CN112393911A - 用于车辆的冲击检测系统及其冲击检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于车辆的冲击检测系统及其冲击检测方法。所述冲击检测系统包括：冲击值计算器，其确定与施加到车辆的冲击的大小相对应的冲击值；冲击位置估算器，其估算车辆中施加冲击的位置，并且生成包括与估算出的位置相对应的参数值的冲击位置信号；以及有效冲击确定装置，其将冲击值与车辆的每个位置的冲击检测参考值进行比较，所述冲击检测参考值对应于所述参数值。

Description

用于车辆的冲击检测系统及其冲击检测方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2019年8月13日提交的韩国专利申请No.10-2019-0098655的优先权，该申请的全部内容结合于此，以用于通过该引用的所有目的。
技术领域
本发明涉及一种用于车辆的冲击检测系统及其冲击检测方法。
背景技术
一般来说，车辆上设置有用于在车辆受到冲击时检测冲击以保护乘坐车辆的人员或者记录车辆的事故现场的装置。
这种冲击检测装置可以将施加到车辆的冲击的冲击值与参考值进行比较，以确定该冲击是否为有效冲击。
然而，由于安装在车辆中的用于冲击检测的传感器的位置与实际施加冲击的位置之间的距离，或者由于形成车辆的材料之间的物理特性差异，尽管存在具有相同强度的冲击，由传感器识别出的冲击的强度也可能因冲击的位置而异。
然而，传统的冲击检测装置不能反映出这种差异，从而无法准确地检测施加到车辆的冲击。
公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在增强对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的各个方面旨在提供一种冲击检测系统，用于根据施加到车辆的冲击的位置而差异化地应用与冲击的位置相对应的冲击检测参考值，并且根据冲击的位置来优化检测偏差，以更准确地确定施加到车辆的冲击的有效性。
本发明构思要解决的技术问题不局限于上述问题，并且本发明的示例性实施方案所属技术领域的技术人员将从随后的描述中清晰地理解在本文中没有提及的任何其它技术问题。
根据本发明的各个方面，一种用于车辆的冲击检测系统可以包括：冲击值计算器，其确定与施加到车辆的冲击的大小相对应的冲击值；冲击位置估算器，其估算车辆中施加冲击的位置并且生成包括与估算出的冲击位置相对应的参数值的冲击位置信号；以及有效冲击确定装置，其将冲击值与车辆的每个位置的冲击检测参考值进行比较，所述冲击检测参考值对应于所述参数值。
所述冲击值计算器可以包括：加速度计，其检测垂直于施加到车辆的冲击的加速度并且生成加速度信号；以及信号处理器，其确定所述加速度信号的矢量和，并将所述加速度信号的矢量和输出为冲击值。
所述冲击位置估算器可以在对于加速度信号的三维(3D)坐标系中检测对应于最大冲击力点的冲击方向，并且可以利用所述冲击方向来估算施加到车辆的冲击的位置。或者，所述冲击位置估算器可以检测冲击值的变化以检测最大冲击力点，并且可以对所述最大冲击力点处的加速度信号执行快速傅立叶变换(FFT)以估算位置。
所述冲击检测系统可以进一步包括冲击检测器，其安装在车辆的前表面、后表面和侧面并且向冲击位置估算器输出具有指示施加到车辆的冲击的电特性的电信号。
当冲击值大于预定最小参考值时，所述有效冲击确定装置可以将所述冲击值与车辆的每个位置的冲击检测参考值进行比较。
根据本发明的各个方面，一种冲击检测方法可以包括：确定与施加到车辆的冲击相对应的冲击值并估算施加冲击的冲击位置；将确定出的冲击值与车辆的每个位置的冲击检测参考值进行比较以确定施加到车辆的冲击的有效性，所述冲击检测参考值对应于估算出的冲击位置。
确定冲击的有效性可以包括：首先，将冲击值与最小参考值进行比较；然后，当冲击值大于所述最小参考值时，将冲击值与车辆的每个位置的冲击检测参考值进行比较。
确定冲击值可以包括：检测垂直于施加到车辆的冲击的加速度并且生成加速度信号；确定所生成的加速度信号的矢量和。
估算冲击位置可以包括：在对于加速度信号的3D坐标系中检测对应于最大冲击力点的冲击方向；利用所述冲击方向来估算施加到车辆的冲击的位置。或者，估算冲击位置可以包括：检测冲击值的变化以检测最大冲击力点；执行所述最大冲击力点处的加速度信号的FFT以估算冲击位置。
本发明的方法和装置具有其它的特征和优点，这些特征和优点通过并入本文中的附图和随后的具体实施方式将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。
附图说明
图1是示意性地示出了根据本发明示例性实施方案的用于车辆的冲击检测系统的配置的框图；
图2是示出了由图1的加速度计测量出的冲击值的变化的曲线图；
图3是示出了来自图1的加速度计的加速度信号在三维(3D)坐标系中的曲线图；
图4是示出了根据本发明示例性实施方案的冲击检测方法的流程图；
图5是示出了根据本发明示例性实施方案的学习冲击位置参数并调整每个位置的冲击检测参考值的过程的详细流程图。
可以理解，所附附图并非按比例地绘制，而仅仅是为了说明本发明的基本原理的各种特征的适当简化的表示。本文所包括的本发明的具体设计特征(包括例如，具体尺寸、方向、位置和外形)将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。
在这些图形中，贯穿附图的多幅图形，附图标记指代本发明的同样的或等同的部分。
具体实施方式
现在将详细参考本发明的各个实施方案，这些实施方案的示例显示在附图中并且描述如下。尽管本发明将结合本发明的示例性实施方案进行描述，但是应当理解，本说明书并非意图将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖本发明的示例性实施方案，而且覆盖可以包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种替选方式、修改方式、等同方式以及其它实施方案。
下文将参考示例性的附图对本发明的各个示例性实施方案进行详细描述。在将附图标记添加到每一附图的组件时，应注意，即便这些组件也在其它附图中显示，相同的或等同的组件也由相同的附图标记来指定。另外，在描述本发明的示例性实施方案时，为了避免不必要地模糊本发明的要点，将排除对已知的特征或功能的详细描述。
图1是示意性地示出了根据本发明示例性实施方案的用于车辆的冲击检测系统的配置的框图。图2是示出了由图1的加速度计测量出的冲击值的变化的曲线图。
参照图1，冲击检测系统可以包括加速度计10、信号处理器20、冲击检测器30、冲击位置估算器40以及有效冲击确定装置50。
加速度计10可以固定在车辆的特定位置。当从外部向车辆施加冲击时，加速度计10可以检测垂直于冲击的加速度，并且可以生成与加速度对应的加速度信号x、y和z。例如，加速度计10可以检测车辆在三个轴方向(X轴方向、Y轴方向和Z轴方向)上的运动的变化，并且可以生成针对每个轴的加速度信号x、y和z。这种加速度计10可以是三轴加速度计，其包括检测三轴加速度的三个传感器。由加速度计10生成的加速度信号x、y和z可以输出到信号处理器20。
信号处理器20可以处理从加速度计10接收的加速度信号x、y和z，并且可以确定冲击值V。例如，信号处理器20可以确定从加速度计10输入的加速度信号x、y和z的矢量和
Figure BDA0002382945980000041
并且可以将确定出的值输出到有效冲击确定装置50和冲击位置估算器40。
冲击检测器30可以检测施加到车辆的冲击，并且可以生成与冲击相对应的信号(冲击信号)，以将生成的信号输出到冲击位置估算器40。这种冲击检测器30可以包括安装在车辆的前表面、后表面和侧面的各种传感器(例如，压电传感器、振动传感器等)，每个传感器输出具有指示施加到车辆的冲击的电特性(例如，频率、幅度等)的电信号。或者，冲击检测器30可以包括安装在车辆中的多通道摄像机、麦克风等。
冲击位置估算器40可以利用来自加速度计10的加速度信号x、y和z以及来自信号处理器20的冲击值V或者来自冲击检测器30的冲击信号来估算施加到车辆的冲击的位置，并且可以生成包括指示估算出的冲击位置的参数值的冲击位置信号，以将生成的冲击位置信号发送到有效冲击确定装置50。
例如，如图2所示，冲击位置估算器40可以接收来自信号处理器20的冲击值V，并且可以监测冲击值V的变化以检测最大冲击力点。在这种情况下，最大冲击力点可以指冲击值V变为最大变化值的时间。图2中的每个点指示变化的加速度信号的冲击值V。点之间的长度变为最大长度的时间可以是最大冲击力点。冲击位置估算器40可以对最大冲击力点处的加速度信号执行快速傅立叶变换(FFT)，以估算施加到车辆的冲击。
或者，冲击位置估算器40可以利用来自加速度计10的加速度信号x、y和z的3D坐标系来估算冲击位置。图3是示出了来自图1的加速度计的加速度信号在3D坐标系中的曲线图。如图3所示，冲击位置估算器40可以生成对于加速度信号x、y和z的3D坐标系，可以在3D坐标系中检测对应于最大冲击力点的冲击方向，并且可以利用冲击方向来估算施加到车辆的冲击的位置。图3中的每个点指示加速度信号x、y和z的3D坐标值，连接在点之间的线指示冲击方向。这些线中的最长的线指示对应于最大冲击力点的冲击方向。在这种情况下，在延伸指示最大冲击力点处的冲击方向的线之后，当延伸后的线水平移动并且当安装加速度计10的位置和车身与延伸后的线相交时，可以知道施加到车辆的冲击的位置。
或者，冲击位置估算器40可以利用来自冲击检测器30的冲击信号来估算冲击的位置。
由于本发明的示例性实施方案不具有估算(指定)施加到车辆的冲击的位置的特性，因此，除了上述实施方案之外，用于估算冲击的位置的方法使用任何现有方法都是安全的。
有效冲击确定装置50可以利用来自信号处理器20的冲击值V、来自冲击位置估算器40的冲击位置信号以及每个位置的预定冲击检测参考值来确定施加到车辆的冲击是否为有效冲击。例如，当来自信号处理器20的冲击值V大于或等于预定参考值时，有效冲击确定装置50可以将从冲击位置估算器40接收的冲击位置信号中包括的参数值与存储在存储器中的信息进行比较，以检测与冲击位置相对应的冲击检测参考值。有效冲击确定装置50可以将检测出的冲击检测参考值与来自信号处理器20的冲击值V进行比较，以确定冲击值是否对应于有效冲击。在这种情况下，当冲击值大于冲击检测参考值时，有效冲击确定装置50可以将冲击确定为有效冲击。
为此，可以根据位置预先将车身划分为若干区域，并且可以为每个区域预设对应于相应区域的冲击检测参考值。在这种情况下，可以根据每个区域与加速度计10之间的距离(或传递冲击的路径的长度)、路径上的材料的质量等来不同地设置每个位置的冲击检测参考值。可以通过以下学习过程来预设每个位置的这种冲击检测参考值：对车辆的每个区域施加相同大小的冲击并且分析加速度计10检测出的冲击值与每个区域之间的关系。可以将唯一的参数值分配给根据车身的位置划分的每个区域，并且每个位置的冲击检测参考值可以预先与将要存储在有效冲击确定装置50的存储器中的相应区域的参数值相匹配。
图4是示出了根据本发明示例性实施方案的冲击检测方法的流程图。图5是示出了根据本发明示例性实施方案的学习冲击位置参数并调整每个位置的冲击检测参考值的过程的详细流程图。
参照图4和图5，首先，在步骤410，执行学习冲击位置参数并调整每个位置的冲击检测参考值的过程，以确定是否为每个施加到车身的冲击的位置分配任何冲击检测参考值。
可以在车辆的初始开发阶段通过图5中的过程来执行这一过程。
首先，在步骤412，可以根据位置将车身划分为若干区域。
可以将用于标识相应区域的唯一标识值(唯一参数值)分配给每个划分的区域。
在步骤414，可以向划分的区域中的特定区域施加用于测试的冲击。
当施加了用于测试的冲击时，图1的冲击位置估算器40可以利用上述方法来确定最大冲击点，并且可以利用关于最大冲击点的数据来估算冲击位置。在步骤416，设计者可以确定估算出的位置是否与实际的冲击位置相匹配。
可以针对所有区域执行步骤412和414并且可以针对各个区域重复预定次数，以确保数据的可靠性。
在步骤418，在冲击位置的学习完成的情况下，当对每个划分的区域施加相同大小的冲击时，可以将冲击值进行相互比较，从而为每个位置设置冲击检测参考值。
例如，当对每个划分的区域施加相同大小的冲击时，可以确定由图1的加速度计10检测出的加速度信号x、y和z的矢量和
Figure BDA0002382945980000071
以获得最大冲击力点处的冲击值V。在这种情况下，即便施加到每个区域的实际冲击的大小彼此相同，但是由加速度计10检测出的冲击的大小也可能根据施加冲击的位置而彼此不同。例如，实际传递到加速度计10的冲击的大小(加速度信号的大小)可以根据所施加的冲击传递到加速度计10的路径的长度、路径上的车身的材料等而变化。
因此，可以针对每个位置来比较和分析利用加速度计10确定出的冲击值，并且可以为每个位置确定参考值(冲击检测参考值)，通过加速度计10该参考值可以检测为对应于从其外部施加的相同大小的冲击，而不存在根据车身位置的差异。
为每个位置所确定的冲击检测参考值可以与将要存储在存储器中的指示相应区域的参数值相匹配。这种存储器可以安装在图1的有效冲击确定装置50中。
通过图5中的上述过程，在设置有针对每个位置具有预定冲击检测参考值的冲击检测系统的车辆发布之后，当对车辆施加冲击时，在步骤420，冲击检测系统可以确定该冲击是否大于预定最小参考值，而不管施加冲击的位置。
例如，当对车辆施加冲击时，加速度计10可以检测垂直于冲击的加速度，并且可以生成与加速度相对应的加速度信号x、y和z，以将生成的加速度信号x、y和z发送到图1的信号处理器20。信号处理器20可以将从加速度计10输入的加速度信号x、y和z的矢量和确定为冲击值V，并且可以将冲击值V发送到图1的有效冲击确定装置50。有效冲击确定装置50可以将冲击值V与最小参考值进行比较。
在执行有效冲击确定装置50的操作时，图1的冲击位置估算器40可以估算施加冲击的冲击位置，并且可以生成包括指示估算出的位置的参数值的冲击位置信号，以将所生成的冲击位置信号发送到有效冲击确定装置50。
当冲击值V小于最小参考值时，有效冲击确定装置50可以忽略施加到车辆的冲击。另一方面，当冲击值V大于或等于最小参考值时，在步骤430，有效冲击确定装置50可以确定该冲击是否是施加到车辆的任意位置的冲击。
例如，有效冲击确定装置50可以从接收自冲击位置估算器40的冲击位置信号中提取指示冲击位置的参数值。
在步骤440，有效冲击确定装置50可以利用指示冲击位置的参数值来确定冲击是否对应于有效冲击。
例如，有效冲击确定装置50可以将指示冲击位置的参数值与存储在存储器中的信息进行比较，以检测对应区域的冲击检测参考值，并且可以将冲击检测参考值与冲击值V进行比较，以确定冲击是否对应于有效冲击。
当冲击值V大于或等于冲击检测参考值时，有效冲击确定装置50可以将冲击确定为有效冲击。
当确定出冲击是有效冲击时，有效冲击确定装置50可以输出操作信号以进行后续操作。
例如，当冲击检测系统应用于图像记录系统并且当从有效冲击确定装置50输出用于提供相应冲击是有效冲击的通知的操作信号时，图像记录系统可以将从施加冲击之前的特定时间至施加冲击之后的特定时间的图像存储为单独的文件名。在这种情况下，图像的文件名可以包括与施加冲击的位置相关的信息。
本发明的示例性实施方案可以根据冲击施加到车辆的位置而差异化地应用与冲击的位置相对应的冲击检测参考值，并且可以根据冲击的位置来优化检测偏差，从而更准确地确定施加到车辆的冲击的有效性。
在上文中，尽管本发明已参照示例性实施方案和所附附图进行了描述，但本发明并不限于此，而是可以由本发明的示例性实施方案所属领域的技术人员在不脱离在所附的权利要求书中请求保护的本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变化。
为了便于在所附权利要求书中解释和精确定义，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“向上”、“向下”、“向上地”、“向下地”、“前”、“后”、“背面”、“内侧”、“外侧”、“向内地”、“向外地”、“内部”、“外部”、“内部的”、“外部的”、“向前”以及“向后”用来参考在图中所示的示例性实施方案的特征的位置来对这些特征进行描述。将进一步理解，术语“连接”或其衍生词指的是直接连接和间接连接两者。
前面出于说明和描述的目的呈现了本发明具体示例性实施方案的描述。前面的描述并非旨在穷举，或者将本发明限制为公开的精确形式，并且显然的是，根据以上教导可以进行很多修改和变化。选择示例性实施方案并且进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并且利用本发明的各种示例性实施方案及其各种替选形式和修改形式。本发明的范围旨在由所附权利要求书及其等同形式来限定。

Claims (15)

1.一种用于车辆的冲击检测系统，所述系统包括：
冲击值计算器，其配置为确定与施加到车辆的冲击的大小相对应的冲击值；
冲击位置估算器，其配置为估算车辆中施加冲击的冲击位置并且生成包括与估算出的冲击位置相对应的参数值的冲击位置信号；以及
有效冲击确定装置，其配置为将确定出的冲击值与车辆的每个位置的冲击检测参考值进行比较，所述冲击检测参考值对应于所述参数值。
2.根据权利要求1所述的用于车辆的冲击检测系统，其中，所述冲击值计算器包括：
加速度计，其配置为检测垂直于施加到车辆的冲击的加速度并且生成加速度信号；以及
信号处理器，其连接到加速度计并且配置为确定加速度信号的矢量和，并将加速度信号的矢量和输出为确定出的冲击值。
3.根据权利要求2所述的用于车辆的冲击检测系统，其中，所述冲击位置估算器配置为在对于加速度信号的三维坐标系中检测对应于最大冲击力点的冲击方向，并且通过利用所述冲击方向来估算冲击施加到车辆的冲击位置。
4.根据权利要求2所述的用于车辆的冲击检测系统，其中，所述冲击位置估算器配置为检测冲击值的变化以检测最大冲击力点，并且配置为对最大冲击力点处的加速度信号执行快速傅立叶变换以估算冲击位置。
5.根据权利要求1所述的用于车辆的冲击检测系统，其进一步包括：
冲击检测器，其安装在车辆的前表面、后表面和侧面，并且配置为向冲击位置估算器输出具有指示施加到车辆的冲击的电特性的电信号。
6.根据权利要求1所述的用于车辆的冲击检测系统，其中，所述有效冲击确定装置配置为：当冲击值大于预定最小参考值时，将所述冲击值与车辆的每个位置的冲击检测参考值进行比较。
7.根据权利要求6所述的用于车辆的冲击检测系统，其中，所述有效冲击确定装置配置为：当冲击值大于或等于冲击检测参考值时，将冲击断定为有效冲击并输出操作信号。
8.一种冲击检测方法，其包括：
通过冲击检测系统确定与施加到车辆的冲击相对应的冲击值并估算施加冲击的冲击位置；
通过冲击检测系统将确定出的冲击值与车辆的每个位置的冲击检测参考值进行比较，以确定施加到车辆的冲击的有效性，所述冲击检测参考值对应于估算出的冲击位置。
9.根据权利要求8所述的冲击检测方法，其中，所述冲击检测系统包括：
冲击值计算器，其配置为确定与施加到车辆的冲击的大小相对应的冲击值；
冲击位置估算器，其配置为估算车辆中施加冲击的冲击位置并且生成包括与估算出的冲击位置相对应的参数值的冲击位置信号；以及
有效冲击确定装置，其配置为将确定出的冲击值与车辆的每个位置的冲击检测参考值进行比较，所述冲击检测参考值对应于所述参数值。
10.根据权利要求8所述的冲击检测方法，其中，确定冲击的有效性包括：
首先，将确定出的冲击值与最小参考值进行比较；
然后，当确定出的冲击值大于最小参考值时，将确定出的冲击值与车辆的每个位置的冲击检测参考值进行比较。
11.根据权利要求8所述的冲击检测方法，其中，确定冲击值包括：
检测垂直于施加到车辆的冲击的加速度并且生成加速度信号；
确定所生成的加速度信号的矢量和。
12.根据权利要求11所述的冲击检测方法，其中，
加速度计配置为检测垂直于施加到车辆的冲击的加速度并且生成加速度信号；
信号处理器连接到所述加速度计并且配置为确定所述加速度信号的矢量和，并将所述加速度信号的矢量和输出为确定出的冲击值。
13.根据权利要求11所述的冲击检测方法，其中，估算冲击位置包括：
在对于加速度信号的三维坐标系中检测对应于最大冲击力点的冲击方向；
通过利用检测出的冲击方向来估算冲击施加到车辆的冲击位置。
14.根据权利要求11所述的冲击检测方法，其中，估算冲击位置包括：
检测冲击值的变化以检测最大冲击力点；
对最大冲击力点处的加速度信号执行快速傅立叶变换以估算冲击位置。
15.根据权利要求8所述的冲击检测方法，其中，当冲击值大于或等于冲击检测参考值时，通过冲击检测系统将冲击断定为有效冲击并输出操作信号。
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