[发明专利]一种利用行车方向振动加速度修正行车速度方法

说明书

本发明公开了一种利用行车方向振动加速度修正行车速度方法，该方法是一种行车方向振动加速度信号采集与经纬度信息采集相结合的行车速度检测方法。针对GPS(Global Positioning System全球定位系统)或者北斗系统信号更新不及时车辆行车速度信号不能实时采集的问题，利用开发的手机APP(Application)对智能手机中三轴向振动加速度数据进行采集，及时进行行车速度修正。并结合Kalman滤波算法，消除车辆自振等因素对数据的影响。本发明适用于路况导航技术中利用行车速度判断道路拥堵情况。

技术领域

本发明涉及一种行车速度检测方法，是一种行车方向振动加速度信号采集与经纬度信息采集的相结合的行车速度检测方法，适用于路况导航技术中利用行车速度判断道路拥堵情况。

背景技术

随着经济的发展，道路变得四通八达，车辆的行驶速度信息利用越来越广泛。行车速度不仅仅是对汽车驾驶员提供车辆行驶状态的反馈，更是评价城市道路拥堵情况的重要指标，例如拥堵指数等。如何准确的获取行车速度信息变得越来越重要。以往车辆的行驶速度是由行驶过程中GPS(Global Positioning System全球定位系统)或者北斗系统信号中的经纬度数据更新和相应的时间间隔计算得出。行车速度等于更新的GPS(GlobalPositioning System全球定位系统)或者北斗系统信号中的经纬度信号转化为车辆的实际行驶信号除以相应的时间间隔。由于GPS(Global Positioning System全球定位系统)或者北斗系统信号的更新时间多为1秒，况且当经过隧道、山区等信号较弱的地段时GPS(GlobalPositioning System全球定位系统)或者北斗系统信号数据信息更新会更久甚至出现中断，致使车辆的行车速度的计算出现与实际车辆的行驶速度不一致甚至出现中断的情况。

随着智能设备的发展，振动加速度计能够同时测量三轴振动加速度的数据。目前市场上的智能手机都将振动加速度传感器封装在智能手机里，能够对振动加速度信号进行实时的采集。采集的振动加速度信号经过下面的计算方法能够对行车速度进行修正。

首先对相关原理进行解释说明。加速度(Acceleration)是速度变化量与发生这一变化所用时间的比值Δv/Δt，是描述物体速度变化快慢的物理量，通常用a表示，单位是m/s²。加速度是矢量，它的方向是物体速度变化(量)的方向，与合外力的方向相同。

在最简单的匀加速直线运动中，加速度的大小等于单位时间内速度的增量。若动点的速度v₁经t秒后变成v₂，则其加速度可表示为：

动点Q做一般空间运动时，速度矢量的变化和所经时间△t的比，称为△t时间内的平均加速度(图1)，记为a_平：

当时间间隔△t趋于零时，平均加速度的极限称为瞬时加速度，简称加速度，记为a：

因而加速度的严格定义为：加速度矢量等于速度矢量对时向的导数，其方向沿着速端图的切线方向并指向轨迹的凹侧。关于加速度产生的原因，可参见牛顿运动定律。

采集的信号多为离散的信号，其中包含多种噪声。消除或者减少信号中的噪声就变得越来越重要。数据滤波是去除噪声还原真实数据的一种数据处理技术，Kalman滤波在测量方差已知的情况下能够从一系列存在测量噪声的数据中，估计动态系统的状态。

发明内容