专利名称：一种通过加速度传感器辅助检测泊车工况下车速的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于汽车辅助泊车系统领域，具体涉及一种通过加速度传感器辅助检测泊车工况下车速的方法和装置。
背景技术：
汽车辅助泊车系统能够帮助驾驶员在空间狭小地带顺利实现泊车入位，在汽车上外部相应位置设有距离传感器，通过外部距离传感器结合车速获取停车位空间大小，并且在泊车过程中通过综合车速和方向盘转角信息计算实时车辆位置和姿态。目前的汽车辅助泊车系统采用直接从车辆本身(仪表或A B S )提取的方法获得实时车速，其缺陷是:在泊车中车速较低，特别是泊车中间有停车现象，使得车速采集的误差较大，特别是对于电磁感应正弦波输出式轮速传感器的处理误差更大，最终导致对车辆位置的计算误差超出许可范围，易出现泊车失败或事故。
发明内容本实用新型的目的是为了解决现有汽车辅助泊车系统在泊车过程中对车速检测时造成车速采集误差较大，最终导致车辆位置计算误差超出许可范围，导致泊车失败或出现严重事故的问题，提出一种通过加速度传感器辅助检测泊车工况下车速的装置，能获取较精确的实时车速信息，从而获取精确的车辆位置，实现可靠泊车。本实用新型提出的一种通过加速度传感器辅助检测泊车工况下车速的装置采用的技术方案是:位于车辆内部且在车辆所处水平面上设有两轴加速度传感器，两轴加速度传感器输出连接信号滤波处理电路输入，信号滤波处理电路输出经A/D转换接口连接信号处理单元，信号处理单元连接车速传感器。本实用新型的有益 效果是:通过增加两轴加速度传感器，在辅助泊车过程启动后，采用两轴加速度传感器探测车辆在平面上的运动姿态，并通过针对低速停顿情况下设计的滤波算法，结合车辆本身车速信号，获取较精确的实时车速信息，提高了辅助泊车的成功率，降低了事故发生概率。
图1是本实用新型提出的通过加速度传感器辅助检测泊车工况下车速的装置中的两轴加速度传感器在汽车水平面上的安装图以及加速度分量示意图；图2是本实用新型提出的通过加速度传感器辅助检测泊车工况下车速的装置的组成示意图；图3是本实用新型提出的通过加速度传感器辅助检测泊车工况下车速的装置的工作流程图；图4是图3中由加速度传感器获取最终车速的流程图；图中:1.两轴加速度传感器；2.信号滤波处理电路；3.信号处理单元；4.电源模块；5.车速传感器；10.左前转向轮；11.右前转向轮；12.左后转向轮；13.右后转向轮；
14.车辆；O是两轴加速度传感器所处的水平面安装位置的中心'Qk是第i时间段O点在运动方向上的加速度；0Xi是OA分解映射到X轴上的加速度分量；0Xi是OA分解映射到Y轴上的加速度分量。
具体实施方式
如图1和图2所示，将两轴加速度传感器I安装在车辆14的内部，图1中通过左前转向轮10、右前转向轮11、左后转向轮12、右后转向轮13显示出车辆14姿态。两轴加速度传感器I的安装位置是:在静止车辆所处的水平面上，Y轴与车辆左右水平轴平行，X轴与车辆前后水平轴平行，X轴与Y轴的交点O是两轴加速度传感器I所处的水平面上安装位置的中心。两轴加速度传感器I的输出连接信号滤波处理电路2的输入，信号滤波处理电路2的输出经A/D转换接口连接信号处理单元3(DSP)，信号处理单元3连接车速传感器
5。电源模块4分别连接两轴加速度传感器I和信号处理单元3，电源处理模块4含有三端稳压集成电路LM317，将车载12V直流电源稳压为5V电源，然后经CYT8117T33将5V电压调节为精确的3.3V直流电源，用以给两轴加速度传感器I和信号处理单元3提供稳定精密的直流电压源。信号滤波处理电路2包括由二级滤波电路与一级放大电路组成的信号处理电路，放大电路是由运算放大器LF412 B1-FET构成的放大电路，放大倍数为10倍。对两轴加速度传感器I输出的模拟电压信号依次进行初级高频滤波处理、放大处理、二次滤波处理的预处理。泊车之前，驾驶员按下泊车系统启动按钮，泊车系统开始工作，车辆以较低车速开始初始寻库及泊车。如2和图3所示，信号处理单元3实时获取车速传感器5检测的车速反馈值，判断该车速反馈值是否大于20km/h，如果车速反馈值大于20km/h，则判定为非低速行车状态，无需两轴加·速度传感器I辅助检测车速，车速值K.直接采取该车速反馈值。反之，如果车速传感器5检测的车速反馈值大于零且小于20km/h，此时的车速较低，对于电磁感应式正弦波反馈车速传感器来说，较难获取准确车速，因此需要通过两轴加速度传感器I辅助检测实时车速值。通过两轴加速度传感器I辅助检测实时车速值的具体步骤如下:参见图1至图4，信号处理单元3实时获取当前车辆上两轴加速度传感器I在X、Y轴方向的加速度反馈电压值。在第j时间，两轴加速度传感器I检测到X轴和Y轴方向上加速度分量，两路加速度分量的模拟电压输出信号经过信号滤波处理电路2进行预处理，通过高精度A/D转换口输入控制器数字信号处理单元3。根据运动学原理，信号处理单元3将X轴和Y轴方向的瞬时加速度X」、Yj通过常规的软件积分获得各自方向上的瞬时速度K和&，则瞬时对应的车速Ky通过下式计算获得:Vj = ^jvx2+ Vr2 ,其中Vj为两轴加速度传感器I检测的瞬时车速，Vx、Vy分别为X轴、Y轴方向上的瞬时速度。判断该瞬时车速Ky的值是否为有效值，具体判断方法为:将该瞬时车速Ky值与上一时刻的瞬时车速Vj-J值作差，将Vj- Vj-J的差值绝对值Zl Vj与事先预设的速度变化量的上下限值Λ 进行比较，如果Zl Vj>A ，则该Vj的值无效，如果Zl V/Δ 则该Vj的值有效。上一时刻的瞬时车速V"值的获得方法与瞬时车速Vj的获得方法相同。如果Vj的值无效，则舍弃该值；如果Vj的值有效，则再采用常规的递推平均值滤波
方法对Vj的值进行处理以获得最终车速值I。处理过程为:取递推窗口宽度为《，每当新
计算一个有效车速值后，就舍去窗口中最早取得的有效值(保证窗口的宽度始终为《)，然后对这《个有效数值计算平均值，并将该平均值作为实际的车速值。即每次对《个速度数值V” V2...Vm进行均值化处理，Vj= (V1+ V2...+ Vm)/m,获得有效速度值V;，结束本轮速度计算过程。将获得有效速度值K；与车速传感器5检测的大于零且小于20km/h的车速值V1加权平均后获得最终车速值\，具体方法如下:先确定有效速度值K；、车速值Ki的权值％、Q1:按公式计算出7的结果，如果7彡2,则％ =1、&=0;如果则％ =务然后根据公式
= + 汁算出最终 值。
权利要求1.一种通过加速度传感器辅助检测泊车工况下车速的装置，其特征是:位于车辆内部且在车辆所处水平面上设有两轴加速度传感器，两轴加速度传感器输出连接信号滤波处理电路输入，信号滤波处理电路输出经A/D转换接口连接信号处理单元，信号处理单元连接车速传感器。
2.根据权利要求1所述辅助检测泊车工况下车速的装置，其特征是:信号处理单元和两轴加速度传感器均连接电源模块。
3.根据权利要求1所述辅助检测泊车工况下车速的装置，其特征是:信号滤波处理电路包括由二级滤波电路与一级放大电路组成的信号处理电路。
专利摘要本实用新型公开一种通过加速度传感器辅助检测泊车工况下车速的装置，位于车辆内部且在车辆所处水平面上设有两轴加速度传感器，两轴加速度传感器输出连接信号滤波处理电路输入，信号滤波处理电路输出经A/D转换接口连接信号处理单元，信号处理单元连接车速传感器，信号处理单元和两轴加速度传感器均连接电源模块；能获取较精确的实时车速信息，提高辅助泊车的成功率，降低事故发生概率。
文档编号G01P7/00GK203148969SQ20132010223
公开日2013年8月21日 申请日期2013年3月7日 优先权日2013年3月7日
发明者马世典, 江浩斌, 吴狄, 唐斌, 华一丁 申请人:江苏大学