一种两轮机动车驾驶行为的判别装置及判别方法与流程

文档序号:16445393发布日期:2018-12-28 23:00阅读:107来源:国知局
本发明涉及机动车驾驶领域,特别涉及一种两轮机动车驾驶行为的判别装置及判别方法。
背景技术
:目前,针对急加速、急减速、急拐弯等常用驾驶行为,所采用的判别方法一般都是针对四轮机动车实现的,四轮车可以通过加速度传感器直接获取向心加速度来判别以上的驾驶行为。但是,对于两轮机动车而言,由于在拐弯时因为车身会发生倾斜,此时加速度传感器获取的加速度并不是向心加速度,所以无法准确地判别此时两轮机动车的驾驶行为,由此会给两轮机动车的驾驶造成安全隐患。技术实现要素:有鉴于此,本发明实施例提供一种两轮机动车驾驶行为的判别装置及判别方法,可以准确地判别两轮机动车的驾驶行为,消除两轮机动车的驾驶造成安全隐患,确保两轮机动车的安全驾驶。本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下:根据本发明的一个方面,提供的一种两轮机动车驾驶行为的判别装置,包括:第一传感器、第二传感器、运算单元,其中:所述第一传感器,用于采集两轮机动车的三轴加速度,传送至所述运算单元;所述第二传感器,用于采集两轮机动车的三轴角速度,根据所述三轴角速度计算得到欧拉角,再根据所述三轴角速度和所述欧拉角计算得到两轮机动车的向心加速度,并将所述向心加速度传送至所述运算单元;所述运算单元,预设加速度阈值,用于将接收到的所述三轴加速度和所述向心加速度,与所述预设加速度阈值比较,判别机动车的驾驶行为。在一个可能的设计中,所述第二传感器根据所述三轴角速度和所述欧拉角计算得到两轮机动车的向心加速度,其中,向心加速度是采用以下公式来得到:a=g*ctgθ其中,θ为欧拉角中的横滚角,g为重力加速度。在一个可能的设计中,所述装置还包括:gnss模块,用于采集两轮机动车的车速,根据所述车速计算得到两轮机动车的三轴加速度,并将所述三轴加速度传送至所述运算单元。在一个可能的设计中,所述第二传感器根据所述三轴角速度和所述欧拉角计算得到两轮机动车的航向角角速度;根据所述gnss模块采集两轮机动车的车速以及所述航向角角速度采用以下公式计算得到两轮机动车的向心加速度,并将所述向心加速度传送至所述运算单元:a=v*w其中,v是车速,w是航向角角速度。在一个可能的设计中,所述装置还包括:车辆总线模块,用于采集两轮机动车的车速,根据所述车速计算得到两轮机动车的三轴加速度,并将所述三轴加速度传送至所述运算单元。在一个可能的设计中,所述第二传感器根据所述三轴角速度和所述欧拉角计算得到两轮机动车的航向角角速度;根据所述车辆总线模块采集两轮机动车的车速以及所述航向角角速度采用以下公式计算得到两轮机动车的向心加速度,并将所述向心加速度传送至所述运算单元:a=v*w其中,v是车速,w是航向角角速度。在一个可能的设计中,所述预设加速度阈值包括预设急加速加速度阈值、预设急减速加速度阈值、以及预设急拐弯向心加速度阈值;所述运算单元根据接收到的所述三轴加速度和所述向心加速度,与所述预设加速度阈值比较,判别机动车的驾驶行为,包括:接收到的所述三轴加速度大于预设急加速加速度阈值,则判别机动车为急加速驾驶行为;接收到的所述三轴加速度小于预设急减速加速度阈值,则判别机动车为急减速驾驶行为;接收到的所述向心加速度大于预设急拐弯向心加速度阈值,则判别机动车为急拐弯驾驶行为。根据本发明的另一个方面,提供的一种两轮机动车驾驶行为判别方法,包括:第一传感器采集两轮机动车的三轴加速度,传送至运算单元;第二传感器采集两轮机动车的三轴角速度,根据所述三轴角速度计算得到欧拉角,再根据所述三轴角速度和所述欧拉角计算得到两轮机动车的向心加速度,将所述向心加速度传送至所述运算单元;运算单元预设加速度阈值,将接收到的所述三轴加速度和所述向心加速度,与所述预设加速度阈值比较,判别机动车的驾驶行为。在一个可能的设计中,所述方法还包括:gnss模块采集两轮机动车的车速,根据所述车速计算得到两轮机动车的三轴加速度,并将所述三轴加速度传送至所述运算单元。在一个可能的设计中,所述第二传感器根据所述三轴角速度和所述欧拉角计算得到两轮机动车的航向角角速度;根据所述gnss模块采集两轮机动车的车速以及所述航向角角速度采用以下公式计算得到两轮机动车的向心加速度,并将所述向心加速度传送至所述运算单元。在一个可能的设计中,所述方法还包括:车辆总线模块采集两轮机动车的车速,根据所述车速计算得到两轮机动车的三轴加速度,并将所述三轴加速度传送至所述运算单元。在一个可能的设计中,所述第二传感器根据所述三轴角速度和所述欧拉角计算得到两轮机动车的航向角角速度;根据所述车辆总线模块采集两轮机动车的车速以及所述航向角角速度计算得到两轮机动车的向心加速度,并将所述向心加速度传送至所述运算单元。在一个可能的设计中,所述预设加速度阈值包括预设急加速加速度阈值、预设急减速加速度阈值、以及预设急拐弯向心加速度阈值;所述运算单元将接收到的所述三轴加速度和所述向心加速度,与所述预设加速度阈值比较,判别机动车的驾驶行为,包括:接收到的所述三轴加速度大于预设急加速加速度阈值,则判别机动车为急加速驾驶行为;接收到的所述三轴加速度小于预设急减速加速度阈值,则判别机动车为急减速驾驶行为;接收到的所述向心加速度大于预设急拐弯向心加速度阈值,则判别机动车为急拐弯驾驶行为。与相关技术相比,本发明实施例提供的一种两轮机动车驾驶行为的判别装置及判别方法,包括:所述第一传感器,用于采集两轮机动车的三轴加速度,传送至所述运算单元;所述第二传感器,用于采集两轮机动车的三轴角速度,根据所述三轴角速度计算得到欧拉角,再根据所述三轴角速度和所述欧拉角计算得到两轮机动车的向心加速度,并将所述向心加速度传送至所述运算单元;所述运算单元,预设加速度阈值,用于将接收到的所述三轴加速度和所述向心加速度,与所述预设加速度阈值比较,判别机动车的驾驶行为。通过本发明的实施例,应用于两轮机动车,通过车辆总线模块提供的数据、gnss模块提供的数据、第一传感器例如加速度传感器和第二传感器例如陀螺仪传感器等多传感器组合判别驾驶行为,可以准确地判别两轮机动车的驾驶行为,消除两轮机动车的驾驶造成安全隐患,确保两轮机动车的安全驾驶。附图说明图1为本发明实施例提供的一种两轮机动车驾驶行为的判别装置的结构示意图;图2为本发明实施例提供的一种两轮机动车驾驶行为的判别方法的流程图;图3为本发明实施例提供的一种两轮机动车驾驶行为的判别装置的结构示意图;图4为本发明实施例提供的通过陀螺仪传感器获取横滚角θ的示意图;图5为本发明实施例提供的一种两轮机动车驾驶行为的判别方法的流程图。本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。具体实施方式为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白,以下结合附图和实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅以解释本发明,并不用于限定本发明。在后续的描述中,使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明,其本身没有特定的意义。因此,“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。终端可以以各种形式来实施。例如,本发明中描述的终端可以包括诸如手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、个人数字助理(personaldigitalassistant,pda)、便捷式媒体播放器(portablemediaplayer,pmp)、导航装置、可穿戴设备、智能手环、计步器等移动终端,以及诸如数字tv、台式计算机等固定终端。后续描述中将以移动终端为例进行说明,本领域技术人员将理解的是,除了特别用于移动目的的元件之外,根据本发明的实施方式的构造也能够应用于固定类型的终端。请参考图1。本发明实施例提供一种两轮机动车驾驶行为的判别装置,包括:第一传感器10、第二传感器20、运算单元30、gnss(globalnavigationsatellitesystem,全球导航卫星系统)模块40、车辆总线模块50,其中:所述第一传感器10,用于采集两轮机动车的三轴加速度,并将所述三轴加速度传送至所述运算单元30;所述第二传感器20,用于采集两轮机动车的三轴角速度,根据所述三轴角速度计算得到欧拉角,再根据所述三轴角速度和所述欧拉角计算得到两轮机动车的向心加速度和航向角角速度,并将所述向心加速度传送至所述运算单元30;其中,所述欧拉角包括俯仰角、航向角和横滚角;所述gnss模块40,用于采集两轮机动车的车速和航向角,并根据所述车速计算得到两轮机动车的三轴加速度,以及根据所述航向角计算得到两轮机动车的航向角角速度;以及所述gnss模块40采集的所述车速结合所述第二传感器20的所述航向角角速度计算得到两轮机动车的向心加速度;并将所述三轴加速度和所述向心加速度传送至所述运算单元30;所述车辆总线模块50,用于采集两轮机动车的车速,并根据所述车速计算得到两轮机动车的三轴加速度;以及所述车辆总线模块50采集的所述车速结合所述第二传感器20的所述航向角角速度计算得到两轮机动车的向心加速度;并将所述三轴加速度和所述向心加速度传送至所述运算单元30;所述运算单元30,预设加速度阈值,用于根据接收到的所述三轴加速度和所述向心加速度,与所述预设加速度阈值比较,判别机动车的驾驶行为。进一步地,所述第二传感器20根据所述三轴角速度和所述欧拉角计算得到两轮机动车的向心加速度,其中,向心加速度是采用以下公式来得到:a=g*ctgθ其中,θ为欧拉角中的横滚角,g为重力加速度。进一步地,所述gnss模块40采集的所述车速结合所述第二传感器20的所述航向角角速度计算得到两轮机动车的向心加速度,其中,向心加速度是采用以下公式来得到:a=v*w其中,v是车速,w是航向角角速度。进一步地,所述车辆总线模块50采集的所述车速结合所述第二传感器20的所述航向角角速度计算得到两轮机动车的向心加速度,其中,向心加速度是采用以下公式来得到:a=v*w其中,v是车速,w是航向角角速度。进一步地,所述运算单元30预设加速度阈值,包括预设急加速加速度阈值、预设急减速加速度阈值、以及预设急拐弯向心加速度阈值;所述运算单元30根据接收到的所述三轴加速度和所述向心加速度,与所述预设加速度阈值比较,判别机动车的驾驶行为,包括:接收到的所述三轴加速度大于预设急加速加速度阈值,则判别机动车为急加速驾驶行为;接收到的所述三轴加速度小于预设急减速加速度阈值,则判别机动车为急减速驾驶行为;接收到的所述向心加速度大于预设急拐弯向心加速度阈值,则判别机动车为急拐弯驾驶行为。优选地,所述第一传感器10为加速度传感器。优选地,所述第二传感器20为陀螺仪传感器。优选地,所述车辆总线模块50为can(controllerareanetwork,控制器局域网络)总线模块。优选地,本发明实施例提到的两轮机动车,包括但不限于两轮汽油机动车、两轮柴油机动车、两轮电动机动车,但不包括两轮平衡车。本发明实施例提供的一种两轮机动车驾驶行为的判别装置,通过车辆总线模块例如can总线模块提供的数据、gnss模块提供的数据、第一传感器例如加速度传感器和第二传感器例如陀螺仪传感器等多传感器组合判别驾驶行为,可以准确地判别两轮机动车的驾驶行为,消除两轮机动车的驾驶造成安全隐患,确保两轮机动车的安全驾驶。请参考图2。本发明实施例提供一种两轮机动车驾驶行为的判别方法,包括:步骤s1、第一传感器采集两轮机动车的三轴加速度,传送至运算单元;步骤s2、第二传感器采集两轮机动车的三轴角速度,根据所述三轴角速度计算得到欧拉角,再根据所述三轴角速度和所述欧拉角计算得到两轮机动车的向心加速度,将所述向心加速度传送至所述运算单元;步骤s3、运算单元预设加速度阈值,将接收到的所述三轴加速度和所述向心加速度,与所述预设加速度阈值比较,判别机动车的驾驶行为。进一步地,步骤s2中,根据所述三轴角速度和所述欧拉角计算得到两轮机动车的向心加速度,其中,向心加速度是采用以下公式来得到:a=g*ctgθ其中,θ为欧拉角中的横滚角,g为重力加速度。进一步地,步骤s2中,根据所述三轴角速度和所述欧拉角计算得到两轮机动车的航向角角速度。进一步地,所述方法还包括:gnss模块采集两轮机动车的车速和航向角,并根据所述车速计算得到两轮机动车的三轴加速度,以及根据所述航向角计算得到两轮机动车的航向角角速度;以及所述gnss模块采集的所述车速结合所述第二传感器的所述航向角角速度计算得到两轮机动车的向心加速度;并将所述三轴加速度和所述向心加速度传送至所述运算单元。进一步地,所述gnss模块采集的所述车速结合所述第二传感器的所述航向角角速度计算得到两轮机动车的向心加速度,其中,向心加速度是采用以下公式来得到:a=v*w其中,v是车速,w是航向角角速度。进一步地,所述方法还包括:车辆总线模块采集两轮机动车的车速,并根据所述车速计算得到两轮机动车的三轴加速度;以及所述车辆总线模块采集的所述车速结合所述第二传感器的所述航向角角速度计算得到两轮机动车的向心加速度;并将所述三轴加速度和所述向心加速度传送至所述运算单元。进一步地,所述车辆总线模块采集的所述车速结合所述第二传感器的所述航向角角速度计算得到两轮机动车的向心加速度,其中,向心加速度是采用以下公式来得到:a=v*w其中,v是车速,w是航向角角速度。进一步地,步骤s3中,所述运算单元预设加速度阈值,包括预设急加速加速度阈值、预设急减速加速度阈值、以及预设急拐弯向心加速度阈值;所述运算单元将接收到的所述和所述向心加速度,与所述预设加速度阈值比较,判别机动车的驾驶行为,包括:接收到的所述三轴加速度大于预设急加速加速度阈值,则判别机动车为急加速驾驶行为;接收到的所述三轴加速度小于预设急减速加速度阈值,则判别机动车为急减速驾驶行为;接收到的所述向心加速度大于预设急拐弯向心加速度阈值,则判别机动车为急拐弯驾驶行为。需要说明的是,上述方法实施例与装置实施例属于同一构思,其具体实现过程详见装置实施例,且装置实施例中的技术特征在方法实施例中均对应适用,这里不再赘述。本发明实施例提供的一种两轮机动车驾驶行为的判别方法,通过车辆总线模块例如can总线模块提供的数据、gnss模块提供的数据、第一传感器例如加速度传感器和第二传感器例如陀螺仪传感器等多传感器组合判别驾驶行为,可以准确地判别两轮机动车的驾驶行为,消除两轮机动车的驾驶造成安全隐患,确保两轮机动车的安全驾驶。以下结合实施例对本发明的技术方案作进一步的详细描述。实施例1:在本实施例中,第一传感器10以加速度传感器10为例、第二传感器20以陀螺仪传感器20为例、车辆总线模块20以can总线模块50为例来进行说明。请参考图3。本发明实施例提供一种两轮机动车驾驶行为的判别装置,包括:加速度传感器10、陀螺仪传感器20、运算单元30、gnss模块40、can总线模块50,其中:所述加速度传感器10,用于采集两轮机动车的三轴加速度,并将所述加速度传送至所述运算单元30;所述陀螺仪传感器20,用于采集两轮机动车的三轴角速度,根据所述三轴角速度计算得到欧拉角,再根据所述三轴角速度和所述欧拉角计算得到两轮机动车的向心加速度和航向角角速度,并将所述向心加速度传送至所述运算单元30;其中,所述欧拉角包括俯仰角、航向角和横滚角。由于两轮机动车在拐弯时,如图4所示,当两轮机动车向左拐弯时,为保持车身平衡,车身会向左倾斜θ角度(θ也称为横滚角),此时,满足以下力矩平衡条件:g*l*cosθ=f*l*sinθ(1)此时,通过陀螺仪传感器获取三轴角速度,根据所述三轴角速度计算得到欧拉角,再从欧拉解中获取横滚角θ,如图4所示,可以得到两轮机动车的侧倾角度θ。根据公式(1)可以计算得到向心加速度a如下:a=f/m=gctgθ/m=g*ctgθ(2)所以,所述陀螺仪传感器20可以根据所述横滚角θ采用以上公式(2)来计算得到两轮机动车的向心加速度:a=g*ctgθ(2)其中,θ为横滚角,g为重力加速度。所述gnss模块40,用于采集两轮机动车的车速和航向角,并根据所述车速计算得到两轮机动车的三轴加速度,以及根据所述航向角计算得到两轮机动车的航向角角速度;以及所述gnss模块40采集的所述车速结合所述陀螺仪传感器20的航向角角速度计算得到两轮机动车的向心加速度;并将所述三轴加速度和所述向心加速度传送至所述运算单元30;其中,所述gnss模块40采集的所述车速结合所述陀螺仪传感器20的航向角角速度采用以下公式(3)来计算得到两轮机动车的向心加速度:a=v*w(3)其中,v是车速,w是航向角角速度。所述can总线模块50,用于采集两轮机动车的车速,并根据所述车速计算得到两轮机动车的三轴加速度;以及所述can总线模块50采集的所述车速结合所述陀螺仪传感器20的航向角角速度计算得到两轮机动车的向心加速度;并将所述加速度和所述向心加速度传送至所述运算单元30;其中,所述can总线模块50采集的所述车速结合所述陀螺仪传感器20的航向角角速度采用以下公式(3)来计算得到两轮机动车的向心加速度:a=v*w(3)其中,v是车速,w是航向角角速度。。所述运算单元30,预设加速度阈值,包括预设急加速加速度阈值、预设急减速加速度阈值、以及预设急拐弯向心加速度阈值;根据接收到的所述三轴加速度加速度和所述向心加速度,与所述预设加速度阈值比较,判别机动车的驾驶行为,包括:接收到的所述三轴加速度大于预设急加速加速度阈值,则判别机动车为急加速驾驶行为;接收到的所述三轴加速度小于预设急减速加速度阈值,则判别机动车为急减速驾驶行为;接收到的所述向心加速度大于预设急拐弯向心加速度阈值,则判别机动车为急拐弯驾驶行为。本发明实施例提供的一种两轮机动车驾驶行为的判别装置,通过can总线模块提供的数据、gnss模块提供的数据、加速度传感器和陀螺仪传感器等多传感器组合判别驾驶行为,可以准确地判别两轮机动车的驾驶行为,消除两轮机动车的驾驶造成安全隐患,确保两轮机动车的安全驾驶。实施例2:在本实施例中,第一传感器10以加速度传感器10为例、第二传感器20以陀螺仪传感器20为例、车辆总线模块20以can总线模块50为例来进行说明。请参考图5。本发明实施例提供一种两轮机动车驾驶行为的判别方法,包括:步骤s101、加速度传感器采集两轮机动车的三轴加速度加速度,传送至运算单元。步骤s102、陀螺仪传感器采集两轮机动车的三轴角速度,根据所述三轴角速度计算得到欧拉角,再根据所述三轴角速度和所述欧拉角计算得到两轮机动车的向心加速度,将所述向心加速度传送至所述运算单元。其中,所述陀螺仪传感器根据所述三轴角速度和所述欧拉角采用以下公式(2)来计算得到两轮机动车的向心加速度:a=g*ctgθ(2)其中,θ为欧拉角中的横滚角,g为重力加速度。步骤s103、gnss模块采集两轮机动车的车速和航向角,并根据所述车速计算得到两轮机动车的三轴加速度,以及根据所述航向角计算得到两轮机动车的航向角角速度;以及所述gnss模块采集的所述车速结合所述第二传感器的所述航向角角速度计算得到两轮机动车的向心加速度;并将所述三轴加速度和所述向心加速度传送至所述运算单元。其中,所述gnss模块采集的所述车速结合所述第二传感器的所述航向角角速度采用以下公式(3)来计算得到两轮机动车的向心加速度:a=v*w(3)其中,v是车速,w是航向角角速度。步骤s104、can总线模块采集两轮机动车的车速,并根据所述车速计算得到两轮机动车的三轴加速度;以及所述车辆总线模块采集的所述车速结合所述第二传感器的所述航向角角速度计算得到两轮机动车的向心加速度;并将所述三轴加速度和所述向心加速度传送至所述运算单元。其中,所述can总线模块采集的所述车速结合所述第二传感器的所述航向角角速度采用以下公式(3)来计算得到两轮机动车的向心加速度:a=v*w(3)其中,v是车速,w是航向角角速度。步骤s105、运算单元预设加速度阈值,将接收到的所述三轴加速度和所述向心加速度,与所述预设加速度阈值比较,判别机动车的驾驶行为。包括:所述运算单元预设加速度阈值,包括预设急加速加速度阈值、预设急减速加速度阈值、以及预设急拐弯向心加速度阈值;所述运算单元将接收到的所述三轴加速度和所述向心加速度,与所述预设加速度阈值比较,判别机动车的驾驶行为,包括:接收到的所述三轴加速度大于预设急加速加速度阈值,则判别机动车为急加速驾驶行为;接收到的所述三轴加速度小于预设急减速加速度阈值,则判别机动车为急减速驾驶行为;接收到的所述向心加速度大于预设急拐弯向心加速度阈值,则判别机动车为急拐弯驾驶行为。本发明实施例提供的一种两轮机动车驾驶行为的判别方法,通过can总线模块提供的数据、gnss模块提供的数据、加速度传感器和陀螺仪传感器等多传感器组合判别驾驶行为,可以准确地判别两轮机动车的驾驶行为,消除两轮机动车的驾驶造成安全隐患,确保两轮机动车的安全驾驶。需要说明的是,在本文中,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、物品或者装置不仅包括那些要素,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、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个......”限定的要素,并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。上述本发明实施例序号仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件,但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质(如rom/ram、磁碟、光盘)中,包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机,计算机,服务器,空调器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。上面结合附图对本发明的实施例进行了描述,但是本发明并不局限于上述的具体实施方式,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,而不是限制性的,本领域的普通技术人员在本发明的启示下,在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下,还可做出很多形式,这些均属于本发明的保护之内。当前第1页12当前第1页12
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