发明内容
本发明实施例提供了一种确定车辆加速度的方法及装置,用以根据加速度计测量的原始加速度数据,得到较为准确的车辆在行驶过程中的加速度数据。
本发明实施例提供的具体技术方案如下:
第一方面,一种确定车辆加速度的方法,包括:
获取在车辆行驶过程中加速度计测量的原始加速度数据;
根据获取的所述原始加速度数据,去除重力对所述原始加速度数据产生的干扰,以及去除所述加速度计相对于车辆发生移动引起的加速度计角度发生变化对所述原始加速度数据产生的干扰;
根据去除干扰后的原始加速度数据,确定所述车辆在行驶过程中的加速度数据。
结合第一方面,在第一种可能的实现方式中,所述原始加速度数据的数据大小小于预设门限值。
结合第一方面,在第二种可能的实现方式中,所述加速度计测量的原始加速度数据,包括:
所述加速度计测量的分别在所述加速度计的三个轴向上的加速度数据;
所述车辆在行驶过程中的加速度数据,包括:
车辆的正前方向的加速度数据、与正前方垂直的侧面方向的加速度数据和与所述正前方向和所述侧面方向所组成的平面垂直的方向的加速度数据。
结合第一方面的第二种可能的实现方式,在第三种可能的实现方式中,去除重力对所述原始加速度数据产生的干扰,包括:
根据所述原始加速度数据,确定用于指示重力加速度在所述加速度计的三个轴向构成的坐标系空间中的方向的数据;
根据所述用于指示重力加速度在所述加速度计的三个轴向构成的坐标系空间中的方向的数据和重力加速度的大小,确定重力加速度在所述加速度计的三个轴向上的加速度分量;
将所述加速度计测量的分别在所述加速度计的三个轴向上的加速度数据分别减去所述重力加速度在所述加速度计的三个轴向上的加速度分量,得到去除重力产生的干扰的原始加速度数据。
结合第一方面的第三种可能的实现方式,在第四种可能的实现方式中,根据所述原始加速度数据,确定用于指示重力加速度在所述加速度计的三个轴向构成的坐标系空间中的方向的数据,包括:
对所述原始加速度数据进行空间曲线拟合处理,得到拟合曲线对应的数据;其中,所述拟合曲线对应的数据为指示了所述重力加速度在所述加速度计的三个轴向构成的坐标系空间中的方向的数据。
结合第一方面的第三种可能的实现方式,在第五种可能的实现方式中,确定重力加速度的大小,包括:
通过车辆的车载诊断系统OBD接口获取车速数据;
根据获取的车速数据,确定车速为零时加速度计测量的加速度数据;
根据所述车速为零时加速度计测量的加速度数据,确定重力加速度的大小。
结合第一方面,在第六种可能的实现方式中,去除所述加速度计相对于车辆发生移动引起的加速度计角度发生变化对所述原始加速度数据产生的干扰,包括:
使用局部线性嵌入算法对所述原始加速度数据进行处理,将所述加速度计相对于车辆发生移动引起加速度计角度发生变化后测量的加速度数据转化为所述加速度计角度未发生变化的情况下测量的加速度数据。
结合第一方面,在第七种可能的实现方式中,根据去除干扰后的所述原始加速度数据,确定所述车辆在行驶过程中的加速度数据,包括:
使用矩阵表示去除干扰后的所述原始加速度数据;
对所述使用矩阵表示的去除干扰后的所述原始加速度数据进行奇异值分解处理,确定所述车辆在行驶过程中的加速度数据。
结合第一方面,在第八种可能的实现方式中,去除对所述原始加速度数据的干扰之后,还包括:
对去除干扰后的原始加速度数据去除车辆震动产生的干扰。
结合第一方面,在第九种可能的实现方式中,确定所述车辆在行驶过程中的加速度数据之后,还包括:
获取车辆的全球定位系统GPS位置信息,所述位置信息包括:经度和纬度;
根据所述GPS位置信息,确定车辆的加速度数据;
使用根据所述GPS位置信息确定的车辆的加速度数据,对所述车辆在行驶过程中的加速度数据进行修正。
结合第一方面,在第十种可能的实现方式中,确定所述车辆在行驶过程中的加速度数据之后,还包括:
通过车辆的OBD接口获取车速数据;
根据所述车速数据,确定车辆的加速度数据;
使用根据所述车速数据确定的车辆的加速度数据,对所述车辆在行驶过程中的加速度数据进行修正。
结合第一方面的第九种或第十种可能的实现方式,在第十一种可能的实现方式中,对所述车辆在行驶过程中的加速度数据进行修正,包括:
使用卡尔曼滤波的方法,对所述车辆在行驶过程中的加速度数据进行修正。
结合第一方面,在第十二种可能的实现方式中,确定所述车辆在行驶过程中的加速度数据之后,还包括:
根据所述去除干扰后的原始加速度数据,以及所述车辆在行驶过程中的加速度数据,确定所述加速度计的角度。
第二方面,一种确定车辆加速度的装置,包括:
数据获取单元,用于获取在车辆行驶过程中加速度计测量的原始加速度数据;
干扰去除单元,用于根据所述数据获取单元获取的所述原始加速度数据,去除重力对所述原始加速度数据产生的干扰,以及去除所述加速度计相对于车辆发生移动引起的加速度计角度发生变化对所述原始加速度数据产生的干扰;
加速度确定单元,用于根据所述干扰去除单元确定的去除干扰后的原始加速度数据,确定所述车辆在行驶过程中的加速度数据。
结合第二方面,在第一种可能的实现方式中,所述数据获取单元获取的加速度计测量的原始加速度数据的数据大小小于预设门限值。
结合第二方面,在第二种可能的实现方式中,所述数据获取单元获取的加速度计测量的原始加速度数据,包括:
所述加速度计测量的分别在所述加速度计的三个轴向上的加速度数据;
所述加速度确定单元确定的所述车辆在行驶过程中的加速度数据,包括:
车辆的正前方向的加速度数据、与正前方垂直的侧面方向的加速度数据和与所述正前方向和所述侧面方向所组成的平面垂直的方向的加速度数据。
结合第二方面的第二种可能的实现方式,在第三种可能的实现方式中,所述干扰去除单元用于去除重力对所述原始加速度数据产生的干扰时,具体包括:
根据所述原始加速度数据,确定用于指示重力加速度在所述加速度计的三个轴向构成的坐标系空间中的方向的数据;
根据所述用于指示重力加速度在所述加速度计的三个轴向构成的坐标系空间中的方向的数据和重力加速度的大小,确定重力加速度在所述加速度计的三个轴向上的加速度分量;
将所述加速度计测量的分别在所述加速度计的三个轴向上的加速度数据分别减去所述重力加速度在所述加速度计的三个轴向上的加速度分量,得到去除重力产生的干扰的原始加速度数据。
结合第二方面的第三种可能的实现方式,在第四种可能的实现方式中,所述干扰去除单元用于确定用于指示重力加速度在所述加速度计的三个轴向构成的坐标系空间中的方向的数据时,具体包括:
对所述原始加速度数据进行空间曲线拟合处理,得到拟合曲线对应的数据;其中,所述拟合曲线对应的数据为指示了所述重力加速度在所述加速度计的三个轴向构成的坐标系空间中的方向的数据。
结合第二方面的第三种可能的实现方式,在第五种可能的实现方式中,该装置还包括:
重力加速度大小确定单元,用于与所述干扰去除单元连接,通过车辆的车载诊断系统OBD接口获取车速数据;
根据获取的车速数据,确定车速为零时加速度计测量的加速度数据;
根据所述车速为零时加速度计测量的加速度数据,确定重力加速度的大小。
结合第二方面,在第六种可能的实现方式中,所述干扰去除单元用于去除所述加速度计相对于车辆发生移动引起的加速度计角度发生变化对所述原始加速度数据产生的干扰时,具体包括:
使用局部线性嵌入算法对所述原始加速度数据进行处理,将所述加速度计相对于车辆发生移动引起加速度计角度发生变化后测量的加速度数据转化为所述加速度计角度未发生变化的情况下测量的加速度数据。
结合第二方面,在第七种可能的实现方式中,所述加速度确定单元,具体用于:
使用矩阵表示去除干扰后的所述原始加速度数据;
对所述使用矩阵表示的去除干扰后的所述原始加速度数据进行奇异值分解处理,确定所述车辆在行驶过程中的加速度数据。
结合第二方面,在第八种可能的实现方式中,该装置还包括:
噪声去除单元,用于对所述干扰去除单元确定的去除干扰后的原始加速度数据去除车辆震动产生的干扰。
结合第二方面,在第九种可能的实现方式中,该装置还包括:
第一修正单元,用于获取车辆的全球定位系统GPS位置信息,所述位置信息包括:经度和纬度;
根据所述GPS位置信息,确定车辆的加速度数据;
使用根据所述GPS位置信息确定的车辆的加速度数据,对所述加速度确定单元确定的所述车辆在行驶过程中的加速度数据进行修正。
结合第二方面,在第十种可能的实现方式中,该装置还包括:
第二修正单元,用于通过车辆的OBD接口获取车速数据;
根据所述车速数据,确定车辆的加速度数据;
使用根据所述车速数据确定的车辆的加速度数据,对所述加速度确定单元确定的所述车辆在行驶过程中的加速度数据进行修正。
结合第二方面的第九种或第十种可能的实现方式,在第十一种可能的实现方式中,所述第一修正单元或第二修正单元用于对所述加速度确定单元确定的所述车辆在行驶过程中的加速度数据进行修正时,具体包括:
使用卡尔曼滤波的方法,对所述加速度确定单元确定的所述车辆在行驶过程中的加速度数据进行修正。
结合第二方面,在第十二种可能的实现方式中,该装置还包括:
角度确定单元,用于根据所述干扰去除单元确定的去除干扰后的原始加速度数据,以及所述加速度确定单元确定的所述车辆在行驶过程中的加速度数据,确定所述加速度计的角度。
第三方面,一种终端设备,包括:
加速度计,用于在车辆行驶过程中测量车辆的原始加速度数据;
处理器,用于获取在车辆行驶过程中所述加速度计测量的原始加速度数据;根据获取的所述原始加速度数据,去除重力对所述原始加速度数据产生的干扰,以及去除所述加速度计相对于车辆发生移动引起的加速度计角度发生变化对所述原始加速度数据产生的干扰;根据去除干扰后的原始加速度数据,确定所述车辆在行驶过程中的加速度数据。
结合第三方面,在第一种可能的实现方式中,所述加速度计测量的车辆的原始加速度数据的数据大小小于预设门限值。
结合第三方面,在第二种可能的实现方式中,所述加速度计测量的原始加速度数据,具体包括:
所述加速度计测量的分别在所述加速度计的三个轴向上的加速度数据;
所述处理器确定的车辆在行驶过程中的加速度数据,包括:
车辆的正前方向的加速度数据、与正前方垂直的侧面方向的加速度数据和与所述正前方向和所述侧面方向所组成的平面垂直的方向的加速度数据。
结合第三方面的第二种可能的实现方式,在第三种可能的实现方式中,所述处理器用于去除重力对所述原始加速度数据产生的干扰时,具体包括:
根据所述原始加速度数据,确定用于指示重力加速度在所述加速度计的三个轴向构成的坐标系空间中的方向的数据;
根据所述用于指示重力加速度在所述加速度计的三个轴向构成的坐标系空间中的方向的数据和重力加速度的大小,确定重力加速度在所述加速度计的三个轴向上的加速度分量;
将所述加速度计测量的分别在所述加速度计的三个轴向上的加速度数据分别减去所述重力加速度在所述加速度计的三个轴向上的加速度分量,得到去除重力产生的干扰的原始加速度数据。
结合第三方面的第三种可能的实现方式,在第四种可能的实现方式中,所述处理器用于确定用于指示重力加速度在所述加速度计的三个轴向构成的坐标系空间中的方向的数据时,具体包括:
对所述原始加速度数据进行空间曲线拟合处理,得到拟合曲线对应的数据;其中,所述拟合曲线对应的数据为指示了所述重力加速度在所述加速度计的三个轴向构成的坐标系空间中的方向的数据。
结合第三方面的第三种可能的实现方式,在第五种可能的实现方式中,该设备还包括OBD接口,用于与车辆的OBD接口连接;
所述处理器还用于通过所述OBD接口获取车速数据;根据获取的车速数据,确定车速为零时加速度计测量的加速度数据;根据所述车速为零时加速度计测量的加速度数据,确定重力加速度的大小。
结合第三方面,在第六种可能的实现方式中,所述处理器用于去除所述加速度计相对于车辆发生移动引起的加速度计角度发生变化对所述原始加速度数据产生的干扰时,具体包括:
使用局部线性嵌入算法对所述原始加速度数据进行处理,将所述加速度计相对于车辆发生移动引起加速度计角度发生变化后测量的加速度数据转化为所述加速度计角度未发生变化的情况下测量的加速度数据。
结合第三方面,在第七种可能的实现方式中,所述处理器用于根据去除干扰后的所述原始加速度数据,确定所述车辆在行驶过程中的加速度数据时,具体包括:
使用矩阵表示去除干扰后的所述原始加速度数据;
对所述使用矩阵表示的去除干扰后的所述原始加速度数据进行奇异值分解处理,确定所述车辆在行驶过程中的加速度数据。
结合第三方面,在第八种可能的实现方式中,所述处理器用于去除对所述原始加速度数据的干扰之后,还用于:
对去除干扰后的原始加速度数据去除车辆震动产生的干扰。
结合第三方面,在第九种可能的实现方式中,该设备还包括:GPS模块,用于在车辆行驶过程中测量车辆的全球定位系统GPS位置信息,所述位置信息包括:经度和纬度;
所述处理器用于确定所述车辆在行驶过程中的加速度数据之后,还用于根据所述GPS模块测量的车辆的GPS位置信息,确定车辆的加速度数据;使用根据所述GPS位置信息确定的车辆的加速度数据,对所述车辆在行驶过程中的加速度数据进行修正。
结合第三方面,在第十种可能的实现方式中,该设备还包括:OBD接口,用于与车辆的OBD接口连接;
所述处理器用于确定所述车辆在行驶过程中的加速度数据之后,还用于:通过车辆的OBD接口获取车速数据,并根据所述车速数据,确定车辆的加速度数据,并且使用根据所述车速数据确定的车辆的加速度数据,对所述车辆在行驶过程中的加速度数据进行修正。
结合第三方面的第九种或第十种可能的实现方式,在第十一种可能的实现方式中,所述处理器用于对所述车辆在行驶过程中的加速度数据进行修正时,具体用于:
使用卡尔曼滤波的方法,对所述车辆在行驶过程中的加速度数据进行修正。
结合第三方面,在第十二种可能的实现方式中,所述处理器用于确定所述车辆在行驶过程中的加速度数据之后,还用于:
根据所述去除干扰后的原始加速度数据,以及所述车辆在行驶过程中的加速度数据,确定所述加速度计的角度。
本发明实施例,通过对加速度计测量的原始加速度数据去除重力产生的干扰以及所述加速度计角度发生变化所产生的干扰,将加速度计测量的原始加速度数据转换为无重力环境下角度固定的加速度计测量的原始加速度数据,之后,再根据去除干扰后的原始加速度数据确定车辆在行驶过程中的加速度数据;本发明实施例解决了现有技术中不能准确去除加速度计测量的原始加速度数据中的重力产生的干扰以及所述加速度计角度发生变化所产生的干扰的问题,提高了车辆在行驶过程中的加速度数据的准确性。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种确定车辆加速度的方法及装置,用于去除加速度计测量的原始加速度数据中的干扰成分,并将去除干扰后的原始加速度数据校正为车辆的加速度数据,准确确定出车辆在行驶过程中的加速度数据。
参见图1,本发明实施例提供的一种确定车辆加速度的方法包括:
S101、获取在车辆行驶过程中加速度计测量的原始加速度数据。
原始加速度数据的数据大小小于预设门限值,过大的数据会导致内存溢出。
当车辆行驶时间较长时,应当按照时间段划分行驶过程中的原始加速度数据,并对划分出的各时间段的原始加速度数据分别执行步骤S101至S103的处理,其中,每一时间段的原始加速度数据的长度均小于预设门限值。
具体的,所述加速度计测量的原始加速度数据,包括:所述加速度计测量的分别在所述加速度计的三个轴向上的加速度数据。
在步骤S101和S102之间,还可以对所述原始加速度数据进行处理,去除为空的数据、以及去除大小超出实际范围的数据。
S102、根据获取的所述原始加速度数据,去除重力对所述原始加速度数据产生的干扰,以及去除所述加速度计相对于车辆发生移动引起的加速度计角度发生变化对所述原始加速度数据产生的干扰。
由于加速度计测量的原始加速度数据受到重力加速度的干扰,因此需要去除掉其中的重力加速度成分。此外,在车辆行驶过程中,加速度计可能因为人为触碰或者意外滑动等原因发生摆放角度的改变,摆放角度变化引起加速度计的三个轴向的变化,此时即使车辆行驶加速度没有变化,加速度计测量的原始加速度数据也会发生变化。因此,还应当去除所述加速度计角度发生变化所产生的干扰。
步骤S102中,对所述测量数据去除重力产生的干扰时,需要确定重力加速度分别在加速度计的三个轴向上的分量,具体包括:根据所述原始加速度数据,确定用于指示重力加速度在所述加速度计的三个轴向构成的坐标系空间中的方向的数据;根据所述用于指示重力加速度在所述加速度计的三个轴向构成的坐标系空间中的方向的数据和重力加速度的大小,确定重力加速度在所述加速度计的三个轴向上的加速度分量;将所述加速度计测量的分别在所述加速度计的三个轴向上的加速度数据分别减去所述重力加速度在所述加速度计的三个轴向上的加速度分量,得到去除重力产生的干扰的原始加速度数据。
其中,根据所述原始加速度数据,确定用于指示重力加速度在所述加速度计的三个轴向构成的坐标系空间中的方向的数据,包括:对所述原始加速度数据进行空间曲线拟合处理,得到拟合曲线对应的数据;其中,所述拟合曲线对应的数据为指示了所述重力加速度在所述加速度计的三个轴向构成的坐标系空间中的方向的数据。空间曲线拟合可以通过多种算法实现,常用的为多项式曲线拟合。
重力加速度的大小可以通过以下方式获得:通过车辆的车载诊断系统(On-BoardDiagnostic System,OBD)接口获取车速数据;根据获取的车速数据,确定车速数据为零时加速度计测量的加速度读数;根据所述车速为零时加速度计测量的加速度数据,确定重力加速度的大小。OBD提供的是一个标准物理16针(pin)接口,通过该OBD接口,可向车内总线发送查询指令,获得车辆的动力系统状态信息。典型的OBD数据包括车速、发动机转速等。
此外,还可以通过查询预先存储的各地重力加速度的大小的记录或者用户手动输入等方式获得重力加速度的大小。
步骤S102中,去除所述加速度计相对于车辆发生移动引起的加速度计角度发生变化对所述原始加速度数据产生的干扰,包括:使用局部线性嵌入算法(Locally LinearEmbedding,LLE)对所述原始加速度数据进行处理,将所述加速度计相对于车辆发生移动引起加速度计角度发生变化后测量的加速度数据转化为所述加速度计角度未发生变化的情况下测量的加速度数据。基于车辆加速度应当连续变化这一假设,使用LLE算法对测量数据进行自适应调整,得到加速度计的初始摆放角度对应的原始加速度数据。
以上两个处理步骤不分先后顺序,既可以先对原始加速度数据去除重力产生的干扰,再去除所述加速度计摆放角度发生变化所产生的干扰;也可以先对原始加速度数据去除所述加速度计摆放角度发生变化所产生的干扰,再去除重力产生的干扰。
经过步骤S102的处理得到的去除干扰后的原始加速度数据,等效于无重力环境下以固定角度摆放在车辆上的加速度计测量的原始加速度数据。
并且,去除对所述原始加速度数据的干扰之后,还可以对去除干扰后的原始加速度数据去除车辆震动产生的干扰。车辆在行驶过程中会有较高频率的震动,使用多贝西(Daubechies)小波基对所述处理后的测量数据进行小波变换,消除2阶以上成分,能够减小车辆震动对测量数据的干扰。本步骤既可以在步骤S102之前执行,也可以在步骤S102之后、S103之前执行。
S103、根据去除干扰后的原始加速度数据,确定所述车辆在行驶过程中的加速度数据。
最终得到的车辆在行驶过程中的加速度数据,包括:车辆的正前方向的加速度数据、与正前方垂直的侧面方向的加速度数据和与所述正前方向和所述侧面方向所组成的平面垂直的方向的加速度数据。
步骤S103具体包括:使用矩阵表示去除干扰后的所述原始加速度数据;对所述使用矩阵表示的去除干扰后的所述原始加速度数据进行奇异值分解处理,确定所述车辆在行驶过程中的加速度数据。基于车辆在行驶过程中,以正前方向的加速度为主、侧面方向的加速度次之、垂直方向的加速度最少这一假设,采用奇异值分解的方式,将对应于加速度计的三个轴向的原始加速度数据校正为对应于车辆的正前方向、侧面方向和垂直方向的加速度数据。此外,也可以通过测算加速度计的初始摆放角度,实现将加速度计的三个轴向对应的加速度数据转化为车辆的正前方向、侧面方向和垂直方向的加速度数据。
本发明实施例,在步骤S103之后,还包括:利用全球定位系统(GlobalPositioning System,GPS)位置信息和/或OBD数据对S103得到的加速度数据进行修正。
具体的,利用GPS位置信息对得到的加速度数据进行修正的方法包括:获取车辆的全球定位系统GPS位置信息,所述位置信息包括:经度和纬度;根据所述GPS位置信息,确定车辆的加速度数据;使用根据所述GPS位置信息确定的车辆的加速度数据,对所述车辆在行驶过程中的加速度数据进行修正。由于GPS位置信息是二维平面上的测量数据,因此,根据GPS位置信息只能大致计算车辆在水平面上的加速度,具体计算方法为:将相邻时间点对应的各个GPS数据进行二阶差分,得到GPS数据对应的所述车辆的加速度数据。之后,使用根据GPS位置信息得到的所述车辆的加速度数据对步骤S103得到的所述车辆的正前方向以及侧面方向上的加速度数据进行修正。
较佳的,所述获取车辆的GPS位置信息之后,先去除所述GPS位置信息中的噪声数据;再根据去除噪声数据后的GPS位置信息,确定车辆的加速度数据。
具体的,利用OBD数据对得到的加速度数据进行修正的方法包括:通过通过车辆的OBD接口获取车速数据;根据所述车速数据,确定车辆的加速度数据;使用根据所述车速数据确定的车辆的加速度数据,对所述车辆在行驶过程中的加速度数据进行修正。其中,加速度数据具体是通过将相邻时间点对应的各个车速数据进行一阶差分得到的。由于车辆大部分时间是在水平路面朝正前方向行驶,因此可以使用根据车速数据得到的车辆的加速度数据对S103得到的车辆在行驶过程中的正前方向上的加速度数据进行修正。
较佳的,所述获取车速数据之后,先去除所述车速数据中的噪声数据,再根据去除噪声数据后的车速数据,确定车辆的加速度数据。其中,可以通过小波变换去除车速数据中的噪声数据。
进一步的,在对步骤S103得到的正前方向、侧面方向的加速度数据进行修正时,使用的是卡尔曼滤波的方法。一种较佳的实施方式是,在对步骤S103得到的正前方向的加速度数据进行修正时,同时将根据GPS数据得到的所述车辆的加速度数据,根据OBD数据得到的车辆的加速度数据以及步骤S103得到的正前方向的加速度数据输入卡尔曼滤波器。
较佳的,在执行步骤S103之后,根据所述去除干扰后的原始加速度数据,以及所述车辆在行驶过程中的加速度数据,确定所述加速度计的摆放角度。
参见图2,本发明具体实施例提供的确定车辆加速度的方法,包括:
S201、采集车辆行驶过程中的GPS数据、OBD数据以及加速度计数据;
S202、去除采集的数据中的异常数据,按照时间段对数据进行划分;
S203、选取划分出的同一时间段的GPS数据、OBD数据和加速度计数据;
S204、通过多项式曲线拟合的方法,去除重力对加速度计数据的影响;
S205、将加速度计数据输入LLE滤波器,去除加速度计角度变化对加速度计数据的影响;
S206、去除加速度计数据的噪声,得到车辆前向、侧向、垂直方向加速度,分别记为ac1、dc1、tn;
S207、去除GPS数据的噪声;
S208、对GPS数据进行二阶差分,得到车辆前向、侧向加速度,分别记为ac2、dc2;
S209、去除OBD数据的噪声;
S210、对OBD数据进行一阶差分,得到车辆前向加速度,记为ac3;
S211、将ac1、ac2、ac3输入卡尔曼滤波器,得到修正后的前向加速度ac,将dc1、dc2输入卡尔曼滤波器,得到修正后的侧向加速度dc;
S212、将ac、dc、tn作为车辆的加速度数据输出。
需要注意的是,步骤S204至S206,步骤S207至S208与步骤S209至S210的执行没有先后顺序,还可以是同步执行的。
下面结合与加速度数据相关的业务应用,对步骤S201至S212的实现方式进行说明。
实现方式一:
将加速度计和GPS模块集成在OBD终端,并将OBD终端通过车辆的OBD接口与车内总线连接,OBD终端与车辆的OBD接口具体可以是通过数据线连接,这样,便于将OBD终端任意放置在车内合适的GPS信号良好的位置。参见图3,OBD终端310中包括一个传感模块301,用于执行步骤S201,采集GPS数据、加速度计数据和OBD数据;还包括处理模块302,用于执行步骤S202至S212,初步确定车辆的加速度数据,并根据GPS数据、OBD数据对初步确定的车辆加速度数据进行修正。在处理模块302计算得到修正后的车辆加速度数据之后,通信模块303的天线将车辆加速度数据传输给远端的平台320,平台320的业务模块304进行后续的加速度数据存储、驾驶员行为分析等处理。以保险业务为例,当平台在分析加速度数据后认为驾驶员的驾驶行为安全系数较高时,驾驶员可以获得较高的车辆保险折扣。
实现方式二:
在OBD终端中集成加速度计和GPS模块,并将OBD终端通过车辆的OBD接口与车内总线连接,OBD终端与车辆的OBD接口具体可以是通过数据线连接。参见图4,OBD终端410还包括传感模块401和通信模块402;传感模块401用于执行步骤S201,采集GPS数据、加速度计数据和OBD数据;通信模块402用于将传感模块采集的数据直接传输至平台420,由平台420的处理模块403对通信模块传输的数据执行步骤S202至S212的处理得到车辆的加速度数据,并由业务模块404对车辆加速度数据进行后续的加速度数据存储、驾驶员行为分析等处理。
相比于实现方式一、实现方式二将处理模块设置在远端平台,降低了OBD终端的数据处理压力。
实现方式三:
在OBD终端中集成加速度计和GPS模块,并将OBD终端通过车辆的OBD接口与车内总线连接,OBD终端与车辆的OBD接口具体可以是通过数据线连接。参见图5,OBD终端510还包括传感模块501和短距通信模块502,短距通信模块502可能是以下模块中的一种:蓝牙模块、无线通信模块(WiFi);传感模块501用于执行步骤S201,采集GPS数据、加速度计数据和OBD数据,短距通信模块502用于将传感模块采集的数据传输给手机520。手机520在接收短距通信模块502传输的数据后,由手机520的处理模块503对接收的数据进行处理,执行步骤S202至S212,得到车辆的加速度数据,并由手机的通信模块504将车辆的加速度数据传输给平台530,再由平台530的业务模块505进行后续的加速度数据存储、驾驶员行为分析等处理。
实现方式四:
改进车载智能终端,在车载智能终端中集成加速度计和GPS模块。参见图6,车载智能终端610中还包括:传感模块601、处理模块602和通信模块603;传感模块601用于执行步骤S201,采集GPS数据、加速度计数据和OBD数据,处理模块602用于根据传感模块601采集的数据,确定车辆的加速度数据,通信模块603用于将处理模块602计算得到的结果传输给平台620的业务模块604,以进行加速度数据存储和业务分析。本实现方式中,车载智能终端610能够直接查询车辆总线获取OBD数据,并能实时地将确定的加速度数据反馈给驾驶员。
使用实现方式一对应的OBD终端进行确定车辆加速度的测试,具体测试结果如下:
测试一、如图7和图8所示,分别是同一时间采集到的车辆行驶过程的GPS数据和OBD数据(车速和发动机转速);如图9所示,是同一时间采集到的加速度计的三个轴向上的测量数据。经过OBD终端的处理模块的运算处理后,得到最终的车辆加速度数据,如图10所示。可以看出,图10能够清晰、连贯地表达出行驶过程的加速度变化。并且,根据加速度计数据还原出的GPS数据和OBD数据,与原始的GPS数据和OBD数据基本一致,进一步验证了所确定的车辆的加速度数据的准确性。
测试二、在前向平稳行驶的过程中,人为地改变了OBD终端的摆放角度;参见图11区域1,可以看出,该加速度计轴向上的加速度出现了突变,并且突变之后在该轴向上得到的数据与突变之前差距非常大。而参见图12,最终得到的加速度并未受到太大影响,如区域2所示,仅在翻转OBD终端的短时间内数据有一定突变,之后数据回归到正常水平。本次测试证明了本发明实施例提供的OBD终端在行驶过程中发生摆放角度的变化时,也能够准确地确定出车辆的加速度数据。
参见图13,本发明实施例提供的一种确定车辆加速度的装置130包括:
数据获取单元1301,用于获取在车辆行驶过程中加速度计测量的原始加速度数据;
干扰去除单元1302,用于根据所述数据获取单元获取的所述原始加速度数据,去除重力对所述原始加速度数据产生的干扰,以及去除所述加速度计相对于车辆发生移动引起的加速度计角度发生变化对所述原始加速度数据产生的干扰;
加速度确定单元1303,用于根据所述干扰去除单元确定的去除干扰后的原始加速度数据,确定所述车辆在行驶过程中的加速度数据。
所述数据获取单元1301获取的加速度计测量的原始加速度数据的数据大小小于预设门限值。
所述数据获取单元1301获取的加速度计测量的原始加速度数据,包括:所述加速度计测量的分别在所述加速度计的三个轴向上的加速度数据;
所述加速度确定单元1303确定的所述车辆在行驶过程中的加速度数据,包括:车辆的正前方向的加速度数据、与正前方垂直的侧面方向的加速度数据和与所述正前方向和所述侧面方向所组成的平面垂直的方向的加速度数据。
所述干扰去除单元1302用于去除重力对所述原始加速度数据产生的干扰时,具体包括:
根据所述原始加速度数据,确定用于指示重力加速度在所述加速度计的三个轴向构成的坐标系空间中的方向的数据;
根据所述用于指示重力加速度在所述加速度计的三个轴向构成的坐标系空间中的方向的数据和重力加速度的大小,确定重力加速度在所述加速度计的三个轴向上的加速度分量;
将所述加速度计测量的分别在所述加速度计的三个轴向上的加速度数据分别减去所述重力加速度在所述加速度计的三个轴向上的加速度分量,得到去除重力产生的干扰的原始加速度数据。
其中,所述干扰去除单元1302用于确定用于指示重力加速度在所述加速度计的三个轴向构成的坐标系空间中的方向的数据时,具体包括:
对所述原始加速度数据进行空间曲线拟合处理,得到拟合曲线对应的数据;其中,所述拟合曲线对应的数据为指示了所述重力加速度在所述加速度计的三个轴向构成的坐标系空间中的方向的数据。
装置130还包括:
重力加速度大小确定单元,用于与所述干扰去除单元连接,通过车辆的车载诊断系统OBD接口获取车速数据;
根据获取的车速数据,确定车速为零时加速度计测量的加速度数据;
根据所述车速为零时加速度计测量的加速度数据,确定重力加速度的大小。
所述干扰去除单元1302用于去除所述加速度计相对于车辆发生移动引起的加速度计角度发生变化对所述原始加速度数据产生的干扰时,具体包括:
使用局部线性嵌入算法对所述原始加速度数据进行处理,将所述加速度计相对于车辆发生移动引起加速度计角度发生变化后测量的加速度数据转化为所述加速度计角度未发生变化的情况下测量的加速度数据。
所述加速度确定单元1303,具体用于:
使用矩阵表示去除干扰后的所述原始加速度数据;
对所述使用矩阵表示的去除干扰后的所述原始加速度数据进行奇异值分解处理,确定所述车辆在行驶过程中的加速度数据。
装置130还包括:噪声去除单元,用于对所述干扰去除单元确定的去除干扰后的原始加速度数据去除车辆震动产生的干扰。
装置130还包括:第一修正单元,用于获取车辆的全球定位系统GPS位置信息,所述位置信息包括:经度和纬度;
根据所述GPS位置信息,确定车辆的加速度数据;
使用根据所述GPS位置信息确定的车辆的加速度数据,对所述加速度确定单元确定的所述车辆在行驶过程中的加速度数据进行修正。
装置130还包括:第二修正单元,用于通过车辆的OBD接口获取车速数据;
根据所述车速数据,确定车辆的加速度数据;
使用根据所述车速数据确定的车辆的加速度数据,对所述加速度确定单元确定的所述车辆在行驶过程中的加速度数据进行修正。
所述第一修正单元或第二修正单元对所述车辆在行驶过程中的加速度数据进行修正时,具体是使用卡尔曼滤波的方法。
装置130还包括:角度确定单元,用于根据所述干扰去除单元确定的去除干扰后的原始加速度数据,以及所述加速度确定单元确定的所述车辆在行驶过程中的加速度数据,确定所述加速度计的角度。
需要说明的是,该实施例的确定车辆加速度的装置是为实现上述步骤S101-S103的,上述的对方法的解释和限定同样适用于本实施例的确定车辆加速度的装置。
参见图14,本发明提供的一种终端设备140包括:
加速度计1401,用于在车辆行驶过程中测量车辆的原始加速度数据;
处理器1402,用于获取在车辆行驶过程中所述加速度计测量的原始加速度数据;根据获取的所述原始加速度数据,去除重力对所述原始加速度数据产生的干扰,以及去除所述加速度计相对于车辆发生移动引起的加速度计角度发生变化对所述原始加速度数据产生的干扰;根据去除干扰后的原始加速度数据,确定所述车辆在行驶过程中的加速度数据。
所述加速度计1401测量的车辆的原始加速度数据的数据大小小于预设门限值。
所述加速度计1401测量的原始加速度数据,具体包括:所述加速度计测量的分别在所述加速度计的三个轴向上的加速度数据;
所述处理器1402确定的车辆在行驶过程中的加速度数据,包括:
车辆的正前方向的加速度数据、与正前方垂直的侧面方向的加速度数据和与所述正前方向和所述侧面方向所组成的平面垂直的方向的加速度数据。
所述处理器1402用于去除重力对所述原始加速度数据产生的干扰时,具体包括:
根据所述原始加速度数据,确定用于指示重力加速度在所述加速度计的三个轴向构成的坐标系空间中的方向的数据;
根据所述用于指示重力加速度在所述加速度计的三个轴向构成的坐标系空间中的方向的数据和重力加速度的大小,确定重力加速度在所述加速度计的三个轴向上的加速度分量;
将所述加速度计测量的分别在所述加速度计的三个轴向上的加速度数据分别减去所述重力加速度在所述加速度计的三个轴向上的加速度分量,得到去除重力产生的干扰的原始加速度数据。
所述处理器1402用于确定用于指示重力加速度在所述加速度计的三个轴向构成的坐标系空间中的方向的数据时,具体包括:
对所述原始加速度数据进行空间曲线拟合处理,得到拟合曲线对应的数据;其中,所述拟合曲线对应的数据为指示了所述重力加速度在所述加速度计的三个轴向构成的坐标系空间中的方向的数据。
参见图15,终端设备140还包括:OBD接口1403,用于与车辆的OBD接口连接;
所述处理器1402还用于通过OBD接口1403获取车速数据;根据获取的车速数据,确定车速为零时加速度计测量的加速度数据;根据所述车速为零时加速度计测量的加速度数据,确定重力加速度的大小。
所述处理器1402用于去除所述加速度计相对于车辆发生移动引起的加速度计角度发生变化对所述原始加速度数据产生的干扰时,具体包括:
使用局部线性嵌入算法对所述原始加速度数据进行处理,将所述加速度计相对于车辆发生移动引起加速度计角度发生变化后测量的加速度数据转化为所述加速度计角度未发生变化的情况下测量的加速度数据。
所述处理器1402用于根据去除干扰后的所述原始加速度数据,确定所述车辆在行驶过程中的加速度数据时,具体包括:
使用矩阵表示去除干扰后的所述原始加速度数据;
对所述使用矩阵表示的去除干扰后的所述原始加速度数据进行奇异值分解处理,确定所述车辆在行驶过程中的加速度数据。
所述处理器1402用于去除对所述原始加速度数据的干扰之后,还用于:对去除干扰后的原始加速度数据去除车辆震动产生的干扰。
如图15所示,终端设备140还包括:GPS模块1404,用于在车辆行驶过程中测量车辆的全球定位系统GPS位置信息,所述位置信息包括:经度和纬度;
所述处理器1402用于确定所述车辆在行驶过程中的加速度数据之后,还用于根据所述GPS位置信息,确定车辆的加速度数据;使用根据所述GPS位置信息确定的车辆的加速度数据,对所述车辆在行驶过程中的加速度数据进行修正。
所述处理器1402用于确定所述车辆在行驶过程中的加速度数据之后,还用于:通过车辆的OBD接口1403获取车速数据;根据所述车速数据,确定车辆的加速度数据;使用根据所述车速数据确定的车辆的加速度数据,对所述车辆在行驶过程中的加速度数据进行修正。
所述处理器1402用于对所述车辆在行驶过程中的加速度数据进行修正时,具体用于:
使用卡尔曼滤波的方法,对所述车辆在行驶过程中的加速度数据进行修正。
所述处理器1402用于确定所述车辆在行驶过程中的加速度数据之后,还用于:
根据所述去除干扰后的原始加速度数据,以及所述车辆在行驶过程中的加速度数据,确定所述加速度计的角度。
综上所述,本发明实施例,对加速度计测量的原始加速度数据进行去除重力干扰,以及去除加速度计摆放角度改变引起的干扰的处理,得到加速度计的数据中的有效成分,并进行校正确定出车辆加速度,这样,消除了干扰因素的影响,确定出的车辆加速度的准确性较高。并且,还可以结合OBD数据和GPS位置信息对确定出的车辆加速度进行修正,进一步提高了确定出的车辆加速度的准确性。
本领域内的技术人员应明白,本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然,本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明实施例的精神和范围。这样,倘若本发明实施例的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。