一種基于三軸線加速度計的駕駛行為分析方法
【專利說明】
[0001]
技術領域
[0002] 本發明涉及車輛電子技術領域，具體涉及一種基于三軸線加速度計的駕駛行為分 析方法。
【背景技術】
[0003] 隨著我國經濟的高速發展與人民生活水平的不斷提高，車輛的保有量迅速增加， 車輛交通事故量居高不下。因此，培養駕駛員良好的駕駛習慣對于車輛安全駕駛極為重要。
[0004] 駕駛習慣的形成在于駕駛行為的累計，因而，檢測駕駛行為培養駕駛習慣的關鍵。 目前，駕駛行為分析方法均采用線加速度計測量車輛加速度，對原始加速度數據進行低通 濾波后，通過統計各方向加速度躍過預先設定加速度門限的次數，進而分析用戶一段時間 內的駕駛行為。現有的駕駛行為分析方法基于加速度閾值來實現，然而，加速度是非常敏感 的信號，中頻或高頻的擾動會使得判斷結果出現很大誤差。
【發明內容】
[0005] 為解決現有駕駛行為分析方法基于加速度來分析的，加速度是非常敏感的信號， 中頻或高頻的擾動會使得判斷結果出現很大誤差的問題，本發明提出一種基于三軸線加速 度計的駕駛行為分析方法。
[0006] 本發明提供的一種基于三軸線加速度計的駕駛行為分析方法，其特征在于，所述 三軸線加速度計設置于汽車上，該方法包括以下步驟： S100 :采集多組三軸加速度值； S102 :采用滑動平均窗對所述多組三軸加速度值進行低通濾波； S104 :計算濾波后的多組三軸加速度的平均值； S106 :將所述平均值與期望值（0,0，g)相減計算出靜差，將低通濾波后的多組三軸加 速度值與所述靜差相減來消除靜差，得到fx，fy，fz，其中，g為重力加速度； S110 :計算消除靜差后的多組三軸加速度的平均值； S112 :利用所述消除靜差后的平均值計算和加速度t_acc ;所述消除靜差后的平均值 與X軸夾角α、所述消除靜差后的平均值與y軸夾角β和所述消除靜差后的平均值與z軸 夾角γ ; S116 :通過t_acc、α、β和γ計算消除其余兩軸影響的值Hx、Hy、Hz，通過H x、Hy、!Vi+ 算特征量Σ ; S118 :對所述特征量進行Σ點滑動平均窗濾波； S120 :判斷Σ點濾波后的特征量是否超過預設值；是則，執行步驟S10 :否則，轉回執 行步驟S104 ; S122 :判斷超過預設值的特征量的Hx、Hy、扎的絕對值之間的最大值，從而判斷為對應 的駕駛行為。
[0007] 進一步的，還包括：當超過預設值的特征量的氏的絕對值最大時，判斷為急加速或 急減速。
[0008] 進一步的，還包括：當超過預設值的特征量的民的絕對值最大時，判斷為急轉彎。
[0009] 進一步的，還包括：當超過預設值的特征量的Hz的絕對值最大時，判斷為顛簸。
[0010] 進一步的，所述步驟S114具體為： 消除其余兩個軸影響的步驟：Hx=fx+sign (fx) *t_acc*sin ( a ) ;Hy=fy+sign (fy) *t_ acc*sin ( β ) ；Hz=fz+sign (fz) *t_acc*sin ( γ )； 計算特征量的步驟：
[0011] 進一步的，還包括將判斷的所述駕駛行為上傳至云端存儲。
[0012] 本發明的有益效果通過使用和加速度和各加速度分量來分析駕駛行為，由于和加 速度對中頻和高頻不敏感，并且和加速度超過預設值時鎖定該數據，從而消除高頻抖動帶 來的多次誤判，提高駕駛行為分析的準確性。
【附圖說明】
[0013] 圖1為本發明基于三軸線加速度計的駕駛行為分析方法一實施方式的流程圖。
【具體實施方式】
[0014] 請參閱圖1，為本發明基于三軸線加速度計的駕駛行為分析方法一實施方式的流 程圖。本發明通過將三軸線加速度計設置于汽車上，三軸線加速度計用于采集汽車行駛過 程中的三軸加速度，采用滑動平均窗對多組三軸加速度進行低通濾波和消除靜差，計算和 加速度和各軸方向上的加速度分量，在和加速度超過預設值時，判斷各軸方向上的加速度 分量的絕對值的最大值，從而分析具體駕駛行為。
[0015] 在步驟S100,采集多組三軸加速度值。在本實施例中，采集汽車行駛過程中的多組 三軸加速度值(例如：（〇, 1.2,0. 8)，（1.5,0. 5, 1)，（0.4,-1.6,1.2)等等)，每 0. 1 秒采集一 次數據，多組三軸加速度一般為10-20組。
[0016] 在步驟S102 :采用滑動平均窗對多組三軸加速度值進行低通濾波。滑動平均 (moving average):在地球物理異常圖上，選定某一尺寸的窗口，將窗口內的所有異常值做 算術平均，將所求的平均值作為窗口中心點的異常值，按點距或線距移動窗口，重復此平均 方法，直到對整幅圖完成上述過程，這種過程稱為滑動平均。在本實施例中，采用1.5點滑 動平均窗對多組加速度進行低通濾波。
[0017] 在步驟S104 :計算濾波后的多組三軸加速度的平均值。
[0018] 在步驟S106 :將濾波后的多組三軸加速度的平均值與期望值（0, 0, g)相減計算出 靜差。
[0019] 在步驟S108 :將低通濾波后的多組三軸加速度值與所述靜差相減來消除靜差，得 到fx，fy，fz，其中，g為重力加速度。在本實施例中，g取定值9.8m/s 2。在其他實施例中，重 力加速度g的數值隨海拔高度增大而減小。
[0020] 在步驟S110 :計算消除靜差后的多組三軸加速度的平均值。
[0021] 在步驟S112 :利用所述消除靜差后的平均值計算和加速度t_acc、所述消除靜差 后的平均值與X軸夾角α、所述消除靜差后的平均值與y軸夾角β和所述消除靜差后的平 均值與ζ軸夾角γ。例如：和加速度t_acc為（1，1，2)時，α為45度，β為45度，γ為 arctan上。和加速度對中頻和高頻不敏感，避免了中頻或高頻信號的干擾。
[0022] 通過t_acc、α、β和γ計算消除其余兩軸影響的值Hx、Hy、H z，通過Hx、Hy、扎計 算特征量2。在步驟5114:消除其余兩個軸影響的步驟：氏=;^+81811(;^)*1:_3〇〇*8；[11(€[) ;Hy=fy+sign(fy)*t_acc*sin(P ) ;Hz=fz+sign(fz)*t_acc*sin(y)。在步驟SIH :計算特征量 的步驟：
[0023] 在步驟S118 :對特征量進行Σ點滑動平均窗濾波。
[0024] 在步驟S120 :判斷Σ點濾波后的特征量是否有超過預設值。在本實施例中，預設 值根據反復實驗數據來得到。
[0025] 當Σ點濾波后的特征量超過預設值時，進入步驟S122 :判斷超過預設值的特征量 的Hx、Hy、Hz的絕對值的最大值，從而判斷為對應的駕駛行為。在和加速度超過預設值時鎖 定該數據，從而消除高頻抖動帶來的多次誤判，提高駕駛行為的準確性。當Σ點濾波后的 特征量未超過預設值時，繼續進入步驟S104。
[0026] 在步驟S124 :當超過預設值的特征量的民的絕對值最大時，進入步驟S130 :判斷 汽車處于急加速或急減速狀態。
[0027] 在步驟S126 :當超過預設值的特征量的民的絕對值最大時，進入步驟S132 :判斷 汽車處于急轉彎狀態。
[0028] 在步驟S128 :當超過預設值的特征量的氏的絕對值最大時，進入步驟S134 :判斷 汽車處于顛簸狀態。在本實施例中，將判斷的汽車駕駛行為上傳至云端存儲，便于后續分析 處理。
[0029] 本發明的有益效果為所述基于三軸線加速度計的駕駛行為分析方法通過使用和 加速度和各加速度分量來分析駕駛行為，由于和加速度對中頻和高頻不敏感，并且和加速 度超過預設值時鎖定該數據，從而消除高頻抖動帶來的多次誤判，提高駕駛行為分析的準 確性。
[0030] 以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，對于本領域的技 術人員來說，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含 在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1. 一種基于三軸線加速度計的駕駛行為分析方法，其特征在于，所述三軸線加速度計 設置于汽車上，該方法包括以下步驟： SlOO :采集多組三軸加速度； S102 :采用滑動平均窗對所述多組三軸加速度進行低通濾波； S104 :計算濾波后的多組三軸加速度的平均值； S106 :將所述平均值與期望值（0,0，g)相減計算出靜差，將低通濾波后的多組三軸加 速度與所述靜差相減來消除靜差，得到fx，fy，fz，其中，g為重力加速度； SllO :計算消除靜差后的多組三軸加速度的平均值； S112 :利用所述消除靜差后的平均值計算和加速度t_acc ;所述消除靜差后的平均值 與X軸夾角α、所述消除靜差后的平均值與y軸夾角β和所述消除靜差后的平均值與z軸 夾角γ ; S116 :通過t_acc、α、β和γ計算消除其余兩軸影響的值Hx、Hy、Hz，通過H x、Hy、!Vi+ 算特征量Σ ; Sl 18 :對所述特征量進行Σ點滑動平均窗濾波； S120 :判斷Σ點濾波后的特征量是否超過預設值；是則，執行步驟S122 :否則，轉回執 行步驟S104 ;及 S122 :判斷超過預設值的特征量的Hx、Hy、扎的絕對值之間的最大值，從而判斷為對應 的駕駛行為。2. 如權利要求1所述的基于三軸線加速度計的駕駛行為分析方法，其特征在于，還包 括：當超過預設值的特征量的氏的絕對值最大時，判斷為急加速或急減速。3. 如權利要求2所述的基于三軸線加速度計的駕駛行為分析方法，其特征在于，還包 括：當超過預設值的特征量的1的絕對值最大時，判斷為急轉彎。4. 如權利要求3所述的基于三軸線加速度計的駕駛行為分析方法，其特征在于，還包 括：當超過預設值的特征量的Hz的絕對值最大時，判斷為顛簸。5. 如權利要求1所述的基于三軸線加速度計的駕駛行為分析方法，其特征在于，所述 步驟S114具體為： 消除其余兩個軸影響的步驟：Hx=fx+sign (fx) *t_acc*sin ( a ) ;Hy=fy+sign (fy) *t_ acc*sin ( β ) ；Hz=fz+sign (fz) *t_acc*sin ( γ )； 計算特征量的步驟：6. 如權利要求4所述的基于三軸線加速度計的駕駛行為分析方法，其特征在于，還包 括將判斷的所述駕駛行為上傳至云端存儲。
【專利摘要】一種基于三軸線加速度計的駕駛行為分析方法，所述三軸線加速度計設置于汽車上，以下步驟：采集多組三軸加速度；采用滑動平均對所述多組三軸加速度進行低通濾波；計算濾波后的多組三軸加速度的平均值；將所述平均值與期望值(0,0,g)相減計算出靜差，將低通濾波后的三軸加速度與所述靜差相減來消除靜差；計算消除靜差后的多組三軸加速度的平均值；對所述特征量進行Σ點滑動平均窗濾波；判斷超過預設值的特征量的Hx、Hy、Hz的絕對值之間的最大值，從而判斷為對應的駕駛行為，和加速度對中頻和高頻不敏感，并且和加速度超過預設值時鎖定該數據，從而消除高頻抖動帶來的多次誤判，提高駕駛行為的準確性。
【IPC分類】B60W40/09
【公開號】CN105416296
【申請號】CN201510886392
【發明人】祖暉, 付建勝, 阮志敏, 王少飛, 陳政
【申請人】重慶云途交通科技有限公司
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2015年12月7日