一种汽车行驶状态预警方法
【专利摘要】本发明提供一种汽车行驶状态预警方法，包括步骤：依据所接收的传感器信息预判断汽车行驶状态；依据所述汽车行驶状态修正汽车行驶状态特征值；依据所修正的汽车行驶状态特征值输出预警信息。由上，通过解析传感器在汽车行驶过程中的所有采集的数据，计算出不同汽车在不同状态下的汽车行驶状态特征值，将所述汽车行驶状态特征值作为预警的判据，据此输出预警信息以提示驾驶员汽车的潜在危险。
【专利说明】一种汽车行驶状态预警方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及汽车安全领域，特别涉及一种汽车行驶状态预警方法。
【背景技术】
[0002] 对于汽车运动姿态的实时准确测量是进行汽车底盘综合控制和对汽车操纵稳定 性与主动安全性进行评价的前提和基础。由于传统的采用机械转子陀螺构成机械平台来测 量汽车姿态的方法具有体积大、质量重、安装繁琐以及使用不便等缺陷，使其在汽车上的应 用收到了很大限制。随着汽车电子技术的发展，军用传感器得到了迅猛发展，其中最为典型 的就是集成微机电子系统传感器，其具有体积小、质量轻、响应快、灵敏度高、低能高、高功 率等优势，在汽车上得到广泛使用。
[0003] 而集成微机电子系统传感器大多以重力加速度计做为姿态传感器，测量汽车与水 平面的俯仰和横滚角，这样测量汽车静态的夹角比较准确，而汽车载姿态有其特殊性，需要 反映汽车运动物体的实时姿态，由于加速度计是敏感物体加速度的传感器，这导致汽车在 加速启动或突然刹车时有一个较大的加速度，换算成俯仰角角度大概在10度左右，直接导 致了汽车在启动和刹车时，不能真实的反映汽车姿态。图1和图2即反映了汽车在启动和 刹车时俯仰角的瞬时变化。
【发明内容】
[0004] 本申请提供一种汽车行驶状态预警方法，通过解析传感器在汽车行驶过程中的所 有采集的数据，计算出不同汽车在不同状态下的汽车行驶状态特征值，将所述汽车行驶状 态特征值作为预警的判据，据此输出预警信息以提示驾驶员汽车的潜在危险。
[0005] 所述汽车行驶状态预警方法包括步骤：
[0006] 依据所接收的传感器信息预判断汽车行驶状态；
[0007] 依据所述汽车行驶状态修正汽车行驶状态特征值；
[0008] 依据所修正的汽车行驶状态特征值输出预警信息。
[0009] 由上，通过解析传感器在汽车行驶过程中的所有采集的数据，计算出不同汽车在 不同状态下的汽车行驶状态特征值，将所述汽车行驶状态特征值作为预警的判据，据此输 出预警信息以提示驾驶员汽车的潜在危险。
[0010] 可选的，步骤A中，所述汽车行驶状态包括：低速行驶状态、颠簸行驶状态、频繁上 下坡行驶状态或频繁加速减速行驶状态。
[0011] 可选的，步骤B中，所述汽车行驶状态特征值包括：航向角Ψ、俯仰角γ、横滚角 Θ、左转加速度ax j和右转加速度ay j。
[0012] 可选的，当步骤A预判断为低速行驶状态时，
[0013] 步骤B中修正汽车行驶状态特征值中的俯仰角Y和横滚角Θ。
[0014] 可选的，步骤B中，计算所述俯仰角和横滚角采用以下公式：Ex = a (sin y -cos θ ) +m (Ey+Ez) ；Ez = a (sin Θ -cos y ) +m (Ey+Ex)；
[0015] 式中Ex、Ey、Ez分别表示X轴、Y轴、Z轴的磁偏量，a、m分别表示比例系数。
[0016] 由上，由于低速行驶，加速度计所测量出的左转加速度和右转加速度有效，需对航 向角Ψ、俯仰角Y和横滚角Θ进行修正。进一步的，在低速行驶过程中，航向角Ψ为标准 值，由此仅需计算俯仰角Y和横滚角Θ，由于磁的低频率特性，波特率约为10帧/秒，故采 信磁偏量计算俯仰角Y和横滚角Θ。
[0017] 可选的，当步骤A预判断为颠簸行驶状态时，
[0018] 步骤B中修正汽车行驶状态特征值中的航向角Ψ、俯仰角Y和横滚角Θ。
[0019] 可选的，步骤B中，修正汽车行驶状态特征值中的航向角Ψ、俯仰角Y和横滚角 Θ采用以下公式
[0020] CC5[ I ]=
【权利要求】
1. 一种汽车行驶状态预警方法，其特征在于，包括步骤： A、 依据所接收的传感器信息预判断汽车行驶状态； B、 依据所述汽车行驶状态修正汽车行驶状态特征值； C、 依据所修正的汽车行驶状态特征值输出预警信息。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤A中，所述汽车行驶状态包括：低速 行驶状态、颠簸行驶状态、频繁上下坡行驶状态或频繁加速减速行驶状态。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤B中，所述汽车行驶状态特征值包括： 航向角Ψ、俯仰角Y、横滚角Θ、左转加速度axj和右转加速度ayj。
4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当步骤A预判断为低速行驶状态时， 步骤B中修正汽车行驶状态特征值中的俯仰角γ和横滚角Θ。
5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤B中，计算所述俯仰角和横滚角采用 以下公式：Ex = a (sin γ -cos Θ ) +m (Ey+Ez) ;Ez = a (sin Θ -cos γ ) +m (Ey+Ex); 式中Ex、Ey、Ez分别表示X轴、Y轴、Z轴的磁偏量，a、m分别表示比例系数。
6. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当步骤A预判断为颠簸行驶状态时， 步骤B中修正汽车行驶状态特征值中的航向角Ψ、俯仰角γ和横滚角Θ。
7. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤B中，修正汽车 行驶状态特征值中的航向角Ψ、俯仰角Y和横滚角Θ采用以下公式
Gxl = gx-Lyx*gy-Lzx*gz ； Gxl = Gxl_(CCS[0][0]*cos(north_angle*PI/180.0)*cos(latitude*PI/180.0)*Wie /3600. 0+CCS[l][0]*sin(latitude*PI/180. 0)*Wie/3600. 0+CCS[2][O]*sin(north_angle *PI/180. 0)*cos(latitude*PI/180. 0)*Wie/3600. 0); Gyl = gy-Lxy*gx-Lzy*gz ； Gyl = Gyl- (CCS[0][1]*cos(north_angle*PI/180. 0)*cos(latitude*PI/180. 0)*Wie /3600. 0+CCS[l][l]*sin(latitude*PI/180. 0)*Wie/3600. 0+CCS[2][l]*sin(north_angle *PI/180.0)*cos (latitude*PI/180. 0)*Wie/3600. 0); Gzl = gz-Lxz*gx-Lyz*gy ； Gzl = Gzl-(CCS[0][2]*cos(north_angle*PI/180. 0)*cos(latitude*PI/180. 0) *Wie /3600.0+CCS[l][2]*sin(latitude*PI/180. 0)*Wie/3600. 0+CCS[2][2]*sin(north_angle *PI/180.0)*cos(latitude*PI/180. 0)*Wie/3600. 0); 式中CCS□□表示陀螺姿态的方向余弦矩阵； Gxl、Gyl、Gzl分别表示X轴、Y轴、Z轴的轴向角速率； gx、gy、gz分别表示X轴、Y轴、Z轴的旋转角速率值； Lyx*gy表示在机械安装中Y轴对X轴的动态影响、Lzx*gz表示在机械安装中Z轴对X 轴的动态影响； Lxy*gx表示在机械安装中X轴对Y轴的动态影响，Lzy*gz表示在机械安装中Z轴对Y 轴的动态影响； Lxz*gx表示在机械安装中X轴对Z轴的动态影响，Lzy*gz表示在机械安装中Y轴对Z 轴的动态影响； north_angle表示为对北向的夹角、latitude表示为纟韦度、Wie表示地球自转角速率、 PI表示圆周率。
8. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当步骤A预判断为频繁上下坡行驶状态或 频繁加速减速行驶状态时， 步骤B中修正汽车行驶状态特征值中的航向角、俯仰角、横滚角、左转加速度和右转加 速度。
9. 根据权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤B中，修正汽车行驶状态特征值中的 航向角Ψ、俯仰角Y、横滚角Θ、左转加速度axj和右转加速度ayj采用以下公式：
cx* Y = cx*ax* (0. 5f-q2q2-q3q3) +ay* (q1q2-q〇q3) +az (q1q3+q〇q2)； cy* Θ = Cy*ax* (q1q2-q〇q3) +ay* (q1q1-q3q3) +az (q2q3+q〇q1)； οζ*Ψ = cz*ax*(q1q3_q0q2)+az(q 1q1+q2q3);
式中CCS□□表示陀螺姿态的方向余弦矩阵； cx、cy、cz分别表示X轴、Y轴、Z轴的标定系数； ax、ay、az分别表示X轴、Y轴和Z轴方向的加速度； f表示计算算法的过程量。
10. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤A包括： 依据所接收的汽车的对地行驶速度，当所述汽车的对地行驶速度小于汽车的对地行驶 速阈值时，判断为低速行驶状态； 当所述汽车的对地行驶速度大于汽车的对地行驶速阈值时，依据所接收的X轴、Y轴和 Z轴三个方向的加速度值，计算所述三个方向的加速度值均方根，当所述加速度值均方根小 于加速度值均方根阈值时，判断为颠簸行驶状态； 当所述加速度值均方根小于加速度值均方根阈值时，依据所接收的俯仰角角速度值和 横滚角速度值，计算俯仰角角速度值和横滚角速度值的角速度值均方根，当所述角速度值 均方根小于角速度值均方根阈值时，判断为颠簸行驶状态； 当所述角速度值均方根大于角速度值均方根阈值时，判断为频繁上下坡行驶状态或频 繁加速减速行驶状态。
【文档编号】B60W40/105GK104290755SQ201410533032
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年10月10日 优先权日:2014年10月10日
【发明者】张宪龙 申请人:北京三驰科技发展有限公司