本申請涉及校準技術領域,尤其涉及參數校準方法及裝置。
背景技術:
車載終端是固定安裝在車輛內部的一種智能硬件設備,設備內可以集成有加速度傳感器、角速度傳感器、方向傳感器等傳感器,可以采集車輛行駛過程中的加速度、角速度、方向等運動參數。車輛在行駛過程中,由于路面的狀態、駕駛員駕駛的行為等,會存在動態變化的運動參數。通過集成在車載終端內的傳感器可以實時采集到運動參數,并通過預設算法分析車輛的運動狀態,從而對不安全的駕駛行為給予監管和報警等。
然而,車載終端安裝到車輛上后,由于安裝位置的限制,不能保證傳感器的坐標系中水平面坐標軸、與車輛的行駛坐標系中水平面坐標軸在水平面上的夾角為零,即不能保證車載終端的中軸線與車輛的中軸線完全平行。其中,水平面坐標軸包括水平面上的橫向坐標軸和縱向坐標軸。當傳感器的水平面坐標軸相對于車輛的水平面坐標軸存在夾角時,會導致傳感器測量出來的運動參數不是車輛的實際運動參數,最終導致誤報警或漏報警。
技術實現要素:
為克服相關技術中存在的問題,本申請提供了參數校準方法及裝置。
根據本申請實施例的第一方面,提供一種參數校準方法,所述方法包括:
根據設置在對象上的三軸加速度傳感器檢測到的目標加速度,確定所述對象的行駛坐標系的水平面坐標軸、與所述三軸加速度傳感器的水平面坐標軸在水平面上的目標夾角,所述目標加速度是所述對象處于變速直線運動狀態時所述三軸加速度傳感器采集的加速度;
根據所述目標夾角校準目標傳感器采集的水平面坐標軸上的運動參數,所述目標傳感器設置在所述對象上,所述目標傳感器為所述三軸加速度傳感器,或水平面坐標軸與所述三軸加速度傳感器的水平面坐標軸平行的其他傳感器。
根據本申請實施例的第二方面,提供一種參數校準裝置,包括:
夾角確定模塊,用于根據設置在對象上的三軸加速度傳感器檢測到的目標加速度,確定所述對象的行駛坐標系的水平面坐標軸、與所述三軸加速度傳感器的水平面坐標軸在水平面上的目標夾角,所述目標加速度是所述對象處于變速直線運動狀態時所述三軸加速度傳感器采集的加速度;
參數校準模塊,用于根據所述目標夾角校準目標傳感器采集的水平面坐標軸上的運動參數,所述目標傳感器設置在所述對象上,所述目標傳感器為所述三軸加速度傳感器,或水平面坐標軸與所述三軸加速度傳感器的水平面坐標軸平行的其他傳感器。
本申請的實施例提供的技術方案可以包括以下有益效果:
本申請中,由于目標加速度是對象處于變速直線運動狀態時三軸加速度傳感器采集的加速度,因此可以根據設置在對象上的三軸加速度傳感器檢測到的目標加速度,確定對象的行駛坐標系的水平面坐標軸、與三軸加速度傳感器的水平面坐標軸之間的目標夾角,并根據目標夾角校準目標傳感器采集的水平面坐標軸上的運動參數,從而實現運動參數的校準,避免傳感器的水平面坐標軸相對于對象的水平面坐標軸存在夾角時,導致傳感器測量出來的運動參數不是對象的實際運動參數的缺陷。同時不需要安裝時保證傳感器的水平面坐標軸平行于對象的行駛坐標系中相應水平面坐標軸,大量節約了安裝時間。
應當理解的是,以上的一般描述和后文的細節描述僅是示例性和解釋性的,并不能限制本申請。
附圖說明
此處的附圖被并入說明書中并構成本說明書的一部分,示出了符合本申請的實施例,并與說明書一起用于解釋本申請的原理。
圖1A是本申請根據一示例性實施例示出的一種行駛坐標系示意圖。
圖1B是本申請根據一示例性實施例示出的一種坐標系對比示意圖。
圖2A是本申請根據一示例性實施例示出的一種參數校準方法的流程圖。
圖2B是本申請根據一示例性實施例示出的一種水平面坐標軸示意圖。
圖2C是本申請根據一示例性實施例示出的一種確定目標夾角的流程圖。
圖2D是本申請根據一示例性實施例示出的另一種確定目標夾角的流程圖。
圖3A是本申請根據一示例性實施例示出的一種校準狀態變化示意圖。
圖3B是本申請根據一示例性實施例示出的另一種參數校準方法的流程示意圖。
圖4是本申請根據一示例性實施例示出的一種參數校準裝置的框圖。
具體實施方式
這里將詳細地對示例性實施例進行說明,其示例表示在附圖中。下面的描述涉及附圖時,除非另有表示,不同附圖中的相同數字表示相同或相似的要素。以下示例性實施例中所描述的實施方式并不代表與本申請相一致的所有實施方式。相反,它們僅是與如所附權利要求書中所詳述的、本申請的一些方面相一致的裝置和方法的例子。
在本申請使用的術語是僅僅出于描述特定實施例的目的,而非旨在限制本申請。在本申請和所附權利要求書中所使用的單數形式的“一種”、“所述”和“該”也旨在包括多數形式,除非上下文清楚地表示其他含義。還應當理解,本文中使用的術語“和/或”是指并包含一個或多個相關聯的列出項目的任何或所有可能組合。
應當理解,盡管在本申請可能采用術語第一、第二、第三等來描述各種信息,但這些信息不應限于這些術語。這些術語僅用來將同一類型的信息彼此區分開。例如,在不脫離本申請范圍的情況下,第一信息也可以被稱為第二信息,類似地,第二信息也可以被稱為第一信息。取決于語境,如在此所使用的詞語“如果”可以被解釋成為“在……時”或“當……時”或“響應于確定”。
本申請中,對象可以是設有檢測終端的運動對象,例如對象可以是車輛、滑板車等運動對象。檢測終端中往往設有傳感器等器件,可以用于檢測對象在不同坐標軸上的運動參數。例如,檢測終端可以是車載終端。運動參數可以是對象的加速度、角速度、方向等。
通常,通過設置在對象內的檢測終端檢測對象各坐標軸上的運動參數,并通過運動參數和預設算法分析車輛的運動狀態,并根據運動狀態對駕駛行為進行監管和提醒等。對象在行駛過程中,可以根據行駛方向虛擬有對象的行駛坐標系。例如,對象處于水平面時,可以根據對象左右行駛方向設定行駛坐標系的橫向坐標軸(X軸),根據對象前后行駛方向設定行駛坐標系的縱向坐標軸(Y軸),根據對象上下行駛方向設定行駛坐標系的垂直坐標軸(Z軸)。可以理解的是,行駛坐標系的設定方式可以根據需求設定,在此僅以其中一種方式舉例說明。
如圖1A所示,圖1A是本申請根據一示例性實施例示出的一種行駛坐標系示意圖。在該示意圖中,對象為車輛,將車輛的前進方向設置為行駛坐標系中Y軸的正方向,根據車輛的右行駛方向設置行駛坐標系中X軸的正方向,根據車輛的上方向設置行駛坐標系中Z軸的正方向。
理想情況下,為了能檢測到對象在各坐標軸上的運動參數,可以將傳感器各坐標軸設定為與對象的行駛坐標系中相應軸一致,即傳感器的坐標系與行駛坐標系重疊。傳感器的X軸須與行駛坐標系X軸平行,此時傳感器檢測到的X軸上的參數是對象在行駛坐標系中X軸上的參數;傳感器的Y軸須與行駛坐標系Y軸平行,此時傳感器檢測到的Y軸上的參數是對象在行駛坐標系中Y軸上的參數;傳感器的Z軸須與行駛坐標系Z軸平行,此時傳感器檢測到的Z軸上的參數是對象在行駛坐標系中Z軸上的參數。
傳感器可以固定設置在車載終端的芯片上,為了保證傳感器各坐標軸與對象的行駛坐標系中相應軸一致,需要按照十分嚴格的要求安裝車載終端。然而,在實際安裝時,很難做到傳感器各坐標軸與對象的行駛坐標系中相應坐標軸一致,特別是不能保證傳感器的坐標系中水平面坐標軸、與車輛的行駛坐標系中相應水平面坐標軸在水平面的夾角為零。
如圖1B所示,圖1B是本申請根據一示例性實施例示出的一種坐標系對比示意圖。在該示意圖中,實線繪制的坐標系為行駛坐標系,虛線繪制的坐標系為傳感器坐標系。傳感器的坐標系中水平面坐標軸、與車輛的行駛坐標系中水平面坐標軸在水平面的夾角不為零。其中,行駛坐標系的水平面坐標軸包括橫向坐標軸和縱向坐標軸,傳感器的水平面坐標軸包括橫向坐標軸和縱向坐標軸,為了將行駛坐標系與傳感器的坐標系進行區分,圖1B中用X和Y表示行駛坐標系的橫向坐標軸和縱向坐標軸,用X′和Y′分別表示傳感器的橫向坐標軸和縱向坐標軸,則X′軸和X軸在水平面上存在夾角,Y′軸和Y軸在水平面上存在夾角。傳感器的垂直坐標軸與行駛坐標系的垂直坐標軸平行。
可見,所謂傳感器的坐標系中水平面坐標軸與對象的行駛坐標系中水平面坐標軸在水平面上存在夾角,是傳感器的橫向坐標軸與行駛坐標系的橫向坐標軸存在夾角、傳感器的縱向坐標軸與行駛坐標系的縱向坐標軸存在夾角。在傳感器的坐標系中水平面坐標軸與對象的行駛坐標系中水平面坐標軸在水平面上存在夾角時,則傳感器檢測到的運動參數不是對象實際的運動參數。
為了避免由于安裝不正確,導致傳感器測量出來的運動參數不是對象的實際運動參數的情況,本申請公開一種參數校準方法及裝置,根據設置在對象上的三軸加速度傳感器檢測到的目標加速度,確定對象的行駛坐標系的水平面坐標軸、與三軸加速度傳感器的水平面坐標軸在水平面上的目標夾角,并根據目標夾角校準目標傳感器采集的運動參數,將校準后的運動參數確定為對象的運動參數,從而獲得對象的實際運動參數。
如圖2A所示,圖2A是本申請根據一示例性實施例示出的一種參數校準方法的流程圖,包括以下步驟201至步驟202:
在步驟201中,根據設置在對象上的三軸加速度傳感器檢測到的目標加速度,確定所述對象的行駛坐標系的水平面坐標軸、與所述三軸加速度傳感器的水平面坐標軸在水平面上的目標夾角,所述目標加速度是所述對象處于變速直線運動狀態時所述三軸加速度傳感器采集的加速度。
在步驟202中,根據所述目標夾角校準目標傳感器采集的水平面坐標軸上的運動參數,所述目標傳感器設置在所述對象上,所述目標傳感器為所述三軸加速度傳感器,或水平面坐標軸與所述三軸加速度傳感器的水平面坐標軸平行的其他傳感器。
關于步驟201,本實施例中,三軸加速度傳感器設置在對象上,用于檢測對象的三個坐標軸的加速度。本實施例可以根據設置在對象上的三軸加速度傳感器檢測到的目標加速度,確定所述對象的行駛坐標系的水平面坐標軸、與所述三軸加速度傳感器的水平面坐標軸在水平面上的目標夾角,即傳感器的橫向坐標軸與行駛坐標系的橫向坐標軸在水平面上的目標夾角、傳感器的縱向坐標軸與行駛坐標系的縱向坐標軸在水平面上的目標夾角。水平面可以是行駛坐標系所定義的水平面。
為了能計算目標夾角,需滿足所獲取的目標加速度在行駛坐標系的水平面坐標軸中其中一個坐標軸上存在加速度、且另一個坐標軸上不存在加速度。由于對象變速直線運動時,對象在行駛坐標系中存在縱向加速度、且不存在橫向加速度,基于此,獲取的目標加速度是對象處于變速直線運動狀態時三軸加速度傳感器采集的加速度。對象進行變速直線運動時,對象的運動方向不變、且加速度不為零,變速直線運動可以是勻變速直線運動,也可以是變加速直線運動。
可見,對象處于變速直線運動狀態時所述三軸加速度傳感器采集的加速度,可以是目標加速度在行駛坐標系的水平面坐標軸中其中一個坐標軸上存在加速度、且另一個坐標軸上不存在加速度。另外,目標加速度在行駛坐標系的垂直坐標軸上可以存在加速度,也可以不存在加速度。作為一種優選方式,可以將目標加速度限定為行駛坐標系的縱向坐標軸上的加速度。例如,對象在行駛過程中存在縱向加速度、且不存在橫向加速度和垂直加速度。其中,縱向加速度是行駛坐標系中縱向坐標軸上的加速度,橫向加速度是行駛坐標系中橫向坐標軸上的加速度。
針對水平面坐標軸,對象的行駛坐標系的水平面坐標軸為對象的行駛坐標系中水平面上的坐標軸,可以包括行駛坐標系中水平面上的橫向坐標軸和縱向坐標軸。三軸加速度傳感器的水平面坐標軸為三軸加速度傳感器中水平面上的坐標軸,可以包括三軸加速度傳感器中水平面上的橫向坐標軸和縱向坐標軸。對象的行駛坐標系的水平面坐標軸與三軸加速度傳感器的水平面坐標軸之間的目標夾角,可以是對象的行駛坐標系的橫向坐標軸與三軸加速度傳感器的橫向坐標軸之間的目標夾角,也可以是對象的行駛坐標系的縱向坐標軸與三軸加速度傳感器的縱向坐標軸之間的目標夾角,兩種目標夾角大小相同。
如圖2B所示,圖2B是本申請根據一示例性實施例示出的一種水平面坐標軸示意圖。假設行駛坐標系中水平面上的橫向坐標軸為X軸、縱向坐標軸為Y軸。其中縱向坐標軸的正方向是對象的前進/后退方向,橫向坐標軸的正方向是對象的左/右運動方向。在一個例子中,可以將Y軸作為對象的中軸線。假設三軸加速度傳感器的水平坐標軸包括虛線繪制的X′軸和Y′軸。其中,目標夾角為λ。
由于獲取的目標加速度僅在行駛坐標系的水平面坐標軸中其中一個坐標軸上存在加速度,因此可以根據三軸加速度傳感器檢測到的目標加速度,確定對象的行駛坐標系的水平面坐標軸、與三軸加速度傳感器的水平面坐標軸在水平面上的目標夾角。目標加速度可以包括兩個水平面坐標軸上的加速度,兩個水平面坐標軸上的加速度可以是橫向加速度和縱向加速度。
如圖2B所示,三軸加速度傳感器的橫向坐標軸上的橫向加速度為Hx,三軸加速度傳感器的縱向坐標軸上的縱向加速度為Hy,則目標夾角λ可以采用公式λ=arctan Hx/Hy獲得。
在一個可選的實現方式中,如圖2C所示,圖2C是本申請根據一示例性實施例示出的一種確定目標夾角的流程圖,所述步驟201包括:
在步驟2011中,從設置在對象上的三軸加速度傳感器中獲取加速度集,所述加速度集是所述三軸加速度傳感器在預設時間段內連續采樣的加速度組的集合,所述加速度組包括三軸加速度傳感器采集的兩個水平面坐標軸上的加速度。
在步驟2012中,根據所述加速度集中每組加速度,計算所述對象的行駛坐標系的水平面坐標軸、與所述三軸加速度傳感器的水平面坐標軸在水平面上的夾角。
在步驟2013中,如果計算獲得的各個夾角之間誤差在設定范圍內,則判定所述加速度集中的加速度組是所述對象處于變速直線運動狀態時的目標加速度。
在步驟2014中,根據計算獲得的各個夾角,確定所述對象的行駛坐標系的水平面坐標軸、與所述三軸加速度傳感器的水平面坐標軸在水平面上的目標夾角。
在該實施例中,三軸加速度傳感器可以在預設時間段內連續采樣加速度組,所述加速度組是三軸加速度傳感器的水平面坐標軸上的兩個加速度,可以為橫向坐標軸上的橫向加速度和縱向坐標軸上的縱向加速度。在預設時間段內,可以每間隔一段時間采樣一次水平面坐標軸上的加速度組,從而可以獲得預設時間段內不同時刻的加速度組。
針對每一時刻的加速度組,根據橫向加速度和縱向加速度計算對象的行駛坐標系的水平面坐標軸、與三軸加速度傳感器的水平面坐標軸之間的夾角,從而可以獲得預設時間段內的多個夾角。例如,針對某一時刻ti,橫向加速度為Hx',縱向加速度為Hy',則可以采用公式λ(ti)=arctan Hx'/Hy'計算夾角λ(ti)。
如果計算獲得的各個夾角之間誤差在設定范圍內,則判定加速度集中的加速度是對象處于變速直線運動狀態時的加速度。
其中,設定范圍是預先設定的允許誤差范圍,可以避免輕微誤差導致無法判斷的情況。如果各個夾角可以近似判定為相同,則可以判定對象處于變速直線運動狀態。
進一步的,如果計算獲得的各個夾角之間誤差不在設定范圍內,但預設時間段的某一子時間段內,存在連續的超過設定個數的加速度組對應的夾角的誤差在設定范圍內,則可以判定該子時間段內對象處于變速直線運動狀態。
在確定加速度是對象處于變速直線運動狀態時的加速度后,可以確定對象的行駛坐標系的水平面坐標軸、與三軸加速度傳感器的水平面坐標軸在水平面上的目標夾角。例如,可以將計算獲得的各個夾角求平均值,獲得目標夾角。又如,可以從計算獲得的各個夾角中取中間值,獲得目標夾角等。
由上述實施例可見,本實施例通過三軸加速度傳感器采集的水平面坐標軸上的加速度,計算對象的行駛坐標系的水平面坐標軸、與三軸加速度傳感器的水平面坐標軸之間的夾角,并通過夾角判斷對象是否處于變速直線運動狀態,無需其他增加其他設備進行判斷,容易實現。
在另一個可選的實現方式中,如圖2D所示,圖2D是本申請根據一示例性實施例示出的另一種確定目標夾角的流程圖,所述步驟201包括步驟2015至步驟2017:
在步驟2015中,確定對象處于變速直線運動狀態。
在步驟2016中,從設置在所述對象上的三軸加速度傳感器中,獲取所述對象在三軸加速度傳感器的水平面坐標軸上的目標加速度。
在步驟2017中,根據所獲取的目標加速度,計算所述對象的行駛坐標系的水平面坐標軸、與所述三軸加速度傳感器的水平面坐標軸在水平面上的目標夾角。
本實施例可以先判斷對象是否處于變速直線運動狀態,然后獲取目標加速度。
在一個例子中,可以根據對象的方向盤的轉角,確定所述對象處于變速直線運動狀態。在該例子中,可以獲取對象的方向盤的轉角,通過方向盤的轉角判斷對象是否轉彎,進而判斷對象是否處于變速直線運動狀態,容易實現。
在另一個例子中,可以根據設置在對象上的角速度傳感器所檢測的角速度,確定所述對象處于變速直線運動狀態。在該例子中,可以從角速度傳感器中獲取角速度,通過角速度判斷對象是否轉彎,進而判斷對象是否處于變速直線運動狀態,需要安裝有角速度傳感器的對象才能實現。
可以理解的是,本申請僅列舉其中幾種確定對象是否處于變速直線運動狀態的方式,其他方式也可以,在此不再一一贅述。
本實施例在確定對象處于變速直線運動狀態后,再從設置在對象上的三軸加速度傳感器中,獲取對象在三軸加速度傳感器的水平面坐標軸上的目標加速度。目標加速度包括三軸加速度傳感器的兩個水平面坐標軸上的加速度,例如水平面上的橫向加速度和縱向加速度。
在一個例子中,由于已經確定對象處于變速直線運動狀態,則可以通過一組目標加速度計算目標夾角,由于僅通過一組目標加速度計算獲得目標夾角,提高計算效率。
在另一個例子中,也可以通過多組目標加速度計算夾角,并根據夾角確定目標夾角,從而提高目標夾角的準確率。
由上述實施例可見,本實施例通過先確定對象是否處于變速直線運動,在對象處于變速直線運動的情況下獲取目標加速度,進而根據目標加速度計算目標夾角,提高計算目標夾角的效率。
關于步驟202,在確定目標夾角后,可以根據目標夾角校準目標傳感器采集的運動參數。
其中,目標傳感器可以是三軸加速度傳感器,即可以通過目標夾角校準三軸加速度傳感器采集的加速度。目標傳感器也可以是水平坐標軸與所述三軸加速度傳感器的水平坐標軸平行的其他傳感器,例如其他傳感器的橫向坐標軸與三軸加速度傳感器的橫向坐標軸平行,其他傳感器的縱向坐標軸與三軸加速度傳感器的縱向坐標軸平行,從而實現對其他傳感器檢測的運動參數進行校準。其他傳感器可以是方向傳感器等。
在一個可選的實現方式中,所述根據所述目標夾角校準目標傳感器采集的水平面坐標軸上的運動參數,包括:
根據所述目標夾角采用下述公式校準目標傳感器采集的X軸運動參數:
L'x=Lx*cosλ-Ly*sinλ
根據所述目標夾角采用下述公式校準目標傳感器采集的Y軸運動參數:
L'y=Lx*sinλ+Ly*cosλ
其中,Lx表示目標傳感器采集的X軸運動參數,Ly表示目標傳感器采集的Y軸運動參數,L'x表示校準后的X軸運動參數,L'y表示校準后的Y軸運動參數,λ表示目標夾角,X軸和Y軸為水平面坐標軸。
可見,可以通過三角函數以及目標夾角校準目標傳感器采集的水平面坐標軸上的運動參數,容易實現,從而獲得對象的實際運動參數,避免傳感器測量出來的運動參數不是車輛的實際運動參數,導致誤報警或漏報警的情況。
在某些應用場景中,當傳感器無法水平設置、且對象的中軸線與傳感器的中軸線存在夾角時,傳感器的坐標軸相對于對象的坐標軸可能會存在夾角,存在夾角時會導致測量出來的運動參數不是車輛在該坐標軸上的實際運動參數,最終導致誤報警或漏報警的情況。
基于此,本申請可以將傳感器采集的參數進行兩次校準,首先將傳感器采集的參數校準為水平設置的傳感器采集的參數,再將校準后的參數在水平面上進行校準,以使校準后的參數是對象的實際運動參數。如圖3A所示,圖3A是本申請根據一示例性實施例示出的一種校準狀態變化示意圖。在該示意圖中,實線坐標系為對象的行駛坐標系,虛線坐標系為傳感器的行駛坐標系。為了比較形象的看出校準過程,可以將傳感器采集的參數進行校準類比為將傳感器的坐標系進行校準。第一次校準時,傳感器的坐標系從狀態1變化為狀態2,實現將傳感器校準為水平設置,第二次校準時,傳感器的坐標系從狀態2變化為狀態3,實現傳感器水平面坐標軸的校準。
在一個可選的實現方式中,可以先計算第一次校準時所需的偏轉角、以及第二次校準時所需的夾角,以便后續根據偏轉角和夾角校準目標傳感器采集的運動參數。上述已對夾角進行了描述,以下對偏轉角的確定方法進行介紹,所述偏轉角的確定步驟包括:
獲取重力加速度在三軸加速度傳感器的各坐標軸上的重力加速度分量,所述重力加速度分量是所述三軸加速度傳感器在靜態條件下采集的重力加速度分量;根據所述重力加速度分量,計算所述三軸加速度傳感器的各坐標軸、相對于所述對象的行駛坐標系中相應坐標軸在垂直面上的偏轉角,所述垂直面為垂直于行駛坐標系中水平面的面。
其中,當三軸加速度傳感器在靜態條件下,三軸加速度傳感器僅能感應重力加速度。由于三軸加速度傳感器在安裝時無法做到完全水平安裝,因此重力加速度在三軸加速度傳感器的各軸上存在加速度分量,該加速度分量可以被三軸加速度傳感器所采集,因此可以從三軸加速度傳感器中獲取加速度分量。
其中,靜態條件是三軸加速度傳感器處于預先指定的靜止狀態。預先指定的靜止狀態可以包括完全靜止,也可以包括接近靜止。在獲取重力加速度在三軸加速度傳感器的各坐標軸上的重力加速度分量之前,可確定三軸加速度傳感器滿足靜態條件。確定三軸加速度傳感器滿足靜態條件的方法是有很多,本申請列舉其中幾種進行說明:
第一種方式:從所述三軸加速度傳感器中獲取預設組數的加速度值;確定每軸加速度值中最大值與最小值的差值小于或等于該軸預設閾值。
在該實現方式中,可以獲取三軸加速度傳感器在不同時間采集到的預設組數的加速度值。預設組數是預先指定的數量,可以根據需求設定,以便根據加速度值判斷該時間段內三軸加速度傳感器是否處于預先指定的靜止狀態。例如,預設組數可以為10組、15組等。
每軸都預設有相應的預設閾值,例如,可以存在X軸預設閾值、Y軸預設閾值、Z軸預設閾值,各軸預設閾值可以相同,也可以不相同。
在獲取加速度值后,確定每軸加速度值中最大值與最小值的差值小于或等于該軸預設閾值時,可以判定三軸加速度傳感器滿足靜態條件。
例如,可以判斷每軸加速度值中最大值和最小值的差值是否小于或等于該軸預設閾值,如果X軸加速度值中最大值和最小值的差值小于或等于X軸預設閾值,且Y軸加速度值中最大值和最小值的差值小于或等于Y軸預設閾值,且Z軸加速度值中最大值和最小值的差值小于或等于Z軸預設閾值,則判定三軸加速度傳感器滿足靜態條件,可以獲取重力加速度分量,否則,判定三軸加速度傳感器不滿足靜態條件。
可見,該實施例無需借助外界資源,直接根據三軸加速度傳感器采集的加速度值判斷三軸加速度傳感器是否滿足靜態條件,節約成本。
第二種方式:當所述三軸加速度傳感器設置在對象上時,若對象滿足靜態條件,則三軸加速度傳感器滿足靜態條件。
可見,由于對象是否滿足靜態條件相對比較容易判斷,因此通過檢測對象的狀態以判斷三軸加速度傳感器的狀態,容易實現。
第三種方式:接收到靜態指令,則三軸加速度傳感器滿足靜態條件。
在該實施例中,可以通過按鍵或按鈕的方式觸發靜態指令,所述靜態指令用于指示三軸加速度傳感器滿足靜態條件,則在接收到靜態指令時,可以判定三軸加速度傳感器滿足靜態條件。
可見,通過靜態指令的方式判斷三軸加速度傳感器是否滿足靜態條件,判斷的準確性高。
可以理解的是,本申請僅列出幾種判斷方式,還可以是其他判斷方式,在此不再一一贅述。
在獲取重力加速度分量后,可以根據重力加速度分量,根據所述重力加速度分量,計算三軸加速度傳感器的各坐標軸、相對于所述對象的行駛坐標系中相應坐標軸在垂直面上的偏轉角,所述垂直面為垂直于行駛坐標系定義的水平面的面。
假設將三軸加速度傳感器校準為水平設置,可以將校準后的三軸加速度傳感器的坐標系稱為虛擬坐標系。根據三軸加速度傳感器橫縱坐標軸在行駛坐標系的水平面上的投影,獲得虛擬坐標系中橫縱坐標軸,虛擬坐標系的垂直坐標軸與行駛坐標系中垂直坐標軸平行。基于此,所述偏轉角是三軸加速度傳感器的各坐標軸相對于虛擬坐標系中相應坐標軸的偏轉角。
在三軸加速度傳感器水平安裝的前提下,三軸加速度傳感器的各軸與對象的行駛坐標系的各軸在垂直平面上不存在夾角,即偏轉角為零。
由于無法水平安裝,所以三軸加速度傳感器的各軸與對象的行駛坐標系的各軸在垂直平面上可能存在夾角。存在夾角的坐標軸可以是X軸、Y軸、Z軸中的一個或多個,則可以根據加速度分量計算三軸加速度傳感器的X軸、Y軸和Z軸相對于行駛坐標系中X軸、Y軸和Z軸在垂直面的偏轉角。
在一個可選的實現方式中,可以根據所述重力加速度分量和三角函數,計算所述三軸加速度傳感器的各坐標軸、相對于所述對象的行駛坐標系中相應坐標軸在垂直面上的偏轉角。
可見,本實施例通過三角函數的方式計算偏轉角,無需借助外界資源,比較容易實現。
進一步的,本申請還公開其中一種具體的計算方法,如下:
根據所述重力加速度分量,采用下述公式計算三軸加速度傳感器的X軸相對于行駛坐標系中X軸在垂直面的偏轉角:
根據所述重力加速度分量,采用下述公式計算三軸加速度傳感器的Y軸相對于行駛坐標系中Y軸在垂直面的偏轉角:
根據所述重力加速度分量,采用下述公式計算三軸加速度傳感器的Z軸相對于行駛坐標系中Z軸在垂直面的偏轉角:
其中,α表示三軸加速度傳感器的X軸相對于行駛坐標系中X軸在垂直面的偏轉角,β表示三軸加速度傳感器的Y軸相對于行駛坐標系中Y軸在垂直面的偏轉角,γ表示三軸加速度傳感器的Z軸相對于行駛坐標系中Z軸在垂直面的偏轉角,Jx、Jy、Jz分別表示重力加速度在所述三軸加速度傳感器的X、Y、Z軸上產生的不同的重力加速度分量。
可見,本實施例通過三角函數關系,直接根據重力加速度分量,計算述三軸加速度傳感器的各坐標軸、相對于對象的行駛坐標系中相應坐標軸在垂直面上的偏轉角,無需借助其他外界資源,節約成本,且計算效率高。
在確定偏轉角后,步驟201中所提及的目標加速度是采用偏轉角將所述三軸加速度傳感器采集的加速度校準后的加速度。
在利用加速度判斷對象是否處于變速直線運動狀態的例子中,可以先通過加速度判斷對象是否處于變速直線運動狀態,在對象處于變速直線運動狀態時,利用偏轉角將所獲取的加速度集中的加速度組進行校準,并將校準后的加速度確定為目標加速度。利用目標加速度計算夾角,根據計算獲得的各個夾角,確定對象的行駛坐標系的水平面坐標軸、與三軸加速度傳感器的水平面坐標軸之間的目標夾角。
在先判定對象處于變速直線運動狀態,再獲取目標加速度的例子中,確定對象處于變速直線運動狀態后,從設置在所述對象上的三軸加速度傳感器中,獲取所述對象在三軸加速度傳感器的水平面坐標軸上的加速度,并利用偏轉角將所獲取的加速度進行校準獲得目標加速度。
本申請還具體公開一種目標加速度的確定方法。所述目標加速度的確定步驟包括:
根據所述偏轉角采用下述公式確定所述目標加速度中X軸加速度:
根據所述偏轉角采用下述公式確定所述目標加速度中Y軸加速度:
根據所述偏轉角采用下述公式確定所述目標加速度中Z軸加速度:
其中,R′x、R'y、R′z分別表示所述目標加速度的X、Y、Z軸加速度,Rx、Ry、Rz分別表示所述對象處于變速直線運動狀態時,所述三軸加速度傳感器實際采集的X、Y、Z軸的加速度,α表示三軸加速度傳感器的X軸相對于行駛坐標系中X軸在垂直面的偏轉角,β表示三軸加速度傳感器的Y軸相對于行駛坐標系中Y軸在垂直面的偏轉角,γ表示三軸加速度傳感器的Z軸相對于行駛坐標系中Z軸在垂直面的偏轉角。
可見,本實施例通過三角函數關系可以直接根據偏轉角校準三軸加速度傳感器采集的運動參數,無需借助其他外界資源,節約成本,且計算效率高。
在確定偏轉角和目標夾角后,可以根據所述偏轉角校準目標傳感器采集的運動參數,并根據所述目標夾角將校準后的水平面坐標軸上的運動參數進行校準,從而實現在安裝時無需考慮水平安裝和水平坐標軸無夾角安裝的要求,減少了對安裝的要求,可以提高安裝效率,同時能保證校準后的運動參數是對象的實際運動參數。
以上實施方式中的各種技術特征可以任意進行組合,只要特征之間的組合不存在沖突或矛盾,但是限于篇幅,未進行一一描述,因此上述實施方式中的各種技術特征的任意進行組合也屬于本說明書公開的范圍。
以下列舉其中一種組合進行說明。
參見圖3B,圖3B是本申請根據一示例性實施例示出的另一種參數校準方法的流程示意圖,所述方法包括:
在步驟301中,獲取重力加速度在三軸加速度傳感器的各坐標軸上的重力加速度分量,所述重力加速度分量是所述三軸加速度傳感器在靜態條件下采集的重力加速度分量。
在步驟302中,根據所述重力加速度分量,計算所述三軸加速度傳感器的各坐標軸、相對于所述對象的行駛坐標系中相應坐標軸在垂直面上的偏轉角,所述垂直面為垂直于行駛坐標系中水平面的面。
在步驟303中,從設置在對象上的三軸加速度傳感器中獲取加速度集,所述加速度集是所述三軸加速度傳感器在預設時間段內連續采樣的加速度組的集合,所述加速度組包括三軸加速度傳感器的水平面坐標軸上的兩個加速度。
在步驟304中,根據所述加速度集中每組加速度,計算所述對象的行駛坐標系的水平面坐標軸、與所述三軸加速度傳感器的水平面坐標軸在水平面上的夾角。
在步驟305中,如果計算獲得的各個夾角之間誤差在設定范圍內,則判定所述加速度集中的加速度組是所述對象處于變速直線運動狀態時的加速度。
在步驟306中,根據所述偏轉角校準所述加速度集中的加速度組,將校準后的加速度確定為目標加速度。
在步驟307中,根據所確定的目標加速度,計算所述對象的行駛坐標系的水平面坐標軸、與所述三軸加速度傳感器的水平面坐標軸在水平面上的目標夾角。
在步驟308中,根據所述目標夾角和所述偏轉角校準目標傳感器采集的運動參數,所述目標傳感器設置在所述對象上,所述目標傳感器為所述三軸加速度傳感器,或各坐標軸與所述三軸加速度傳感器的相應坐標軸平行的其他傳感器。
與前述參數校準方法的實施例相對應,本申請還提供了參數校準裝置及其所應用的終端的實施例。
如圖4所示,圖4是本申請根據一示例性實施例示出的一種參數校準裝置的框圖,所述裝置包括:夾角確定模塊410和參數校準模塊420。
其中,夾角確定模塊410,用于根據設置在對象上的三軸加速度傳感器檢測到的目標加速度,確定所述對象的行駛坐標系的水平面坐標軸、與所述三軸加速度傳感器的水平面坐標軸在水平面上的目標夾角,所述目標加速度是所述對象處于變速直線運動狀態時所述三軸加速度傳感器采集的加速度。
參數校準模塊420,用于根據所述目標夾角校準目標傳感器采集的水平面坐標軸上的運動參數,所述目標傳感器設置在所述對象上,所述目標傳感器為所述三軸加速度傳感器,或水平面坐標軸與所述三軸加速度傳感器的水平面坐標軸平行的其他傳感器。
在一個可選的實現方式中,所述夾角確定模塊410還用于:
從設置在對象上的三軸加速度傳感器中獲取加速度集,所述加速度集是所述三軸加速度傳感器在預設時間段內連續采樣的加速度組的集合,所述加速度組包括三軸加速度傳感器采集的兩個水平面坐標軸上的加速度。
根據所述加速度集中每組加速度,計算所述對象的行駛坐標系的水平面坐標軸、與所述三軸加速度傳感器的水平面坐標軸在水平面上的夾角。
如果計算獲得的各個夾角之間誤差在設定范圍內,則判定所述加速度集中的加速度組是所述對象處于變速直線運動狀態時的目標加速度。
根據計算獲得的各個夾角,確定所述對象的行駛坐標系的水平面坐標軸、與所述三軸加速度傳感器的水平面坐標軸在水平面上的目標夾角。
在一個可選的實現方式中,所述夾角確定模塊410還用于:
確定對象處于變速直線運動狀態。
從設置在所述對象上的三軸加速度傳感器中,獲取所述對象在三軸加速度傳感器的水平面坐標軸上的目標加速度。
根據所獲取的目標加速度,計算所述對象的行駛坐標系的水平面坐標軸、與所述三軸加速度傳感器的水平面坐標軸在水平面上的目標夾角。
在一個可選的實現方式中,所述夾角確定模塊410還用于:
根據對象的方向盤的轉角,確定所述對象處于變速直線運動狀態。
根據設置在對象上的角速度傳感器所檢測的角速度,確定所述對象處于變速直線運動狀態。
在一個可選的實現方式中,所述參數校準模塊420還用于:
根據所述目標夾角采用下述公式校準目標傳感器采集的X軸運動參數:
L'x=Lx*cosλ-Ly*sinλ
根據所述目標夾角采用下述公式校準目標傳感器采集的Y軸運動參數:
L'y=Lx*sinλ+Ly*cosλ
其中,Lx表示目標傳感器采集的X軸運動參數,Ly表示目標傳感器采集的Y軸運動參數,L'x表示校準后的X軸運動參數,L'y表示校準后的Y軸運動參數,λ表示目標夾角,X軸和Y軸為水平面坐標軸。
在一個可選的實現方式中,所述目標加速度是采用偏轉角將所述三軸加速度傳感器采集的加速度校準后的加速度,所述裝置還包括:
分量獲取模塊,用于獲取重力加速度在三軸加速度傳感器的各坐標軸上的重力加速度分量,所述重力加速度分量是所述三軸加速度傳感器在靜態條件下采集的重力加速度分量;
偏轉角確定模塊,用于根據所述重力加速度分量,計算所述三軸加速度傳感器的各坐標軸、相對于所述對象的行駛坐標系中相應坐標軸在垂直面上的偏轉角,所述垂直面為垂直于行駛坐標系中水平面的面;
所述參數校準模塊,具體用于:根據所述偏轉角校準目標傳感器采集的運動參數,并根據所述目標夾角將校準后的水平面坐標軸上的運動參數進行校準。
在一個可選的實現方式中,所述條件判斷模塊,用于:
在獲取重力加速度在三軸加速度傳感器的各坐標軸上的重力加速度分量之前,從所述三軸加速度傳感器中獲取預設組數的加速度值。
確定每軸加速度值中最大值與最小值的差值小于或等于該軸預設閾值。
在一個可選的實現方式中,所述偏轉角確定模塊,具體用于:
根據所述重力加速度分量,采用下述公式計算三軸加速度傳感器的X軸相對于行駛坐標系中X軸在垂直面的偏轉角:
根據所述重力加速度分量,采用下述公式計算三軸加速度傳感器的Y軸相對于行駛坐標系中Y軸在垂直面的偏轉角:
根據所述重力加速度分量,采用下述公式計算三軸加速度傳感器的Z軸相對于行駛坐標系中Z軸在垂直面的偏轉角:
其中,α表示三軸加速度傳感器的X軸相對于行駛坐標系中X軸在垂直面的偏轉角,β表示三軸加速度傳感器的Y軸相對于行駛坐標系中Y軸在垂直面的偏轉角,γ表示三軸加速度傳感器的Z軸相對于行駛坐標系中Z軸在垂直面的偏轉角,Jx、Jy、Jz分別表示重力加速度在所述三軸加速度傳感器的X、Y、Z軸上產生的不同的重力加速度分量。
在一個可選的實現方式中,所述夾角確定模塊,還用于:
根據所述偏轉角采用下述公式確定所述目標加速度中X軸加速度:
根據所述偏轉角采用下述公式確定所述目標加速度中Y軸加速度:
根據所述偏轉角采用下述公式確定所述目標加速度中Z軸加速度:
其中,R′x、R'y、R′z分別表示所述目標加速度的X、Y、Z軸加速度,Rx、Ry、Rz分別表示所述對象處于變速直線運動狀態時,所述三軸加速度傳感器實際采集的X、Y、Z軸的加速度,α表示三軸加速度傳感器的X軸相對于行駛坐標系中X軸在垂直面的偏轉角,β表示三軸加速度傳感器的Y軸相對于行駛坐標系中Y軸在垂直面的偏轉角,γ表示三軸加速度傳感器的Z軸相對于行駛坐標系中Z軸在垂直面的偏轉角。
相應的,本申請還提供一種車載終端,所述終端包括有處理器;用于存儲處理器可執行指令的存儲器;其中,所述處理器被配置為:
根據設置在對象上的三軸加速度傳感器檢測到的目標加速度,確定所述對象的行駛坐標系的水平面坐標軸、與所述三軸加速度傳感器的水平面坐標軸在水平面上的目標夾角,所述目標加速度是所述對象處于變速直線運動狀態時所述三軸加速度傳感器采集的加速度;
根據所述目標夾角校準目標傳感器采集的水平面坐標軸上的運動參數,所述目標傳感器設置在所述對象上,所述目標傳感器為所述三軸加速度傳感器,或水平面坐標軸與所述三軸加速度傳感器的水平面坐標軸平行的其他傳感器。
上述裝置中各個模塊的功能和作用的實現過程具體詳情見上述方法中對應步驟的實現過程,在此不再贅述。
對于裝置實施例而言,由于其基本對應于方法實施例,所以相關之處參見方法實施例的部分說明即可。以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的,其中所述作為分離部件說明的模塊可以是或者也可以不是物理上分開的,作為模塊顯示的部件可以是或者也可以不是物理模塊,即可以位于一個地方,或者也可以分布到多個網絡模塊上。可以根據實際的需要選擇其中的部分或者全部模塊來實現本申請方案的目的。本領域普通技術人員在不付出創造性勞動的情況下,即可以理解并實施。
本領域技術人員在考慮說明書及實踐這里公開的發明后,將容易想到本申請的其它實施方案。本申請旨在涵蓋本申請的任何變型、用途或者適應性變化,這些變型、用途或者適應性變化遵循本申請的一般性原理并包括本申請未公開的本技術領域中的公知常識或慣用技術手段。說明書和實施例僅被視為示例性的,本申請的真正范圍和精神由下面的權利要求指出。
應當理解的是,本申請并不局限于上面已經描述并在附圖中示出的精確結構,并且可以在不脫離其范圍進行各種修改和改變。本申請的范圍僅由所附的權利要求來限制。
以上所述僅為本申請的較佳實施例而已,并不用以限制本申請,凡在本申請的精神和原則之內,所做的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本申請保護的范圍之內。