計(jì)算加速度積分以及判斷汽車緊急制動(dòng)的方法及裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種計(jì)算加速度積分以及判斷汽車緊急制動(dòng)的方法及裝置，包括：在計(jì)算當(dāng)前時(shí)刻t積分區(qū)間內(nèi)的積分時(shí)，將所述積分區(qū)間劃分為n個(gè)等長(zhǎng)的小區(qū)間，所述積分區(qū)間寬度為w，小區(qū)間的區(qū)間長(zhǎng)度h＝w/n；分別對(duì)每個(gè)小區(qū)間進(jìn)行積分計(jì)算，并將每個(gè)小區(qū)間的積分結(jié)果相加，得到所述積分當(dāng)前時(shí)刻t時(shí)的加速度積分結(jié)果，判斷所述加速度積分結(jié)果是否大于預(yù)設(shè)的積分闕值；若大于，則判定為緊急制動(dòng)。本發(fā)明提供的計(jì)算加速度積分以及判斷汽車緊急制動(dòng)的方法及裝置，具有較強(qiáng)的抗干擾性，加速度求積分精度高。
【專利說(shuō)明】
計(jì)算加速度積分以及判斷汽車緊急制動(dòng)的方法及裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及汽車加速度積分計(jì)算領(lǐng)域，特別涉及一種計(jì)算加速度積分、判斷汽車 緊急制動(dòng)的方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，判斷汽車緊急制動(dòng)的方法主要包括：
[0003] (1)加速度峰值法
[0004] 通過(guò)測(cè)量汽車上的碰撞加速度信號(hào)，判斷加速度是否達(dá)到預(yù)定的閾值。當(dāng)碰撞加 速度達(dá)到預(yù)定的閾值時(shí)就點(diǎn)爆氣囊。由于加速度信號(hào)變化非?？?，而且與汽車結(jié)構(gòu)的振動(dòng) 有關(guān)，容易受到外界的干擾。故此種算法一般用于機(jī)械式傳感的氣囊系統(tǒng)，點(diǎn)爆加速度的閾 值定的比較高，以提高抗干擾性能，電子式傳感器的安全氣囊系統(tǒng)則很少采用。
[0005] (2)速度變化量法
[0006] 通過(guò)對(duì)加速度信號(hào)進(jìn)行積分運(yùn)算得到碰撞過(guò)程中的速度變化量，當(dāng)速度變化量大 于預(yù)先設(shè)定的閾值時(shí)就發(fā)出點(diǎn)火信號(hào)。由于速度變化量曲線比加速度曲線平滑得多，所以 這種算法有較強(qiáng)的抗干擾能力。速度變化量法要求確定開(kāi)始進(jìn)行積分的時(shí)刻，一般通過(guò)加 速度閾值來(lái)確定碰撞的起始時(shí)刻。當(dāng)檢測(cè)到加速度超過(guò)設(shè)定的閾值時(shí)，系統(tǒng)認(rèn)為有碰撞發(fā) 生，開(kāi)始點(diǎn)火評(píng)價(jià)，比較積分結(jié)果與預(yù)先設(shè)定值，決定是否點(diǎn)火。
[0007] (3)加速度坡度法
[0008] 使用加速度峰值法作為判斷指標(biāo)，抗干擾能力差;而使用速度變化量作為指標(biāo)，又 對(duì)碰撞不夠敏感。加速度坡度法是對(duì)加速度信號(hào)求導(dǎo)，得到加速度變化量作為點(diǎn)火判斷指 標(biāo)，需對(duì)加速度信號(hào)進(jìn)行很好的濾波。
[0009] (4)移動(dòng)窗算法
[0010] 米用一定的積分窗(積分上、下限）寬度，對(duì)窗內(nèi)的加速度信號(hào)進(jìn)行積分。窗隨著時(shí) 間在時(shí)間軸上移動(dòng)，窗的右邊界即是加速度的當(dāng)前時(shí)刻。積分計(jì)算采用的是Newton. Cotes 求積公式，其積分公式為：
[0011]
[0012] 式中a(t)為加速度信號(hào)；t為積分當(dāng)前時(shí)刻;w為窗寬；s(t，w)為積分結(jié)果。當(dāng)積分 結(jié)果值大于設(shè)定的閾值時(shí)，即點(diǎn)爆氣囊。此方法是速度變化量法的一個(gè)變形，求積分算法精 度不高。當(dāng)窗寬較大時(shí)，如大于30ms，因氣囊點(diǎn)爆的時(shí)間一般不可能晚于碰撞開(kāi)始后30ms， 則此算法等同于速度變化量法。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0013] 本發(fā)明的主要目的為提供一種計(jì)算加速度積分以及判斷汽車緊急制動(dòng)的方法及 裝置，具有較強(qiáng)的抗干擾性，加速度求積分精度高。
[0014] 本發(fā)明提出一種計(jì)算加速度積分的方法，包括步驟：
[0015] 在計(jì)算當(dāng)前時(shí)刻t積分區(qū)間積分時(shí)，將所述積分區(qū)間劃分為η個(gè)等長(zhǎng)的小區(qū)間，所 述積分區(qū)間寬度為w，小區(qū)間的區(qū)間長(zhǎng)度h=w/n;
[0016] 分別對(duì)每個(gè)小區(qū)間進(jìn)行積分計(jì)算，并將每個(gè)小區(qū)間的積分結(jié)果相加，得到所述積 分當(dāng)前時(shí)刻t時(shí)的加速度積分結(jié)果。
[0017]進(jìn)一步地，所述分別對(duì)每個(gè)小區(qū)間進(jìn)行積分計(jì)算，并將每個(gè)小區(qū)間的積分結(jié)果相 加的步驟包括：
[0018] 利用梯形求積公式對(duì)每個(gè)小區(qū)間進(jìn)行積分計(jì)算，并將每個(gè)小區(qū)間的積分結(jié)果相 加。
[0019] 進(jìn)一步地，所述加速度積分的計(jì)算公式為：
[0020]
[0021 ]其中，a (t)為加速度信號(hào)，S (t，w)為積分結(jié)果，t為積分當(dāng)前時(shí)刻。
[0022]進(jìn)一步地，所述分別對(duì)每個(gè)小區(qū)間進(jìn)行積分計(jì)算，并將每個(gè)小區(qū)間的積分結(jié)果相 加的步驟之后還可以包括：
[0023]當(dāng)積分當(dāng)前時(shí)刻t的積分區(qū)間向后移動(dòng)k個(gè)小區(qū)間時(shí)，計(jì)算積分區(qū)間內(nèi)移入的k個(gè) 小區(qū)間積分結(jié)果，并計(jì)算積分區(qū)間內(nèi)移出的k個(gè)小區(qū)間積分結(jié)果；
[0024] 將積分當(dāng)前時(shí)刻t的積分結(jié)果以及移入的k個(gè)小區(qū)間積分結(jié)果相加，并減去移出的 k個(gè)小區(qū)間積分結(jié)果，即為積分當(dāng)前時(shí)刻t的積分區(qū)間向后移動(dòng)k個(gè)小區(qū)間時(shí)的積分結(jié)果。
[0025] 本發(fā)明還提供了一種計(jì)算加速度積分的裝置，包括：
[0026] 區(qū)間劃分單元，在計(jì)算當(dāng)前時(shí)刻t積分區(qū)間積分時(shí)，將所述積分區(qū)間劃分為η個(gè)等 長(zhǎng)的小區(qū)間，所述積分區(qū)間寬度為《，小區(qū)間的區(qū)間長(zhǎng)度h=w/n;
[0027] 計(jì)算單元，分別對(duì)每個(gè)小區(qū)間進(jìn)行積分計(jì)算，并將每個(gè)小區(qū)間的積分結(jié)果相加，得 到所述積分當(dāng)前時(shí)刻t時(shí)的加速度積分結(jié)果。
[0028] 進(jìn)一步地，所述計(jì)算單元包括：
[0029] 梯形求積單元，利用梯形求積公式對(duì)每個(gè)小區(qū)間進(jìn)行積分計(jì)算，并將每個(gè)小區(qū)間 的積分結(jié)果相加。
[0030] 進(jìn)一步地，所述梯形求積單元的計(jì)算公式為：
[0031]
[0032 ]其中，a (t)為加速度信號(hào)，S (t，w)為積分結(jié)果，t為積分當(dāng)前時(shí)刻。
[0033] 進(jìn)一步地，還包括：
[0034]區(qū)間移動(dòng)計(jì)算單元，當(dāng)積分當(dāng)前時(shí)刻t的積分區(qū)間向后移動(dòng)k個(gè)小區(qū)間時(shí)，計(jì)算積 分區(qū)間內(nèi)移入的k個(gè)小區(qū)間積分結(jié)果，并計(jì)算積分區(qū)間內(nèi)移出的k個(gè)小區(qū)間積分結(jié)果；
[0035]移動(dòng)結(jié)果計(jì)算單元，將積分當(dāng)前時(shí)刻t的積分結(jié)果以及移入的k個(gè)小區(qū)間積分結(jié)果 相加，并減去移出的k個(gè)小區(qū)間積分結(jié)果，即為積分當(dāng)前時(shí)刻t的積分區(qū)間向后移動(dòng)k個(gè)小區(qū) 間時(shí)的積分結(jié)果。
[0036] 本發(fā)明還提供了一種判斷汽車緊急制動(dòng)的方法，設(shè)定一個(gè)一定的積分區(qū)間寬度w， 汽車每隔一個(gè)區(qū)間長(zhǎng)度h記錄一個(gè)加速度，所述判斷緊急制動(dòng)的方法包括：
[0037] 每隔一個(gè)區(qū)間長(zhǎng)度，獲取一個(gè)加速度，并計(jì)算此時(shí)刻積分區(qū)間內(nèi)的加速度積分結(jié) 果；
[0038] 判斷所述加速度積分結(jié)果是否大于預(yù)設(shè)的積分闕值;若大于，則判定為緊急制動(dòng)。
[0039] 本發(fā)明還提供了一種判斷汽車緊急制動(dòng)的裝置，設(shè)定一個(gè)一定的積分區(qū)間寬度w， 汽車每隔一個(gè)區(qū)間長(zhǎng)度h記錄一個(gè)加速度，所述判斷緊急制動(dòng)的裝置包括：
[0040] 獲取計(jì)算單元，每隔一個(gè)區(qū)間長(zhǎng)度，獲取一個(gè)加速度，并計(jì)算此時(shí)刻積分區(qū)間內(nèi)的 加速度積分結(jié)果；
[0041] 結(jié)果判定單元，判斷所述加速度積分結(jié)果是否大于預(yù)設(shè)的積分闕值;若大于，則判 定為緊急制動(dòng)。
[0042] 本發(fā)明提供的計(jì)算加速度積分以及判斷汽車緊急制動(dòng)的方法及裝置，具有以下有 益效果：
[0043] 本發(fā)明提供的計(jì)算加速度積分以及判斷汽車緊急制動(dòng)的方法及裝置，在設(shè)定的積 分窗內(nèi)，只有在緊急制動(dòng)時(shí)，峰值加速度作用時(shí)間足夠長(zhǎng)時(shí)，由計(jì)算加速度積分得到的結(jié)果 才會(huì)大于設(shè)定的閾值，具有較強(qiáng)的抗干擾能力;求積分計(jì)算時(shí)，將積分區(qū)間劃分為多個(gè)等長(zhǎng) 的小區(qū)間，提高求積分精度;積分區(qū)間移動(dòng)時(shí)，將積分當(dāng)前時(shí)刻t的積分結(jié)果以及移入的k個(gè) 小區(qū)間積分結(jié)果相加，并減去移出的k個(gè)小區(qū)間積分結(jié)果，即為積分當(dāng)前時(shí)刻t的積分區(qū)間 向后移動(dòng)k個(gè)小區(qū)間時(shí)的積分結(jié)果，既能節(jié)約數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間，又能避免做重復(fù)的移位和累加 運(yùn)算，可大幅度提高系統(tǒng)運(yùn)算速度。
【附圖說(shuō)明】
[0044] 圖1是本發(fā)明一實(shí)施例中計(jì)算加速度積分的方法示意圖；
[0045] 圖2是本發(fā)明另一實(shí)施例中計(jì)算加速度積分的方法示意圖；
[0046] 圖3是本發(fā)明一實(shí)施例中計(jì)算加速度積分的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0047] 圖4是本發(fā)明一實(shí)施例中計(jì)算單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0048] 圖5是本發(fā)明另一實(shí)施例中計(jì)算加速度積分的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0049] 圖6是本發(fā)明一實(shí)施例中判斷汽車緊急制動(dòng)的方法示意圖；
[0050] 圖7是本發(fā)明一實(shí)施例中判斷汽車緊急制動(dòng)的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0051] 圖8是本發(fā)明一實(shí)施例中車輛不同時(shí)速下各工況的分析結(jié)果圖；
[0052]圖9是本發(fā)明一實(shí)施例中積分區(qū)間寬度取500ms的積分結(jié)果；
[0053]圖10是本發(fā)明一實(shí)施例中積分區(qū)間寬度取600ms的積分結(jié)果；
[0054]圖11是本發(fā)明一實(shí)施例中積分區(qū)間寬度取700ms的積分結(jié)果。
[0055] 本發(fā)明目的的實(shí)現(xiàn)、功能特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實(shí)施例，參照附圖做進(jìn)一步說(shuō)明。
【具體實(shí)施方式】
[0056] 應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。 [0057]參照?qǐng)D1，為本發(fā)明一實(shí)施例中提出的計(jì)算加速度積分的方法示意圖。
[0058]本發(fā)明一實(shí)施例中提出了一種計(jì)算加速度積分的方法，上述計(jì)算加速度積分的積 分區(qū)間寬度為w，在積分當(dāng)前時(shí)刻t時(shí)，上述計(jì)算加速度積分的方法包括：
[0059] 步驟S1，將上述積分區(qū)間劃分為η個(gè)等長(zhǎng)的小區(qū)間，小區(qū)間的區(qū)間長(zhǎng)度h=w/n;
[0060] 步驟S2,分別對(duì)每個(gè)小區(qū)間進(jìn)行積分計(jì)算，并將每個(gè)小區(qū)間的積分結(jié)果相加，得到 上述積分當(dāng)前時(shí)刻t時(shí)的加速度積分結(jié)果。
[0061 ]采用Newton . Co tes求積公式實(shí)現(xiàn)對(duì)加速度信號(hào)的積分計(jì)算。由于低階的 Newton. Cotes求積公式精度不夠高，因此需要進(jìn)行改進(jìn)。在本實(shí)施例中，先將積分區(qū)間[t-w，t ]分成η個(gè)等長(zhǎng)的小區(qū)間[ti-1，ti ] (i = 1，2，…，η)，區(qū)間長(zhǎng)度h=w/n，分別對(duì)每個(gè)小區(qū)間 進(jìn)行積分計(jì)算，然后將每個(gè)小區(qū)間的積分結(jié)果相加，得到上述積分當(dāng)前時(shí)刻t時(shí)的加速度積 分結(jié)果。使用本方法中的移動(dòng)窗積分對(duì)加速度信號(hào)進(jìn)行求積分計(jì)算具有精度高的優(yōu)點(diǎn)。 [0062]進(jìn)一步地，上述步驟S2中，分別對(duì)每個(gè)小區(qū)間進(jìn)行積分計(jì)算，并將每個(gè)小區(qū)間的積 分結(jié)果相加的步驟包括：
[0063]利用梯形求積公式對(duì)每個(gè)小區(qū)間進(jìn)行積分計(jì)算，并將每個(gè)小區(qū)間的積分結(jié)果相 加。即將每個(gè)小區(qū)間近似為一梯形，利用梯形的求積公式計(jì)算每個(gè)小區(qū)間的積分，最后將小 區(qū)間的積分計(jì)算結(jié)果進(jìn)行相加，求積分精度高，計(jì)算簡(jiǎn)單方便。
[0064]因此，進(jìn)一步地，上述對(duì)加速度信號(hào)進(jìn)行積分計(jì)算的計(jì)算公式表達(dá)為：
[0065]
[0066] 其中，a (t)為加速度信號(hào)，S (t，w)為積分結(jié)果，t為積分當(dāng)前時(shí)刻。
[0067] 參照?qǐng)D2,為本發(fā)明另一實(shí)施例中提出的計(jì)算加速度積分的方法示意圖。
[0068] 上述分別對(duì)每個(gè)小區(qū)間進(jìn)行積分計(jì)算，并將每個(gè)小區(qū)間的積分結(jié)果相加的步驟之 后還可以包括：
[0069] 步驟S3,當(dāng)積分當(dāng)前時(shí)刻t的積分區(qū)間向后移動(dòng)k個(gè)小區(qū)間時(shí)，計(jì)算積分區(qū)間內(nèi)移 入的k個(gè)小區(qū)間積分結(jié)果，并計(jì)算積分區(qū)間內(nèi)移出的k個(gè)小區(qū)間積分結(jié)果；
[0070] 步驟S4,將積分當(dāng)前時(shí)刻t的積分結(jié)果以及移入的k個(gè)小區(qū)間積分結(jié)果相加，并減 去移出的k個(gè)小區(qū)間積分結(jié)果，即為積分當(dāng)前時(shí)刻t的積分區(qū)間向后移動(dòng)k個(gè)小區(qū)間時(shí)的積 分結(jié)果。
[0071] 在本實(shí)施例中，由于加速度信號(hào)隨著時(shí)間在不斷的變化，對(duì)加速度信號(hào)進(jìn)行計(jì)算 也隨著時(shí)間持續(xù)進(jìn)行。隨著時(shí)間的變動(dòng)，對(duì)加速度信號(hào)積分計(jì)算的積分區(qū)間也在向后移動(dòng)， 即下一時(shí)刻，積分區(qū)間即移動(dòng)k個(gè)小區(qū)間（k為整數(shù)），可以理解的是，當(dāng)積分區(qū)間向后移動(dòng)k 個(gè)小區(qū)間時(shí)(k<n)，那么中間必要一部分小區(qū)間是重復(fù)的，如果再進(jìn)行一次重復(fù)的計(jì)算，無(wú) 疑會(huì)增加計(jì)算量，以及增加數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。因此，只需計(jì)算新增加的k個(gè)小區(qū)間的積分結(jié)果 以及移出積分區(qū)間的k個(gè)小區(qū)間的積分結(jié)果，然后根據(jù)公式計(jì)算：
[0072] S(t+kh,w) =S(t ,w)+su-sv
[0073] 其中，S(t+kh，w)為積分區(qū)間向后移動(dòng)k個(gè)小區(qū)間時(shí)（t+kh時(shí)刻）的積分結(jié)果，S(t， W)為t時(shí)刻的積分結(jié)果，SU為新增加的k個(gè)小區(qū)間的積分結(jié)果，SV為移出積分區(qū)間的k個(gè)小區(qū) 間的積分結(jié)果。如此，對(duì)積分區(qū)間內(nèi)的加速度信號(hào)進(jìn)行積分計(jì)算，便可以減少計(jì)算量，以及 減少數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。
[0074] 上述車輛獲取的加速度通過(guò)一階低通濾波器進(jìn)行濾波(主要目的為獲得傳感器加 速度信號(hào)中的直流分量），之后，再通過(guò)遞推中值濾波器使數(shù)據(jù)平滑，去掉加速度信號(hào)中的 尚頻噪聲。
[0075] 上述一階低通濾波器獲取加速度信號(hào)在車輛行駛方向的直流分量的步驟包括：
[0076] 在每個(gè)采樣周期獲取一個(gè)加速度信號(hào)，獲取此次采樣周期加速度信號(hào)的濾波采樣 值以及上一個(gè)采樣周期的濾波輸出值，其中第一個(gè)采樣周期的濾波輸出值為〇;
[0077]根據(jù)上述濾波采樣值以及上一個(gè)采樣周期的濾波輸出值，計(jì)算此次采樣周期的濾 波輸出值，上述濾波輸出值即為重力加速度在Χ、γ、ζ軸上的直流分量。通過(guò)對(duì)路測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行 不同程度的濾波，我們發(fā)現(xiàn)濾波參數(shù)越大，濾波后加速度隨當(dāng)前加速度變化越快，可以迅速 反映出狀態(tài)切換后的真實(shí)加速度，但是濾波加速度值會(huì)減小，不易辨別不同的情況（如點(diǎn) 殺IJ，顛簸難以分清），所以，可以選擇1/32作為濾波參數(shù)，既可以較好地反映真實(shí)加速度變 化，又可以辨別不同情況。
[0078]上述遞推中值濾波器去除加速度信號(hào)中的高頻噪聲的步驟包括：
[0079]獲取第η個(gè)采樣周期的濾波采樣值以及上述第η個(gè)采樣周期之前的m-1個(gè)中每個(gè)采 樣周期的濾波數(shù)據(jù)輸出值;上述m為濾波寬度，m多l(xiāng)，n多1;
[0080] 判斷η與m的大小；
[0081] 當(dāng)η多m時(shí)，將獲取到的m個(gè)濾波數(shù)據(jù)按照大小順序進(jìn)行排列，并求出中位數(shù)，將求 出的中位數(shù)作為濾波的輸出值。
[0082] 當(dāng)n<m時(shí)，獲取到的濾波數(shù)據(jù)不足m個(gè)，此時(shí)，則直接將獲取到的第η個(gè)采樣周期的 濾波數(shù)據(jù)作為濾波的輸出值，而不經(jīng)過(guò)取中位數(shù)的步驟。
[0083]參照?qǐng)D3,為本發(fā)明一實(shí)施例中提出的計(jì)算加速度積分的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0084] 本發(fā)明一實(shí)施例中還提供了一種計(jì)算加速度積分的裝置，上述計(jì)算加速度積分的 積分區(qū)間寬度為w，在積分當(dāng)前時(shí)刻t時(shí)，上述計(jì)算加速度積分的裝置包括：
[0085] 區(qū)間劃分單元10,將上述積分區(qū)間劃分為η個(gè)等長(zhǎng)的小區(qū)間，小區(qū)間的區(qū)間長(zhǎng)度h =w/n ；
[0086] 計(jì)算單元20，分別對(duì)每個(gè)小區(qū)間進(jìn)行積分計(jì)算，并將每個(gè)小區(qū)間的積分結(jié)果相加， 得到上述積分當(dāng)前時(shí)刻t時(shí)的加速度積分結(jié)果。
[0087]采用Newton . Co tes求積公式實(shí)現(xiàn)對(duì)加速度信號(hào)的積分計(jì)算。由于低階的 Newton. Cotes求積公式精度不夠高，因此需要進(jìn)行改進(jìn)。在本實(shí)施例中，先將積分區(qū)間[t-w，t ]分成η個(gè)等長(zhǎng)的小區(qū)間[ti-1，ti ] (i = 1，2，…，η)，區(qū)間長(zhǎng)度h=w/n，分別對(duì)每個(gè)小區(qū)間 進(jìn)行積分計(jì)算，然后將每個(gè)小區(qū)間的積分結(jié)果相加，得到上述積分當(dāng)前時(shí)刻t時(shí)的加速度積 分結(jié)果。使用本方法對(duì)加速度信號(hào)進(jìn)行求積分計(jì)算具有精度高的優(yōu)點(diǎn)。
[0088] 進(jìn)一步地，參照?qǐng)D4，上述計(jì)算單元20包括：
[0089] 梯形求積單元200，利用梯形求積公式對(duì)每個(gè)小區(qū)間進(jìn)行積分計(jì)算，并將每個(gè)小區(qū) 間的積分結(jié)果相加。即將每個(gè)小區(qū)間近似為一梯形，利用梯形的求積公式計(jì)算每個(gè)小區(qū)間 的積分，最后將小區(qū)間的積分計(jì)算結(jié)果進(jìn)行相加，求積分精度高，計(jì)算簡(jiǎn)單方便。
[0090] 因此，進(jìn)一步地，上述梯形求積單元200對(duì)加速度信號(hào)進(jìn)行積分計(jì)算的計(jì)算公式表 達(dá)為：
[0091]
[0092 ]其中，a (t)為加速度信號(hào)，S (t，w)為積分結(jié)果，t為積分當(dāng)前時(shí)刻。
[0093]參照?qǐng)D5,為本發(fā)明另一實(shí)施例中提出的計(jì)算加速度積分的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0094] 包括上述區(qū)間劃分單元10以及計(jì)算單元20,還包括：
[0095] 區(qū)間移動(dòng)計(jì)算單元30,當(dāng)積分當(dāng)前時(shí)刻t的積分區(qū)間向后移動(dòng)k個(gè)小區(qū)間時(shí)，計(jì)算 積分區(qū)間內(nèi)移入的k個(gè)小區(qū)間積分結(jié)果，并計(jì)算積分區(qū)間內(nèi)移出的k個(gè)小區(qū)間積分結(jié)果；
[0096] 移動(dòng)結(jié)果計(jì)算單元40,將積分當(dāng)前時(shí)刻t的積分結(jié)果以及移入的k個(gè)小區(qū)間積分結(jié) 果相加，并減去移出的k個(gè)小區(qū)間積分結(jié)果，即為積分當(dāng)前時(shí)刻t的積分區(qū)間向后移動(dòng)k個(gè)小 區(qū)間時(shí)的積分結(jié)果。
[0097] 在本實(shí)施例中，由于加速度信號(hào)隨著時(shí)間在不斷的變化，對(duì)加速度信號(hào)進(jìn)行計(jì)算 也隨著時(shí)間持續(xù)進(jìn)行。隨著時(shí)間的變動(dòng)，對(duì)加速度信號(hào)積分計(jì)算的積分區(qū)間也在向后移動(dòng)， 即下一時(shí)刻，積分區(qū)間即移動(dòng)k個(gè)小區(qū)間（k為整數(shù)），可以理解的是，當(dāng)積分區(qū)間向后移動(dòng)k 個(gè)小區(qū)間時(shí)(k<n)，那么中間必要一部分小區(qū)間是重復(fù)的，如果再進(jìn)行一次重復(fù)的計(jì)算，無(wú) 疑會(huì)增加計(jì)算量，以及增加數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。因此，只需通過(guò)區(qū)間移動(dòng)計(jì)算單元30計(jì)算新增加 的k個(gè)小區(qū)間的積分結(jié)果以及移出積分區(qū)間的k個(gè)小區(qū)間的積分結(jié)果，然后通過(guò)移動(dòng)結(jié)果計(jì) 算單元40根據(jù)公式計(jì)算：
[0098] S(t+kh,w) =S(t ,w)+su-sv
[0099] 其中，S (t+kh，w)為積分區(qū)間向后移動(dòng)k個(gè)小區(qū)間時(shí)（t+kh時(shí)刻）的積分結(jié)果，S (t， W)為t時(shí)刻的積分結(jié)果，SU為新增加的k個(gè)小區(qū)間的積分結(jié)果，SV為移出積分區(qū)間的k個(gè)小區(qū) 間的積分結(jié)果。如此，對(duì)積分區(qū)間內(nèi)的加速度信號(hào)進(jìn)行積分計(jì)算，便可以減少計(jì)算量，以及 減少數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。
[0100] 參照?qǐng)D6,本發(fā)明一實(shí)施例中還提供了一種判斷汽車緊急制動(dòng)的方法，設(shè)定一個(gè)一 定的積分區(qū)間寬度w(時(shí)間寬度），汽車每隔一個(gè)區(qū)間長(zhǎng)度h(時(shí)間單位)記錄一個(gè)加速度，上 述判斷緊急制動(dòng)的方法包括：
[0101] 步驟S10,每隔一個(gè)區(qū)間長(zhǎng)度，獲取一個(gè)加速度，并計(jì)算此時(shí)刻積分區(qū)間內(nèi)的加速 度積分結(jié)果；
[0102] 步驟S11，判斷上述加速度積分結(jié)果是否大于預(yù)設(shè)的積分闕值;若大于，則判定為 緊急制動(dòng)。
[0103] 進(jìn)一步地，參照?qǐng)D7,為本發(fā)明一實(shí)施例中提供的判斷汽車緊急制動(dòng)的裝置結(jié)構(gòu)示 意圖。
[0104] 對(duì)應(yīng)于與上述的判斷汽車緊急制動(dòng)的方法，本發(fā)明一實(shí)施例中還提供了一種判斷 汽車緊急制動(dòng)的裝置，設(shè)定一個(gè)一定的積分區(qū)間《，汽車每隔一個(gè)區(qū)間長(zhǎng)度h記錄一個(gè)加速 度，上述判斷緊急制動(dòng)的裝置包括：
[0105] 獲取計(jì)算單元100,每隔一個(gè)區(qū)間長(zhǎng)度，獲取一個(gè)加速度，并計(jì)算此時(shí)刻積分區(qū)間 內(nèi)的加速度積分結(jié)果；
[0106] 結(jié)果判定單元110,判斷上述加速度積分結(jié)果是否大于預(yù)設(shè)的積分闕值;若大于， 則判定為緊急制動(dòng)。
[0107] 在本實(shí)施例中，設(shè)定一定的時(shí)間窗寬度(可等同于積分區(qū)間），時(shí)間窗隨著車輛的 行駛在時(shí)間軸上移動(dòng)，對(duì)時(shí)間窗內(nèi)的加速度信號(hào)進(jìn)行積分運(yùn)算，得到汽車行駛過(guò)程中的速 度變化量，當(dāng)變化量大于設(shè)定的閾值時(shí)便發(fā)出觸發(fā)信號(hào)。
[0108] 因?yàn)檎Ｐ旭倳r(shí)車輛振動(dòng)的加速度峰值作用時(shí)間很短，且以上下振動(dòng)為主。正常 減速時(shí)，雖然車身的加速度方向與緊急制動(dòng)時(shí)的加速度方向一致，但由于加速度作用時(shí)間 長(zhǎng)，加速度峰值小，在設(shè)定的時(shí)間窗內(nèi)，由積分公式積分得到的速度變化量不會(huì)大于設(shè)定的 閾值。只有在緊急制動(dòng)時(shí)，峰值加速度作用時(shí)間足夠長(zhǎng)時(shí)，由積分公式得到的速度變化量大 于設(shè)定的閾值，才能進(jìn)行判定，該方法有較強(qiáng)的抗干擾能力。
[0109] 緊急制動(dòng)時(shí)的加速度積分曲線的斜率遠(yuǎn)大于其它駕駛行為的加速度積分曲線斜 率。因此，在采取緊急制動(dòng)后的極短時(shí)間內(nèi)，其加速度積分值就會(huì)與其他工況有明顯的差 另IJ。由此可見(jiàn)，設(shè)置一定的積分窗寬（即積分區(qū)間寬度），對(duì)加速度信號(hào)在積分窗寬范圍內(nèi)進(jìn) 行積分，只要積分窗寬和閾值選擇得當(dāng)，就能夠區(qū)分緊急制動(dòng)工況和其它工況。因此，移動(dòng) 窗積分算法中的積分窗寬度和閾值必須同時(shí)滿足以下幾個(gè)條件：
[0110] 1.積分區(qū)間的積分窗寬應(yīng)盡量小，以便使系統(tǒng)或裝置能在最短的時(shí)間內(nèi)識(shí)別出駕 駛員的緊急制動(dòng)行為。試計(jì)算，速度為l〇〇km/h的汽車在Is內(nèi)要行駛27.7m，所以積分積分窗 寬應(yīng)小于1S為宜。
[0111] 2.在設(shè)定的積分窗寬范圍內(nèi)，要使緊急制動(dòng)時(shí)的加速度信號(hào)積分值高于積分窗體 在時(shí)間軸上"移動(dòng)"時(shí)其它所有工況在該積分窗寬內(nèi)的最大積分值。
[0112] 3.閾值應(yīng)取不同速度下所得的緊急制動(dòng)加速度積分值的最小值，以保證系統(tǒng)能識(shí) 別不同速度下的緊急制動(dòng)行為。同時(shí)，閾值必須大于在所設(shè)定的積分窗寬范圍內(nèi)其它所有 工況加速度積分值的最大值，以保證窗體在時(shí)間軸上"移動(dòng)"時(shí)系統(tǒng)不會(huì)誤判定。
[0113] 因此，設(shè)定合適的積分區(qū)間寬度和閾值后，車輛系統(tǒng)的獲取計(jì)算單元100每隔一個(gè) 區(qū)間長(zhǎng)度h，獲取一個(gè)加速度信號(hào)，并計(jì)算此時(shí)刻積分區(qū)間內(nèi)的加速度積分結(jié)果;然后通過(guò) 結(jié)果判定單元110,判斷上述加速度積分結(jié)果是否大于預(yù)設(shè)的積分闕值;若大于(或等于）， 則判定為緊急制動(dòng);若加速度積分結(jié)果小于設(shè)定閾值，則判定為緊急制動(dòng)外的其它駕駛行 為。
[0114] 在一具體實(shí)施例中，車輛行駛過(guò)程中，加速度傳感器獲取車輛加速度信號(hào)。設(shè)定一 定的時(shí)間窗寬度，時(shí)間窗隨著車輛的行駛在時(shí)間軸上移動(dòng)，對(duì)設(shè)定積分區(qū)間寬度內(nèi)的加速 度信號(hào)進(jìn)行積分運(yùn)算，得到汽車行駛過(guò)程中的速度變化量。
[0115] 測(cè)量車輛在不同行駛速度下，獲取緊急制動(dòng)、正常制動(dòng)、點(diǎn)剎以及通過(guò)路障的加速 度信號(hào)峰值以及制動(dòng)時(shí)間。
[0116] 參照?qǐng)D8，分別為車輛在40km/h、50km/h、60km/h時(shí)速下緊急制動(dòng)、正常制動(dòng)、點(diǎn)剎 以及通過(guò)路障的加速度信號(hào)峰值以及制動(dòng)時(shí)間。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，緊急制動(dòng)時(shí)，車輛加速度峰 值在0.733g左右，明顯比其它工況要高，加速度信號(hào)在緊急制動(dòng)后短時(shí)間內(nèi)急劇攀升，且峰 值持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。
[0117]正常制動(dòng)時(shí)，加速度峰值在0.432g左右，制動(dòng)時(shí)間比緊急制動(dòng)長(zhǎng)得多，且加速度信 號(hào)較為平緩。
[0118] 點(diǎn)剎時(shí)，加速度峰值在〇. 216g左右，加速度信號(hào)表現(xiàn)為明顯的波浪形曲線。
[0119] 通過(guò)路障時(shí)，加速度峰值在0.306g左右，加速度在短時(shí)間內(nèi)表現(xiàn)為明顯的起伏震 蕩。
[0120] 在不同的速度下，相同工況的加速度曲線波形基本一致。因此，與其它工況加速度 信號(hào)相比，緊急制動(dòng)工況下的加速度信號(hào)最為顯著的特點(diǎn)是:加速度值攀升急劇、峰值大、 峰值持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、有明顯的"窗寬"出現(xiàn)。故若對(duì)所得的加速度信號(hào)進(jìn)行積分，其各自的積分 曲線將會(huì)有明顯的區(qū)別。
[0121] 參照?qǐng)D9至圖11，分別為積分區(qū)間寬度（即圖中的積分窗寬）取500ms、600ms、700ms 不同值時(shí)對(duì)加速度信號(hào)進(jìn)行積分的分析結(jié)果。
[0122]圖中結(jié)果表不，積分區(qū)間的積分窗寬取500ms和600ms時(shí)，緊急制動(dòng)的加速度積分 值與正常制動(dòng)加速度積分的最大值相近，甚至有小于后者的情況發(fā)生，故積分窗寬取500ms 或600ms不理想。
[0123] 當(dāng)積分窗寬取700ms時(shí)，緊急制動(dòng)的加速度積分值大于其它所有工況加速度積分 的最大值，因此，是較為優(yōu)良的窗寬。此時(shí)，可確定與積分窗寬取700ms對(duì)應(yīng)的閾值為2.3。因 此，可選積分區(qū)間的積分窗寬為700ms，對(duì)應(yīng)的閾值為2.3,便可以區(qū)別緊急制動(dòng)與其它工 況。
[0124] 同時(shí)，對(duì)比緊急制動(dòng)后500ms、600ms、700ms時(shí)刻及正常制動(dòng)加速度峰值發(fā)現(xiàn)，在緊 急制動(dòng)后的500ms、600ms、700ms時(shí)刻，緊急制動(dòng)的加速度值明顯大于正常制動(dòng)的加速度峰 值。
[0125] 因此，為了進(jìn)一步提高系統(tǒng)的抗干擾能力，系統(tǒng)利用當(dāng)前時(shí)刻加速度值作為另一 個(gè)緊急制動(dòng)判別指標(biāo)，這樣就能保證系統(tǒng)更加穩(wěn)定有效的工作。當(dāng)前時(shí)刻緊急制動(dòng)加速度 值取_〇.5g。
[0126] 綜上所述，為本發(fā)明實(shí)施例中提供的計(jì)算加速度積分以及判斷汽車緊急制動(dòng)的方 法及裝置，在設(shè)定的積分區(qū)間內(nèi)，只有在緊急制動(dòng)時(shí)，峰值加速度作用時(shí)間足夠長(zhǎng)時(shí)，由計(jì) 算加速度積分得到的結(jié)果才會(huì)大于設(shè)定的閾值，因此設(shè)定合適的積分區(qū)間以及閾值，便可 以判別緊急制動(dòng)，且具有較強(qiáng)的抗干擾能力;求積分計(jì)算時(shí)，將積分區(qū)間劃分為多個(gè)等長(zhǎng)的 小區(qū)間，提高求積分精度;積分區(qū)間移動(dòng)時(shí)，將積分當(dāng)前時(shí)刻t的積分結(jié)果以及移入的k個(gè)小 區(qū)間積分結(jié)果相加，并減去移出的k個(gè)小區(qū)間積分結(jié)果，即為積分當(dāng)前時(shí)刻t的積分區(qū)間向 后移動(dòng)k個(gè)小區(qū)間時(shí)的積分結(jié)果，既能節(jié)約數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間，又能避免做重復(fù)的移位和累加運(yùn) 算，可大幅度提高系統(tǒng)運(yùn)算速度。
[0127] 以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用 本發(fā)明說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān) 的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種計(jì)算加速度積分的方法，其特征在于，包括步驟： 在計(jì)算當(dāng)前時(shí)刻t積分區(qū)間內(nèi)的積分時(shí)，將所述積分區(qū)間劃分為η個(gè)等長(zhǎng)的小區(qū)間，所 述積分區(qū)間寬度為W，小區(qū)間的區(qū)間長(zhǎng)度h=w/n; 分別對(duì)每個(gè)小區(qū)間進(jìn)行積分計(jì)算，并將每個(gè)小區(qū)間的積分結(jié)果相加，得到所述積分當(dāng) 前時(shí)刻t時(shí)的加速度積分結(jié)果。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算加速度積分的方法，其特征在于，所述分別對(duì)每個(gè)小區(qū)間 進(jìn)行積分計(jì)算，并將每個(gè)小區(qū)間的積分結(jié)果相加的步驟包括： 利用梯形求積公式對(duì)每個(gè)小區(qū)間進(jìn)行積分計(jì)算，并將每個(gè)小區(qū)間的積分結(jié)果相加。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的計(jì)算加速度積分的方法，其特征在于，所述加速度積分的計(jì)算 公式為：其中，a (t)為加速度信號(hào)，S (t，W)為積分結(jié)果，t為積分當(dāng)前時(shí)刻。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的計(jì)算加速度積分的方法，其特征在于，所述分別對(duì)每個(gè)小區(qū)間 進(jìn)行積分計(jì)算，并將每個(gè)小區(qū)間的積分結(jié)果相加的步驟之后還可W包括： 當(dāng)積分當(dāng)前時(shí)刻t的積分區(qū)間向后移動(dòng)k個(gè)小區(qū)間時(shí)，計(jì)算積分區(qū)間內(nèi)移入的k個(gè)小區(qū) 間積分結(jié)果，并計(jì)算積分區(qū)間內(nèi)移出的k個(gè)小區(qū)間積分結(jié)果； 將積分當(dāng)前時(shí)刻t的積分結(jié)果W及移入的k個(gè)小區(qū)間積分結(jié)果相加，并減去移出的k個(gè) 小區(qū)間積分結(jié)果，即為積分當(dāng)前時(shí)刻t的積分區(qū)間向后移動(dòng)k個(gè)小區(qū)間時(shí)的積分結(jié)果。5. -種計(jì)算加速度積分的裝置，其特征在于，包括： 區(qū)間劃分單元，在計(jì)算當(dāng)前時(shí)刻t積分區(qū)間積分時(shí)，將所述積分區(qū)間劃分為η個(gè)等長(zhǎng)的 小區(qū)間，所述積分區(qū)間寬度為W，小區(qū)間的區(qū)間長(zhǎng)度h=w/n; 計(jì)算單元，分別對(duì)每個(gè)小區(qū)間進(jìn)行積分計(jì)算，并將每個(gè)小區(qū)間的積分結(jié)果相加，得到所 述積分當(dāng)前時(shí)刻t時(shí)的加速度積分結(jié)果。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的計(jì)算加速度積分的裝置，其特征在于，所述計(jì)算單元包括： 梯形求積單元，利用梯形求積公式對(duì)每個(gè)小區(qū)間進(jìn)行積分計(jì)算，并將每個(gè)小區(qū)間的積 分結(jié)果相加。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的計(jì)算加速度積分的裝置，其特征在于，所述梯形求積單元的計(jì) 算公式為：其中，a(t)為加速度信號(hào)，S(t，w)為積分結(jié)果，t為積分當(dāng)前時(shí)刻。8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的計(jì)算加速度積分的裝置，其特征在于，還包括： 區(qū)間移動(dòng)計(jì)算單元，當(dāng)積分當(dāng)前時(shí)刻t的積分區(qū)間向后移動(dòng)k個(gè)小區(qū)間時(shí)，計(jì)算積分區(qū) 間內(nèi)移入的k個(gè)小區(qū)間積分結(jié)果，并計(jì)算積分區(qū)間內(nèi)移出的k個(gè)小區(qū)間積分結(jié)果； 移動(dòng)結(jié)果計(jì)算單元，將積分當(dāng)前時(shí)刻t的積分結(jié)果W及移入的k個(gè)小區(qū)間積分結(jié)果相 加，并減去移出的k個(gè)小區(qū)間積分結(jié)果，即為積分當(dāng)前時(shí)刻t的積分區(qū)間向后移動(dòng)k個(gè)小區(qū)間 時(shí)的積分結(jié)果。9. 一種根據(jù)權(quán)利要求1-4判斷汽車緊急制動(dòng)的方法，其特征在于，設(shè)定一個(gè)一定的積分 區(qū)間寬度W，汽車每隔一個(gè)區(qū)間長(zhǎng)度h記錄一個(gè)加速度，所述判斷緊急制動(dòng)的方法包括： 每隔一個(gè)區(qū)間長(zhǎng)度，獲取一個(gè)加速度，并計(jì)算此時(shí)刻積分區(qū)間內(nèi)的加速度積分結(jié)果； 判斷所述加速度積分結(jié)果是否大于預(yù)設(shè)的積分闊值;若大于，則判定為緊急制動(dòng)。10. -種根據(jù)權(quán)利要求5-8判斷汽車緊急制動(dòng)的裝置，其特征在于，設(shè)定一個(gè)一定的積 分區(qū)間寬度W，汽車每隔一個(gè)區(qū)間長(zhǎng)度h記錄一個(gè)加速度，所述判斷緊急制動(dòng)的裝置包括： 獲取計(jì)算單元，每隔一個(gè)區(qū)間長(zhǎng)度，獲取一個(gè)加速度，并計(jì)算此時(shí)刻積分區(qū)間內(nèi)的加速 度積分結(jié)果； 結(jié)果判定單元，判斷所述加速度積分結(jié)果是否大于預(yù)設(shè)的積分闊值;若大于，則判定為 緊急制動(dòng)。
【文檔編號(hào)】G06F19/00GK105975776SQ201610296503
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年5月6日
【發(fā)明人】吳明
【申請(qǐng)人】深圳市安智車米汽車信息化有限公司