基于mems传感器不水平安装的车辆碰撞检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种碰撞检测方法，尤其设及一种基于MEMS传感器不水平安装的车 辆碰撞检测方法。
【背景技术】
[0002] 随着车辆的日益增多，交通事故也越来越频发，所化及时有效的检测车辆的碰撞， 可有效的减少交通事故的伤亡。为了实现对车辆碰撞的检测，一般采用0抓车载设备，该设 备中包括MEMS加速度计和巧螺仪，但是由于受安装位置尺寸等方面的限制，该设备的安装 具有较大的随机性，不能保证完全水平安装。
【发明内容】
[0003] 为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于MEMS传感器不水平安装的车辆 碰撞检测方法，可W实现对车辆碰撞的有效检测。本发明的技术方案为：一种基于MEMS传 感器不水平安装的车辆碰撞检测方法，包括如下步骤：
[0004] S1.安装MEMS传感器于车辆上，并计算安装姿态角；
[0005] S2.根据安装姿态角将MEMS传感器的加速度计的输出分解为车辆前进方向、车辆 横向及车辆天向上的速度增量；
[0006]S3.将分解后的速度增量转换为加速度；
[0007]S4.对车辆前进方向和/或横向进行碰撞检测。
[000引作为技术方案的进一步补充，安装姿态角计算步骤如下：
[0009] (1)计算误差补偿。：
[0010]使Na= (Nax，Nay，NjT，则
[0011]
【主权项】
1. 一种基于MEMS传感器不水平安装的车辆碰撞检测方法，其特征在于：包括如下步 骤：
51. 安装MEMS传感器于车辆上，并计算安装姿态角；
52. 根据安装姿态角将MEMS传感器的加速度计的输出分解为车辆前进方向、车辆横向 及车辆天向上的速度增量；
53. 将分解后的速度增量转换为加速度；
54. 对车辆前进方向和/或横向进行碰撞检测。
2. 如权利要求1所述的基于MEMS传感器不水平安装的车辆碰撞检测方法，其特征在 于：安装姿态角计算步骤如下： (1) 计算误差补偿
其中Na是加速度计的三个轴的原始速度增量信号量输出，Nax，Nay，Naz分别是车前进方 向、横向和天向上的速度增量，<，C是加速度计的标称量； (2) 计算误差补偿后的比力增量δ wb:
S T是系统采样时间间隔，1?是加速度计各个轴的零偏，Ea是加速度计的安装误差矩 阵； (3) 计算比力增量积分 Δ wb = Σ δ w b (4) 归一化
其中，ga(a =x，y，z)是车前进方向、横向和天向上归一化的结果，Aw是中间变量输 出； (5) 计算安装姿态角
，则安装姿态角中的横滚角和俯仰角计算如下：Θ :θ为横滚角，γ为俯仰角。
3. 如权利要求2所述的基于MEMS传感器不水平安装的车辆碰撞检测方法，其特征在 于，将加速度计的输出量分解方法为车辆前进方向、车辆横向及车辆天向上的速度增量的 方法为：使用下式对加速度计的输出量进行分解，获得三个方向的速度增量；
其中，g_level_x，g_level_y，g_level_z是分解后在车辆前进方向、车辆横向及车辆天 向上的速度增量，wb_x，wb_y，wb_z是权利要求2中的补偿比力增量在车辆前进方向、车辆 横向及车辆天向上的分解。
4. 如权利要求3所述的基于MEMS传感器不水平安装的车辆碰撞检测方法，其特征在 于，将分解后的速度增量转换为加速度的方法为：使用下式将速度增量转换为加速度； g_x = g_level_x/ δ T/g〇； g_y = g_level_y/ δ T/g〇； 其中，gci是当地重力加速度，g_x和g_y分别表示车辆前进方向和车辆横向的加速度， 单位是：g。
5. 如权利要求4所述的基于MEMS传感器不水平安装的车辆碰撞检测方法，其特征在 于，车辆前进方向碰撞检测的方法为：每取十组加速度值计算一次方差，并加入循环队列， 直到发现有一组加速度值的方差比前一组和后一组都大于某一倍数时，判定为在车辆前进 方向发生了碰撞。
6. 如权利要求5所述的基于MEMS传感器不水平安装的车辆碰撞检测方法，其特征在 于，车辆横向碰撞检测的方法为：每取十组加速度值计算一次方差，并加入循环队列，直到 发现有一组加速度值的方差比前一组和后一组都大于某一倍数时，判定为在车辆横向上发 生了碰撞。
7. -种基于MEMS传感器不水平安装的车辆碰撞检测装置，其特征在于：包括： 传感器安装及安装姿态角计算装置，用于安装MEMS传感器于车辆上，并计算安装姿态 角； 加速度计的输出分解装置，用于根据安装姿态角将MEMS传感器的加速度计的输出分 解为车辆前进方向、车辆横向及车辆天向上的速度增量； 加速度转换装置，用于将分解后的速度增量转换为加速度； 碰撞检测装置，用于对车辆前进方向和/或横向进行碰撞检测。
【专利摘要】一种基于MEMS传感器不水平安装的车辆碰撞检测方法，包括如下步骤：S1.安装MEMS传感器于车辆上，并计算安装姿态角；S2.根据安装姿态角将MEMS传感器的加速度计的输出分解为车辆前进方向、车辆横向及车辆天向上的速度增量；S3.将分解后的速度增量转换为加速度；S4.对车辆前进方向和/或横向进行碰撞检测。本发明实现了对车辆碰撞的有效检测。
【IPC分类】G01M17-007
【公开号】CN104748974
【申请号】CN201510110156
【发明人】田雨农, 张晓伟, 苍柏, 李刚
【申请人】大连楼兰科技股份有限公司
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2015年3月13日