CN109000643B - 导航参数获取方法、车辆急速转弯判断方法、系统、装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种导航参数获取方法、系统及装置，包括：结合惯性传感器和GPS，初始化目标车辆导航参数；对惯性传感器的第一运行数据捷联解算，更新当前导航参数。本申请还公开了一种车辆急速转弯判断方法、系统及装置，包括：获取目标车辆的实时侧向加速度；当实时侧向加速度超过所述侧向加速度阈值，按上文导航参数获取方法获取目标车辆的导航参数，计算方位变化角度与姿态变化角度；当方位变化角度超出方位变化角度阈值且姿态变化角度未超过姿态变化角度阈值，获取实时车速；判断实时车速是否超出车速阈值；如果是，判定目标车辆发生急速转弯。本申请兼顾判断速度和判断准确率，最后能够快速准确地得到目标车辆是否发生急速转弯的判断结果。

Description

导航参数获取方法、车辆急速转弯判断方法、系统、装置

技术领域

本申请涉及车辆导航领域，特别涉及一种导航参数获取方法、车辆急速转弯判断方法、系统、装置。

背景技术

随着社会经济水平、人们生活质量的提高和改善，汽车渐渐成为人们不可或缺的交通工具，我国机动车的绝对保有量和新车数量快速增长。一方面，汽车给大众的日常生活带来了诸多快捷与便利；另一方面，由于机动车驾驶员操作不当造成的交通事故与日俱增。据不完全统计，交通安全事故案列中，人为因素占比高达78.32％，迫切需要人们安全意识的提高以及政府机构的高度重视，同时也对汽车后市场的智能化水平提出新的需求。

急速转弯行为判断是评价驾驶员驾驶行为的关键因素，精确、可靠地判断急速转弯事件至关重要。目前判断急速转弯事件的方法主要集中于基于陀螺仪数据直接积分和基于加速度传感器采集到的侧向加速度进行判断。

其中，基于侧向加速度的方法，会由于车辆变道、车道偏离、“S”型弯道、斜坡转弯事件与急速转弯类似，而导致事件可能出现误判。而基于陀螺仪直接积分的方法，虽然能粗略判断车辆姿态，但不能精确掌握车辆转弯角度、姿态角变化等信息，对于车辆转弯的激进程度更无法得知。尤其在斜坡转弯过程中，车辆运动过程不仅表现为方位角度的变化，也表现为水平姿态角(俯仰角、横滚角)的变化，利用陀螺仪直接积分的方法容易产生误判。

在这种背景下，如何解决上述问题，是目前本领域技术人员需要解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于提供一种导航参数获取方法、车辆急速转弯判断方法、系统、装置，以便获取准确直观的导航参数，进而根据导航参数和其他参数，准确快速地判断车辆是否急速转弯。其具体方案如下：

一种导航参数获取方法，包括：

分别获取惯性传感器和GPS接收器的试验数据，根据所述试验数据初始化目标车辆的导航参数；其中所述导航参数包括位置、速度、姿态和方位；

获取所述惯性传感器的第一实时运行数据，并对所述第一实时运行数据进行捷联解算，以更新所述目标车辆的当前导航参数；

其中，所述GPS接收器与所述惯性传感器固定于所述目标车辆上，且所述惯性传感器的任一敏感轴与所述目标车辆的行进方向平行。

优选的，所述获取所述惯性传感器的第一实时运行数据的同时，还包括：

获取所述GPS接收器的第二实时运行数据；

所述对所述第一实时运行数据进行捷联解算，以更新所述目标车辆的当前导航参数之后，还包括：

根据所述第一实时运行数据和通过OBD接口得到的实时车速获取所述目标车辆的实时状态；

根据所述实时状态，对当前导航参数进行处理，然后利用所述GPS接收器的第二实时运行数据和定位精度因子，对处理后的当前导航参数进行组合滤波，得到状态反馈信息；

根据所述状态反馈信息，修正当前导航参数。

优选的，所述根据所述实时状态，对当前导航参数进行处理的过程，具体包括：

当所述目标车辆的实时状态为静止状态，根据零速修正算法对当前导航参数进行处理；

当所述目标车辆的实时状态为运动状态，根据非完整性约束算法对当前导航参数进行处理。

优选的，所述获取所述GPS接收器的第二实时运行数据之后，还包括：

对所述第二实时运行数据进行抗差处理。

优选的，所述分别获取惯性传感器和GPS接收器的试验数据，根据所述试验数据初始化目标车辆的导航参数的过程，具体包括：

在所述目标车辆静止状态下在线标定，获取所述惯性传感器的静态试验数据；

对所述静态实验数据进行静态去噪，得到降噪后静态试验数据；

驱动所述目标车辆行进，分别获取所述GPS接收器和所述惯性传感器的动态试验数据；

根据所述动态试验数据，对所述惯性传感器进行初始对准，得到动态初始对准数据；

根据所述除噪后静态试验数据以及所述动态初始对准数据，初始化所述目标车辆的导航参数。

本申请公开了一种导航参数获取方法，包括：分别获取惯性传感器和GPS接收器的试验数据，根据所述试验数据初始化目标车辆的导航参数；获取所述惯性传感器的第一实时运行数据，并对所述第一实时运行数据进行捷联解算，以更新所述目标车辆的当前导航参数。

与仅利用惯性传感器或仅利用GPS接收器相比，本申请将二者结合，能够获取更为全面准确的导航参数，通过初始化和捷联解算手段，也进一步提高了导航参数的精确度和有效范围。这些导航参数可以应用于多个领域，例如判断目标车辆是否急速转弯；在GPS信号较弱或失锁情况下，凭借当前导航参数也能够得到可靠的定位和速度信息，还可以向车辆的服务运营商、监管机构等提供有效的车辆运营状况信息等等。

相应的，本申请还公开了一种导航参数获取系统，包括：

数据初始化模块，用于分别获取惯性传感器和GPS接收器的试验数据，根据所述试验数据初始化目标车辆的导航参数；其中所述导航参数包括位置、速度、姿态和方位；

数据更新模块，用于获取所述惯性传感器的第一实时运行数据，并对所述第一实时运行数据进行捷联解算，以更新所述目标车辆的当前导航参数；

其中，所述GPS接收器与所述惯性传感器固定于所述目标车辆上，且所述惯性传感器的任一敏感轴与所述目标车辆的行进方向平行。

优选的，所述数据更新模块还用于：

获取所述GPS接收器的第二实时运行数据；

根据所述第一实时运行数据和通过OBD接口得到的实时车速获取所述目标车辆的实时状态；

根据所述实时状态，对当前导航参数进行处理，然后利用所述GPS接收器的第二实时运行数据和定位精度因子，对处理后的当前导航参数进行组合滤波，得到状态反馈信息；

根据所述状态反馈信息，修正当前导航参数。

优选的，所述数据更新模块具体用于：

当所述目标车辆的实时状态为静止状态，根据零速修正算法对当前导航参数进行处理；

当所述目标车辆的实时状态为运动状态，根据非完整性约束算法对当前导航参数进行处理。

优选的，所述数据更新模块还用于：

对所述第二实时运行数据进行抗差处理。

优选的，所述数据初始化模块具体用于：

在所述目标车辆静止状态下在线标定，获取所述惯性传感器的静态试验数据；

对所述静态实验数据进行静态去噪，得到降噪后静态试验数据；

驱动所述目标车辆行进，分别获取所述GPS接收器和所述惯性传感器的动态试验数据；

根据所述动态试验数据，对所述惯性传感器进行初始对准，得到动态初始对准数据；

根据所述除噪后静态试验数据以及所述动态初始对准数据，初始化所述目标车辆的导航参数。

相应的，本申请还公开了一种导航参数获取装置，包括：

GPS接收器和惯性传感器；

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上文所述导航参数获取方法的步骤；

其中，所述GPS接收器与所述惯性传感器固定于目标车辆上，且所述惯性传感器的任一敏感轴与所述目标车辆的行进方向平行。

本申请还公开了一种车辆急速转弯判断方法，包括：

设定侧向加速度阈值、方位变化角度阈值、姿态变化角度阈值以及车速阈值；

通过惯性传感器获取目标车辆的实时侧向加速度；

当所述实时侧向加速度超过所述侧向加速度阈值，根据如上文所述一种导航参数获取方法，获取所述目标车辆的导航参数；其中，所述导航参数包括方位和姿态；

分别根据所述方位和姿态，计算得到方位变化角度与姿态变化角度；

当所述方位变化角度超出所述方位变化角度阈值，且所述姿态变化角度未超过所述姿态变化角度阈值，通过OBD接口获取所述目标车辆的实时车速；

判断所述实时车速是否超出车速阈值；如果是，则判定所述目标车辆发生急速转弯。

相应的，本申请还公开了一种车辆急速转弯判断系统，包括：

阈值设定模块，用于设定侧向加速度阈值、方位变化角度阈值、姿态变化角度阈值以及车速阈值；

第一获取模块，用于通过惯性传感器获取目标车辆的实时侧向加速度；

第二获取模块，用于当所述实时侧向加速度超过所述侧向加速度阈值，利用上文所述一种导航参数获取系统，获取所述目标车辆的导航参数；其中，所述导航参数包括方位和姿态；

角度计算模块，用于分别根据所述方位和姿态，计算得到方位变化角度与姿态变化角度；

第三获取模块，用于当所述方位变化角度超出所述方位变化角度阈值，且所述姿态变化角度未超出所述姿态变化角度阈值，通过OBD接口获取所述目标车辆的实时车速；

判断模块，用于判断所述实时车速是否超出车速阈值；如果是，则判定所述目标车辆发生急速转弯。

相应的，本申请还公开了一种车辆急速转弯判断装置，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上文所述车辆急速转弯判断方法的步骤。

本申请公开的一种车辆急速转弯判断方法，包括：设定侧向加速度阈值、方位变化角度阈值、姿态变化角度阈值以及车速阈值；通过惯性传感器获取目标车辆的实时侧向加速度；当所述实时侧向加速度超过所述侧向加速度阈值，根据如上文所述一种导航参数获取方法，获取所述目标车辆的导航参数；其中，所述导航参数包括方位和姿态；分别根据所述方位和姿态，计算得到方位变化角度与姿态变化角度；当所述方位变化角度超出所述方位变化角度阈值，且所述姿态变化角度未超过所述姿态变化角度阈值，通过OBD接口获取所述目标车辆的实时车速；判断所述实时车速是否超出车速阈值；如果是，则判定所述目标车辆发生急速转弯。

由此可见，本申请利用四个参数对车辆状态进行判断，其中实时侧向加速度快速但可能有误差，方位变化角度和姿态变化角度准确但是计算较慢，实时车速作为速度依据，结合四个参数，兼顾判断速度和判断准确率，最后能够快速准确地得到目标车辆是否发生急速转弯的判断结果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例中一种导航参数获取方法的步骤流程图；

图2为本申请实施例中一种惯性传感器的敏感轴示意图；

图3为本申请实施例中一种导航参数获取系统的结构分布图；

图4为本申请实施例中一种导航参数获取装置的结构分布图；

图5为本申请实施例中一种车辆急速转弯判断方法的步骤流程图；

图6为本申请实施例中一种车辆急速转弯判断系统的结构分布图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

现有技术中，一般利用单一的方式获取汽车的状态，例如通过GPS获取汽车位置和速度，以及利用MEMS惯性传感器获取导航参数。这些方法的准确度都不是很高，而且受到环境因素的影响很大，容易出现误差。因此本申请中将GPS和惯性传感器结合，能够获取更为全面准确的导航参数，通过初始化和捷联解算手段，也进一步提高了导航参数的精确度和有效范围。

本申请实施例公开了一种导航参数获取方法，参见图1所示，包括：

S11：分别获取惯性传感器和GPS(Global Position System，全球定位系统)接收器的试验数据，根据所述试验数据初始化目标车辆的导航参数；

其中，这里的惯性传感器一般指MEMS(Micro-electromechanical Systems，微电子机械系统)惯性传感器，包括陀螺仪和加速度计。

其中，所述GPS接收器与所述惯性传感器固定于所述目标车辆上，且所述惯性传感器的任一敏感轴与所述目标车辆的行进方向平行。惯性传感器的任一敏感轴指敏感轴x轴或y轴，惯性传感器及其敏感轴参见图2所示。

可以理解的是，本实施例的方法由车载智能终端或中央控制单元执行实现，在目标车辆未开始实际运行之前，启动惯性传感器和GPS接收器，将惯性传感器和GPS接收器输出的原始数据作为对应的试验数据，惯性传感器的试验数据中包含仪器固定偏差、随机噪声等，对试验数据进行初步去噪和滤波处理能够得到相对准确的数据，然后根据试验数据初始化目标车辆的导航参数，这一过程实际上相当于对惯性传感器进行校准，校准后获取惯性传感器的运行数据准确有效，也即初始化后再更新的就是排除常值零偏误差和高频随机噪声的数据。

具体的，根据试验数据进行初始化，最后得到初始化后的导航参数，包括初始化目标车辆的位置、速度、姿态、方位，还包括后续更新上述导航参数时需要用到的陀螺仪和加速度计的零偏估计值。

S12：获取所述惯性传感器的第一实时运行数据，并对所述第一实时运行数据进行捷联解算，以更新所述目标车辆的当前导航参数；

由上文得知，第一实时运行数据是消除偏差和噪声的有效数据，对该有效数据进行捷联解算，然后将得到的导航参数更新到当前的目标车辆导航参数中。可以理解的是，第一实时运行数据中含有许多冗余复杂的数据信息，这些信息并不能直接应用在其他领域，经过捷联解算的方法对第一运行数据处理，从中获取高精度、准确直观的导航参数。

其中，导航参数包括目标车辆的位置、速度、姿态、方位等等。

另外，由于捷联解算的过程需要一定的时间，如果捷联解算的第一实时运行数据没有准确的时间定位，那么更新的当前导航参数在时间轴上就只有相对时间差，不能精确地定位。因此为了提高第一实时运行数据的应用价值，需要在实现本实施例时设置一个标准的参考时间轴，通常这个参考时间轴由GPS接收器提供。

本申请公开了一种导航参数获取方法，包括：分别获取惯性传感器和GPS接收器的试验数据，根据所述试验数据初始化目标车辆的导航参数；获取所述惯性传感器的第一实时运行数据，并对所述第一实时运行数据进行捷联解算，以更新所述目标车辆的当前导航参数。

与仅利用惯性传感器或仅利用GPS接收器相比，本申请将二者结合，能够获取更为全面准确的导航参数，通过初始化和捷联解算手段，也进一步提高了导航参数的精确度和有效范围。这些导航参数可以应用于多个领域，例如判断目标车辆是否急速转弯；在GPS信号较弱或失锁情况下，凭借当前导航参数也能够得到可靠的定位和速度信息，还可以向车辆的服务运营商、监管机构等提供有效的车辆运营状况信息等等。

本申请实施例公开了一种具体的导航参数获取方法，相对于上一实施例，本实施例对技术方案作了进一步的说明和优化。

具体的，步骤S11包括：

S111：在所述目标车辆静止状态下在线标定，获取所述惯性传感器的静态试验数据；

其中，静态试验数据的获取时长一般为10～20s左右。

S112：对所述静态实验数据进行静态去噪，得到降噪后静态试验数据；

S113：驱动所述目标车辆行进，分别获取所述GPS接收器和所述惯性传感器的动态试验数据；

通常，该动态试验数据的获取环境应当为：目标车辆尽量在空旷路段以直线行进，车速不小于5m/s且GPS接收器能够有效定位。

S114：根据所述动态试验数据，对所述惯性传感器进行初始对准，得到动态初始对准数据；

可以理解的是，根据惯性传感器和GPS接收器的动态试验数据中的时间参数，可以以GPS接收器的参数为标准，对惯性传感器进行动态初始对准。

S115：根据所述降噪后静态试验数据以及所述动态初始对准数据，初始化所述目标车辆的导航参数。

另外，在执行步骤S12时，具体还可以包括以下步骤：

所述获取所述惯性传感器的第一实时运行数据的同时，还包括：

获取所述GPS接收器的第二实时运行数据；

进一步的，所述对所述第一实时运行数据进行捷联解算，以更新所述目标车辆的当前导航参数之后，还包括：

根据当前导航参数获取所述目标车辆的实时状态；

根据所述实时状态，对当前导航参数进行处理，然后利用所述GPS接收器的第二实时运行数据和定位精度因子(dilution of precision，DOP值)，对处理后的当前导航参数进行组合滤波，得到状态反馈信息；

根据所述状态反馈信息，修正当前导航参数。

其中，第二实时运行数据包括通过GPS接收器获取的位置、速度等数据。

可以理解的是，如果不进行本实施例中的“对处理后的当前导航参数进行组合滤波得到状态反馈信息；根据所述状态反馈信息，修正当前导航参数”的动作，将捷联解算的结果直接用于更新当前导航参数，可能存在一些误差，也即方位角度、位置等导航参数发散，导航参数不准确。因此，本实施例中增添了组合滤波和修正，以此抑制捷联解算的结果发散，最终得到可靠的导航参数并进行更新。

进一步的，所述根据所述实时状态，对当前导航参数进行处理的过程，可以包括：

当所述目标车辆的实时状态为静止状态，根据零速修正算法对当前导航参数进行处理；

当所述目标车辆的实时状态为运动状态，根据非完整性约束算法对当前导航参数进行处理。

另外，所述获取所述GPS接收器的第二实时运行数据之后，还可以包括：

对所述第二实时运行数据进行抗差处理。

这是由于民用GPS接收机精度有限，且易受到环境因素影响，所以需要增加抗差处理步骤，以降低GPS定位野值、漂移对状态估计的影响。

本实施例更新得到的这些导航参数可以应用于多个领域，例如由导航参数中的姿态、方位角度等信息判断目标车辆是否急速转弯；在GPS信号较弱或失锁情况下，凭借当前导航参数中也能够得到可靠地定位和速度信息，还可以向车辆的服务运营商、监管机构等提供有效的车辆运营状况信息等等。这些不同的应用对处理器有一定要求，需要根据车辆的不同类型和不同的功能需求进行相适应的的算法设计。

相应的，本申请实施例还公开了一种导航参数获取系统，参见图3所示，包括：

数据初始化模块11，用于分别获取惯性传感器和GPS接收器的试验数据，根据所述试验数据初始化目标车辆的导航参数；其中所述导航参数包括位置、速度、姿态和方位；

数据更新模块12，用于获取所述惯性传感器的第一实时运行数据，并对所述第一实时运行数据进行捷联解算，以更新所述目标车辆的当前导航参数；

其中，所述GPS接收器与所述惯性传感器固定于所述目标车辆上，且所述惯性传感器的任一敏感轴与所述目标车辆的行进方向平行。

与仅利用惯性传感器或仅利用GPS接收器相比，本申请将二者结合，能够获取更为全面准确的导航参数，通过初始化和捷联解算手段，也进一步提高了导航参数的精确度和有效范围。这些导航参数可以应用于多个领域，例如判断目标车辆是否急速转弯；在GPS信号较弱或失锁情况下，凭借当前导航参数也能够得到可靠的定位和速度信息，还可以向车辆的服务运营商、监管机构等提供有效的车辆运营状况信息等等。

在一些具体的实施例中，所述数据更新模块12还用于：获取所述GPS接收器的第二实时运行数据；根据所述第一实时运行数据和通过OBD接口得到的实时车速获取所述目标车辆的实时状态；

在一些具体的实施例中，所述数据更新模块12还用于：对当前导航参数进行处理，然后利用所述GPS接收器的第二实时运行数据和定位精度因子，对处理后的当前导航参数进行组合滤波，得到状态反馈信息；根据所述状态反馈信息，修正当前导航参数。

在一些具体的实施例中，所述数据更新模块12具体用于：当所述目标车辆的实时状态为静止状态，根据零速修正算法对当前导航参数进行处理；当所述目标车辆的实时状态为运动状态，根据非完整性约束算法对当前导航参数进行处理。

在一些具体的实施例中，所述数据更新模块12还用于：对所述第二实时运行数据进行抗差处理。

在一些具体的实施例中，所述数据初始化模块11具体用于：在所述目标车辆静止状态下在线标定，获取所述惯性传感器的静态试验数据；对所述静态实验数据进行静态去噪，得到降噪后静态试验数据；驱动所述目标车辆行进，分别获取所述GPS接收器和所述惯性传感器的动态试验数据；根据所述动态试验数据，对所述惯性传感器进行初始对准，得到动态初始对准数据；根据所述除噪后静态试验数据以及所述动态初始对准数据，初始化所述目标车辆的导航参数。

相应的，本申请实施例还公开了一种导航参数获取装置，参见图4所示，包括：

GPS接收器21和惯性传感器22；

存储器23，用于存储计算机程序；

处理器24，用于执行所述计算机程序时实现如下步骤：

分别获取惯性传感器22和GPS接收器21的试验数据，根据所述试验数据初始化目标车辆的导航参数；其中所述导航参数包括位置、速度、姿态和方位；

获取所述惯性传感器22的第一实时运行数据，并对所述第一实时运行数据进行捷联解算，以更新所述目标车辆的当前导航参数；

其中，所述GPS接收器21与所述惯性传感器22固定于所述目标车辆上，且所述惯性传感器22的任一敏感轴与所述目标车辆的行进方向平行。

与仅利用惯性传感器或仅利用GPS接收器相比，本申请将二者结合，能够获取更为全面准确的导航参数，通过初始化和捷联解算手段，也进一步提高了导航参数的精确度和有效范围。这些导航参数可以应用于多个领域，例如判断目标车辆是否急速转弯；在GPS信号较弱或失锁情况下，凭借当前导航参数也能够得到可靠的定位和速度信息，还可以向车辆的服务运营商、监管机构等提供有效的车辆运营状况信息等等。

在一些具体的实施例中，所述处理器24执行所述存储器23中保存的计算机子程序时，具体可以实现以下步骤：所述获取所述惯性传感器22的第一实时运行数据的同时获取所述GPS接收器21的第二实时运行数据；所述对所述第一实时运行数据进行捷联解算，以更新所述目标车辆的当前导航参数之后，根据所述第一实时运行数据和通过OBD接口得到的实时车速获取所述目标车辆的实时状态；根据所述实时状态，对当前导航参数进行处理，然后利用所述GPS接收器21的第二实时运行数据和定位精度因子，对处理后的当前导航参数进行组合滤波，得到状态反馈信息；根据所述状态反馈信息，修正当前导航参数。

在一些具体的实施例中，所述处理器24执行所述存储器23中保存的计算机子程序时，具体可以实现以下步骤：当所述目标车辆的实时状态为静止状态，根据零速修正算法对当前导航参数进行处理；当所述目标车辆的实时状态为运动状态，根据非完整性约束算法对当前导航参数进行处理。

在一些具体的实施例中，所述处理器24执行所述存储器23中保存的计算机子程序时，具体可以实现以下步骤：所述获取所述GPS接收器21的第二实时运行数据之后，对所述第二实时运行数据进行抗差处理。

在一些具体的实施例中，所述处理器24执行所述存储器23中保存的计算机子程序时，具体可以实现以下步骤：在所述目标车辆静止状态下在线标定，获取所述惯性传感器22的静态试验数据；对所述静态实验数据进行静态去噪，得到降噪后静态试验数据；驱动所述目标车辆行进，分别获取所述GPS接收器21和所述惯性传感器22的动态试验数据；根据所述动态试验数据，对所述惯性传感器22进行初始对准，得到动态初始对准数据；根据所述除噪后静态试验数据以及所述动态初始对准数据，初始化所述目标车辆的导航参数。

进一步的，本实施例中的导航参数获取装置，还可以包括：

输入接口25，用于获取外界导入的计算机程序，并将获取到的计算机程序保存至所述存储器23中，还可以用于获取外界终端设备传输的各种指令和参数，并传输至处理器24中，以便处理器24利用上述各种指令和参数展开相应的处理。本实施例中，所述输入接口25具体可以包括但不限于USB接口、串行接口、语音输入接口、指纹输入接口、硬盘读取接口等。

输出接口26，用于将处理器24产生的各种数据输出至与其相连的终端设备，以便于与输出接口26相连的其他终端设备能够获取到处理器24产生的各种数据。本实施例中，所述输出接口26具体可以包括但不限于USB接口、串行接口等。

通讯单元27，用于在导航参数获取装置和外部服务器之间建立远程通讯连接，以便于导航参数获取装置能够将镜像文件挂载到外部服务器中。本实施例中，通讯单元27具体可以包括但不限于基于无线通讯技术或有线通讯技术的远程通讯单元。

急速转弯行为判断是评价驾驶员驾驶行为的关键因素，精确、可靠地判断急速转弯事件至关重要。目前判断急速转弯事件的方法主要集中于基于陀螺仪数据直接积分和基于加速度传感器采集到的侧向加速度进行判断。

其中，基于侧向加速度的方法，会由于车辆变道、车道偏离、“S”型弯道、斜坡转弯事件与急速转弯类似，而导致事件可能出现误判。而基于陀螺仪直接积分的方法，虽然能粗略判断车辆姿态，但不能精确掌握车辆转弯角度、姿态角变化等信息，对于车辆转弯的激进程度更无法得知。尤其在斜坡转弯过程中，车辆运动过程不仅表现为方位角度的变化，也表现为水平姿态角(俯仰角、横滚角)的变化，利用陀螺仪直接积分的方法容易产生误判。

本申请提出了一种不同于根据陀螺仪数据或侧向加速度进行判断的方法，通过获取侧向加速度、方位变化角度、姿态变化角度和实时车速，结合这四个参数进行判断，从而获得远比准确快速的判断结果。

具体的，本申请实施例还公开了一种车辆急速转弯判断方法，参见图5所示，包括：

S21：设定侧向加速度阈值、方位变化角度阈值、姿态变化角度阈值以及车速阈值；

可以理解的是，这里的侧向加速度阈值、方位变化角度阈值、姿态变化角度阈值以及车速阈值可以是人为直接设置的，也可以是根据目标车辆的类型参数和相关参数之间的对应关系函数进行设置。

S22：通过惯性传感器获取目标车辆的实时侧向加速度；

S23：当所述实时侧向加速度超过所述侧向加速度阈值，根据如上文实施例所述一种导航参数获取方法，获取所述目标车辆的导航参数；其中，所述导航参数包括方位和姿态；

另外，导航参数还包括速度和位置以及其他信息，但本实施例中只使用方位和姿态。

可以理解的是，实时侧向加速度的获取快速，判断简单，但是判断具有一定的误差，即使实时侧向加速度超过了侧向加速度阈值，也不能百分比肯定目标车辆发生了急速转弯，因此需要利用导航参数进行更精确的判断。

S24：分别根据所述方位和姿态，计算得到方位变化角度与姿态变化角度；

在实际判断的过程中，主要依据是方位变化角度，但是在一些特殊车况例如汽车侧翻时车辆并非转弯，但是方位变化角度同样发生变化，因此引入姿态变化角度来排除这些特殊车况，也即只有方位变化角度超出方位变化角度阈值时认为车辆转弯，如果同时方位变化角度、姿态变化角度均超出对应的阈值则不能认定为车辆转弯。

S25：当所述方位变化角度超出所述方位变化角度阈值，且所述姿态变化角度未超出所述姿态变化角度阈值，通过OBD(On-Board Diagnostics，车载自动诊断系统)接口获取所述目标车辆的实时车速；

此时目标车辆发生了转弯事件，根据实时车速再进一步判断是否为急速转弯。

S26：判断所述实时车速是否超出车速阈值；如果是，则判定所述目标车辆发生急速转弯。

如果否，则判定所述目标车辆发生非急速的转弯。

其中，之所以上述步骤具有先后顺序，是因为同一时刻汽车状态对应的参数的获取过程和速度是不一样的，实时侧向加速度可以直接由惯性传感器得到，而方位变化角度、姿态变化角度却需要经过复杂的计算，时间较长。而利用实时侧向加速度的判断误差较大，利用方位变化角度和姿态变化角度的判断准确率更高，因此本实施例结合多个参数的优缺点，同时兼顾判断速度和准确率，能够快速准确地判断出目标车辆是否发生急速转弯。

本申请实施例实际是对上文中获取的导航参数的一种应用——根据导航参数判断目标车辆是否急速转弯。相对于现有技术单一以某一信息判断，本实施例中用于判断的导航参数全面准确，出现误判的可能性极小。

进一步的，根据方位变化角度还可以判断目标车辆的转动方向，如果方位变化角度为正，则目标车辆进行了一次右转动作，如果方位变化角度为负，则目标车辆进行了一次左转动作。需要注意的是，这里的左转和右转动作体现在对方位角的定义上，如果以北偏东为正，即顺时针为正，车辆右转方位变化角度为正，车辆左转方位变化角度为负；如果以北偏西为正，方位变化角度和转向关系与北偏东的情况相反。

进一步的，一旦步骤S24中判断得出目标车辆急速转弯的结果，可以发出警报，以提醒驾驶员或监控平台目标车辆的驾驶异常。

相应的，本申请实施例还公开了一种车辆急速转弯判断系统，参见图6所述，包括：

阈值设定模块31，用于设定侧向加速度阈值、方位变化角度阈值、姿态变化角度阈值以及车速阈值；

第一获取模块32，用于通过惯性传感器获取目标车辆的实时侧向加速度；

第二获取模块33，用于当所述实时侧向加速度超过所述侧向加速度阈值，利用如上文实施例所述一种导航参数获取系统，获取所述目标车辆的导航参数；其中，所述导航参数包括方位和姿态；

角度计算模块34，用于分别根据所述方位和姿态，计算得到方位变化角度与姿态变化角度；

第三获取模块35，用于当所述方位变化角度超出所述方位变化角度阈值，且所述姿态变化角度未超出所述姿态变化角度阈值，通过OBD接口获取所述目标车辆的实时车速；

判断模块36，用于判断所述实时车速是否超出车速阈值；如果是，则判定所述目标车辆发生急速转弯。

由此可见，本申请利用四个参数对车辆状态进行判断，其中实时侧向加速度快速但可能有误差，方位变化角度和姿态变化角度准确但是计算较慢，实时车速作为速度依据，结合四个参数，兼顾判断速度和判断准确率，最后能够快速准确地得到目标车辆是否发生急速转弯的判断结果。

相应的，本申请实施例还公开了一种车辆急速转弯判断装置，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如下步骤：

设定侧向加速度阈值、方位变化角度阈值、姿态变化角度阈值以及车速阈值；

通过惯性传感器获取目标车辆的实时侧向加速度；

当所述实时侧向加速度超过所述侧向加速度阈值，根据如上文所述一种导航参数获取方法，获取所述目标车辆的导航参数；其中，所述导航参数包括方位和姿态；

分别根据所述方位和姿态，计算得到方位变化角度与姿态变化角度；

当所述方位变化角度超出所述方位变化角度阈值，且所述姿态变化角度未超过所述姿态变化角度阈值，通过OBD接口获取所述目标车辆的实时车速；

判断所述实时车速是否超出车速阈值；如果是，则判定所述目标车辆发生急速转弯。

由此可见，本申请利用四个参数对车辆状态进行判断，其中实时侧向加速度快速但可能有误差，方位变化角度和姿态变化角度准确但是计算较慢，实时车速作为速度依据，结合四个参数，兼顾判断速度和判断准确率，最后能够快速准确地得到目标车辆是否发生急速转弯的判断结果。

进一步的，本实施例中的汽车急速转弯判断装置，还可以包括：

输入接口，用于获取外界导入的计算机程序，并将获取到的计算机程序保存至所述存储器中，还可以用于获取外界终端设备传输的各种指令和参数，并传输至处理器中，以便处理器利用上述各种指令和参数展开相应的处理。本实施例中，所述输入接口具体可以包括但不限于USB接口、串行接口、语音输入接口、指纹输入接口、硬盘读取接口等。

输出接口，用于将处理器产生的各种数据输出至与其相连的终端设备，以便于与输出接口相连的其他终端设备能够获取到处理器产生的各种数据。本实施例中，所述输出接口具体可以包括但不限于USB接口、串行接口等。

通讯单元，用于在车辆急速转弯装置和外部服务器之间建立远程通讯连接，以便于车辆急速转弯判断装置能够将镜像文件挂载到外部服务器中。本实施例中，通讯单元具体可以包括但不限于基于无线通讯技术或有线通讯技术的远程通讯单元。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本申请所提供的一种导航参数获取方法、车辆急速转弯判断方法、系统、装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (7)

1.一种车辆急速转弯判断方法，其特征在于，包括：

设定侧向加速度阈值、方位变化角度阈值、姿态变化角度阈值以及车速阈值；

通过惯性传感器获取目标车辆的实时侧向加速度；

当所述实时侧向加速度超过所述侧向加速度阈值，获取所述目标车辆的导航参数；其中，所述导航参数包括位置、速度、方位和姿态；

分别根据所述方位和所述姿态，计算得到方位变化角度与姿态变化角度；

当所述方位变化角度超出所述方位变化角度阈值，且所述姿态变化角度未超出所述姿态变化角度阈值，通过OBD接口获取所述目标车辆的实时车速；

判断所述实时车速是否超出车速阈值；如果是，则判定所述目标车辆发生急速转弯；

其中，所述当所述实时侧向加速度超过所述侧向加速度阈值，获取所述目标车辆的导航参数的过程，包括：

分别获取惯性传感器和GPS接收器的试验数据，根据所述试验数据初始化目标车辆的导航参数；其中所述导航参数包括位置、速度、姿态和方位；

获取所述惯性传感器的第一实时运行数据，并对所述第一实时运行数据进行捷联解算，以更新所述目标车辆的当前导航参数；

其中，所述GPS接收器与所述惯性传感器固定于所述目标车辆上，且所述惯性传感器的任一敏感轴与所述目标车辆的行进方向平行。

2.根据权利要求1所述车辆急速转弯判断方法，其特征在于，

所述获取所述惯性传感器的第一实时运行数据的同时，还包括：

获取所述GPS接收器的第二实时运行数据；

所述对所述第一实时运行数据进行捷联解算，以更新所述目标车辆的当前导航参数之后，还包括：

根据所述第一实时运行数据和通过OBD接口得到的实时车速获取所述目标车辆的实时状态；

根据所述实时状态，对当前导航参数进行处理，然后利用所述GPS接收器的第二实时运行数据和定位精度因子，对处理后的当前导航参数进行组合滤波，得到状态反馈信息；

根据所述状态反馈信息，修正当前导航参数。

3.根据权利要求2所述车辆急速转弯判断方法，其特征在于，所述根据所述实时状态，对当前导航参数进行处理的过程，具体包括：

当所述目标车辆的实时状态为静止状态，根据零速修正算法对当前导航参数进行处理；

当所述目标车辆的实时状态为运动状态，根据非完整性约束算法对当前导航参数进行处理。

4.根据权利要求3所述车辆急速转弯判断方法，其特征在于，所述获取所述GPS接收器的第二实时运行数据之后，还包括：

对所述第二实时运行数据进行抗差处理。

5.根据权利要求1至4任一项所述车辆急速转弯判断方法，其特征在于，所述分别获取惯性传感器和GPS接收器的试验数据，根据所述试验数据初始化目标车辆的导航参数的过程，具体包括：

在所述目标车辆静止状态下在线标定，获取所述惯性传感器的静态试验数据；

对所述静态实验数据进行静态去噪，得到降噪后静态试验数据；

驱动所述目标车辆行进，分别获取所述GPS接收器和所述惯性传感器的动态试验数据；

根据所述动态试验数据，对所述惯性传感器进行初始对准，得到动态初始对准数据；

根据所述降噪后静态试验数据以及所述动态初始对准数据，初始化所述目标车辆的导航参数。

6.一种车辆急速转弯判断系统，其特征在于，包括：

阈值设定模块，用于设定侧向加速度阈值、方位变化角度阈值、姿态变化角度阈值以及车速阈值；

第一获取模块，用于通过惯性传感器获取目标车辆的实时侧向加速度；

第二获取模块，用于当所述实时侧向加速度超过所述侧向加速度阈值，利用导航参数获取系统，获取所述目标车辆的导航参数；其中，所述导航参数包括位置、速度、方位和姿态；

角度计算模块，用于分别根据所述方位和所述姿态，计算得到方位变化角度与姿态变化角度；

第三获取模块，用于当所述方位变化角度超出所述方位变化角度阈值，且所述姿态变化角度未超出所述姿态变化角度阈值，通过OBD接口获取所述目标车辆的实时车速；

判断模块，用于判断所述实时车速是否超出车速阈值；如果是，则判定所述目标车辆发生急速转弯；

其中，所述导航参数获取系统包括：

数据初始化模块，用于分别获取惯性传感器和GPS接收器的试验数据，根据所述试验数据初始化目标车辆的导航参数；其中所述导航参数包括位置、速度、姿态和方位；

数据更新模块，用于获取所述惯性传感器的第一实时运行数据，并对所述第一实时运行数据进行捷联解算，以更新所述目标车辆的当前导航参数；其中，所述GPS接收器与所述惯性传感器固定于所述目标车辆上，且所述惯性传感器的任一敏感轴与所述目标车辆的行进方向平行。

7.一种车辆急速转弯判断装置，其特征在于，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至5任一项所述车辆急速转弯判断方法的步骤。

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