[发明专利]一种基于智能手机传感器的婴儿车街道推行环境评价方法

权利要求书

1.一种基于智能手机传感器的婴儿车街道推行环境评价方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤1：利用智能手机内置元件，实时采集得到对应的传感器数据；

步骤2：基于采集得到的传感器数据计算得到平顺性指标；

步骤3：基于采集得到的传感器数据计算得到快捷性指标；

步骤4：基于采集得到的传感器数据计算得到行为复杂性指标；

步骤5：基于平顺性指标、快捷性指标和行为复杂性指标采用AHP层级分析法确定指标权重，最终合成计算得到婴儿车指数，得到婴儿车街道推行环境评价结果；

所述的步骤2包括以下分步骤：

步骤201：导入传感器数据中的三轴加速度数据及对应的时间数据；

步骤202：设置采样频率，筛选信号正频率，设置海明窗长度、傅里叶变换点数为信号长度，窗函数在滑动过程中的重叠部分为0；利用Welch平均功率图法，得到三轴加速度的功率谱密度；

步骤203：基于三轴加速度的功率谱密度得到各轴加权加速度均方根值，并进一步最终得到总加权加速方根值，以作为平顺性指标对婴儿车进行评价。

2.根据权利要求1所述的一种基于智能手机传感器的婴儿车街道推行环境评价方法，其特征在于，所述的步骤1中的内置元件包括GPS、加速度计和磁感应计，传感器数据包括经纬度坐标、重力三轴分量、加速度三轴分量以及磁方向角。

3.根据权利要求1所述的一种基于智能手机传感器的婴儿车街道推行环境评价方法，其特征在于，所述的步骤203中的各轴加权加速度均方根值，其计算公式为：

式中，a_xw、a_yw、a_zw为各轴加权加速度均方根值，Ga(f)为f频率下的功率谱密度函数，ω(f)为f频率下的轴向加权频率函数；

总加权加速方根值，其计算公式为：

式中，a_w为总加权加速方根值。

4.根据权利要求1所述的一种基于智能手机传感器的婴儿车街道推行环境评价方法，其特征在于，所述的步骤3中的快捷性指标采用将一段时间内对GPS速度序列的平均值来表征，其对应的计算公式为：

式中，为GPS速度序列的平均值，N和i为自然数，v_i为第i个时刻的GPS速度值。

5.根据权利要求1所述的一种基于智能手机传感器的婴儿车街道推行环境评价方法，其特征在于，所述的步骤4包括以下分步骤：

步骤401：针对传感器数据中的磁方向角进行转弯识别并进行数据分类，得到作为行为复杂性指标组成部分的躲避障碍转弯数和道路线性转弯数；

步骤402：针对传感器数据中的经纬度坐标所对应的仰角数据进行识别并进行数据分类，得到作为行为复杂性指标组成部分的抬起婴儿车次数；

步骤403：针对传感器数据中的重力三轴分量进行手机面与水平面之间的仰角计算，得到作为行为复杂性指标组成部分的爬坡角度；

步骤404：结合躲避障碍转弯数、道路线性转弯数、抬起婴儿车次数以及爬坡角度，组成行为复杂性指标。

6.根据权利要求5所述的一种基于智能手机传感器的婴儿车街道推行环境评价方法，其特征在于，所述的步骤401包括以下分步骤：

步骤4011：针对传感器数据中的磁方向角所对应的手机朝向数据进行一阶差分，得到各个时间段内手机朝向的变化量，其对某一连续时间段的积分即为该时间段内车辆连续转弯的角度；

步骤4012：针对所有数据进行判断：当该时间段的时间长度大于设定时间且该时间段内连续转弯的角度大于设定角度，则该数据对应为一次正常的车辆转弯；

步骤4013：针对视为一次正常的车辆转弯所对应的所有数据进行二次判断，当对应时间段内转弯前后手机的朝向变化绝对值小于等于设定角度时，则该数据对应为一次躲避障碍而进行的临时转弯，即躲避障碍转弯数，否则该数据对应为由于道路线形变化引起的必要转弯，也即道路线性转弯数。