加速轴向的校准方法、装置及计算机可读存储介质与流程

本发明涉及汽车领域，尤其涉及一种加速轴向的校准方法、装置及计算机可读存储介质。

背景技术：

随着汽车的普及，汽车搭载的各中辅助功能也日益完善。目前，在很多车型上都搭载有驾驶行为检测系统。而驾驶行为检测系统在进行驾驶行为检测时，一般基于加速度计实现。但是由于安装加速度计时，存在不可避免的安装误差。由于加速度计存在安装误差，因而其检测到的加速轴向与实际加速轴向不相符，导致在驾驶行为检测过程中，容易产生驾驶行为误判的技术问题。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种加速轴向的校准方法、装置及计算机可读存储介质，旨在解决由于加速度计安装误差导致的驾驶行为误判问题，提高驾驶行为判断的准确性。

为实现上述目的，本发明提供一种加速轴向的校准方法，所述加速轴向的校准方法包括以下步骤：

获取加速度传感器检测到的设备的当前加速度；

计算所述当前加速度在当前加速轴向上的分量及在预设轴向上的分量；

根据所述当前加速轴向上的分量及所述预设轴向上的分量计算所述当前加速轴向与所述预设加速轴向之间的偏差角度；

根据所述偏差角度对所述预设加速轴向进行校准。

可选地，所述根据所述偏差角度对所述预设加速轴向进行校准的步骤包括：

根据所述偏差角度旋转所述预设加速轴向，以更新所述预设加速轴向。可选地，所述根据所述当前加速轴向上的分量及所述预设轴向上的分量计算所述当前加速轴向与所述预设加速轴向之间的偏差角度的步骤包括：

根据空间向量的旋转特性，建立所述当前加速轴向上的分量、所述预设轴向上的分量及所述偏差角度之间的关联方程组；

根据所述关联方程组得到所述偏差角度。

可选地，所述根据所述当前加速轴向上的分量及所述预设轴向上的分量计算所述当前加速轴向与所述预设加速轴向之间的偏差角度的步骤还包括：

根据多个所述当前加速轴向上的分量及所述预设轴向上的分量计算相对应的所述多个当前加速轴向与所述预设加速轴向之间的多个偏差角度，获取到的所述加速度为多个；

在多个所述偏差角度中确定校准偏差角度。

可选地，在接收到校准指令时，执行所述获取加速度传感器检测到的设备的当前加速度的步骤。

可选地，所述根据所述偏差角度对所述预设加速轴向进行校准的步骤之后，还包括：

输出校准完成的提示信息。

可选地，所述根据所述偏差角度对所述预设加速轴向进行校准的步骤之后，还包括：

根据校准后的所述预设加速轴向进行汽车驾驶行为检测。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种加速轴向的校准装置，所述加速轴向的校准装置包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的校准程序，所述校准程序被所述处理器执行时实现如上所述的加速轴向的校准方法的步骤。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有校准程序，所述校准程序被处理器执行时实现如上所述的加速轴向的校准方法的步骤。

本发明实施例提出的一种加速轴向的校准方法、装置及存储介质，先获取加速度传感器检测到的设备的当前加速度，然后计算当前加速度在当前加速轴向上的分量及在预设轴向上的分量，并根据当前加速轴向上的分量及预设轴向上的分量计算当前加速轴向与预设加速轴向之间的偏差角度，最后根据所述偏差角度对所述预设加速轴向进行校准，这样，在解决了加速度传感存在安装误差，导致根据汽车驾驶动作产生的加速度判定驾驶行为时，产生误判的技术问题，提高了驾驶行为判断的准确性。

附图说明

图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的终端结构示意图；

图2为本发明加速轴向的校准方法的一实施例的流程示意图；

图3为本发明加速轴向的校准方法的另一实施例的流程示意图；

图4为本发明加速轴向的校准方法的又一实施例的流程示意图；

图5为向量v在空间直角坐标系的xy平面内绕z轴转动的示意图。

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

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例的主要解决方案是：

获取加速度传感器检测到的设备的当前加速度；

计算所述当前加速度在当前加速轴向上的分量及在预设轴向上的分量；

根据所述当前加速轴向上的分量及所述预设轴向上的分量计算所述当前加速轴向与所述预设加速轴向之间的偏差角度；

根据所述偏差角度对所述预设加速轴向进行校准。

由于驾驶行为检测系统在进行驾驶行为检测时，一般基于加速度计实现。但是由于安装加速度计时，存在不可避免的安装误差。因为加速度计存在安装误差，所以其检测到的加速轴向与实际加速轴向不相符，导致在驾驶行为检测过程中，容易产生驾驶行为误判的技术问题。

本发明实施例提出的一种加速轴向的校准方法、装置及存储介质，先获取加速度传感器检测到的设备的当前加速度，然后计算当前加速度在当前加速轴向上的分量及在预设轴向上的分量，并根据当前加速轴向上的分量及预设轴向上的分量计算当前加速轴向与预设加速轴向之间的偏差角度，最后根据所述偏差角度对所述预设加速轴向进行校准，这样，在解决了加速度传感存在安装误差，导致根据汽车驾驶动作产生的加速度判定驾驶行为时，产生误判的技术问题，提高了驾驶行为判断的准确性。

如图1所示，图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的终端结构示意图。

本发明实施例终端可以是pc，也可以是便携计算机、智能移动终端或服务器等终端设备。

如图1所示，该终端可以包括：处理器1001，例如cpu，网络接口1004，用户接口1003，存储器1005，通信总线1002。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(display)、输入单元比如键盘(keyboard)等，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如wi-fi接口)。存储器1005可以是高速ram存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatilememory)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。

本领域技术人员可以理解，图1中示出的终端结构并不构成对终端的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

如图1所示，作为一种计算机存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及校准程序。

在图1所示的终端中，网络接口1004主要用于连接后台服务器，与后台服务器进行数据通信；用户接口1003主要用于连接客户端(用户端)，与客户端进行数据通信；而处理器1001可以用于调用存储器1005中存储的校准程序，并执行以下操作：

获取加速度传感器检测到的设备的当前加速度；

计算所述当前加速度在当前加速轴向上的分量及在预设轴向上的分量；

根据所述当前加速轴向上的分量及所述预设轴向上的分量计算所述当前加速轴向与所述预设加速轴向之间的偏差角度；

根据所述偏差角度对所述预设加速轴向进行校准。

进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的校准程序，还执行以下操作：

根据所述偏差角度旋转所述预设加速轴向，以更新所述预设加速轴向。

进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的校准程序，还执行以下操作：

根据空间向量的旋转特性，建立所述当前加速轴向上的分量、所述预设轴向上的分量及所述偏差角度之间的关联方程组；

根据所述关联方程组得到所述偏差角度。

进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的校准程序，还执行以下操作：

根据多个所述当前加速轴向上的分量及所述预设轴向上的分量计算相对应的所述多个当前加速轴向与所述预设加速轴向之间的多个偏差角度，获取到的所述加速度为多个；

在多个所述偏差角度中确定校准偏差角度。

进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的校准程序，还执行以下操作：

输出校准完成的提示信息。

进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的校准程序，还执行以下操作：

根据校准后的所述预设加速轴向进行汽车驾驶行为检测。

参照图2，在本发明加速轴向的校准方法的一实施例中，所述加速轴向的校准方法包括：

步骤s10、获取加速度传感器检测到的设备的当前加速度；

在一实施例中，所述加速度传感器可以安装在汽车上。所述加速度传感器可以为gsensor(加速计)。当将加速度传感器安装在汽车上时，由于加速度计的安装存在不可避免的安装误差，因而导致加速度轴向和汽车的前进方向存在偏差。因此，在根据加速度传感器的输出参数进行驾驶行为检测时，容易出现误判。为提高驾驶行为检测的准确性，需要对预设加速轴向进行校准。

所述加速轴向是指用于分解获取到的加速度的，空间直角坐标系的坐标轴的方向。所述驾驶行为检测是指将获取到的加速度，分解至空间直角坐标系的各个坐标轴上，进而根据加速度在每个坐标轴上的分量，判断汽车当前的行驶状态。

例如，在理论模型中，直角坐标系可以包括x、y和z三条坐标轴，x、y和z三条坐标轴其两两垂直。因此，可以定义x坐标轴的正方向为汽车的前进方向。因此，当加速度传感器获取到当前加速度后，可以将当前加速度分解至各个坐标轴上。在当前加速度仅在x轴上存在正分量时，可以判定汽车当前时刻正在加速前进。在当前加速度在x轴和z轴的正方形上均存在正分量时，判定汽车当前正在加速上坡等。同理，由于在实际运用过程中，路面无法达绝对平整，因而获取到的加速度存在噪声，所以可以设置各个坐标轴分量的最小阈值，以实现去除噪声的目的。

但是，当加速轴向与汽车前进方向出现水平的偏差时，汽车加速前进也会在y轴上产生一个分量，因此，会出现将汽车的当前驾驶行为判断为左转弯或者右转弯(由偏差方向确定)。

因而，可通过加速度传感器获取设备的当前加速度，其中，由于当前加速度为一个向量，因而包括加速方向和加速度大小。

步骤s20、计算所述当前加速度在当前加速轴向上的分量及在预设轴向上的分量；

在一实施例中，在获取到设备的当前加速度时，获取预设加速轴向和当前加速轴向，其中，所述当前加速轴向即以汽车的前进方向确定的直角坐标系的坐标轴的方向；预设加速轴向是指根据加速度传感器确定的一个初始的加速轴向。可以定义其x轴正方形为汽车前进方向。但是由于安装误差导致其x轴的正方向无法与汽车前进方向完全重合。

在对预设加速轴向进行校准时，控制汽车直线前进，因此，可以将获取到的加速度的方向作为当前加速轴向。进而建立当前加速轴向相对应的支架坐标系。

在获取到预设加速轴向和当前加速轴向时，将所述加速度分别在预设加速轴向和当前加速轴向对应的直角坐标系中分解。其分解结果即为当前加速度在当前加速轴向上的分量及在预设轴向上的分量。

步骤s30、根据所述当前加速轴向上的分量及所述预设轴向上的分量计算所述当前加速轴向与所述预设加速轴向之间的偏差角度；

在一实施例中，所述步骤30具体包括以下步骤：

步骤s31、根据空间向量的旋转特性，建立所述当前加速轴向上的分量、所述预设轴向上的分量及所述偏差角度之间的关联方程组；

步骤s32、根据所述关联方程组得到所述偏差角度。

在一空间直角坐标系中，当一向量v在xy平面内按z轴旋转角度θ时，如说明书附图5所示，可以推算确定v绕z轴旋转的旋转阵列rz＝[x”，y”]，其中：

x”＝xcosθ-ysinθ；

y”＝xsinθ+ycosθ

其中，x和y分别为旋转前v在x轴和y轴上的分量，x”和y”分别为v”在旋转后的坐标系中x轴和y轴上的分量。

同理，可以推导其它两个面上分别扰x轴和y轴旋转的旋转阵列rx和ry，其中，rx＝[y”，z”]，其中：

y”＝ycosθ-zsinθ；

z”＝ysinθ+zcosθ；

绕y轴，旋转阵列为ry＝[x”，z”]，其中：

x”＝xcosθ+zsinθ；

z”＝-xsinθ+zcosθ；

进而，根据三维空间的旋转乘法，向量在空间中旋转时，可以等同于分别绕z、x和y轴旋转，其旋转阵列r”＝rx*ry*rz。

当一向量在空间中旋转时，及分别绕z、x和y轴旋转，其旋转角度θ分别为a、b和c时，可得以下方程组：

x”＝xcosbcosc+y(sinasinbcosc-cosasinc)+z(cosasinbcosc+sinasinc)；

y”＝xcosbsinc+y(sinasinbsinc+cosacosc)+z(cosasinbsinc-sinacosc)；

z”＝x(-sinb)+y(sinacosb)+z(cosacosb)

进一步地，根据上述方程组，当确定x”、y”和z”(获取到的加速度在当前的直角坐标系的各个坐标轴上的分量，即当前加速度在当前加速轴向上的分量)，及x、y和z(获取到的加速度在预设的直角坐标系的各个坐标轴上的分量，即当前加速度在预设加速轴向上的分量)时，可以根据上述公式解算出角度a、b和c，即当前加速轴向与所述预设加速轴向之间的偏差角度。

步骤s40、根据所述偏差角度对所述预设加速轴向进行校准。

在一实施例中，当解算出所述偏差角时，可以根据所述偏差角对预设轴向进行校准，校准步骤包括：

步骤s41、根据所述偏差角度旋转所述预设加速轴向，以更新所述预设加速轴向。

在解算出所述偏差角度时，可以将gsensor对应的预设轴向根据所述偏差角旋转，使得旋转后的轴向与汽车前进方向重合，完成轴向校准动作。所述加速度计还与gyro(陀螺仪)组成驾驶行为检测的数据获取模块，因此，在校准加速轴向后，对于gyro的旋转，作相同的处理。

可选地，所述步骤s40之后，还包括：

步骤s50、根据校准后的所述预设加速轴向进行汽车驾驶行为检测。

在一实施中，在校准加速轴向后，可以根据加速度计获取汽车的加速度，进而将加速度分解至校准后的加速轴向上，并根据加速度分解至加速轴向上是分量，判定当前驾驶行为。例如，加速、转弯及/或刹车等动作。

在本实施例中，先获取加速度传感器检测到的设备的当前加速度，然后计算当前加速度在当前加速轴向上的分量及在预设轴向上的分量，并根据当前加速轴向上的分量及预设轴向上的分量计算当前加速轴向与预设加速轴向之间的偏差角度，最后根据所述偏差角度对所述预设加速轴向进行校准，这样，在解决了加速度传感存在安装误差，导致根据汽车驾驶动作产生的加速度判定驾驶行为时，产生误判的技术问题。

进一步地，参照图3，本发明加速轴向的校准方法的另一实施例，基于上述施例，所述s300还包括：

步骤s33、根据多个所述当前加速轴向上的分量及所述预设轴向上的分量计算相对应的所述多个当前加速轴向与所述预设加速轴向之间的多个偏差角度，获取到的所述加速度为多个；

步骤s34、在多个所述偏差角度中确定校准偏差角度。

在一实施例中，可以控制汽车在预设时间段内直线行驶(即做单一的加速运动，而不是做复杂的如抖动，转弯，或者变道等)，以使汽车搭载的加速度传感器在获取当前加速度时，采样点更加平稳。但是汽车做加速时，采集的数据较为混乱的，伴随有噪声，并且不一定可用，因此为使获取到的数据更加准确。可以根据获取到的数据的高斯分布特性，对数据进行高斯分布聚合，然后在对聚合后的数据进行分段均值处理，得到多个用于计算所述偏转角度的加速度(例如，可以是3个)。

进一步地，将多个用于计算偏转角度的加速度在分解至分别分解至对应的当前直角坐标系和预设直角坐标系中，获得所述多个当前加速度相对应的多个所述当前加速轴向上的分量及多个所述预设轴向上的分量。

在将所述多个当前加速度相对应的多个所述当前加速轴向上的分量及多个所述预设轴向上的分量分别代入以下列方程组中：

x”＝xcosbcosc+y(sinasinbcosc-cosasinc)+z(cosasinbcosc+sinasinc)；

y”＝xcosbsinc+y(sinasinbsinc+cosacosc)+z(cosasinbsinc-sinacosc)；

z”＝x(-sinb)+y(sinacosb)+z(cosacosb)

根据上述方程组可以求解出多组不同的角度a、b和c。再根据所述多组不同的角度a、b和c，通过数学逼近的方法(例如，线性逼近)确定用于校准的校准偏差角度。并根据校准偏差角度对所述预设加速轴向进行校准。

在本实施例，通过多组数据对预设加速轴向进行校准，这样使得校准结果更加准确。

进一步地，参照图4，本发明加速轴向的校准方法的又一实施例，基于上述实施例，所述步骤s40之后，还包括：

步骤s60、输出校准完成的提示信息。

在一实施例中，所述加速轴向的校准装置可以安装在汽车上。还可以在汽车上设置校准启动按钮，当检测到校准启动按钮按下时，加速轴向的校准装置进入校准模式。所述加速轴向的校准装置还可以包括通信装置，其中，所述通信装置可以基于gprs通信，也可以基于蓝牙、zigbee、wifi等通信方式通信。所述通信装置可以接收校准指令，所述加速轴向的校准装置可以基于通信装置接收到的校准指令进入校准模式。

当所述加速轴向的校准装置完成校准时，退出校准模式，并生成并输出校准完成的提示信息。

汽车上可以设置用于输出所述提示信息的指示灯，或者蜂鸣器。或者通过汽车上图显示装置或音箱输出所述提示信息。还可以通过通信模块将提示信息发送至目标输出终端(例如智能手持设备)。在此，本实施例对提示信息的输出方式不作限定。

在本实施例中，在校准完成后，可以输出提示信息。这样，避免了用户对设备进行重复校准。

此外，本发明实施例还提出一种加速轴向的校准装置，所述加速轴向的校准装置包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的校准程序，所述校准程序被所述处理器执行时实现如上各个实施例所述的加速轴向的校准方法的步骤。

此外，本发明实施例还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有校准程序，所述校准程序被处理器执行时实现如上各个实施例所述的加速轴向的校准方法的步骤。

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、物品或者系统不仅包括那些要素，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、物品或者系统所固有的要素。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、物品或者系统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如上所述的一个存储介质(如rom/ram、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是汽车等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。