathrm{gy}}_n}{n},gz=\frac{{\mathrm{gz}}_1+{\mathrm{gz}}_2+...+{\mathrm{gz}}_n}{n};$

S300：加速度传感器根据下列公式，计算车辆部件当前矢量夹角θ；

其中，A×B＝gx×gx+gy×gy′+gz×gz′， $\left|A\right|=$ $\sqrt{{\mathrm{gx}}^2+{\mathrm{gy}}^2+{\mathrm{gz}}^2},\left|B\right|=\sqrt{{\mathrm{gx}}^{\′2}+{\mathrm{gy}}^{\′2}+{\mathrm{gz}}^{\′2}};$

然后根据记载矢量夹角阀值β与当前矢量夹角θ比较，判断汽车部件是否发生位移，即当θ＞β，则车辆部件发生位移。

通过上述步骤，加速度传感器在车辆部件上固定安装时，管理者可以监督被安装的车辆部件是否存在随意卸载安装的情况发生，若触发报警，后台就会通过与车辆拥有者联系，提醒或告知其行为不当，避免车辆在发生情况时不能够实时准确的提供需要采集的数据，以便为管理者提供更更优质的终端服务。

相应地，加速传感器可以用在车载设备上，管理者可以监督加车载设备是否存在人为卸载等，有效保证了车载设备对车辆的GPS位置信息、车辆的驾驶习惯、车辆的碰撞等数据的顺利采集。

相应地，本发明的工作原理如下所述：

以安装在车辆上的挡风玻璃为例，加速度传感器粘合在挡风玻璃上。加速度传感器Sensor受力情况建立一个右手三维坐标系O-XYZ，O-XYZ坐标系会随着挡风玻璃的移动，O-XYZ三轴受力会发生变化。此时加速度传感器存在一个记载矢量夹角阀值β，该记载矢量夹角阀值β为用户设置的值。

当加速度传感器固定在挡风玻璃上，且车辆处于静止或者匀速运动的时候Sensor三轴就会形成一种特定的状态，我们定义该状态下Sensor处于稳态。稳态时三维坐标系O-XYZ三轴受力gx_n，gy_n和gz_n的合力就是重力G的大小。为了更好的采集精确的稳态值，我们采用定时采样的方式去更新和存储n组的稳态值，最终取其平均值作为该状态下的稳态值gx，gy和gz，以完成初始准备。

加速传感器读取当前的三维坐标系0-XYZ三轴受力gx′，gy′和gz′，并根据相应的公式计算当前矢量夹角θ，并将记载矢量夹角阀值β与当前矢量夹角θ比较，一旦当前矢量夹角θ大于记载矢量夹角阀值β，就会立马触发报警，并通过无线通信模块上报至后台服务器，以便与用户检测挡风玻璃的安装状态。

由于记载矢量夹角阀值β为用户设置的值，控制所述车辆部件在一定的位移范围内发生报警，有效防止误报警，如防止挡风玻璃振动而造成报警，造成用户困扰。

如图2所示，一种加速度传感器检测车辆安装异常的装置，包括：

重力获取模块1，用于通过加速度传感器每隔预定时间拾取一次XYZ三轴的重力值；还用于读取车辆部件当前的XYZ三轴的重力值；

重力平均值计算模块2，用于对车辆部件XYZ三轴重力值之间的预定次数的XYZ三轴重力值进行算术平均处理，计算出预定次数的XYZ三轴重力值的各个轴的平均值；

计算及判断模块3，用于计算当前矢量夹角θ，根据当前矢量夹角θ与记载矢量夹角阀值β比较，判断车辆部件是否发生位移；

重力平均值计算模块2具体包括：平均值计算单元，用于车辆部件XYZ三轴重力值之间的预定次数的XYZ三轴重力值进行算术平均处理，计算出预定次数的XYZ三轴重力值的各个轴的平均值，分别记为gx，gy和gz；

重力获取模块1还用于读取车辆部件当前的XYZ三轴的重力值，分别记为gx′，gy′和gz′；

计算及判断模块3具体包括：

设置单元，用于设置记载矢量角度阀值，记为β；

计算单元，用于计算当前矢量夹角，记为θ，其中，A×B＝gx×gx+gy×gy′+gz×gz′， $\left|A\right|=\sqrt{{\mathrm{gx}}^2+{\mathrm{gy}}^2+{\mathrm{gz}}^2},\left|B\right|=\sqrt{{\mathrm{gx}}^{\′2}+{\mathrm{gy}}^{\′2}+{\mathrm{gz}}^{\′2}};$

判断单元，用于当前矢量夹角θ与记载矢量夹角阀值β比较，判断车辆部件是否发生位移，即当θ＞β，则车辆部件发生位移。

上述的重力获取模块1、重力平均值计算模块2和计算及判断模块3均为加速度传感器元件。

根据上述实施例，本发明还提供如下优点：

(1)本发明所述加速度传感器能够被选择性地安装于任何表面，并且安装方便，采用粘合，紧固件或嵌入方式等；

(2)本发明所述加速度传感器与任何新的或旧的电子设备通讯连接，只要所述电子设备能够从本发明接收无线信号，从而实现报警信号的传输，电子设备包括手机或电脑等；

(3)本发明的记载矢量夹角阀值β为用户设置的值，有效防止误报警；

(4)本发明通过记载矢量夹角阀值β与当前矢量夹角θ比较，来判断车辆部件是否发生盗窃或破坏，可靠、方便且效率高。

以上所述的实施例仅用于说明本发明的技术思想及特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，不能仅以本实施例来限定本发明的专利范围采用，即凡依本发明所揭示的精神所作的同等变化或修饰，仍落在本发明的专利范围。

Claims (3)

1.一种加速度传感器检测车辆安装异常的方法，其特征在于：其包括以下步骤：

A、将加速度传感器固定在车辆部件上，并设置记载矢量角度阀值，记为β，通过所述加速度传感器每隔预定时间拾取三维坐标系下的XYZ三轴方向的三个重力信号，由此得到沿XYZ三轴方向的重力值；

B、读取所述车辆部件当前的XYZ三轴重力值；对所述车辆部件XYZ三轴重力值之间的预定次数的XYZ三轴重力值进行算术平均处理，计算出预定次数的XYZ三轴重力值的各个轴的平均值；

C、计算所述车辆部件当前矢量夹角，记为θ，根据所述记载矢量夹角阀值β与所述当前矢量夹角θ比较，判断所述汽车部件是否发生位移；

所述步骤A具体包括：

A1、所述加速度传感器每隔预定时间拾取三维坐标系下的XYZ三轴方向的三个重力信号，由此得到沿XYZ三轴方向的重力值，分别记为gx_n，gy_n和gz_n；

所述步骤B具体包括：

B1、读取所述车辆部件当前的XYZ三轴重力值，分别记为gx′，gy′和gz′；

B2、对所述车辆部件XYZ三轴重力值之间的预定次数的XYZ三轴重力值进行算术平均处理，计算出预定次数的XYZ三轴重力值的各个轴的平均值，分别记为gx，gy和gz；其中，

所述步骤C具体包括：

C1、所述加速度传感器根据下列公式，计算当前矢量夹角θ；

θ＝(θ′/π)×180，其中， $\begin{array}{ccc}{\mathrm{\θ}}^{\′}={\cos }^{-1}\frac{A*B}{\left|A\right|*\left|B\right|},& A\×B=gx\×gx+gy\×{\mathrm{gy}}^{\′}+gz\×{\mathrm{gz}}^{\′},& \left|A\right|=\end{array}$ $\begin{array}{cc}\sqrt{{\mathrm{gx}}^2+{\mathrm{gy}}^2+{\mathrm{gz}}^2},& \left|B\right|=\sqrt{{\mathrm{gx}}^{\′2}+{\mathrm{gy}}^{\′2}+{\mathrm{gz}}^{\′2}}.\end{array}$

C2、根据所述记载矢量夹角阀值β与所述当前矢量夹角θ比较，判断所述汽车部件是否发生位移，即当θ＞β，则所述车辆部件发生位移。

2.如权利要求1所述的加速度传感器检测车辆安装异常的方法，其特征在于：所述步骤C后还包括：

D、当所述车辆部件发生位移时，触发报警。

3.一种加速度传感器检测车辆安装异常的装置，其特征在于：包括：

重力获取模块，用于通过加速度传感器每隔预定时间拾取一次XYZ三轴的重力值；还用于读取车辆部件当前的XYZ三轴的重力值；

重力平均值计算模块，用于对所述车辆部件XYZ三轴重力值之间的预定次数的XYZ三轴重力值进行算术平均处理，计算出预定次数的XYZ三轴重力值的各个轴的平均值；

计算及判断模块，用于计算当前矢量夹角θ，根据所述当前矢量夹角θ与记载矢量夹角阀值β比较，判断所述车辆部件是否发生位移；

所述重力平均值计算模块具体包括：平均值计算单元，用于所述车辆部件XYZ三轴重力值之间的预定次数的XYZ三轴重力值进行算术平均处理，计算出预定次数的XYZ三轴重力值的各个轴的平均值，分别记为gx，gy和gz；

所述重力获取模块还用于读取所述车辆部件当前的XYZ三轴的重力值，分别记为gx′，gy′和gz′；

所述计算及判断模块具体包括：

设置单元，用于设置所述记载矢量角度阀值，记为β；

计算单元，用于计算当前矢量夹角，记为θ，其中，θ＝(θ′/π)×180，A×B＝gx×gx+gy×gy′+gz×gz′， $\begin{array}{cc}\left|A\right|=\sqrt{{\mathrm{gx}}^2+{\mathrm{gy}}^2+{\mathrm{gz}}^2},& \left|B\right|=\sqrt{{\mathrm{gx}}^{\′2}+{\mathrm{gy}}^{\′2}+{\mathrm{gz}}^{\′2}};\end{array}$

判断单元，用于所述当前矢量夹角θ与所述记载矢量夹角阀值β比较，判断所述车辆部件是否发生位移，即当θ＞β，则所述车辆部件发生位移。