[发明专利]一种基于加速度传感器的车辆倾斜状态检测方法

说明书

本发明涉及一种基于加速度传感器的车辆倾斜状态检测方法，属于车辆状态检测技术领域。该检测方法内容涉及加速度传感器的安装误差校正矩阵、基于车辆瞬时速度的加速度矢量、加速度数据预处理、基于重力加速度矢量投影的车辆倾斜姿态检测；本发明方法考虑到了在实际安装条件下安装加速度传感器时必然产生的安装误差，采用计算校准矩阵的办法对三轴加速度进行校正，并考虑到了车辆运动加速度以及重力加速度的影响，要求静止状态安装加速度传感器，通过坐标系校准，消除误差，对于获取车辆各方向上更加准确的加速度值、更加精确检测行驶车辆状态、更加准确地判断车辆行驶安全具有重要的意义。

技术领域

本发明属于车辆状态检测技术和自然驾驶技术领域，具体涉及一种基于加速度传感器的车辆倾斜状态检测方法。

背景技术

随着经济快速发展，我国汽车保有量逐年升高，这在增加了人们出行便利性的同时，也为社会带来了更多的交通安全隐患。评价交通安全的一个重要指标是道路上机动车辆的行驶状态。随着车联网技术的发展，人们对于机动车辆行驶安全、行驶稳定性的要求越来越高。因此，如何有效地获取车辆准确的行驶状态是目前道路交通安全评价的重要课题。而车辆行驶状态的一个重要参数便是车辆各方向的加速度，测量车辆各方向加速度常用加速度传感器，但由于车载采集设备在车身加装的情况下很难提供精密的安装条件，无法保证车辆坐标系各轴方向与加速度传感器敏感轴方向的一致，不可避免的会产生安装误差，对安装误差的标定和校准可以提高传感器测量数据的可靠性。

采用加速度传感器的现有技术中没有对于加速度传感器的安装误差问题没给出解决方案，而实际传感器的安装时，不可能保证绝对水平，误差不可避免。本发明特别针对这一情况给出了误差的自校准方法。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种基于加速度传感器的车辆倾斜状态检测方法，该方法考虑了在实际安装条件下安装加速度传感器时必然产生的安装误差，采用计算校准矩阵的办法对三轴加速度进行校正，并考虑了车辆运动加速度以及重力加速度的影响，要求静止状态安装加速度传感器，通过坐标系校准，消除误差，从而获取车辆各方向上更加准确的加速度值，从而更加精确地检测行驶车辆状态。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种基于加速度传感器的车辆倾斜状态检测方法，包括如下步骤：

步骤(1)，定义A_V表示在车辆坐标系下的三轴加速度向量，表示为：

A_V＝[A_VX A_VY A_VZ]^T

其中，A_VX表示在车辆坐标系下X轴方向的加速度值，A_VY表示在车辆坐标系下Y轴方向的加速度值，A_VZ表示在车辆坐标系下Z轴方向的加速度值，其中，所述X轴与车辆前进方向一致，Y轴与车辆车身左右方向一致，Z轴与车辆车身上下方向一致；

定义A_S表示在实际安装条件下加速度传感器的加速度测量值向量，表示为：

A_S＝[A_SX A_SY A_SZ]^T

其中，A_SX表示在实际安装条件下X轴方向的加速度值，A_SY表示在实际安装条件下Y轴方向的加速度值，A_SZ表示在实际安装条件下Z轴方向的加速度值；

按照欧拉公式，A_V与A_S的关系为：

其中，θ、γ分别是传感器坐标系X轴，Y轴和Z轴的安装误差角度；如果没有安装误差，则θ＝0、γ＝0；