CN109572609B - 一种基于加速度传感器的汽车侧翻检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于加速度传感器的汽车侧翻检测方法，所述方法包括，采集三轴加速度传感器X轴、Y轴、Z轴的加速度值，计算计算X轴、Y轴、Z轴与竖直加速度的夹角作为三个轴的角度，连续采集计算X轴、Y轴、Z轴计算角度均值，并将均值作为稳定状态的角度，将稳定状态的角度值与第一采集时间段X轴、Y轴、Z轴稳定状态的角度作差与预设的角度阈值判断是否发生侧翻，同时通过汽车位置数据辅助判断。本发明在数据采集时进行移动平均预处理，有效减少噪声干扰；通过计算X轴、Y轴、Z轴角度的均值作为稳定状态的角度，提高稳定状态判断的准确性，通过增加了汽车位置数据辅助判断侧翻可以避免误判，提高了侧翻判断的准确性。

Description

一种基于加速度传感器的汽车侧翻检测方法

技术领域

本发明涉及汽车侧翻检测领域，更具体地，涉及一种基于加速度传感器的汽车侧翻检测方法。

背景技术

随着经济的发展，我国的汽车保有量每年在迅速增加，驾驶出行成为现代人的重要出行方式，然而由于驾驶不当，路况等原因，公路交通事故频频发生，导致大量的人员伤亡和经济损失，造成车辆侧翻的原因有两个，一个是由于路面障碍物的车厢撞击，另一个是由于车辆曲线运动时横向加速度过大，其中第二个是造成侧翻的主要原因，横向加速度不仅与车辆悬架轮胎特性有关还与车速，前轮转角密切相关。在发生侧翻时及时准确检测侧翻，同时车联网系统及时告警并作出救援响应是值得进一步研究的问题。

发明内容

本发明为克服上述现有中技术汽车侧翻检测准确性不高、侧翻基准状态选取必须为水平位置的缺陷，提供一种基于加速度传感器的汽车侧翻检测方法。

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题。

本发明的首要目的是提供一种基于加速度传感器的汽车侧翻检测方法，为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种基于加速度传感器的汽车侧翻检测方法，所述方法包括如下步骤：

S1：汽车启动时刻开始，每个预设的采集时间段对三轴加速度传感器的X轴、Y轴、Z轴分别采集m个加速度值，m≥2且m为正整数；分别对X轴、Y轴、Z轴的m个加速度值进行移动平均处理分别得到X轴、Y轴、Z轴n个加速度值，n为能整除m的正整数；分别计算X轴、Y轴、Z轴的n个加速度值与重力加速度的夹角作为X轴、Y轴、Z轴的角度，记为x_i、y_i、z_i，其中i取值为1到n；

S2：分别计算X轴、Y轴、Z轴的n个角度的均值，记为

S3：将X轴的n个角度分别与

作差，记为Δx_i；将Y轴的n个角度分别与

作差，记为Δy_i；将Z轴的n个角度分别与

作差，记为Δz_i；其中i取值为1到n；

S4：差值Δx_i、Δy_i、Δz_i满足预设的角度偏差范围时i对应的状态作为当前采集时间段稳定状态，同时将对应轴的角度均值作为稳定状态的角度；汽车启动第一采集时间段得到的X轴、Y轴、Z轴稳定状态的角度记为x₀、y₀、z₀；

S5：重复步骤S1到S4，计算不同采集时间端X轴、Y轴、Z轴稳定状态的角度，与x₀、y₀、z₀的角度差值，判断稳定状态的角度差值是否大于预设的角度阈值，若大于预设角度阈值则判断为侧翻，判断为侧翻后将再次根据移动定位装置的数据辅助确认是否发生侧翻；若小于等于预设角度阈值则判断为未发生侧翻。增加了移动定位装置辅助判断侧翻可以避免误判。

进一步地，步骤S5做出侧翻判断后，还采集汽车位置数据，根据汽车位置数据辅助确认是否侧翻，若汽车位置持续变化，则此次侧翻判断无效，认定为未发生侧翻；若汽车位置保持不变，则确认发生侧翻。

进一步地，步骤S1中一个采集时间段为1s。

进一步地，步骤S1移动平均的处理过程为：

S11：分别将X轴、Y轴、Z轴m个加速度值分成n份，每份含有m/n个加速度值；

S12：计算每一份m/n个加速度值的均值，共得到n个加速度均值；

S13：将X轴、Y轴、Z轴对应的n个加速度均值作为n个加速度值用于计算X轴、Y轴、Z轴的角度。

进一步地，步骤S1计算X轴、Y轴、Z轴的角度公式如下：

其中，x_i、y_i、z_i表示第i次X轴、Y轴、Z轴的角度，i取值为1到n。

进一步地，步骤S预设的角度偏差范围-2到+2度。

进一步地，步骤S5预设角度阈值为30度。30度的预设值具有代表性，可以包括基本的侧翻状态。

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：

本发明在数据采集时进行移动平均预处理，有效减少噪声干扰；通过计算X轴、Y轴、Z轴角度的均值作为稳定状态的角度，提高稳定状态判断的准确性，通过增加了汽车位置数据辅助判断侧翻可以避免误判，提高了侧翻判断的准确性。

附图说明

图1为方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

实施例1

如图1所示，一种基于加速度传感器的汽车侧翻检测方法，所述方法包括如下步骤：

一种基于加速度传感器的汽车侧翻检测方法，所述方法包括如下步骤：

S1：汽车启动时刻开始，每个预设的采集时间段对三轴加速度传感器的X轴、Y轴、Z轴分别采集50个加速度值，50满足取值条件(m≥2且m为正整数)；分别对X轴、Y轴、Z轴的50个加速度值进行移动平均处理分别得到X轴、Y轴、Z轴10个加速度值，10为能整除50的正整数；分别计算X轴、Y轴、Z轴的10个加速度值与重力加速度的夹角作为X轴、Y轴、Z轴的角度，记为x_i、y_i、z_i，其中i取值为1到10；

S2：分别计算X轴、Y轴、Z轴的10个角度的均值，记为

S3：将X轴的10个角度分别与

作差，记为Δx_i；将Y轴的10个角度分别与

作差，记为Δy_i；将Z轴的n个角度分别与

作差，记为Δz_i；其中i取值为1到10；

S4：差值Δx_i、Δy_i、Δz_i满足预设的角度偏差范围时i对应的状态作为当前采集时间段稳定状态，同时将对应轴的角度均值作为稳定状态的角度；汽车启动第一采集时间段得到的X轴、Y轴、Z轴稳定状态的角度记为x₀、y₀、z₀；

本实施例设置差值的范围为-2到+2之间，Δx_i、Δy_i、Δz_i在-2到+2之间的对应的状态作为当前采集时刻稳定状态。

S5：重复步骤S1到S4，计算不同采集时间端X轴、Y轴、Z轴稳定状态的角度，与x₀、y₀、z₀的角度差值，判断稳定状态的角度差值是否大于预设的角度阈值，若大于预设角度阈值则判断为侧翻，判断为侧翻后将再次根据移动定位装置的数据辅助确认是否发生侧翻；若小于等于预设角度阈值则判断为未发生侧翻。增加了移动定位装置辅助判断侧翻可以避免误判。

进一步地，步骤S5做出侧翻判断后，还采集汽车位置数据，根据汽车位置数据辅助确认是否发生侧翻，若汽车位置持续变化，则此次侧翻判断无效，认定为未发生侧翻；若汽车位置保持不变，则确认发生侧翻。

进一步地，步骤S1中一个采集时间段为1s。

进一步地，步骤S1移动平均的处理过程为：

S11：分别将X轴、Y轴、Z轴m个加速度值分成10份，每份含有5个加速度值；

S12：计算每一份5个加速度值的均值，共得到10个加速度均值；

S13：将X轴、Y轴、Z轴对应的10个加速度均值作为10个加速度值用于计算X轴、Y轴、Z轴的角度。本实施例使用加速度传感器为50赫兹，即每秒传入50个样本点，对这50个样本点取移动平均，将50个样本点切分为10份，每份5个样本点，对这5份样本点求和除以5，即为该份的平均值。这样50个样本点，可获得10份均值。取移动平均，目的是获取数据的趋势，减少噪声的干扰。

所述m取值为50，n取值为10，m/n的值为5。本实施例使用的加速度计为50赫兹，即每秒采集传入50个样本点。

所述步骤S1计算X轴、Y轴、Z轴的角度公式如下：

其中，x_i、y_i、z_i表示第i次X轴、Y轴、Z轴的角度，i取值为1到10。

所述步骤S4预设的角度偏差范围-2到+2度。

所述步骤S5预设角度阈值为30度。30度的预设值具有代表性，可以包括基本的侧翻状态。

实施例2

如图1所示，一种基于加速度传感器的汽车侧翻检测方法，所述方法包括如下步骤：

一种基于加速度传感器的汽车侧翻检测方法，所述方法包括如下步骤：

S1：汽车启动时刻开始，每个预设的采集时间段对三轴加速度传感器的X轴、Y轴、Z轴分别采集2个加速度值，2满足取值条件(取值为2，满足m≥2且m为正整数)；分别对X轴、Y轴、Z轴的2个加速度值进行移动平均处理分别得到X轴、Y轴、Z轴2个加速度值，2为能整除2的正整数；分别计算X轴、Y轴、Z轴的2个加速度值与重力加速度的夹角作为X轴、Y轴、Z轴的角度，记为x_i、y_i、z_i，其中i取值为1到2；

S2：分别计算X轴、Y轴、Z轴的2个角度的均值，记为

S3：将X轴的2个角度分别与

作差，记为Δx_i；将Y轴的2个角度分别与

作差，记为Δy_i；将Z轴的2个角度分别与

作差，记为Δz_i；其中i取值为1到2；

S4：差值Δx_i、Δy_i、Δz_i满足预设的角度偏差范围时i对应的状态作为当前采集时间段稳定状态，同时将对应轴的角度均值作为稳定状态的角度；汽车启动第一采集时间段得到的X轴、Y轴、Z轴稳定状态的角度记为x₀、y₀、z₀；

本实施例设置差值的范围为-2到+2(单位为度)之间，Δx_i、Δy_i、Δz_i在-2到+2之间的对应的状态作为当前采集时刻稳定状态。

S5：重复步骤S1到S4，计算不同采集时间端X轴、Y轴、Z轴稳定状态的角度，与x₀、y₀、z₀的角度差值，判断稳定状态的角度差值是否大于预设的角度阈值，若大于预设角度阈值则判断为侧翻，判断为侧翻后将再次根据移动定位装置的数据辅助确认是否发生侧翻；若小于等于预设角度阈值则判断为未发生侧翻。增加了移动定位装置辅助判断侧翻可以避免误判。

进一步地，步骤S5做出侧翻判断后，还采集汽车位置数据，根据汽车位置数据辅助确认是否发生侧翻，若汽车位置持续变化，则此次侧翻判断无效，认定为未发生侧翻；若汽车位置保持不变，则确认发生侧翻。

进一步地，步骤S1中一个采集时间段为1s。

进一步地，步骤S1移动平均的处理过程为：

S11：分别将X轴、Y轴、Z轴2个加速度值分成2份，每份含有1个加速度值；

S12：计算每一份1个加速度值的均值，共得到2个加速度均值；

S13：将X轴、Y轴、Z轴对应的2个加速度均值作为2个加速度值用于计算X轴、Y轴、Z轴的角度。本实施例使用加速度传感器为2赫兹，即每秒传入2个样本点，对这2个样本点取移动平均，将2个样本点切分为2份，每份1个样本点，对这2份样本点求和除以2，即为该份的平均值。这样2个样本点，可获得2份均值。取移动平均，目的是获取数据的趋势，减少噪声的干扰。

所述m取值为2，n取值为2，m/n的值为1。本实施例使用的加速度传感器为2赫兹，即每秒采集传入2个样本点。

所述步骤S1计算X轴、Y轴、Z轴的角度公式如下：

其中，x_i、y_i、z_i表示第i次X轴、Y轴、Z轴的角度，i取值为1到2。

所述步骤S4预设的角度偏差范围-2到+2度。

所述步骤S5预设角度阈值为30度。30度的预设值具有代表性，可以包括基本的侧翻状态。

相同或相似的标号对应相同或相似的部件；

附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于加速度传感器的汽车侧翻检测方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

S1：汽车启动时刻开始，每个预设的采集时间段对三轴加速度传感器的X轴、Y轴、Z轴分别采集m个加速度值，m≥2且m为正整数；分别对X轴、Y轴、Z轴的m个加速度值进行移动平均处理分别得到X轴、Y轴、Z轴n个加速度值，n为能整除m的正整数；分别计算X轴、Y轴、Z轴的n个加速度值与重力加速度的夹角作为X轴、Y轴、Z轴的角度，记为x_i、y_i、z_i，其中i取值为1到n；

步骤S1移动平均的处理过程为：

S11：分别将X轴、Y轴、Z轴m个加速度值分成n份，每份含有m/n个加速度值；

S12：计算每一份m/n个加速度值的均值，共得到n个加速度均值；

S13：将X轴、Y轴、Z轴对应的n个加速度均值作为n个加速度值用于计算X轴、Y轴、Z轴的角度；

S2：分别计算X轴、Y轴、Z轴的n个角度的均值，记为

S3：将X轴的n个角度分别与

作差，记为Δx_i；将Y轴的n个角度分别与

作差，记为Δy_i；将Z轴的n个角度分别与

作差，记为Δz_i；其中i取值为1到n；

S4：差值Δx_i、Δy_i、Δz_i满足预设的角度偏差范围时i对应的状态作为当前采集时间段稳定状态，同时将对应轴的角度均值作为稳定状态的角度；汽车启动第一采集时间段得到的X轴、Y轴、Z轴稳定状态的角度记为x₀、y₀、z₀；

S5：重复步骤S1到S4，计算不同采集时间段 X轴、Y轴、Z轴稳定状态的角度，与x₀、y₀、z₀的角度差值，判断稳定状态的角度差值是否大于预设的角度阈值，若大于预设角度阈值则判断为侧翻，判断为侧翻后将再次根据移动定位装置的数据辅助确认是否发生侧翻；若小于等于预设角度阈值则判断为未发生侧翻。

2.根据权利要求1所述的一种基于加速度传感器的汽车侧翻检测方法，其特征在于，步骤S5做出侧翻判断后，还采集汽车位置数据，根据汽车位置数据辅助确认是否发生侧翻，若汽车位置持续变化，则此次侧翻判断无效，认定为未发生侧翻；若汽车位置保持不变，则确认发生侧翻。

3.根据权利要求1所述的一种基于加速度传感器的汽车侧翻检测方法，其特征在于，步骤S1中一个采集时间段为1s。

4.根据权利要求1所述的一种基于加速度传感器的汽车侧翻检测方法，其特征在于，步骤S1计算X轴、Y轴、Z轴的角度公式如下：

其中，x_i、y_i、z_i表示第i次X轴、Y轴、Z轴的角度，i取值为1到n。

5.根据权利要求1所述的一种基于加速度传感器的汽车侧翻检测方法，其特征在于，步骤S4 预设的角度偏差范围-2到+2度。

6.根据权利要求1所述的一种基于加速度传感器的汽车侧翻检测方法，其特征在于，步骤S5预设角度阈值为30度。

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