CN117416348A - 一种车辆碰撞检测方法、装置及无人车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车辆碰撞检测方法、装置及无人车，该方法包括步骤传感器采集车辆的第一行驶数据和第二行驶数据,所述第一行驶数据包括加第一加速度、第一速度和第一油门开度至少之一；所述第二行驶数据包括加第二加速度、第二速度和第二油门开度至少之一；根据所述第一行驶数据，判断车辆的第一行驶状态；比较所述第一行驶数据和第二行驶数据，判断车辆是否发生碰撞，本方法基于车辆加速度结合油门开度和速度来综合判定车辆碰撞事故类型，本方法利用幅度阈值和时间阈值作为碰撞的判断标准，通过分析多源信息的数据模式，从而完成发生碰撞事故时的动态参数辨识，以精确识别出车辆是否碰撞。

Description

一种车辆碰撞检测方法、装置及无人车

技术领域

本发明涉及车辆碰撞检测技术领域，具体涉及一种车辆碰撞检测方法、装置及无人车。

背景技术

自动驾驶车辆和移动机器人统称为无人设备，而碰撞检测是无人设备的重要技术之一，特别是在复杂的城市环境中运行时，无人设备与周围的交通参与者发生碰撞的事故在所难免，因此需要及时识别无人设备是否发生碰撞，以及时控制无人设备停止，避免二次伤害。但是现有碰撞检测多数采用机械碰撞检测板进行识别检测，该机械碰撞检测板只能安装在无人设备的某一位置，不能覆盖所有部位。因此针对没有安装碰撞板的位置，无人设备则不具备检测碰撞的能力，由此产生了检测盲区，并且碰撞检测板也经常会受到其它异物阻挡而导致卡住，使碰撞检测板产生故障，无法正常检测出碰撞事故。

碰撞检测板设置在车辆正面和后面，当车辆侧面产生了碰撞时，无人设备并不能被检测到发生了碰撞。在发生了真实碰撞，但无人设备无法检测到该碰撞时，无人设备可能会继续进行行驶。这造成了很大的安全隐患。比如，无人设备的功能部件被撞变形，无法完成其功能，但行驶设备能够正常运行，则无人设备会继续行驶，即使无人设备抵达了目的地，无人设备也无法正常工作，造成了设备的浪费；另外，发生碰撞后，无人设备继续行驶，可能会造成碰撞产生的碎屑遗撒，造成新的交通隐患；而且，如果发生碰撞时产生三方事故，可能会造成无人设备发生碰撞后逃逸。

因此如何使无人设备，尤其是无人车辆，实现发生碰撞时，能够不依赖于碰撞检测板的检测，及时感知碰撞是成为本技术领域亟需解决的课题之一。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种车辆碰撞检测方法、装置及无人车，具体采用如下技术方案：

一种车辆碰撞检测方法，其包括如下步骤：

基于车载IMU数据获取车辆加速度和/或加速度变化率，当所述加速度和/或加速度变化率达到预设条件时，采集该时刻前第一时间内的第一行驶数据，和该时刻后第二时间内的第二行驶数据,所述第一行驶数据包括第一加速度、第一速度和第一油门开度至少之一；所述第二行驶数据包括第二加速度、第二速度和第二油门开度至少之一；

基于所述第一行驶数据、所述第二行驶数据和所述车辆加速度和/或加速度变化率，得到所述车辆的碰撞信息，所述碰撞信息包括碰撞类型、碰撞方位；

根据所述碰撞信息，控制所述车辆运行和/或将所述碰撞信息发送远程控制中心。

通过对比不同时间下车辆的行驶数据，可判断出当前车辆的行驶状态，并获知车辆是否发生碰撞，实现车辆状态的自动检测。

可选的：基于所述第一行驶数据、第二行驶数据和所述车辆加速度和/或加速度变化率，得到所述车辆的碰撞信息包括：

若所述第一速度的绝对值小于第一速度阈值，则判断所述车辆的所述第一行驶状态为静止状态；

判断所述车辆的所述第一加速度小于第一加速度阈值，且所述第二加速度大于第一加速度阈值，则检测油门开度；

判断所述第一油门开度和所述第二油门开度小于第一油门开度阈值，则确定所述碰撞类型为静止碰撞。

在车辆静止状态下，通过分析车辆加速度以及油门开度的数值，便可获知车辆当前是否发生碰撞，实现车辆停止状态下的实时碰撞检测。

可选的：基于所述第一行驶数据、第二行驶数据和所述车辆加速度和/或加速度变化率，得到所述车辆的碰撞信息包括：

若所述第一速度大于第一速度阈值，则判断所述车辆的第一行驶状态为运动状态；

判断所述车辆的所述第一加速度的方向与所述第一速度的方向相反，且第一加速度大于或等于第二加速度阈值，则确定所述车辆发生急刹动作；

判断所述车辆的所述第二加速度方向与所述第二车速方向相同，且所述第二加速度大于或等于第三加速度阈值，则检测油门开度；

判断所述第一油门开度和所述第二油门开度均小于第二油门开度阈值，则确定所述碰撞类型为追尾碰撞。

在车辆运动状态下，通过对加速度数值和方向进行分析，并结合油门开度数值可分析获知车辆急刹状态下的实时碰撞检测，提高行车安全。

可选的：判断所述车辆发生静止碰撞或追尾碰撞后，所述车辆控制感知设备判断在第三时间内所述车辆周边是否存在第三车辆；并分析所述车辆与第三车辆的方位，根据所述方位得到所述车辆发生碰撞的第一方位。通过图像信息可获取车辆碰撞时周边物体信息，以便及时获知碰撞物体方位，获取更多车辆碰撞信息，方便后续事故处理。

可选的：当所述车辆发生静止碰撞或追尾碰撞时，所述车辆控制感知设备判断在第三时间内所述车辆周边是否存在第三车辆；

若所述车辆周边存在与所述车辆的距离小于第一阈值距离的第三车辆，则确认发生所述静止碰撞或追尾碰撞，并得到所述车辆发生碰撞的第二方位；

若所述车辆周边未存在与所述车辆的距离小于第一阈值距离的第三车辆，则认定所述静止或追尾碰撞未发生，并输出异常信息，并将所述异常信息进行存储或发送至远程控制中心。

通过对车辆周边一定距离范围的第三车辆进行识别判断，可进一步验证车辆碰撞检测结果，以提高车辆碰撞检测精度，避免出现信息误报，保证结果准确。

可选的:若所述车辆周边未存在与所述车辆的距离小于第一阈值距离的第三车辆；

则提取暂存于存储器中的第一时间内的车辆周边图像，并分析所述车辆周边图像中是否存在与所述车辆的距离小于第一阈值距离的第三车辆；

如所述第一时间内的车辆周边图像中存在与所述车辆的距离小于第一阈值距离的第三车辆，则判定所述车辆发生所述静止碰撞或追尾碰撞。

为了更进一步提高检测结果的准确性，避免出现检测遗漏，针对车辆所采集的图像信息可进一步分析，通过增大碰撞距离，扩大检测范围，对碰撞发生前的车辆周边物体进一步分析确定，以避免检测对象遗漏，使检测结果准确度降低。

可选的：所述第一加速度阈值、第二加速度阈值和第三加速度阈值进行设定时，首先获取所述车辆的质量，所述车辆的质量包括自身车辆质量和内部运输物体质量，通过所述车辆的质量和预设对应关系，得到所述第一加速度阈值、第二加速度阈值和第三加速度阈值。

通过对车辆质量实时监测，并调整车辆加速度阈值，可提高车辆碰撞的检测精度，避免车辆质量变化，造成检测误差。

可选的：当确定所述车辆发生所述静止碰撞或追尾碰撞后，提取所述车辆货箱内部的第一内部图像和第二内部图像；

所述第一内部图像为所述第一时间采集的车辆内部图像，所述第二内部图像为所述第二时间采集的车辆内部图像；

比较所述第一内部图像和所述第二内部图像，判断车厢内是否有运输物体相对车厢进行移动并碰撞车厢内壁；

如车厢内运输物体相对车厢有移动并碰撞车厢内壁，且所述运输物体相对车厢的移动方向与所述第二速度方向相反，确认所述碰撞为所述静止碰撞；

如车厢内运输物体相对车厢有移动并碰撞车厢内壁，且所述运输物体相对车厢的移动方向与所述第二速度方向相反，确认所述碰撞为所述追尾碰撞；

如车厢内运输物体相对车厢有移动并碰撞车厢内壁，且所述运输物体相对车厢的移动方向与所述第二速度方向相同，当判断为追尾碰撞的情况下，所述车辆控制感知设备判断在第三时间内所述车辆周边是否存在第三车辆；

若所述车辆周边存在与所述车辆的距离小于第一阈值距离的第三车辆，则对所述追尾碰撞进行确认；

若所述车辆周边未存在与所述车辆的距离小于第一阈值距离的第三车辆，则认定所述追尾碰撞未发生，并输出异常信息，并将所述异常信息进行存储或发送至远程控制中心。

针对碰撞检测过程，可结合车辆内部物体的运动状态，进一步排除错误信息，可避免车辆内部传感器异常时，造成检测结果错误，进而提高检测过程准确性。

此外本发明公开有一种无人车，所述无人车应用如上述的车辆碰撞检测方法。

本发明还公开有一种应用上述车辆碰撞检测方法的车辆碰撞检测装置，其中该系统至少包括：

传感器模块，用于采集车辆行驶数据，该行驶数据至少包括加速度、车速、油门开度、定位信息、雷达信息以及影响信息；

行驶状态判断模块，用于对比车辆行驶数据，分析车辆行驶状态和碰撞信息；

控制模块，用于根据行驶状态判断模块的结果控制车辆并将碰撞信息远程传输；

远程控制中心，用于接收控制模块传输的碰撞信息，并远程控制车辆后续行驶动作。

可选的：所述传感器模块包括：

加速度传感器，用于采集车辆加速度数据并传输至行驶状态判断模块；

车速传感器，用于采集车辆车速数据并传输至行驶状态判断模块；

油门开度传感器，用于采集车辆油门开度数据并传输至行驶状态判断模块；

定位传感器，用于采集车辆位置信息并传输至控制模块；

摄像头，用于采集车辆周边影像信息并传输至控制模块；

雷达，用于采集车辆周边障碍物距离信息并传输至控制模块。

可选的：该系统还包括示警装置，所述示警装置与控制模块连接，所述控制模块接收到行驶状态判断模块的结果后，将发送控制信号至示警装置，使示警装置向车辆周边发出示警信号。

有益效果

本发明的技术方案获得了下列有益效果：

本发明的车辆碰撞检测方法利用设备内置的传感器提供多源信息，其基于加速度传感器所测得数据，以及结合设备的油门开度和速度来综合判定车辆碰撞事故类型。本方法利用幅度阈值和时间阈值作为碰撞的判断标准，通过分析多源信息的数据模式，从而完成发生碰撞事故时的动态参数辨识，以精确识别出车辆是否发生碰撞。

附图说明

图1为本发明中车辆碰撞检测方法的工作流程示意图。

图2是本发明中发生静止碰撞时的数据特征示意图。

图3是本发明中发生急刹被追尾时的数据特征示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。

除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

由于现有车辆碰撞检测多数采用机械碰撞检测板进行识别检测，但传统检测板一般仅安装于车辆前后侧，当车辆发生碰撞时，检测板会挤压位于内侧的压力传感器，进而产生电信号，以识别车辆碰撞状态。由于检测板无法覆盖车辆所有部位，因此针对没有安装碰撞板的位置，例如车辆侧面，车辆一般不具备检测碰撞的能力，由此产生了检测盲区，当发生真实碰撞时，一旦碰撞位置位于车辆检测盲区，其无法检测到该碰撞，车辆可能会继续进行行驶，从而造成更大的安全隐患。但如果针对车辆整体安装检测板，则又会造成过多成本投入，并且基于车辆自身车门、车灯灯位置限制，无法安装检测板，因此无法实现对车辆整体碰撞检测。

因此本实施例中为解决上述问题，其改进了利用检测板进行检测的传统方式，改为分析车辆自身加速度、油门开度以及速度数据，通过分析上述数据以判断车辆是否发生碰撞。结合图1所示，本实施例中公开一种车辆碰撞检测方法，其包括如下中步骤：

基于车载IMU数据获取车辆加速度和/或加速度变化率，当所述加速度和/或加速度变化率达到预设条件时，采集该时刻前第一时间内的第一行驶数据，和该时刻后第二时间内的第二行驶数据,所述第一行驶数据包括第一加速度、第一速度和第一油门开度至少之一；所述第二行驶数据包括第二加速度、第二速度和第二油门开度至少之一；

基于所述第一行驶数据、所述第二行驶数据和所述车辆加速度和/或加速度变化率，得到所述车辆的碰撞信息，所述碰撞信息包括碰撞类型、碰撞方位；

根据所述碰撞信息，控制所述车辆运行和/或将所述碰撞信息发送远程控制中心。

其中本实施例中第一时间和第二时间可理解为阶段时间，即第一时间和第二时间均为某个时间段，对应的第一行驶数据为在第一时间内传感器所采集的所有第一加速度的平均值、所有第一速度的平均值以及所有第一油门开度的平均值等，而第二行驶数据为在第二时间内传感器所采集的所有第二加速度的平均值、所有第二速度的平均值以及所有第二油门开度的平均值等。例如本实施例中将碰撞发生时刻往前400ms内的时间段设定为第一时间，将碰撞发生时刻往后100ms内的时间段设定为第二时间，则本实施例在采集第一时间内的行驶数据时，实质上是采集碰撞发生时刻往前400ms内的所有行驶数据的均值；而采集第二时间内的行驶数据时，则实质上是采集碰撞发生时刻往后100ms内的所有行驶数据的均值。可选的，本实施例中在采集第一时间和第二时间内行驶数据时，所述第一行驶数据为在第一时间内传感器所采集的所有第一加速度的的峰值、所有第一速度的峰值以及所有第一油门开度的峰值等，而第二行驶数据为在第二时间内传感器所采集的所有第二加速度的峰值、所有第二速度的峰值以及所有第二油门开度的峰值。

需说明的是，位于车辆内部的传感器一般以固定周期采集车辆行驶数据，例如设定采集周期为10ms，则传感器每隔10ms则采集一次车辆的行驶数据，从而形成数据集。本实施例中在选定第一时间和第二时间时，可根据实际需求，适当扩大第一时间和第二时间的选定间隔和选定范围。一般第一时间和第二时间的选定间隔可根据传感器采集频率确定，其需要随着数据源采集频率的变化而变化，具体设定阈值可根据实际情况进行设定。

此外需说明的是本实施例针对车辆静止状态和运动状态进行碰撞检测，一般车辆遭受碰撞发生在车辆前后侧以及左右侧，当车辆处于停车场或路边停放时，此时车辆处于静止状态极易在前后以及侧向遭受到车辆碰撞；而车辆处于运动状态时，一般是由于当前车辆急刹，造成后方车辆避让不及，从后方追尾碰撞，因此本实施例针对车辆碰撞类型进行检测，其具体分为两种：一种是车辆静止时，遭遇其它物体碰撞车辆的状态，另一种是车辆动作过程中急刹时，遭遇后方车辆追尾产生碰撞车辆的状态。上述两种碰撞类型，只要发生其中一种即会认为发生了碰撞事故。

具体的，本实施例中基于车辆静止状态或运动状态分别执行不同判断过程：

针对静止状态：

若所述第一速度的绝对值小于第一速度阈值，则判断所述车辆的所述第一行驶状态为静止状态；

判断所述车辆的所述第一加速度小于第一加速度阈值，且所述第二加速度大于第一加速度阈值，则检测油门开度；

判断所述第一油门开度和所述第二油门开度小于第一油门开度阈值，则确定所述碰撞类型为静止碰撞。

通过对车辆在第一时间和第二时间的加速度分析，可判断出当前车辆在第一时间或第二时间是否具有运动趋势，例如车辆在第一时间的加速度为0，而在第二时间的加速度却突然达到3m/s²,加速度变化明显不同于车辆正常加速过程(正常加速过程中第二时间下第二加速度依旧小于第一加速度阈值)，可初步怀疑车辆发生碰撞。

此时结合车辆油门变化进行判断，当所述第一油门开度和所述第二油门开度小于第一油门开度阈值，则所述碰撞信息为静止碰撞。车辆发生明显加速度变化，但分析车辆自身在第一时间和第二时间并未进行加大油门操作，此时可确认当前车辆发生静止碰撞。在车辆静止状态下，通过分析车辆加速度以及油门开度的数值，便可获知车辆当前是否发生碰撞，实现车辆停止状态下的实时碰撞检测。

针对运动状态：

若所述第一速度大于第一速度阈值，则判断所述车辆的第一行驶状态为运动状态；

判断所述车辆的所述第一加速度的方向与所述第一速度的方向相反，且第一加速度大于或等于第二加速度阈值，则确定所述车辆发生急刹动作；通过分析第一时间的加速度发现当前车辆加速度与速度方向不同，则车辆在执行刹车操作。通过进一步分析，发现当前车辆执行刹车操作时，车辆加速度明显高于正常刹车状态的加速度，则表明车辆在第一时间发生了急刹操作。

判断所述车辆的所述第二加速度方向与所述第二车速方向相同，且所述第二加速度大于或等于第三加速度阈值，则检测油门开度；在车辆发生急刹后，若当前车辆被追尾，由于受外力作用，当前车辆加速度方向会改变，一般会与速度方向相同，因此在刹车状态下，一旦车辆在第二时间的加速度发生改变，则表明车辆受到外力影响。

为更精确判定车辆是否由追尾引起加速度变化，此时结合车辆油门变化进行判断，判断所述第一油门开度和所述第二油门开度均小于第二油门开度阈值，则确定所述碰撞类型为追尾碰撞。一般车辆在第一时间和第二时间之间的加速度方向发生明显改变，其原因可能存在两种：一是由于车辆刹车后又再次加速，二是由于车辆刹车后受外力作用。通过分析车辆油门可判断车辆自身是否有加速操作，若第一油门开度和所述第二油门开度均小于第二油门开度阈值，则说明当前车辆并未进行加速操作，上述加速度方向的改变是由于受到外力作用，即被碰撞产生，可认定当前车辆发生急刹被追尾碰撞。

需说明的是，当车辆质量发生变化时，车辆的加速度会发生变化，为保证本实施例中所述第一加速度阈值、第二加速度阈值和第三加速度阈值的设定值准确，所述第一加速度阈值、第二加速度阈值和第三加速度阈值进行设定时，首先获取所述车辆的质量，所述车辆的质量包括自身车辆质量和内部运输物体质量，通过所述车辆的质量和预设对应关系，得到所述第一加速度阈值、第二加速度阈值和第三加速度阈值。

具体的，本实施例中所述第一加速度阈值、第二加速度阈值和第三加速度阈值的设定值方式可采用下述步骤：

对所述第一加速度阈值、第二加速度阈值和第三加速度阈值与所述车辆的质量分别进行测试，获得不同质量下所述车辆的第一加速度阈值、第二加速度阈值和第三加速度阈值的设定值；

对所述第一加速度阈值、第二加速度阈值和第三加速度阈值的设定值与所述车辆质量进行曲线拟合，分别获得所述第一加速度阈值的质量校准曲线、第二加速度阈值的质量校准曲线、第三加速度阈值的质量校准曲线；

比较所述第一行驶数据和所述第二行驶数据时，获取所述车辆的质量，所述车辆的质量包括自身车辆的质量和内部运输物体的质量；

基于所述第一加速度阈值的质量校准曲线、第二加速度阈值的质量校准曲线以及第三加速度阈值的质量校准曲线，根据所述车辆的质量分别获取第一加速度阈值、第二加速度阈值和第三加速度阈值的设定值。基于质量校准曲线可获得不同质量下对应的加速度阈值，在车辆碰撞检测过程中，可实时监测车辆自身质量并更新，以确保对应加速度阈值设定准确，以保证检测结果精准。

更进一步的，本实施例根据判断的碰撞类型，将控制车辆的行驶状态和/或将车辆碰撞信息发送远程控制中心：针对静止碰撞，车辆无需对行驶状态调整，仅需将当前车辆车型、定位位置、周边图像信息、碰撞类型等碰撞信息发送至远程中控平台即可；而针对急刹被追尾碰撞，车辆将立即控制当前车辆制动并停止，随后将当前车辆车型、定位位置、周边图像信息、碰撞类型等碰撞信息发送至远程中控平台，由远程控制中心接管车辆。进一步的，针对发生碰撞事故的车辆，可通过人为接管并远程控制车辆停靠至安全区域，以便后续处理。例如针对停靠路边的车辆，当检测到车辆发生碰撞时，车辆将自动将当前车辆车型、定位位置、周边图像信息等发送至远程中控平台进行存储，并提醒远程中控平台的操作人员进行远程接管，当操作人员远程接管车辆后，将自动接通车辆的摄像头及声音设备，以便于接收车辆周边环境影像，以便操作人员人工控制车辆或等待操作人员至现场处理；而针对行驶状态的车辆，一旦检测到发生碰撞，则会立刻对周边环境进行拍摄，并立即向远程中控平台报警，在远程中控平台的操作人员进行远程接管后，由操作人员针对现场情况作出判断，并远程控制车辆停靠至路边，并等待操作人员至现场处理。

需进一步说明的是，本实施例中在判断所述车辆发生静止碰撞或追尾碰撞后，所述车辆控制感知设备采集第三时间内所述车辆周边信息，并判断是否存在第三车辆；分析所述车辆与第三车辆的方位，根据所述方位得到所述车辆发生碰撞的第一方位。需说明的是，本实施例中的感知设备可包括摄像头、雷达、红外距离传感器等，利用视觉识别技术、电磁波或红外线技术可识别出车辆周边物体的距离。需说明的是，本实施例中所述第三时间可理解为阶段时间，即第三时间为某个时间范围，本实施例中在第三时间内判断所述车辆周边是否第三车辆时，将分析第三时间内所有采集数据，例如所述车辆利用摄像头采集图像时，将分析所有在第三时间内采集的图像，该图像可为多张静态中间帧或者为连续动态图像。

更进一步，本实施例中当所述车辆发生静止碰撞或追尾碰撞时，所述车辆控制感知设备判断在第三时间内所述车辆周边是否存在第三车辆；

若所述车辆周边存在与所述车辆的距离小于第一阈值距离的第三车辆，则确认发生所述静止碰撞或追尾碰撞，并得到所述车辆发生碰撞的第二方位；

若所述车辆周边未存在与所述车辆的距离小于第一阈值距离的第三车辆，则认定所述静止或追尾碰撞未发生，并输出异常信息，并将所述异常信息进行存储或发送至远程控制中心。本实施例中优选利用摄像头所获取的影像信息对车辆检测结果进行验证，以避免检测过程出现异常。此外本实施例中根据车辆碰撞检测结果还可对周边车辆的路线规划产生影响。当车辆判断发生碰撞后，所述车辆会将碰撞信息传输至远程控制中心，而远程控制中心将依据当前车辆碰撞位置和碰撞信息分析周边位置车辆的行驶路线和路况信息，并对涉及当前车辆位置的其他车辆行驶路线进行规划调整，以避免周边车辆路线重合，加剧道路拥堵。

更进一步的，本实施例中当车辆碰撞发生后，部分车辆可能会在碰撞后又发生回退位移，使得本实施例中即使发生碰撞，但所述车辆周边在第一距离阈值范围内并未检测到第三车辆，为保证检测精准，还可进一步对碰撞前(即第一时间)的数据进行检测分析，以摄像头拍摄的图像为例：

若所述车辆在第三时间内的摄像头所拍摄的图像中未发现存在与所述车辆的距离小于第一阈值距离的第三车辆；

则提取暂存于存储器中的第一时间内的车辆周边图像，并分析所述车辆周边图像中是否存在与所述车辆的距离小于第一阈值距离的第三车辆；

如所述第一时间内的车辆周边图像中存在与所述车辆的距离小于第一阈值距离的第三车辆，则判定所述车辆发生所述静止碰撞或追尾碰撞。

又或者，本实施例可通过对第一时间、第二时间、第三时间的摄像头所采集的图像进行分析：

将暂存于存储器中的第一时间和第二时间的所述车辆周边的图像与所述第三时间的图像进行比较，将所述第一、第二、第三时间时图像的其他物体与所述车辆的距离小于第二距离阈值的其他物体进行提取，如存在距离小于第二阈值的其他物体，则调取所述第一时间、所述第二时间和所述第三时间之间的时刻间隙图像，分析所述时刻间隙图像，如时刻间隙图像中存在其他物体与所述车辆的距离小于第一阈值距离，则判定所述车辆发生静止碰撞或追尾碰撞，其中所述第一阈值距离小于第二阈值距离。本实施例中将所述车辆与周边其他物体的距离划分为两个阶段，针对小于第一阈值距离的物体可确认为碰撞对象，而针对大于第一阈值距离且小于第二阈值距离的物体则进一步提取第一、第二、第三时间的间隙图像，通过缩小时间间隔，可分析在间隔时间是否存在小于第一阈值距离的物体，若存在则确定所述车辆发生静止碰撞或追尾碰撞。

此外本实施例中通过方位可对检测结果进行验证，以排除异常结果。当所述车辆发生所述静止碰撞或所述追尾碰撞后，沿所述车辆的纵向和横向将所述第二加速度进行分解，得到第二加速度纵向分量和第二加速度横向分量，根据所述第二加速度纵向分量和所述第二加速度横向分量的方向，得到所述车辆发生所述碰撞的第三方位，根据所述第一方位、所述第二方位和所述第三方位，确认所述碰撞的真实碰撞方位。通过上述检测过程，本实施例实际可获得三个方位：第一方位、第二方位和第三方位，通过进一步分析三种方位的状态可对车辆碰撞方位进行验证：当第一方位、第二方位和第三方位的结果均相同时，则可进一步确定所述车辆的真实碰撞方位；而第一方位、第二方位和第三方位存在明显不同时，则表明所述碰撞存在异常，需由人工进一步分析：例如第三方位明显与第一方位和第二方位不同，则表明所述车辆碰撞时可能还存在其他外力因素，比如碰撞时存在两辆以上车辆碰撞，且碰撞后部分车辆位移过大，造成图像分析时未被检测。通过对三种方位进行分析验证可更进一步提高检测结果的准确性。

需更进一步说明的是，本实施例中还可结合车辆内部物体的移动状态来验证检测结果，同时结合车辆内部物体移动状态也可排除由于内部物体碰撞引起的误判，并且当传感器出现异常时，通过检测运输物体的运动状态，可排除错误结果，提高检测准确性和可靠性。

具体的，当所述车辆发生所述静止碰撞或追尾碰撞后，提取所述车辆内部的第一内部图像和第二内部图像；所述第一内部图像为所述第一时间采集的车辆内部图像，所述第二内部图像为所述第二时间采集的车辆内部图像；

比较所述第一内部图像和所述第二内部图像，判断车厢内是否有运输物体相对车厢进行移动并碰撞车厢内壁；

如车厢内运输物体相对车厢有移动并碰撞车厢内壁，且所述运输物体相对车厢的移动方向与所述第二速度方向相反，在静止状态下，车辆遭受碰撞后突然加速位移，车内运输物体会在惯性作用下产生相反运动，进而可确认车辆是否发生静止碰撞。

如车厢内运输物体相对车厢有移动并碰撞车厢内壁，且所述运输物体相对车厢的移动方向与所述第二速度方向相反，在运动状态下，车辆急刹后被碰撞，车辆的加速度同样会在极短时间内改变，例如车辆尾部被追尾，会造成车辆瞬间向车头运动，此时车内运输物体由于惯性向尾部运动，进而可确认车辆发生追尾碰撞。

如车厢内运输物体相对车厢有移动并碰撞车厢内壁，且所述运输物体相对车厢的移动方向与所述第二速度方向相同，当判断为追尾碰撞的情况下，所述车辆控制感知设备判断在第三时间内所述车辆周边是否存在第三车辆；若所述车辆周边存在与所述车辆的距离小于第一阈值距离的第三车辆，则对所述追尾碰撞进行确认；若所述车辆周边未存在与所述车辆的距离小于第一阈值距离的第三车辆，表明此次检测结果存在异常，可及时识别出，避免误报，同时认定所述追尾碰撞未发生，并输出异常信息，并将所述异常信息进行存储或发送至远程控制中心。

结合图2所示，其展示了一种车辆在静止状态时被碰撞后的数据模式，其中波动幅度较大的折线表示横轴加速度，波动幅度较小的折线表示纵轴加速度，而表示油门开度和速度的折线则为一条重合的直线。从图2中可知，当车辆静止碰撞时，在横轴和纵轴的加速度出现了明显的波动，由于此时车辆是静止状态，所以油门开度和速度均为0，尤其速度为0，因此根据上述数据特征检测出车辆此时发生静止碰撞。当车辆处于静止状态时，初始状态下(未碰撞状态)速度和加速度几乎为0，一旦发生碰撞，则车辆的加速度会瞬间达到一定的峰值，本实施例中设定第一加速度阈值为设定为2m/s²，当车辆加速度大于2m/s²时，即可初步怀疑发生了静止碰撞。随后结合油门开度可知，该车辆的油门开度始终为0，即碰撞发生时车辆未进行加速动作，该加速度是由外力导致，可进一步确定该车辆在静止状态发生碰撞。

需进一步说明的是，本实施例中在车辆静止状态下所发生的碰撞，并不是单纯地发生在纵向或横向上，也有可能为侧向碰撞，即碰撞产生的作用力在横轴和纵轴方向上都有分量。通常车辆的加速度传感器会采集三轴方向的加速度数据，尤其是横轴和纵轴方向的加速度数据。通过对横轴和纵轴方向的加速度进行合成即可获得车辆加速度，具体的，该方法中计算车辆的加速度的具体步骤为：根据所测得的横向加速度和纵向加速度，依照下列公式进行合成获得车辆的加速度：

其中acc_xy是指车辆的加速度，acc_x是指车辆的横向加速度，acc_y是指车辆的纵向加速度。其中所述纵向加速度是指车辆中平行于行驶方向的分量加速度，所述横向加速度是指车辆中垂直于行驶方向的分量加速度，结合图2所示，本实施例中所述横向加速度是指横轴方向的加速度，纵向加速度是指纵轴方向的加速度。

需强调的是，针对车辆在并线或转弯状态下所产生的的碰撞也可采用上述步骤，由于车辆并线或转弯时速度较慢，因此本实施例中针对低于特定速度的车辆也可采用静止状态的检测过程，具体分析过程中可将低于特定数值的速度看作速度为0。

通过分析车辆加速度可初步判断车辆是否发生碰撞，但为了确认车辆处于静止状态，并且此次突变的加速度不是由车辆突然加速得来，需针对碰撞类型进一步验证。因此本实施例将判断第一行驶数据和第二行驶数据的油门开度是否满足预设油门开度阈值，当油门开度满足时，判定车辆发生静止碰撞。

本实施例可根据需要统计碰撞前后的油门开度数据，例如碰撞往前400ms和往后100ms内的油门开度数据。一般统计第一行驶数据和第二行驶数据之间的油门开度数据即可，实际检测过程中针对不同车型可适当扩大统计范围，故在此不对统计范围具体限定。例如如果行驶数据中最大的油门开度小于15％，则基本认定驾驶员未踩踏油门，则认为此次发生的碰撞为静止碰撞，需说明的是，车辆碰撞过程较为复杂，实际情况下通常在极短时间内车辆相互作用力会发生波动变化，因此即使3s内车辆多次碰撞，本实施例一般也只认为3s内发生一次碰撞，从而降低数据分析量。

结合图3所示，其展示了一种车辆突然急刹后，在2秒内产生追尾碰撞的数据模式，其中最上方的折线表示油门开度数据，其表明车辆正常行驶过程中油门开度为10％，而急刹后油门开度瞬间下降至0；经过0点的折线则表示纵轴加速度，其表明车辆急刹后，车辆加速度瞬间产生与车辆速度方向相反的加速度-6.5m/s²，随后车辆遭碰撞，车辆则产生与速度方向同向的加速度2.2m/s²；而位于油门开度与纵轴加速度之间的折线表示速度，其表明车辆急刹后，速度由3m/s逐渐变为0，根据上述数据特征可检测出车辆此时发生急刹被追尾碰撞。

进一步的，针对急刹被追尾碰撞状态，一般追尾事故多数发生在车辆纵向方向，因此在分析获得车辆初始速度不为零时，则适用急刹被追尾碰撞检测过程，当发生急刹动作时，车辆将产生与速度方向相反的加速度，该第二加速度阈值由于不同车辆制动力性能不同，针对不同车型需分别进行设定，本实施例中所述第二加速度阈值可设定为-3m/s²。在急刹动作发生一定时间范围内，若车辆被追尾，则车辆会由于碰撞惯性产生向前运动趋势，此时车辆的加速度方向与速度方向相同，且加速度将达到第一加速度阈值。通过经验可获知，追尾事故一般都发生在车辆纵向方向上，本实施例仅考虑纵轴方向的加速度数据。根据所测得的纵向加速度，依照下列公式进行合成获得车辆的加速度：

其中acc_xy是指车辆的加速度，acc_x是指车辆的横向加速度，且acc_x为0，acc_y是指车辆的纵向加速度。

之后判断第一行驶数据和第二行驶数据的油门开度是否小于油门开度阈值，当油门开度满足时，则判定车辆发生急刹被追尾。本实施例可根据需要统计碰撞前后的油门开度数据，例如碰撞往前400ms和往后100ms内的油门开度数据。一般统计第一行驶数据和第二行驶数据的油门开度数据即可，实际检测过程中针对不同车型可适当扩大统计范围，故在此不对统计范围具体限定。例如如果行驶数据中油门开度小于15％，则基本认定驾驶员未踩踏油门，则认为此次发生的碰撞为急刹被追尾，需说明的是，本实施例一般只认为2s内发生一次急刹被追尾，从而降低数据分析量。

此外本实施例还公开有一种应用上述车辆碰撞检测方法的车辆碰撞检测系统，其中该系统至少包括：

传感器模块，用于采集车辆行驶数据，该行驶数据至少包括加速度、车速、油门开度、定位信息、雷达信息以及影响信息；

行驶状态判断模块，用于对比车辆行驶数据，分析车辆行驶状态和碰撞信息；

控制模块，用于根据行驶状态判断模块的结果控制车辆并将碰撞信息远程传输；

远程控制中心，用于接收控制模块传输的碰撞信息，并远程控制车辆后续行驶动作。

进一步的，本实施例中所述传感器模块包括有：

加速度传感器，用于采集车辆加速度数据并传输至行驶状态判断模块；本实施例中所述车辆的加速度采用多轴惯性传感器进行测量，多轴惯性传感器是一种具有x、y、z三轴加速度和三轴角速度测量功能的设备，能检测出来自车辆任意位置和任意方向上的碰撞，以提高测量角度和测量范围；基于本实施例中采用多轴惯性传感器，因此所测得的车辆加速度数据包括横向加速度和纵向加速度。

车速传感器，用于采集车辆车速数据并传输至行驶状态判断模块；例如通过车辆的时速表监测车辆当前速度。

油门开度传感器，用于采集车辆油门开度数据并传输至行驶状态判断模块；所述油门开度一般采用电子油门传感器进行测量，具体的，传统燃油车辆中通过油门踏板可控制燃料进油量，而电子油门传感器采集车辆油门开度并通过车辆的转速表展示；而针对电动车辆，则一般通过油门踏板控制电压，进而控制电机转速，其也可通过车辆的转速表进行监测；

定位传感器，用于采集车辆位置信息并传输至控制模块；

摄像头，用于采集车辆周边影像信息并传输至控制模块；可选的，本实施例中车辆在车体前后和左右方向均设有摄像头，当车辆被碰撞后，摄像头会自动开启并拍摄车辆周边环境，通过对摄像头拍摄的照片或录像分析，一方面可保留事故证据，便于后续责任认定，另一方面则可以与前述判断的碰撞类型进行比较，以进一步确认碰撞。

雷达，用于采集车辆周边障碍物距离信息并传输至控制模块。

进一步的，该系统还包括示警装置，所述示警装置与控制模块连接，所述控制模块接收到行驶状态判断模块的结果后，将发送控制信号至示警装置，使示警装置向车辆周边发出示警信号。该示警模块可采用行车灯、照明灯或扬声器等，当车辆发生碰撞后，将控制行车灯、照明灯打开或闪烁，又或者利用扬声器播放警示录音，向周边车辆或行人告警，避免二次伤害发生。

本公开实施例还提供一种计算机可读存储介质，其中，当所述计算机可读存储介质中的指令由电子设备的处理器执行时，使得所述电子设备能够执行本公开实施例公开的上述方法。

本公开实施例中的计算机可读存储介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。上述计算机可读存储介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。更具体的，上述计算机可读存储介质可以包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。

上述计算机可读介质可以是上述电子设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该电子设备中。

进一步的，本公开实施例还提供一种电子设备，包括：至少一个处理器；用于存储所述至少一个处理器可执行指令的存储器；其中，所述至少一个处理器被配置为执行所述指令，以实现本公开实施例公开的上述方法。

上述处理器还可以称为中央处理单元(central processing unit，CPU)，其可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。本公开实施例公开的上述方法中的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器可以是通用处理器、数字信号处理器(digital signal processing，DSP)、ASIC、现成可编程门阵列(field-programmable gate array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本公开实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于存储器中，例如随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质。处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。

以上所述仅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，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种车辆碰撞检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

基于车载IMU数据获取车辆加速度和/或加速度变化率，当所述加速度和/或加速度变化率达到预设条件时，采集该时刻前第一时间内的第一行驶数据，和该时刻后第二时间内的第二行驶数据,所述第一行驶数据包括第一加速度、第一速度和第一油门开度至少之一；所述第二行驶数据包括第二加速度、第二速度和第二油门开度至少之一；

基于所述第一行驶数据、所述第二行驶数据和所述车辆加速度和/或加速度变化率，得到所述车辆的碰撞信息，所述碰撞信息包括碰撞类型、碰撞方位；；

根据所述碰撞信息，控制所述车辆运行和/或将所述碰撞信息发送远程控制中心。

2.根据权利要求1所述的车辆碰撞检测方法，其特征在于，基于所述第一行驶数据、第二行驶数据和所述车辆加速度和/或加速度变化率，得到所述车辆的碰撞信息包括：

若所述第一速度的绝对值小于第一速度阈值，则判断所述车辆的所述第一行驶状态为静止状态；

判断所述车辆的所述第一加速度小于第一加速度阈值，且所述第二加速度大于第一加速度阈值，则检测油门开度；

判断所述第一油门开度和所述第二油门开度小于第一油门开度阈值，则确定所述碰撞类型为静止碰撞。

3.根据权利要求2所述的车辆碰撞检测方法，其特征在于，基于所述第一行驶数据、第二行驶数据和所述车辆加速度和/或加速度变化率，得到所述车辆的碰撞信息包括：

若所述第一速度大于第一速度阈值，则判断所述车辆的第一行驶状态为运动状态；

判断所述车辆的所述第一加速度的方向与所述第一速度的方向相反，且第一加速度大于或等于第二加速度阈值，则确定所述车辆发生急刹动作；

判断所述车辆的所述第二加速度方向与所述第二车速方向相同，且所述第二加速度大于或等于第三加速度阈值，则检测油门开度；

判断所述第一油门开度和所述第二油门开度均小于第二油门开度阈值，则确定所述碰撞类型为追尾碰撞。

4.根据权利要求3所述的车辆碰撞检测方法，其特征在于，判断所述车辆发生静止碰撞或追尾碰撞后，所述车辆控制感知设备判断在第三时间内所述车辆周边是否存在第三车辆；并分析所述车辆与第三车辆的方位，根据所述方位得到所述车辆发生碰撞的第一方位。

5.根据权利要求3所述的车辆碰撞检测方法，其特征在于，当所述车辆发生静止碰撞或追尾碰撞时，所述车辆控制感知设备判断在第三时间内所述车辆周边是否存在第三车辆；

若所述车辆周边存在与所述车辆的距离小于第一阈值距离的第三车辆，则确认发生所述静止碰撞或追尾碰撞，并得到所述车辆发生碰撞的第二方位；

若所述车辆周边未存在与所述车辆的距离小于第一阈值距离的第三车辆，则认定所述静止或追尾碰撞未发生，并输出异常信息，并将所述异常信息进行存储或发送至远程控制中心。

6.根据权利要求4或5所述的车辆碰撞检测方法，其特征在于：

若所述车辆周边未存在与所述车辆的距离小于第一阈值距离的第三车辆；

则提取暂存于存储器中的第一时间内的车辆周边图像，并分析所述车辆周边图像中是否存在与所述车辆的距离小于第一阈值距离的第三车辆；

如所述第一时间内的车辆周边图像中存在与所述车辆的距离小于第一阈值距离的第三车辆，则判定所述车辆发生所述静止碰撞或追尾碰撞。

7.根据权利要求3所述的车辆碰撞检测方法，其特征在于：所述第一加速度阈值、第二加速度阈值和第三加速度阈值进行设定时，首先获取所述车辆的质量，所述车辆的质量包括自身车辆质量和内部运输物体质量，通过所述车辆的质量和预设对应关系，得到所述第一加速度阈值、第二加速度阈值和第三加速度阈值。

8.根据权利要求3所述的车辆碰撞检测方法，其特征在于：当确定所述车辆发生所述静止碰撞或追尾碰撞后，提取所述车辆货箱内部的第一内部图像和第二内部图像；

所述第一内部图像为所述第一时间采集的车辆内部图像，所述第二内部图像为所述第二时间采集的车辆内部图像；

比较所述第一内部图像和所述第二内部图像，判断车厢内是否有运输物体相对车厢进行移动并碰撞车厢内壁；

如车厢内运输物体相对车厢有移动并碰撞车厢内壁，且所述运输物体相对车厢的移动方向与所述第二速度方向相反，确认所述碰撞为所述静止碰撞；

如车厢内运输物体相对车厢有移动并碰撞车厢内壁，且所述运输物体相对车厢的移动方向与所述第二速度方向相反，确认所述碰撞为所述追尾碰撞；

如车厢内运输物体相对车厢有移动并碰撞车厢内壁，且所述运输物体相对车厢的移动方向与所述第二速度方向相同，当判断为追尾碰撞的情况下，所述车辆控制感知设备判断在第三时间内所述车辆周边是否存在第三车辆；

若所述车辆周边存在与所述车辆的距离小于第一阈值距离的第三车辆，则对所述追尾碰撞进行确认；

若所述车辆周边未存在与所述车辆的距离小于第一阈值距离的第三车辆，则认定所述追尾碰撞未发生，并输出异常信息，并将所述异常信息进行存储或发送至远程控制中心。

9.一种车辆碰撞检测装置，其特征在于，该装置应用如权利要求1-8任一项所述的车辆碰撞检测方法，所述车辆碰撞检测装置至少包括：

传感器模块，用于采集所述车辆的行驶数据，所述行驶数据至少包括加速度、车速、油门开度、定位信息以及距离信息；

行驶状态判断模块，用于对比所述车辆的行驶数据，分析所述车辆的行驶状态和碰撞信息；

控制模块，用于根据所述行驶状态判断模块的结果控制所述车辆并将碰撞信息远程传输。

10.一种无人车，其特征在于,所述无人车应用如权利要求1-8任一项所述的车辆碰撞检测方法。