[发明专利]一种基于信息融合的驾驶行为感知方法及其系统

权利要求书

1.一种基于信息融合的驾驶行为感知方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

通过集成在车辆上的传感器组件采集车辆的加速度、车速以及航向角；

通过所述加速度、所述车速和所述航向角对车辆坐标系进行水平校准和航向校准，并检测校准结果；

若航向校准不成功则利用传感器数据进行融合分析，校准航向角，包括采集车辆上GPS的航向角、行驶速度以及加速度传感器和陀螺仪的数据；通过GPS航向角、速度、陀螺仪判断是否发生疑似加减速和转弯事件，并测量x、y方向的加速度值，从而求出z轴的旋转角度，采集一定数量的疑似加减速事件样本后，取平均值作为z轴的旋转角度；

其中，对于疑似加速事件样本采集：通过旋转z轴使y轴方向加速度变为0，x轴方向加速度为正；z轴旋转矩阵为：

设xyz方向重力值分别为Gx1,Gy1,Gz1，旋转后加速度分量为Gx2、Gy2、Gz2；则

则

对于疑似减速事件样本采集：通过旋转z轴使y轴方向加速度变为0，x轴方向加速度为负；从而得到

则

对于疑似左转弯事件样本采集：通过旋转z轴使x轴方向加速度为0，y轴方向加速度为正；设xyz方向重力值分别为Gx1,Gy1,Gz1，旋转后加速度分量为Gx2、Gy2、Gz2；则

则

对于疑似右转弯事件样本采集：通过旋转z轴使x轴方向加速度为0，y轴方向加速度为负；设xyz方向重力值分别为Gx1,Gy1,Gz1，旋转后加速度分量为Gx2、Gy2、Gz2；则

则

通过所述加速度、所述车速和所述航向角判断车辆加速、减速、转弯、碰撞行为是否发生，若发生则记录并上传相关数据。

2.根据权利要求1所述的一种基于信息融合的驾驶行为感知方法，其特征在于，所述通过所述加速度、所述车速和所述航向角对车辆坐标系进行水平校准和航向校准，并检测校准结果的步骤包括：

利用重力进行水平面校准，并在行驶过程中对校准结果进行水平面校准检验，如检测成功第一阶段校准完成，并将校准参数保存在存储器中；

在行驶过程中对第一阶段校准的校准结果进行行驶方向校准检验，如检验失败，则采用GPS及陀螺仪、磁方向协助加速度传感器进行融合校准。

3.根据权利要求2所述的一种基于信息融合的驾驶行为感知方法，其特征在于，所述通过所述加速度、所述车速和所述航向角对车辆坐标系进行水平校准和航向校准，并检测校准结果的步骤具体包括：

读取车辆系统配置参数，判断车辆系统是否进行了校准，如未校准，则收集水平校准样本；

采集传感器数据并判断车辆是否进入匀速直线运动，等待进入并采集三轴加速度值；

利用重力加速度分量进行水平校准；

进行水平面校准检验：匀速直线行驶过程中，高度无变化的情况下，水平面加速度分量低于阈值则水平面校准检验通过进入航向校准检验，否则重新进行水平校准；

进行航向校准检验：直线运动中进行加减速时，车辆横向加速度测量值小于阈值则行驶方向校准检验通过如则进入驾驶行为判断。

4.根据权利要求3所述的一种基于信息融合的驾驶行为感知方法，其特征在于，所述利用重力加速度分量进行水平校准的步骤具体包括：

设加速度传感器的初始坐标系为xyz和车辆坐标系为x’y’z’；以车辆为参考点，x’为正前方向，y’为正左方向，z’为垂直向上方向；

若初始状态中加速度传感器xyz方向都有重力分量，则首先通过旋转x轴使y轴方向分量变为0，且z轴分量大于0，旋转矩阵为：

设xyz方向重力值分别为Gx1,Gy1,Gz1，旋转后加速度分量为Gx2、Gy2、Gz2；则

得到：

x轴逆时针旋转α角后，再旋转y轴，使x轴方向的加速度分量也变为0，且z轴方向分量大于0，旋转矩阵为：

设xyz旋转后加速度分量为Gx3、Gy3、Gz3，则

则

经过旋转后，xy轴的加速度分量都变为0，校准完成，可得坐标系转换矩阵为：