CN106448085B - 一种预警的方法及移动终端 - Google Patents

一种预警的方法及移动终端 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种预警的方法及移动终端，所述方法包括：在第一时间和第二时间之间，获取车体坐标系中xy平面的第一旋转角，以及所述第一时间和第二时间之间一时刻的第一瞬时角速度；在第三时间和第四时间之间，获取车体坐标系中xy平面的第二旋转角，以及所述第三时间和第四时间之间一时刻的第二瞬时角速度；根据所述第一瞬时角速度和第一旋转角得到第一修正角速度，根据所述第二瞬时角速度和第二旋转角得到第二修正角速度；根据所述第一修正角速度和第二修正角速度得到汽车的角加速度；当所述第一瞬时角速度、第二瞬时角速度和角加速度任一值超出阀值时，进行报警。本发明的方案易于实施且可靠性高。

Description

一种预警的方法及移动终端
技术领域
本发明涉及智能终端技术领域，特别涉及一种预警的方法及移动终端。
背景技术
现如今越来越多的家庭拥有汽车，因此安全驾驶问题也越来越受到大家的关注。其中一个比较突出的安全驾驶问题就是汽车在转弯、驶入环岛或在高速环道上行驶时，视线盲区会大于直行情况，比如转弯时会有很明显的A柱盲区，此时存在两种危险情况：一是汽车角速度较大，旋转较快，二是转弯过程中猛踩油门造成角加速度过大，这两种情况下如果在盲区有行人或车辆经过，则容易酿成事故。
为避免上述危险情况的发生，现有技术主要通过在汽车上设置车载计算机及一系列传感器。通过传感器将车速信息传递给车载计算机，通过车载计算机进行危险预警。但现有技术的实现需要购买安装多种传感器，如：陀螺仪、加速度计等，还需要配置车载计算机，因此实现起来较复杂而且成本也较高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种预警的方法及移动终端，使得弯道驾驶危险预警更容易实现，同时本发明以角速度和角加速度为判断依据且采用多模传感器信息融合，因此本发明更适合弯道驾驶危险预警且结果更准确。
为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种预警的方法，包括：
在第一时间和第二时间之间，获取车体坐标系中xy平面的第一旋转角，以及所述第一时间和第二时间之间一时刻的第一瞬时角速度；
在第三时间和第四时间之间，获取车体坐标系中xy平面的第二旋转角，以及所述第三时间和第四时间之间一时刻的第二瞬时角速度；
根据所述第一瞬时角速度和第一旋转角得到第一修正角速度，根据所述第二瞬时角速度和第二旋转角得到第二修正角速度；
根据所述第一修正角速度和第二修正角速度得到汽车的角加速度；
当所述第一瞬时角速度、第二瞬时角速度和角加速度任一值超出阀值时，进行报警。
为解决上述技术问题，本发明的实施例还提供一种移动终端，包括：
获取模块，用于在第一时间和第二时间之间，获取车体坐标系中xy平面的第一旋转角，以及所述第一时间和第二时间之间一时刻的第一瞬时角速度；在第三时间和第四时间之间，获取车体坐标系中xy平面的第二旋转角，以及所述第三时间和第四时间之间一时刻的第二瞬时角速度；
运算模块，用于根据所述第一瞬时角速度和第一旋转角得到第一修正角速度，根据所述第二瞬时角速度和第二旋转角得到第二修正角速度；及根据所述第一修正角速度和第二修正角速度得到汽车的角加速度；
报警模块，用于当所述第一瞬时角速度、第二瞬时角速度和角加速度任一值超出阀值时，进行报警。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
上述方案中，通过获取在第一时间和第二时间之间车体坐标系中xy平面的第一旋转角及所述第一时间和第二时间之间一时刻的第一瞬时角速度；获取在第三时间和第四时间之间车体坐标系中xy平面的第二旋转角及所述第三时间和第四时间之间一时刻的第二瞬时角速度；根据所述第一瞬时角速度和第一旋转角得到第一修正角速度，根据所述第二瞬时角速度和第二旋转角得到第二修正角速度；根据所述第一修正角速度和第二修正角速度得到汽车的角加速度；当所述第一瞬时角速度、第二瞬时角速度和角加速度任一值超出阀值时，进行报警。从而使得弯道驾驶危险预警更容易实现，同时本发明以角速度和角加速度为判断依据且采用多模传感器信息融合，因此本发明更适合弯道驾驶危险预警且结果更准确。
附图说明
图1为本发明的实施例预警方法的流程示意图；
图2为汽车在市区环岛和高速弯道驾驶速度与角速度示意图；
图3为本发明的实施例移动终端坐标系与汽车坐标系关系的示意图；
图4为汽车转弯角速度与转弯旋转角示意图；
图5为本发明的实施例移动终端的结构图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
本发明针对现有技术中，实现弯道驾驶危险预警的方案实施起来较复杂且成本较高的问题，本发明的实施例提供一种预警的方法，使得弯道驾驶危险预警更容易实现，同时本发明以角速度和角加速度为判断依据且采用多模传感器信息融合，因此本发明更适合弯道驾驶危险预警且结果更准确。
第一实施例：
请参阅图1，该预警的方法包括：
步骤11，在第一时间和第二时间之间，获取车体坐标系中xy平面的第一旋转角，以及所述第一时间和第二时间之间一时刻的第一瞬时角速度；
步骤12，在第三时间和第四时间之间，获取车体坐标系中xy平面的第二旋转角，以及所述第三时间和第四时间之间一时刻的第二瞬时角速度；
步骤13，根据所述第一瞬时角速度和第一旋转角得到第一修正角速度，根据所述第二瞬时角速度和第二旋转角得到第二修正角速度；
步骤14，根据所述第一修正角速度和第二修正角速度得到汽车的角加速度；
步骤15，当所述第一瞬时角速度、第二瞬时角速度和角加速度任一值超出阀值时，进行报警。
本实施例中，获取某一时刻瞬时角速度的同时获取包含该时刻的一段时间内的车体坐标系中xy平面所旋转的角度，其中所述的一段时间为极短的一段时间。是为了利用所述极短的一段时间和所测得的旋转角计算得出一角速度值，将该角速度值与直接测得的瞬时角速度值取平均值，从而提高一次测量的准确性。使得本实施例的测量结果准确度较高。
请参阅图2，当汽车在高速公路弯道上行驶时速度为v1、角速度为ω1，在市区弯道上行驶时速度为v2、角速度为ω2，其中v1和v2的大小并不一样，但是由于高速公路的弯道半径与环岛的半径不同所以两种情况下的角速度ω1和ω2相近，因此依据汽车行驶速度判断汽车在转弯时是否危险驾驶并不足够准确，判断汽车在转弯时是否处于危险驾驶一个比较准确的方式是通过汽车在转弯时的角速度来进行判断。
请参阅图4，在汽车转弯或变道过程中，汽车在车体坐标系的xy平面上会有角速度，本实施例中利用移动终端内置的陀螺仪获取汽车在车体坐标系的xy平面的瞬时角速度ω(t)，通过移动终端内置的磁力计获取车体坐标系的xy平面的旋转角Δβ。
本实施例中通过所述磁力计采集车体坐标的xy平面的旋转角Δβ的最终目的是为了通过该旋转角Δβ计算得到汽车的角速度，然后将该角速度与所述陀螺仪所测得的角速度进行整合得到一修正角速度从而达到提高一次测量准确性的目的。
结合公式具体说明对于所获得的汽车的角速度及旋转角的处理方式：
根据所述第一瞬时角速度ω(t1)和第一旋转角Δβ1，采用公式ωa(t1)＝[ω(t1)+Δβ1/Δt1]/2，得到第一修正角速度ωa(t1)，其中ωa(t1)为第一修正角速度，ω(t1)为第一瞬时角速度，Δβ1为第一旋转角，Δt1为所述第一时间与所述第二时间之间的时间差；
根据所述第二瞬时角速度ω(t2)和第二旋转角Δβ2，采用公式
ωa(t2)＝[ω(t2)+Δβ2/Δt2]/2，得到第二修正角速度ωa(t2)，其中
ωa(t2)为第二修正角速度，ω(t2)为第二瞬时角速度，Δβ2为第二旋转角，Δt2为所述第三时间与第四时间之间的时间差。
通过本实施例所述的方法处理之后所得到的汽车的角速度具有比单一传感器所测得的角速度更高的准确性。
而关于汽车角加速度的获得方式为：
根据第一修正角速度ωa(t1)和第二修正角速度ωa(t2)，通过以下公式计算得到汽车的角加速度；
Δω＝[ωa(t2)-ωa(t1)]/(t2-t1)，其中
Δω表示角加速度，ωa(t2)表示第二修正角速度，ωa(t1)表示第一修正角速度，t2表示所述第二修正角速度的时刻点，t1表示所述第一修正角速度的时刻点。
本实施例中之所以要得到汽车的角加速度是因为在汽车处于弯道行驶的过程中紧急刹车或者过快的加速也是一个影响安全性的重要因素，因此本实施例提供了有关汽车加速度的计算方式。
本实施例中对于危险情况的判定标准有两个，一个为汽车的角速度，另一个为汽车的角加速度。其中所述角速度当超过安全值上限时系统会通过扬声器播放语音提示，提醒驾驶员注意安全。
而所述角加速度的安全范围为一个包含正值和负值的区间，其中负值代表汽车处于减速状态而正值代表汽车处于加速状态。因此当汽车的角加速度超过所述区间的负值下限时判定汽车处于急刹车状态，当汽车的角加速度超过所述区间的正值上限时判定汽车处于过快加速状态，两种情况下系统都会播放语音提示，提醒驾驶员注意安全。
本发明的上述实施例，通过在第一时间和第二时间之间，获取车体坐标系中xy平面的第一旋转角，以及所述第一时间和第二时间之间一时刻的第一瞬时角速度；在第三时间和第四时间之间，获取车体坐标系中xy平面的第二旋转角，以及所述第三时间和第四时间之间一时刻的第二瞬时角速度；根据所述第一瞬时角速度和第一旋转角得到第一修正角速度，根据所述第二瞬时角速度和第二旋转角得到第二修正角速度；根据所述第一修正角速度和第二修正角速度得到汽车的角加速度；当所述第一瞬时角速度、第二瞬时角速度和角加速度任一值超出阀值时，进行报警。从而使得弯道驾驶危险预警更容易实现，同时本发明以角速度和角加速度为判断依据且采用多模传感器信息融合，因此本发明更适合弯道驾驶危险预警且结果更准确。
第二实施例：
请参阅图5，本发明实施例还提供一种移动终端51，所述移动终端51可以是智能手机也可以是其它智能电子设备，所述移动终端51包括：
获取模块52，用于在第一时间和第二时间之间，获取车体坐标系中xy平面的第一旋转角，以及所述第一时间和第二时间之间一时刻的第一瞬时角速度；在第三时间和第四时间之间，获取车体坐标系中xy平面的第二旋转角，以及所述第三时间和第四时间之间一时刻的第二瞬时角速度；
运算模块53，用于根据所述第一瞬时角速度和第一旋转角得到第一修正角速度，根据所述第二瞬时角速度和第二旋转角得到第二修正角速度；根据所述第一修正角速度和第二修正角速度得到汽车的角加速度；
报警模块54，用于当所述第一瞬时角速度、第二瞬时角速度和角加速度任一值超出阀值时，进行报警。
其中，所述获取模块52具体用于：通过所述移动终端51内置的磁力计获取在第一时间和第二时间之间车体坐标系中xy平面的第一旋转角，通过所述移动终端51内置的三轴陀螺仪获取所述第一时间和第二时间之间一时刻的第一瞬时角速度；
所述获取模块52还用于：通过所述移动终端51内置的磁力计获取在第三时间和第四时间之间车体坐标系中xy平面的第二旋转角，通过所述移动终端51内置的三轴陀螺仪获取所述第三时间和第四时间之间一时刻的第二瞬时角速度。
其中，所述运算模块53具体用于：根据所述第一瞬时角速度ω(t1)和第一旋转角Δβ1，采用公式ωa(t1)＝[ω(t1)+Δβ1/Δt1]/2得到第一修正角速度ωa(t1)，其中ωa(t1)为第一修正角速度，ω(t1)为第一瞬时角速度，Δβ1为第一旋转角，Δt1为所述第一时间与所述第二时间之间的时间差；根据所述第二瞬时角速度ω(t2)和第二旋转角Δβ2，采用公式ωa(t2)＝[ω(t2)+Δβ2/Δt2]/2得到第二修正角速度ωa(t2)，其中ωa(t2)为第二修正角速度，ω(t2)为第二瞬时角速度，Δβ2为第二旋转角，Δt2为所述第三时间与第四时间之间的时间差。
其中，所述运算模块具体还用于：根据第一修正角速度ωa(t1)和第二修正角速度ωa(t2)，通过以下公式计算得到汽车实时的角加速度；Δω＝[ωa(t2)-ωa(t1)]/(t2-t1)，其中，Δω表示角加速度，ωa(t2)表示第二修正角速度，ωa(t1)为第一修正角速度，t2为获取所述第二修正角速度的时刻点，t1为所述第一修正角速度的时刻点。
其中，所述报警模块54具体用于：当所述第一瞬时角速度、第二瞬时角速度和角加速度任一值超出阀值时，利用扬声器发出语音提示音。
请参阅图3，为了使用移动终端准确测得汽车的角速度，需将所述移动终端平放，所述移动终端可以是智能手机也可以是其它智能电子设备，将所述移动终端固定于汽车前台。使得所述移动终端坐标系(x',y',z')与车体坐标系(x,y,z)的关系如图3所示。这样一来在汽车转弯过程中，所述移动终端的角速度就和汽车的角速度保持一致，所述移动终端坐标系的x'y'面的旋转角就和汽车车体坐标xy面的旋转角保持一致。如此一来所述移动终端所测得的移动终端的角速度即为汽车的角速度，所述移动终端所测得的移动终端坐标系的x'y'面的旋转角即为汽车车体坐标xy面的旋转角。
本发明的移动终端实施例同样通过在第一时间和第二时间之间，获取车体坐标系中xy平面的第一旋转角，以及所述第一时间和第二时间之间一时刻的第一瞬时角速度；在第三时间和第四时间之间，获取车体坐标系中xy平面的第二旋转角，以及所述第三时间和第四时间之间一时刻的第二瞬时角速度；根据所述第一瞬时角速度和第一旋转角得到第一修正角速度，根据所述第二瞬时角速度和第二旋转角得到第二修正角速度；根据所述第一修正角速度和第二修正角速度得到汽车的角加速度；当所述第一瞬时角速度、第二瞬时角速度和角加速度任一值超出阀值时，进行报警。从而使得弯道驾驶危险预警更容易实现，同时本发明以角速度和角加速度为判断依据且采用多模传感器信息融合，因此本发明更适合弯道驾驶危险预警且结果更准确。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (14)

1.一种预警的方法，应用于移动终端，其特征在于，所述方法包括：
在第一时间和第二时间之间，获取车体坐标系中xy平面的第一旋转角，以及所述第一时间和第二时间之间一时刻的第一瞬时角速度；
在第三时间和第四时间之间，获取车体坐标系中xy平面的第二旋转角，以及所述第三时间和第四时间之间一时刻的第二瞬时角速度；
根据所述第一瞬时角速度和第一旋转角得到第一修正角速度，根据所述第二瞬时角速度和第二旋转角得到第二修正角速度；
根据所述第一修正角速度和第二修正角速度得到汽车的角加速度；
当所述第一瞬时角速度、第二瞬时角速度和角加速度任一值超出对应的阀值时，进行报警；所述第一瞬时角速度、第二瞬时角速度和角加速度分别有与之对应的阀值。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在第一时间和第二时间之间，获取车体坐标系中xy平面的第一旋转角，以及所述第一时间和第二时间之间一时刻的第一瞬时角速度；具体为：
通过移动终端内置的磁力计获取在第一时间和第二时间之间车体坐标系中xy平面的第一旋转角，通过移动终端内置的三轴陀螺仪获取所述第一时间和第二时间之间一时刻的第一瞬时角速度。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在第三时间和第四时间之间，获取车体坐标系中xy平面的第二旋转角，以及所述第三时间和第四时间之间一时刻的第二瞬时角速度；具体为：
通过移动终端内置的磁力计获取在第三时间和第四时间之间车体坐标系中xy平面的第二旋转角，通过移动终端内置的三轴陀螺仪获取所述第三时间和第四时间之间一时刻的第二瞬时角速度。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一瞬时角速度和第一旋转角得到第一修正角速度，具体包括：
根据所述第一瞬时角速度和第一旋转角，采用公式
ωa(t1)＝[ω(t1)+Δβ1/Δt1]/2得到第一修正角速度ωa(t1)，其中ωa(t1)为第一修正角速度，ω(t1)为第一瞬时角速度，Δβ1为第一旋转角，Δt1为所述第一时间与所述第二时间之间的时间差。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述第二瞬时角速度和第二旋转角得到第二修正角速度，具体包括：
根据所述第二瞬时角速度和第二旋转角，采用公式
ωa(t2)＝[ω(t2)+Δβ2/Δt2]/2得到第二修正角速度ωa(t2)，其中ωa(t2)为第二修正角速度，ω(t2)为第二瞬时角速度，Δβ2为第二旋转角，Δt2为所述第三时间与第四时间之间的时间差。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述第一修正角速度和第二修正角速度得到汽车的角加速度具体为：
根据第一修正角速度和第二修正角速度，通过以下公式计算得到汽车的角加速度:
Δω＝[ωa(t2)-ωa(t1)]/(t2-t1)，其中，Δω表示角加速度，ωa(t2)表示第二修正角速度，ωa(t1)表示第一修正角速度，t2表示所述第二修正角速度的时刻点，t1表示所述第一修正角速度的时刻点。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述第一瞬时角速度、第二瞬时角速度和角加速度任一值超出阀值时，进行报警，具体包括：
当所述第一瞬时角速度、第二瞬时角速度和角加速度任一值超出阀值时，利用扬声器发出语音提示音。
8.一种移动终端，其特征在于，包括：
获取模块，用于在第一时间和第二时间之间，获取车体坐标系中xy平面的第一旋转角，以及所述第一时间和第二时间之间一时刻的第一瞬时角速度；在第三时间和第四时间之间，获取车体坐标系中xy平面的第二旋转角，以及所述第三时间和第四时间之间一时刻的第二瞬时角速度；
运算模块，用于根据所述第一瞬时角速度和第一旋转角得到第一修正角速度，根据所述第二瞬时角速度和第二旋转角得到第二修正角速度；及根据所述第一修正角速度和第二修正角速度得到汽车的角加速度；
报警模块，用于当所述第一瞬时角速度、第二瞬时角速度和角加速度任一值超出对应的阀值时，进行报警；所述第一瞬时角速度、第二瞬时角速度和角加速度分别有与之对应的阀值。
9.如权利要求8所述的移动终端，其特征在于，所述获取模块具体用于：
通过移动终端内置的磁力计获取在第一时间和第二时间之间车体坐标系中xy平面的第一旋转角，通过移动终端内置的三轴陀螺仪获取所述第一时间和第二时间之间一时刻的第一瞬时角速度。
10.如权利要求9所述的移动终端，其特征在于，所述获取模块还用于：
通过移动终端内置的磁力计获取在第三时间和第四时间之间车体坐标系中xy平面的第二旋转角，通过移动终端内置的三轴陀螺仪获取所述第三时间和第四时间之间一时刻的第二瞬时角速度。
11.如权利要求8所述的移动终端，其特征在于，所述运算模块具体用于：
根据所述第一瞬时角速度和第一旋转角，采用公式
ωa(t1)＝[ω(t1)+Δβ1/Δt1]/2得到第一修正角速度ωa(t1)，其中ωa(t1)为第一修正角速度，ω(t1)为第一瞬时角速度，Δβ1为第一旋转角，Δt1为所述第一时间与所述第二时间之间的时间差。
12.如权利要求11所述的移动终端，其特征在于，所述运算模块具体还用于：
根据所述第二瞬时角速度和第二旋转角，采用公式
ωa(t2)＝[ω(t2)+Δβ2/Δt2]/2得到第二修正角速度ωa(t2)，其中ωa(t2)为第二修正角速度，ω(t2)为第二瞬时角速度，Δβ2为第二旋转角，Δt2为所述第三时间与第四时间之间的时间差。
13.如权利要求12所述的移动终端，其特征在于，所述运算模块具体还用于：
根据第一修正角速度和第二修正角速度，通过以下公式计算得到汽车的角加速度；
Δω＝[ωa(t2)-ωa(t1)]/(t2-t1)，其中，Δω表示角加速度，ωa(t2)表示第二修正角速度，ωa(t1)为第一修正角速度，t2为获取所述第二修正角速度的时刻点，t1为所述第一修正角速度的时刻点。
14.如权利要求8所述的移动终端，其特征在于，所述报警模块具体用于：
当所述第一瞬时角速度、第二瞬时角速度和角加速度任一值超出阀值时，利用扬声器发出语音提示音。
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