一种基于三轴加速度传感器判断车辆急转弯的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于车辆监控领域，具体地涉及一种基于三轴加速度传感器判断车辆急转 弯的方法。
【背景技术】
[0002] 随着社会的发展，人们生活水平的提高，越来越多的人拥有汽车，而汽车数量的增 多也导致交通事故增多，在交通事故处理过程中，发生事故时的行车状态则是一种非常重 要的分析手段，可以用于分析驾驶行为是否违规，行车状态包括急加速、急减速、急转弯等。 另一方面，随着车联网行业的发展，基于车辆OBD(车载诊断系统）接口的车载终端在车辆 UBI(UsageBasedInsurance)方面的应用日益广泛，其主要的功能就是采集车况数据，分 析驾驶行为，包括急加速、急减速、急转弯等。
[0003] 其中急转弯的检测实现起来相对比较复杂一些，现有的急转弯检测有的是通过陀 螺仪器件来实现拐弯角速度检测，如公开专利：CN102211612A，虽然实现起来较简单，但成 本较高；也有通过三轴加速度传感器来检测的，如公开专利：CN101743574B，但一般采用矢 量运算，计算过程复杂，计算量较大，且通常都需要安装后进行初始状态标定。
【发明内容】
[0004] 本发明目的在于为解决上述问题而提供一种计算过程简单，计算量小，成本低，且 加速度传感器的安装位置无限制，三轴初始朝向可任意，无需进行初始状态标定的基于三 轴加速度传感器判断车辆急转弯的方法。
[0005] 为此，本发明公开了一种基于三轴加速度传感器判断车辆急转弯的方法，包括如 下步骤：
[0006] Al :将三轴加速度传感器固定安装在车辆上；
[0007]A2:获取三轴加速度传感器某一时刻的三轴加速度读数X、Y、Z，算出合加速度的 模A，A的计算公式为
[0008] A2= X2+Y2+Z2
[0009]A3:根据合加速度的模A算出水平面上的加速度分量ai，B1的计算公式为
[0010] B12=A2-g2
[0011] 其中，g为重力加速度；
[0012] A4 :获取车辆在前进方向上的加速度分量&2，算出在垂直车辆前进方向的侧向加 速度a3,a3的计算公式为
[0013]a32=aJ-a/
[0014]A5:将侧向加速度83与设定的阈值进行比较，如果侧向加速度83大于阈值，贝Ij判定 为一次急转弯事件。
[0015] 进一步的，还包括步骤A6 :将急转弯信息存储起来和/或传送给中心平台进行记 录和分析处理。
[0016] 进一步的，所述步骤A4中，车辆在前进方向上的加速度分量a2的获取方法为：由 OBD总线获取或里程脉冲计数测得车辆相隔t秒的两个速度I、V2，
t秒内的平均加速度。
[0017] 进一步的，所述t取值为1，则4 =F2 -R。
[0018] 进一步的，所述步骤A3中，可每隔计算一次a:，则t秒内可计算得到n个a:，去
掉其中极大极小值，其余取算术平均，得到t秒内&1的平均值，
到最近t秒内车辆侧向加速度平均值^。
[0019] 进一步的，所述t取值为l，n为10。
[0020] 进一步的，所述步骤A5为每秒计算一次a3，若5秒内有3次超过阀值，则判断为检 测到一次急转弯事件。
[0021] 本发明的有益技术效果：
[0022] 1.本发明采用三轴加速传感器判断急转弯，相比采用陀螺仪等装置，大大降低了 成本；
[0023] 2.对三轴加速传感器的安装位置无限制，三轴初始朝向可任意，方便安装，且安装 后无需标定初始方向向量；
[0024]3.简化了计算模型，采用纯标量运算，简化了计算过程，减少了计算量，使急转弯 的判断在处理能力较低的MCU上也能够实现，降低成本。
【附图说明】
[0025] 图1为本发明实施例的流程图；
[0026] 图2为本发明合加速度的三轴分解图。
【具体实施方式】
[0027] 现结合附图和【具体实施方式】对本发明进一步说明。
[0028] 如图1和图2所示，一种基于三轴加速度传感器判断车辆急转弯的方法，包括如下 步骤：
[0029] Al:将三轴加速度传感器固定安装在车辆上。
[0030] 本具体实施例中，三轴加速度传感器可以是压阻式三轴加速度传感器、压电式三 轴加速度传感器或电容式三轴加速度传感器，三轴加速度传感器内置在车载终端上，车载 终端通过插接在车载OBD接口固定安装在车辆上，当然，在其它实施例中，三轴加速度传感 器也可以不内置在车载终端上，而是直接固定安装在车辆任意位置上。三轴加速度传感器 的三轴的初始朝向可以任意，且安装后不用标定初始方向向量。
[0031] A2 :获取三轴加速度传感器的三轴加速度读数X、Y、Z，算出合加速度的模A，A的计 算公式为
[0032] A2=X2+Y2+Z2
[0033] 具体的，三轴加速度传感器的输出数据为合加速度在三轴方向上的读数X、Y、Z，处 理单元（本具体实施例中为MCU处理器）获取到三轴的加速度读数X、Y、Z后，算出合加速 度的模A，其计算公式为：A2=X2+Y2+Z2。
[0034]A3 :根据合加速度的模A算出水平面上的加速度分量ai，B1的计算公式为
[0035] B12=A2-g2
[0036] 其中，g为重力加速度。
[0037] 本发明对车辆行驶状态进行抽象和近似简化，忽略了路面颠簸以及轻微坡度对计 算结果的影响，因此，该合加速度的模A总存在一个与重力加速度方向相反、大小相等的垂 直加速度分量，如图2所示，则水平面上的加速度分量 &1为a/=A2_g2。所以，本发明适用 于大部分时间在较为平整的城市道路行驶的乘用车辆。
[0038] A4 :获取车辆在前进方向上的加速度分量&2，算出在垂直车辆前进方向的侧向加 速度a3，侧向加速度a3的计算公式为
[0039] a32=aJ-a/
[0040] 具体的，车辆在前进方向上的加速度分量a2的获取方法为：由OBD总线获取或里 程脉冲计数测得车辆相隔t秒的两个速度I、V2，
^为该t秒内的平均加速 度。t的取值越小，石越接近于实际瞬时加速度，但考虑到实际情况，t太小的话，获取相隔 t秒的两个速度Vp V;^常困难，所以本具体实施例中，t取值为1，则02 =F2 -F1。
[0041] 相应的，为了得到更准确的水平面上的加速度分量B1，步骤A3中可每隔IOOms(当 然，在其它实施例中，此时间可由由设计人员自己根据实际需要进行设定）计算一次ai，l 秒内可计算得到10个％，去掉其中极大极小值，其余取算术平均，得到一秒内&1的平均值
得到最近一秒内车辆侧向加速度平均值g。
[0042] A5 :将侧向加速度平均值^与设定的阈值进行比较，如果侧向加速度平均值f大 于阈值，则判定为一次急转弯事件。
[0043] 具体的，为了防止干扰造成误判，每秒计算一次若5秒内有3次（当然，在其它 实施例中，可由设计人员根据实际需要进行设定）超过阀值，则判断为检测到一次急转弯 事件。
[0044] A6 :将急转弯事件信息存储起来和/或传送给中心平台进行记录和分析处理。
[0045] 尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明 白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对 本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种基于三轴加速度传感器判断车辆急转弯的方法，其特征在于，包括如下步骤： A1 :将三轴加速度传感器固定安装在车辆上； A2 :获取三轴加速度传感器的三轴加速度读数X、Y、Z，算出合加速度的模A，A的计算公 式为 a2=x2+y2+z2 A3 :根据合加速度的模A算出水平面上的加速度分量ai，ai的计算公式为 2 a 2 2 &! =A-g 其中，g为重力加速度； A4 :获取车辆在前进方向上的加速度分量&2，算出在垂直车辆前进方向的侧向加速度 a3,a3的计算公式为 2- 2 2 a3 -a 1 _a2 A5 :将侧向加速度83与设定的阈值进行比较，如果侧向加速度83大于阈值，贝lj判定为一 次急转弯事件。2. 根据权利要求1所述的基于三轴加速度传感器判断车辆急转弯的方法，其特征在 于，还包括步骤A6 :将急转弯信息存储起来和/或传送给中心平台进行记录和分析处理。3. 根据权利要求1所述的基于三轴加速度传感器判断车辆急转弯的方法，其特征在 于，所述步骤A4中，车辆在前进方向上的加速度分量a2的获取方法为：由OBD总线获取或 里程脉冲计数测得车辆相隔t秒的两个速度VpV2，则&Z为该t秒内的平均加 t 速度。4. 根据权利要求3所述的基于三轴加速度传感器判断车辆急转弯的方法，其特征在 于：所述t取值为1，则& =F2 -G。5. 根据权利要求3所述的基于三轴加速度传感器判断车辆急转弯的方法，其特征在 于：所述步骤A3中，可每隔1计算一次ai，则t秒内可计算得到n个ai，去掉其中极大极小 H 值，其余取算术平均，得到t秒内平均值，则有：％ =丄I2 -#/.，.得到最近t秒内车 辆侧向加速度平均值f。6. 根据权利要求5所述的基于三轴加速度传感器判断车辆急转弯的方法，其特征在 于：所述t取值为l，n为10。7. 根据权利要求1所述的基于三轴加速度传感器判断车辆急转弯的方法，其特征在 于：所述步骤A5为每秒计算一次a3，若5秒内有3次超过阀值，则判断为检测到一次急转弯 事件。
【专利摘要】本发明公开了一种基于三轴加速度传感器判断车辆急转弯的方法，包括如下步骤：首先，将三轴加速度传感器固定安装在车辆上，并获取三轴加速度传感器的三轴加速度读数，算出合加速度的模；接着，根据合加速度的模算出水平面上的加速度分量；然后，获取车辆在前进方向上的加速度分量，算出在垂直车辆前进方向的侧向加速度；最后，将侧向加速度与设定的阈值进行比较，如果侧向加速度大于阈值，则判定为一次急转弯事件。本发明计算过程简单，计算量小，成本低，且三轴加速度传感器的安装位置无限制，三轴初始朝向可任意，方便安装，使用简便。
【IPC分类】G01C21/16, B60W40/107, B60W40/109
【公开号】CN105109490
【申请号】CN201510605149
【发明人】黄运峰, 李基勇, 李志斌
【申请人】厦门雅迅网络股份有限公司
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年9月22日