CN105975776A - 计算加速度积分以及判断汽车紧急制动的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种计算加速度积分以及判断汽车紧急制动的方法及装置，包括：在计算当前时刻t积分区间内的积分时，将所述积分区间划分为n个等长的小区间，所述积分区间宽度为w，小区间的区间长度h＝w/n；分别对每个小区间进行积分计算，并将每个小区间的积分结果相加，得到所述积分当前时刻t时的加速度积分结果，判断所述加速度积分结果是否大于预设的积分阙值；若大于，则判定为紧急制动。本发明提供的计算加速度积分以及判断汽车紧急制动的方法及装置，具有较强的抗干扰性，加速度求积分精度高。

Description

计算加速度积分以及判断汽车紧急制动的方法及装置

技术领域

本发明涉及汽车加速度积分计算领域，特别涉及一种计算加速度积分、判断汽车紧急制动的方法及装置。

背景技术

目前，判断汽车紧急制动的方法主要包括：

(1)加速度峰值法

通过测量汽车上的碰撞加速度信号，判断加速度是否达到预定的阈值。当碰撞加速度达到预定的阈值时就点爆气囊。由于加速度信号变化非常快，而且与汽车结构的振动有关，容易受到外界的干扰。故此种算法一般用于机械式传感的气囊系统，点爆加速度的阈值定的比较高，以提高抗干扰性能，电子式传感器的安全气囊系统则很少采用。

(2)速度变化量法

通过对加速度信号进行积分运算得到碰撞过程中的速度变化量，当速度变化量大于预先设定的阈值时就发出点火信号。由于速度变化量曲线比加速度曲线平滑得多，所以这种算法有较强的抗干扰能力。速度变化量法要求确定开始进行积分的时刻，一般通过加速度阈值来确定碰撞的起始时刻。当检测到加速度超过设定的阈值时，系统认为有碰撞发生，开始点火评价，比较积分结果与预先设定值，决定是否点火。

(3)加速度坡度法

使用加速度峰值法作为判断指标，抗干扰能力差；而使用速度变化量作为指标，又对碰撞不够敏感。加速度坡度法是对加速度信号求导，得到加速度变化量作为点火判断指标，需对加速度信号进行很好的滤波。

(4)移动窗算法

采用一定的积分窗(积分上、下限)宽度，对窗内的加速度信号进行积分。窗随着时间在时间轴上移动，窗的右边界即是加速度的当前时刻。积分计算采用的是Newton.Cotes求积公式，其积分公式为：

$S(t,w)=\underset{t-w}{\overset{t}{\∫}}a\left(t\right)dt$

式中a(t)为加速度信号；t为积分当前时刻；w为窗宽；s(t，w)为积分结果。当积分结果值大于设定的阈值时，即点爆气囊。此方法是速度变化量法的一个变形，求积分算法精度不高。当窗宽较大时，如大于30ms，因气囊点爆的时间一般不可能晚于碰撞开始后30ms，则此算法等同于速度变化量法。

发明内容

本发明的主要目的为提供一种计算加速度积分以及判断汽车紧急制动的方法及装置，具有较强的抗干扰性，加速度求积分精度高。

本发明提出一种计算加速度积分的方法，包括步骤：

在计算当前时刻t积分区间积分时，将所述积分区间划分为n个等长的小区间，所述积分区间宽度为w，小区间的区间长度h＝w/n；

分别对每个小区间进行积分计算，并将每个小区间的积分结果相加，得到所述积分当前时刻t时的加速度积分结果。

进一步地，所述分别对每个小区间进行积分计算，并将每个小区间的积分结果相加的步骤包括：

利用梯形求积公式对每个小区间进行积分计算，并将每个小区间的积分结果相加。

进一步地，所述加速度积分的计算公式为：

$\begin{array}{c}S(t,w)=\underset{t-w}{\overset{t}{\∫}}a\left(t\right)dt\\ =\underset{t-w}{\overset{t-w+h}{\∫}}a\left(t\right)dt+\underset{t-w+h}{\overset{t-w+2h}{\∫}}a\left(t\right)dt+L+\underset{t-h}{\overset{t}{\∫}}a\left(t\right)dt\\ =\frac{h}{2}\[a(t-w)+a(t-w+h)\]+\frac{h}{2}\[a(t-w+h)+a(t-w+2h)\]\\ +......+\frac{h}{2}\[a(t-h)+a\left(t\right)\]\\ +h\[\frac{1}{2}a(t-w)+a(t-w+h)+......+\frac{1}{2}a\left(t\right)\]\end{array}$

其中，a(t)为加速度信号，S(t，w)为积分结果，t为积分当前时刻。

进一步地，所述分别对每个小区间进行积分计算，并将每个小区间的积分结果相加的步骤之后还可以包括：

当积分当前时刻t的积分区间向后移动k个小区间时，计算积分区间内移入的k个小区间积分结果，并计算积分区间内移出的k个小区间积分结果；

将积分当前时刻t的积分结果以及移入的k个小区间积分结果相加，并减去移出的k个小区间积分结果，即为积分当前时刻t的积分区间向后移动k个小区间时的积分结果。

本发明还提供了一种计算加速度积分的装置，包括：

区间划分单元，在计算当前时刻t积分区间积分时，将所述积分区间划分为n个等长的小区间，所述积分区间宽度为w，小区间的区间长度h＝w/n；

计算单元，分别对每个小区间进行积分计算，并将每个小区间的积分结果相加，得到所述积分当前时刻t时的加速度积分结果。

进一步地，所述计算单元包括：

梯形求积单元，利用梯形求积公式对每个小区间进行积分计算，并将每个小区间的积分结果相加。

进一步地，所述梯形求积单元的计算公式为：

$\begin{array}{c}S(t,w)=\underset{t-w}{\overset{t}{\∫}}a\left(t\right)dt\\ =\underset{t-w}{\overset{t-w+h}{\∫}}a\left(t\right)dt+\underset{t-w+h}{\overset{t-w+2h}{\∫}}a\left(t\right)dt+L+\underset{t-h}{\overset{t}{\∫}}a\left(t\right)dt\\ =\frac{h}{2}\[a(t-w)+a(t-w+h)\]+\frac{h}{2}\[a(t-w+h)+a(t-w+2h)\]\\ +......+\frac{h}{2}\[a(t-h)+a\left(t\right)\]\\ +h\[\frac{1}{2}a(t-w)+a(t-w+h)+......+\frac{1}{2}a\left(t\right)\]\end{array}$

其中，a(t)为加速度信号，S(t，w)为积分结果，t为积分当前时刻。

进一步地，还包括：

区间移动计算单元，当积分当前时刻t的积分区间向后移动k个小区间时，计算积分区间内移入的k个小区间积分结果，并计算积分区间内移出的k个小区间积分结果；

移动结果计算单元，将积分当前时刻t的积分结果以及移入的k个小区间积分结果相加，并减去移出的k个小区间积分结果，即为积分当前时刻t的积分区间向后移动k个小区间时的积分结果。

本发明还提供了一种判断汽车紧急制动的方法，设定一个一定的积分区间宽度w，汽车每隔一个区间长度h记录一个加速度，所述判断紧急制动的方法包括：

每隔一个区间长度，获取一个加速度，并计算此时刻积分区间内的加速度积分结果；

判断所述加速度积分结果是否大于预设的积分阙值；若大于，则判定为紧急制动。

本发明还提供了一种判断汽车紧急制动的装置，设定一个一定的积分区间宽度w，汽车每隔一个区间长度h记录一个加速度，所述判断紧急制动的装置包括：

获取计算单元，每隔一个区间长度，获取一个加速度，并计算此时刻积分区间内的加速度积分结果；

结果判定单元，判断所述加速度积分结果是否大于预设的积分阙值；若大于，则判定为紧急制动。

本发明提供的计算加速度积分以及判断汽车紧急制动的方法及装置，具有以下有益效果：

本发明提供的计算加速度积分以及判断汽车紧急制动的方法及装置，在设定的积分窗内，只有在紧急制动时，峰值加速度作用时间足够长时，由计算加速度积分得到的结果才会大于设定的阈值，具有较强的抗干扰能力；求积分计算时，将积分区间划分为多个等长的小区间，提高求积分精度；积分区间移动时，将积分当前时刻t的积分结果以及移入的k个小区间积分结果相加，并减去移出的k个小区间积分结果，即为积分当前时刻t的积分区间向后移动k个小区间时的积分结果，既能节约数据存储空间，又能避免做重复的移位和累加运算，可大幅度提高系统运算速度。

附图说明

图1是本发明一实施例中计算加速度积分的方法示意图；

图2是本发明另一实施例中计算加速度积分的方法示意图；

图3是本发明一实施例中计算加速度积分的装置结构示意图；

图4是本发明一实施例中计算单元的结构示意图；

图5是本发明另一实施例中计算加速度积分的装置结构示意图；

图6是本发明一实施例中判断汽车紧急制动的方法示意图；

图7是本发明一实施例中判断汽车紧急制动的装置结构示意图；

图8是本发明一实施例中车辆不同时速下各工况的分析结果图；

图9是本发明一实施例中积分区间宽度取500ms的积分结果；

图10是本发明一实施例中积分区间宽度取600ms的积分结果；

图11是本发明一实施例中积分区间宽度取700ms的积分结果。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参照图1，为本发明一实施例中提出的计算加速度积分的方法示意图。

本发明一实施例中提出了一种计算加速度积分的方法，上述计算加速度积分的积分区间宽度为w，在积分当前时刻t时，上述计算加速度积分的方法包括：

步骤S1，将上述积分区间划分为n个等长的小区间，小区间的区间长度h＝w/n；

步骤S2，分别对每个小区间进行积分计算，并将每个小区间的积分结果相加，得到上述积分当前时刻t时的加速度积分结果。

采用Newton.Cotes求积公式实现对加速度信号的积分计算。由于低阶的Newton.Cotes求积公式精度不够高，因此需要进行改进。在本实施例中，先将积分区间[t-w,t]分成n个等长的小区间[ti-1,ti](i＝l,2,…,n)，区间长度h＝w/n，分别对每个小区间进行积分计算，然后将每个小区间的积分结果相加，得到上述积分当前时刻t时的加速度积分结果。使用本方法中的移动窗积分对加速度信号进行求积分计算具有精度高的优点。

进一步地，上述步骤S2中，分别对每个小区间进行积分计算，并将每个小区间的积分结果相加的步骤包括：

利用梯形求积公式对每个小区间进行积分计算，并将每个小区间的积分结果相加。即将每个小区间近似为一梯形，利用梯形的求积公式计算每个小区间的积分，最后将小区间的积分计算结果进行相加，求积分精度高，计算简单方便。

因此，进一步地，上述对加速度信号进行积分计算的计算公式表达为：

$\begin{array}{c}S(t,w)=\underset{t-w}{\overset{t}{\∫}}a\left(t\right)dt\\ =\underset{t-w}{\overset{t-w+h}{\∫}}a\left(t\right)dt+\underset{t-w+h}{\overset{t-w+2h}{\∫}}a\left(t\right)dt+L+\underset{t-h}{\overset{t}{\∫}}a\left(t\right)dt\\ =\frac{h}{2}\[a(t-w)+a(t-w+h)\]+\frac{h}{2}\[a(t-w+h)+a(t-w+2h)\]\\ +......+\frac{h}{2}\[a(t-h)+a\left(t\right)\]\\ +h\[\frac{1}{2}a(t-w)+a(t-w+h)+......+\frac{1}{2}a\left(t\right)\]\end{array}$

其中，a(t)为加速度信号，S(t，w)为积分结果，t为积分当前时刻。

参照图2，为本发明另一实施例中提出的计算加速度积分的方法示意图。

上述分别对每个小区间进行积分计算，并将每个小区间的积分结果相加的步骤之后还可以包括：

步骤S3，当积分当前时刻t的积分区间向后移动k个小区间时，计算积分区间内移入的k个小区间积分结果，并计算积分区间内移出的k个小区间积分结果；

步骤S4，将积分当前时刻t的积分结果以及移入的k个小区间积分结果相加，并减去移出的k个小区间积分结果，即为积分当前时刻t的积分区间向后移动k个小区间时的积分结果。

在本实施例中，由于加速度信号随着时间在不断的变化，对加速度信号进行计算也随着时间持续进行。随着时间的变动，对加速度信号积分计算的积分区间也在向后移动，即下一时刻，积分区间即移动k个小区间(k为整数)，可以理解的是，当积分区间向后移动k个小区间时(k＜n)，那么中间必要一部分小区间是重复的，如果再进行一次重复的计算，无疑会增加计算量，以及增加数据存储空间。因此，只需计算新增加的k个小区间的积分结果以及移出积分区间的k个小区间的积分结果，然后根据公式计算：

S(t+kh,w)＝S(t，w)+su-sv

其中，S(t+kh，w)为积分区间向后移动k个小区间时(t+kh时刻)的积分结果，S(t，w)为t时刻的积分结果，su为新增加的k个小区间的积分结果，sv为移出积分区间的k个小区间的积分结果。如此，对积分区间内的加速度信号进行积分计算，便可以减少计算量，以及减少数据存储空间。

上述车辆获取的加速度通过一阶低通滤波器进行滤波(主要目的为获得传感器加速度信号中的直流分量)，之后，再通过递推中值滤波器使数据平滑，去掉加速度信号中的高频噪声。

上述一阶低通滤波器获取加速度信号在车辆行驶方向的直流分量的步骤包括：

在每个采样周期获取一个加速度信号，获取此次采样周期加速度信号的滤波采样值以及上一个采样周期的滤波输出值，其中第一个采样周期的滤波输出值为0；

根据上述滤波采样值以及上一个采样周期的滤波输出值，计算此次采样周期的滤波输出值，上述滤波输出值即为重力加速度在X、Y、Z轴上的直流分量。通过对路测数据进行不同程度的滤波，我们发现滤波参数越大，滤波后加速度随当前加速度变化越快，可以迅速反映出状态切换后的真实加速度，但是滤波加速度值会减小，不易辨别不同的情况(如点刹，颠簸难以分清)，所以，可以选择1/32作为滤波参数，既可以较好地反映真实加速度变化，又可以辨别不同情况。

上述递推中值滤波器去除加速度信号中的高频噪声的步骤包括：

获取第n个采样周期的滤波采样值以及上述第n个采样周期之前的m-1个中每个采样周期的滤波数据输出值；上述m为滤波宽度，m≥1，n≥1；

判断n与m的大小；

当n≥m时，将获取到的m个滤波数据按照大小顺序进行排列，并求出中位数，将求出的中位数作为滤波的输出值。

当n＜m时，获取到的滤波数据不足m个，此时，则直接将获取到的第n个采样周期的滤波数据作为滤波的输出值，而不经过取中位数的步骤。

参照图3，为本发明一实施例中提出的计算加速度积分的装置结构示意图。

本发明一实施例中还提供了一种计算加速度积分的装置，上述计算加速度积分的积分区间宽度为w，在积分当前时刻t时，上述计算加速度积分的装置包括：

区间划分单元10，将上述积分区间划分为n个等长的小区间，小区间的区间长度h＝w/n；

计算单元20，分别对每个小区间进行积分计算，并将每个小区间的积分结果相加，得到上述积分当前时刻t时的加速度积分结果。

采用Newton.Cotes求积公式实现对加速度信号的积分计算。由于低阶的Newton.Cotes求积公式精度不够高，因此需要进行改进。在本实施例中，先将积分区间[t-w,t]分成n个等长的小区间[ti-1,ti](i＝l,2,…,n)，区间长度h＝w/n，分别对每个小区间进行积分计算，然后将每个小区间的积分结果相加，得到上述积分当前时刻t时的加速度积分结果。使用本方法对加速度信号进行求积分计算具有精度高的优点。

进一步地，参照图4，上述计算单元20包括：

梯形求积单元200，利用梯形求积公式对每个小区间进行积分计算，并将每个小区间的积分结果相加。即将每个小区间近似为一梯形，利用梯形的求积公式计算每个小区间的积分，最后将小区间的积分计算结果进行相加，求积分精度高，计算简单方便。

因此，进一步地，上述梯形求积单元200对加速度信号进行积分计算的计算公式表达为：

$\begin{array}{c}S(t,w)=\underset{t-w}{\overset{t}{\∫}}a\left(t\right)dt\\ =\underset{t-w}{\overset{t-w+h}{\∫}}a\left(t\right)dt+\underset{t-w+h}{\overset{t-w+2h}{\∫}}a\left(t\right)dt+L+\underset{t-h}{\overset{t}{\∫}}a\left(t\right)dt\\ =\frac{h}{2}\[a(t-w)+a(t-w+h)\]+\frac{h}{2}\[a(t-w+h)+a(t-w+2h)\]\\ +......+\frac{h}{2}\[a(t-h)+a\left(t\right)\]\\ +h\[\frac{1}{2}a(t-w)+a(t-w+h)+......+\frac{1}{2}a\left(t\right)\]\end{array}$

其中，a(t)为加速度信号，S(t，w)为积分结果，t为积分当前时刻。

参照图5，为本发明另一实施例中提出的计算加速度积分的装置结构示意图。

包括上述区间划分单元10以及计算单元20，还包括：

区间移动计算单元30，当积分当前时刻t的积分区间向后移动k个小区间时，计算积分区间内移入的k个小区间积分结果，并计算积分区间内移出的k个小区间积分结果；

移动结果计算单元40，将积分当前时刻t的积分结果以及移入的k个小区间积分结果相加，并减去移出的k个小区间积分结果，即为积分当前时刻t的积分区间向后移动k个小区间时的积分结果。

在本实施例中，由于加速度信号随着时间在不断的变化，对加速度信号进行计算也随着时间持续进行。随着时间的变动，对加速度信号积分计算的积分区间也在向后移动，即下一时刻，积分区间即移动k个小区间(k为整数)，可以理解的是，当积分区间向后移动k个小区间时(k＜n)，那么中间必要一部分小区间是重复的，如果再进行一次重复的计算，无疑会增加计算量，以及增加数据存储空间。因此，只需通过区间移动计算单元30计算新增加的k个小区间的积分结果以及移出积分区间的k个小区间的积分结果，然后通过移动结果计算单元40根据公式计算：

S(t+kh,w)＝S(t，w)+su-sv

其中，S(t+kh，w)为积分区间向后移动k个小区间时(t+kh时刻)的积分结果，S(t，w)为t时刻的积分结果，su为新增加的k个小区间的积分结果，sv为移出积分区间的k个小区间的积分结果。如此，对积分区间内的加速度信号进行积分计算，便可以减少计算量，以及减少数据存储空间。

参照图6，本发明一实施例中还提供了一种判断汽车紧急制动的方法，设定一个一定的积分区间宽度w(时间宽度)，汽车每隔一个区间长度h(时间单位)记录一个加速度，上述判断紧急制动的方法包括：

步骤S10，每隔一个区间长度，获取一个加速度，并计算此时刻积分区间内的加速度积分结果；

步骤S11，判断上述加速度积分结果是否大于预设的积分阙值；若大于，则判定为紧急制动。

进一步地，参照图7，为本发明一实施例中提供的判断汽车紧急制动的装置结构示意图。

对应于与上述的判断汽车紧急制动的方法，本发明一实施例中还提供了一种判断汽车紧急制动的装置，设定一个一定的积分区间w，汽车每隔一个区间长度h记录一个加速度，上述判断紧急制动的装置包括：

获取计算单元100，每隔一个区间长度，获取一个加速度，并计算此时刻积分区间内的加速度积分结果；

结果判定单元110，判断上述加速度积分结果是否大于预设的积分阙值；若大于，则判定为紧急制动。

在本实施例中，设定一定的时间窗宽度(可等同于积分区间)，时间窗随着车辆的行驶在时间轴上移动，对时间窗内的加速度信号进行积分运算，得到汽车行驶过程中的速度变化量，当变化量大于设定的阈值时便发出触发信号。

因为正常行驶时车辆振动的加速度峰值作用时间很短，且以上下振动为主。正常减速时，虽然车身的加速度方向与紧急制动时的加速度方向一致，但由于加速度作用时间长，加速度峰值小，在设定的时间窗内，由积分公式积分得到的速度变化量不会大于设定的阈值。只有在紧急制动时，峰值加速度作用时间足够长时，由积分公式得到的速度变化量大于设定的阈值，才能进行判定，该方法有较强的抗干扰能力。

紧急制动时的加速度积分曲线的斜率远大于其它驾驶行为的加速度积分曲线斜率。因此，在采取紧急制动后的极短时间内，其加速度积分值就会与其他工况有明显的差别。由此可见，设置一定的积分窗宽(即积分区间宽度)，对加速度信号在积分窗宽范围内进行积分，只要积分窗宽和阈值选择得当，就能够区分紧急制动工况和其它工况。因此，移动窗积分算法中的积分窗宽度和阈值必须同时满足以下几个条件：

1.积分区间的积分窗宽应尽量小，以便使系统或装置能在最短的时间内识别出驾驶员的紧急制动行为。试计算，速度为100km/h的汽车在1s内要行驶27.7m，所以积分积分窗宽应小于1S为宜。

2.在设定的积分窗宽范围内，要使紧急制动时的加速度信号积分值高于积分窗体在时间轴上“移动”时其它所有工况在该积分窗宽内的最大积分值。

3.阈值应取不同速度下所得的紧急制动加速度积分值的最小值，以保证系统能识别不同速度下的紧急制动行为。同时，阈值必须大于在所设定的积分窗宽范围内其它所有工况加速度积分值的最大值，以保证窗体在时间轴上“移动”时系统不会误判定。

因此，设定合适的积分区间宽度和阈值后，车辆系统的获取计算单元100每隔一个区间长度h，获取一个加速度信号，并计算此时刻积分区间内的加速度积分结果；然后通过结果判定单元110，判断上述加速度积分结果是否大于预设的积分阙值；若大于(或等于)，则判定为紧急制动；若加速度积分结果小于设定阈值，则判定为紧急制动外的其它驾驶行为。

在一具体实施例中，车辆行驶过程中，加速度传感器获取车辆加速度信号。设定一定的时间窗宽度，时间窗随着车辆的行驶在时间轴上移动，对设定积分区间宽度内的加速度信号进行积分运算，得到汽车行驶过程中的速度变化量。

测量车辆在不同行驶速度下，获取紧急制动、正常制动、点刹以及通过路障的加速度信号峰值以及制动时间。

参照图8，分别为车辆在40km/h、50km/h、60km/h时速下紧急制动、正常制动、点刹以及通过路障的加速度信号峰值以及制动时间。实验结果表明，紧急制动时，车辆加速度峰值在0.733g左右，明显比其它工况要高，加速度信号在紧急制动后短时间内急剧攀升，且峰值持续时间长。

正常制动时，加速度峰值在0.432g左右，制动时间比紧急制动长得多，且加速度信号较为平缓。

点刹时，加速度峰值在0.216g左右，加速度信号表现为明显的波浪形曲线。

通过路障时，加速度峰值在0.306g左右，加速度在短时间内表现为明显的起伏震荡。

在不同的速度下，相同工况的加速度曲线波形基本一致。因此，与其它工况加速度信号相比，紧急制动工况下的加速度信号最为显著的特点是：加速度值攀升急剧、峰值大、峰值持续时间长、有明显的“窗宽”出现。故若对所得的加速度信号进行积分，其各自的积分曲线将会有明显的区别。

参照图9至图11，分别为积分区间宽度(即图中的积分窗宽)取500ms、600ms、700ms不同值时对加速度信号进行积分的分析结果。

图中结果表示，积分区间的积分窗宽取500ms和600ms时，紧急制动的加速度积分值与正常制动加速度积分的最大值相近，甚至有小于后者的情况发生，故积分窗宽取500ms或600ms不理想。

当积分窗宽取700ms时，紧急制动的加速度积分值大于其它所有工况加速度积分的最大值，因此，是较为优良的窗宽。此时，可确定与积分窗宽取700ms对应的阈值为2.3。因此，可选积分区间的积分窗宽为700ms，对应的阈值为2.3，便可以区别紧急制动与其它工况。

同时，对比紧急制动后500ms、600ms、700ms时刻及正常制动加速度峰值发现，在紧急制动后的500ms、600ms、700ms时刻，紧急制动的加速度值明显大于正常制动的加速度峰值。

因此，为了进一步提高系统的抗干扰能力，系统利用当前时刻加速度值作为另一个紧急制动判别指标，这样就能保证系统更加稳定有效的工作。当前时刻紧急制动加速度值取-0.5g。

综上所述，为本发明实施例中提供的计算加速度积分以及判断汽车紧急制动的方法及装置，在设定的积分区间内，只有在紧急制动时，峰值加速度作用时间足够长时，由计算加速度积分得到的结果才会大于设定的阈值，因此设定合适的积分区间以及阈值，便可以判别紧急制动，且具有较强的抗干扰能力；求积分计算时，将积分区间划分为多个等长的小区间，提高求积分精度；积分区间移动时，将积分当前时刻t的积分结果以及移入的k个小区间积分结果相加，并减去移出的k个小区间积分结果，即为积分当前时刻t的积分区间向后移动k个小区间时的积分结果，既能节约数据存储空间，又能避免做重复的移位和累加运算，可大幅度提高系统运算速度。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种计算加速度积分的方法，其特征在于，包括步骤：

在计算当前时刻t积分区间内的积分时，将所述积分区间划分为n个等长的小区间，所述积分区间宽度为w，小区间的区间长度h＝w/n；

分别对每个小区间进行积分计算，并将每个小区间的积分结果相加，得到所述积分当前时刻t时的加速度积分结果。

2.根据权利要求1所述的计算加速度积分的方法，其特征在于，所述分别对每个小区间进行积分计算，并将每个小区间的积分结果相加的步骤包括：

利用梯形求积公式对每个小区间进行积分计算，并将每个小区间的积分结果相加。

3.根据权利要求2所述的计算加速度积分的方法，其特征在于，所述加速度积分的计算公式为：

$\begin{array}{c}S\left(t,w\right)=\underset{t-w}{\overset{t}{\∫}}a\left(t\right)dt\\ =\underset{t-w}{\overset{t-w+h}{\∫}}a\left(t\right)dt+\underset{t-w+h}{\overset{t-w+2h}{\∫}}a\left(t\right)dt+L+\underset{t-h}{\overset{t}{\∫}}a\left(t\right)dt\\ =\frac{h}{2}\[a\left(t-w\right)+a\left(t-w+h\right)\]+\frac{h}{2}\[a\left(t-w+h\right)+a\left(t-w+2h\right)\]\\ +......+\frac{h}{2}\[a\left(t-h\right)+a\left(t\right)\]\\ =h\[\frac{1}{2}a\left(t-w\right)+a\left(t-w+h\right)+......+\frac{1}{2}a\left(t\right)\]\end{array}$

其中，a(t)为加速度信号，S(t，w)为积分结果，t为积分当前时刻。

4.根据权利要求2所述的计算加速度积分的方法，其特征在于，所述分别对每个小区间进行积分计算，并将每个小区间的积分结果相加的步骤之后还可以包括：

当积分当前时刻t的积分区间向后移动k个小区间时，计算积分区间内移入的k个小区间积分结果，并计算积分区间内移出的k个小区间积分结果；

将积分当前时刻t的积分结果以及移入的k个小区间积分结果相加，并减去移出的k个小区间积分结果，即为积分当前时刻t的积分区间向后移动k个小区间时的积分结果。

5.一种计算加速度积分的装置，其特征在于，包括：

区间划分单元，在计算当前时刻t积分区间积分时，将所述积分区间划分为n个等长的小区间，所述积分区间宽度为w，小区间的区间长度h＝w/n；

计算单元，分别对每个小区间进行积分计算，并将每个小区间的积分结果相加，得到所述积分当前时刻t时的加速度积分结果。

6.根据权利要求5所述的计算加速度积分的装置，其特征在于，所述计算单元包括：

梯形求积单元，利用梯形求积公式对每个小区间进行积分计算，并将每个小区间的积分结果相加。

7.根据权利要求6所述的计算加速度积分的装置，其特征在于，所述梯形求积单元的计算公式为：

$\begin{array}{c}S\left(t,w\right)=\underset{t-w}{\overset{t}{\∫}}a\left(t\right)dt\\ =\underset{t-w}{\overset{t-w+h}{\∫}}a\left(t\right)dt+\underset{t-w+h}{\overset{t-w+2h}{\∫}}a\left(t\right)dt+L+\underset{t-h}{\overset{t}{\∫}}a\left(t\right)dt\\ =\frac{h}{2}\[a\left(t-w\right)+a\left(t-w+h\right)\]+\frac{h}{2}\[a\left(t-w+h\right)+a\left(t-w+2h\right)\]\\ +......+\frac{h}{2}\[a\left(t-h\right)+a\left(t\right)\]\\ =h\[\frac{1}{2}a\left(t-w\right)+a\left(t-w+h\right)+......+\frac{1}{2}a\left(t\right)\]\end{array}$

其中，a(t)为加速度信号，S(t，w)为积分结果，t为积分当前时刻。

8.根据权利要求6所述的计算加速度积分的装置，其特征在于，还包括：

区间移动计算单元，当积分当前时刻t的积分区间向后移动k个小区间时，计算积分区间内移入的k个小区间积分结果，并计算积分区间内移出的k个小区间积分结果；

移动结果计算单元，将积分当前时刻t的积分结果以及移入的k个小区间积分结果相加，并减去移出的k个小区间积分结果，即为积分当前时刻t的积分区间向后移动k个小区间时的积分结果。

9.一种根据权利要求1-4判断汽车紧急制动的方法，其特征在于，设定一个一定的积分区间宽度w，汽车每隔一个区间长度h记录一个加速度，所述判断紧急制动的方法包括：

每隔一个区间长度，获取一个加速度，并计算此时刻积分区间内的加速度积分结果；

判断所述加速度积分结果是否大于预设的积分阙值；若大于，则判定为紧急制动。

10.一种根据权利要求5-8判断汽车紧急制动的装置，其特征在于，设定一个一定的积分区间宽度w，汽车每隔一个区间长度h记录一个加速度，所述判断紧急制动的装置包括：

获取计算单元，每隔一个区间长度，获取一个加速度，并计算此时刻积分区间内的加速度积分结果；

结果判定单元，判断所述加速度积分结果是否大于预设的积分阙值；若大于，则判定为紧急制动。