一種汽車行駛狀態(tài)預警方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種汽車行駛狀態(tài)預警方法，包括步驟：依據(jù)所接收的傳感器信息預判斷汽車行駛狀態(tài)；依據(jù)所述汽車行駛狀態(tài)修正汽車行駛狀態(tài)特征值；依據(jù)所修正的汽車行駛狀態(tài)特征值輸出預警信息。由上，通過解析傳感器在汽車行駛過程中的所有采集的數(shù)據(jù)，計算出不同汽車在不同狀態(tài)下的汽車行駛狀態(tài)特征值，將所述汽車行駛狀態(tài)特征值作為預警的判據(jù)，據(jù)此輸出預警信息以提示駕駛員汽車的潛在危險。
【專利說明】一種汽車行駛狀態(tài)預警方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及汽車安全領域，特別涉及一種汽車行駛狀態(tài)預警方法。

【背景技術】
[0002] 對于汽車運動姿態(tài)的實時準確測量是進行汽車底盤綜合控制和對汽車操縱穩(wěn)定 性與主動安全性進行評價的前提和基礎。由于傳統(tǒng)的采用機械轉子陀螺構成機械平臺來測 量汽車姿態(tài)的方法具有體積大、質(zhì)量重、安裝繁瑣以及使用不便等缺陷，使其在汽車上的應 用收到了很大限制。隨著汽車電子技術的發(fā)展，軍用傳感器得到了迅猛發(fā)展，其中最為典型 的就是集成微機電子系統(tǒng)傳感器，其具有體積小、質(zhì)量輕、響應快、靈敏度高、低能高、高功 率等優(yōu)勢，在汽車上得到廣泛使用。
[0003] 而集成微機電子系統(tǒng)傳感器大多以重力加速度計做為姿態(tài)傳感器，測量汽車與水 平面的俯仰和橫滾角，這樣測量汽車靜態(tài)的夾角比較準確，而汽車載姿態(tài)有其特殊性，需要 反映汽車運動物體的實時姿態(tài)，由于加速度計是敏感物體加速度的傳感器，這導致汽車在 加速啟動或突然剎車時有一個較大的加速度，換算成俯仰角角度大概在10度左右，直接導 致了汽車在啟動和剎車時，不能真實的反映汽車姿態(tài)。圖1和圖2即反映了汽車在啟動和 剎車時俯仰角的瞬時變化。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本申請?zhí)峁┮环N汽車行駛狀態(tài)預警方法，通過解析傳感器在汽車行駛過程中的所 有采集的數(shù)據(jù)，計算出不同汽車在不同狀態(tài)下的汽車行駛狀態(tài)特征值，將所述汽車行駛狀 態(tài)特征值作為預警的判據(jù)，據(jù)此輸出預警信息以提示駕駛員汽車的潛在危險。
[0005] 所述汽車行駛狀態(tài)預警方法包括步驟：
[0006] 依據(jù)所接收的傳感器信息預判斷汽車行駛狀態(tài)；
[0007] 依據(jù)所述汽車行駛狀態(tài)修正汽車行駛狀態(tài)特征值；
[0008] 依據(jù)所修正的汽車行駛狀態(tài)特征值輸出預警信息。
[0009] 由上，通過解析傳感器在汽車行駛過程中的所有采集的數(shù)據(jù)，計算出不同汽車在 不同狀態(tài)下的汽車行駛狀態(tài)特征值，將所述汽車行駛狀態(tài)特征值作為預警的判據(jù)，據(jù)此輸 出預警信息以提示駕駛員汽車的潛在危險。
[0010] 可選的，步驟A中，所述汽車行駛狀態(tài)包括：低速行駛狀態(tài)、顛簸行駛狀態(tài)、頻繁上 下坡行駛狀態(tài)或頻繁加速減速行駛狀態(tài)。
[0011] 可選的，步驟B中，所述汽車行駛狀態(tài)特征值包括：航向角Ψ、俯仰角γ、橫滾角 Θ、左轉加速度ax j和右轉加速度ay j。
[0012] 可選的，當步驟A預判斷為低速行駛狀態(tài)時，
[0013] 步驟B中修正汽車行駛狀態(tài)特征值中的俯仰角Y和橫滾角Θ。
[0014] 可選的，步驟B中，計算所述俯仰角和橫滾角采用以下公式：Ex = a (sin y -cos θ ) +m (Ey+Ez) ；Ez = a (sin Θ -cos y ) +m (Ey+Ex)；
[0015] 式中Ex、Ey、Ez分別表示X軸、Y軸、Z軸的磁偏量，a、m分別表示比例系數(shù)。
[0016] 由上，由于低速行駛，加速度計所測量出的左轉加速度和右轉加速度有效，需對航 向角Ψ、俯仰角Y和橫滾角Θ進行修正。進一步的，在低速行駛過程中，航向角Ψ為標準 值，由此僅需計算俯仰角Y和橫滾角Θ，由于磁的低頻率特性，波特率約為10幀/秒，故采 信磁偏量計算俯仰角Y和橫滾角Θ。
[0017] 可選的，當步驟A預判斷為顛簸行駛狀態(tài)時，
[0018] 步驟B中修正汽車行駛狀態(tài)特征值中的航向角Ψ、俯仰角Y和橫滾角Θ。
[0019] 可選的，步驟B中，修正汽車行駛狀態(tài)特征值中的航向角Ψ、俯仰角Y和橫滾角 Θ采用以下公式
[0020] CC5[ I ]=

【權利要求】
1. 一種汽車行駛狀態(tài)預警方法，其特征在于，包括步驟： A、 依據(jù)所接收的傳感器信息預判斷汽車行駛狀態(tài)； B、 依據(jù)所述汽車行駛狀態(tài)修正汽車行駛狀態(tài)特征值； C、 依據(jù)所修正的汽車行駛狀態(tài)特征值輸出預警信息。
2. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟A中，所述汽車行駛狀態(tài)包括：低速 行駛狀態(tài)、顛簸行駛狀態(tài)、頻繁上下坡行駛狀態(tài)或頻繁加速減速行駛狀態(tài)。
3. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟B中，所述汽車行駛狀態(tài)特征值包括： 航向角Ψ、俯仰角Y、橫滾角Θ、左轉加速度axj和右轉加速度ayj。
4. 根據(jù)權利要求3所述的方法，其特征在于，當步驟A預判斷為低速行駛狀態(tài)時， 步驟B中修正汽車行駛狀態(tài)特征值中的俯仰角γ和橫滾角Θ。
5. 根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于，步驟B中，計算所述俯仰角和橫滾角采用 以下公式：Ex = a (sin γ -cos Θ ) +m (Ey+Ez) ;Ez = a (sin Θ -cos γ ) +m (Ey+Ex); 式中Ex、Ey、Ez分別表示X軸、Y軸、Z軸的磁偏量，a、m分別表示比例系數(shù)。
6. 根據(jù)權利要求3所述的方法，其特征在于，當步驟A預判斷為顛簸行駛狀態(tài)時， 步驟B中修正汽車行駛狀態(tài)特征值中的航向角Ψ、俯仰角γ和橫滾角Θ。
7. 根據(jù)權利要求6所述的方法，其特征在于，步驟B中，修正汽車 行駛狀態(tài)特征值中的航向角Ψ、俯仰角Y和橫滾角Θ采用以下公式
Gxl = gx-Lyx*gy-Lzx*gz ； Gxl = Gxl_(CCS[0][0]*cos(north_angle*PI/180.0)*cos(latitude*PI/180.0)*Wie /3600. 0+CCS[l][0]*sin(latitude*PI/180. 0)*Wie/3600. 0+CCS[2][O]*sin(north_angle *PI/180. 0)*cos(latitude*PI/180. 0)*Wie/3600. 0); Gyl = gy-Lxy*gx-Lzy*gz ； Gyl = Gyl- (CCS[0][1]*cos(north_angle*PI/180. 0)*cos(latitude*PI/180. 0)*Wie /3600. 0+CCS[l][l]*sin(latitude*PI/180. 0)*Wie/3600. 0+CCS[2][l]*sin(north_angle *PI/180.0)*cos (latitude*PI/180. 0)*Wie/3600. 0); Gzl = gz-Lxz*gx-Lyz*gy ； Gzl = Gzl-(CCS[0][2]*cos(north_angle*PI/180. 0)*cos(latitude*PI/180. 0) *Wie /3600.0+CCS[l][2]*sin(latitude*PI/180. 0)*Wie/3600. 0+CCS[2][2]*sin(north_angle *PI/180.0)*cos(latitude*PI/180. 0)*Wie/3600. 0); 式中CCS□□表示陀螺姿態(tài)的方向余弦矩陣； Gxl、Gyl、Gzl分別表示X軸、Y軸、Z軸的軸向角速率； gx、gy、gz分別表示X軸、Y軸、Z軸的旋轉角速率值； Lyx*gy表示在機械安裝中Y軸對X軸的動態(tài)影響、Lzx*gz表示在機械安裝中Z軸對X 軸的動態(tài)影響； Lxy*gx表示在機械安裝中X軸對Y軸的動態(tài)影響，Lzy*gz表示在機械安裝中Z軸對Y 軸的動態(tài)影響； Lxz*gx表示在機械安裝中X軸對Z軸的動態(tài)影響，Lzy*gz表示在機械安裝中Y軸對Z 軸的動態(tài)影響； north_angle表示為對北向的夾角、latitude表示為纟韋度、Wie表示地球自轉角速率、 PI表示圓周率。
8. 根據(jù)權利要求3所述的方法，其特征在于，當步驟A預判斷為頻繁上下坡行駛狀態(tài)或 頻繁加速減速行駛狀態(tài)時， 步驟B中修正汽車行駛狀態(tài)特征值中的航向角、俯仰角、橫滾角、左轉加速度和右轉加 速度。
9. 根據(jù)權利要求8所述的方法，其特征在于，步驟B中，修正汽車行駛狀態(tài)特征值中的 航向角Ψ、俯仰角Y、橫滾角Θ、左轉加速度axj和右轉加速度ayj采用以下公式：
cx* Y = cx*ax* (0. 5f-q2q2-q3q3) +ay* (q1q2-q〇q3) +az (q1q3+q〇q2)； cy* Θ = Cy*ax* (q1q2-q〇q3) +ay* (q1q1-q3q3) +az (q2q3+q〇q1)； οζ*Ψ = cz*ax*(q1q3_q0q2)+az(q 1q1+q2q3);
式中CCS□□表示陀螺姿態(tài)的方向余弦矩陣； cx、cy、cz分別表示X軸、Y軸、Z軸的標定系數(shù)； ax、ay、az分別表示X軸、Y軸和Z軸方向的加速度； f表示計算算法的過程量。
10. 根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，步驟A包括： 依據(jù)所接收的汽車的對地行駛速度，當所述汽車的對地行駛速度小于汽車的對地行駛 速閾值時，判斷為低速行駛狀態(tài)； 當所述汽車的對地行駛速度大于汽車的對地行駛速閾值時，依據(jù)所接收的X軸、Y軸和 Z軸三個方向的加速度值，計算所述三個方向的加速度值均方根，當所述加速度值均方根小 于加速度值均方根閾值時，判斷為顛簸行駛狀態(tài)； 當所述加速度值均方根小于加速度值均方根閾值時，依據(jù)所接收的俯仰角角速度值和 橫滾角速度值，計算俯仰角角速度值和橫滾角速度值的角速度值均方根，當所述角速度值 均方根小于角速度值均方根閾值時，判斷為顛簸行駛狀態(tài)； 當所述角速度值均方根大于角速度值均方根閾值時，判斷為頻繁上下坡行駛狀態(tài)或頻 繁加速減速行駛狀態(tài)。
【文檔編號】B60W40/105GK104290755SQ201410533032
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年10月10日 優(yōu)先權日:2014年10月10日
【發(fā)明者】張憲龍 申請人:北京三馳科技發(fā)展有限公司