基于遺傳算法的自動(dòng)識(shí)別obd設(shè)備在車輛中安裝方向的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種通過(guò)遺傳算法實(shí)現(xiàn)OBD設(shè)備建立坐標(biāo)系的方法，利用陀螺儀的輸 出判斷車輛轉(zhuǎn)彎，轉(zhuǎn)彎角速度達(dá)到峰值時(shí)的加速度計(jì)的輸出作為遺傳算法的適應(yīng)度值，將 適應(yīng)度值代入遺傳算法從而確定車載OBD設(shè)備在車輛中的安裝方向。
【背景技術(shù)】
[0002] OBD設(shè)備內(nèi)置的MEMS加速度計(jì)、陀螺儀統(tǒng)稱為OBD設(shè)備內(nèi)置的慣性組件。將MEMS 加速度計(jì)、陀螺儀與車載OBD設(shè)備集成，可實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的全程監(jiān)測(cè)，測(cè)量數(shù)據(jù)輔助 評(píng)價(jià)駕駛者的駕駛行為以及甄別車輛碰撞情況，極大的擴(kuò)展了 OBD產(chǎn)品功能，提升了駕駛 者的駕控體驗(yàn)。
[0003] 為了實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛運(yùn)動(dòng)的監(jiān)控，就需要將OBD設(shè)備內(nèi)置的加速度計(jì)與陀螺儀的坐標(biāo) 系與車輛建立關(guān)聯(lián)，但是不同型號(hào)的車輛，OBD接口的位置不同，導(dǎo)致OBD設(shè)備在插入車輛 時(shí)，其真實(shí)坐標(biāo)系方向可能指向車輛的各個(gè)方向。如果根據(jù)不同的車型設(shè)置不同的OBD設(shè) 備代碼，該項(xiàng)工作就變得比較繁瑣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種基于遺傳算法的自動(dòng)識(shí)別OBD設(shè)備在車輛中 安裝方向的方法，解決了因不同型號(hào)的車輛所產(chǎn)生的OBD設(shè)備安裝方向不一樣的問(wèn)題。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：基于遺傳算法的自動(dòng)識(shí)別OBD設(shè)備 在車輛中安裝方向的方法，包括如下步驟：
[0006] A、開(kāi)始時(shí)OBD設(shè)備的坐標(biāo)系是一個(gè)非水平的坐標(biāo)系，利用加速度計(jì)輸出的ax、ay 和az，計(jì)算OBD設(shè)備的不水平度Θ和γ ;
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 基于遺傳算法的自動(dòng)識(shí)別OBD設(shè)備在車輛中安裝方向的方法，其特征在于，包括如 下步驟： A、開(kāi)始時(shí)OBD設(shè)備的坐標(biāo)系是一個(gè)非水平的坐標(biāo)系，利用加速度計(jì)輸出的ax、ay和az， 計(jì)算OBD設(shè)備的不水平度Θ和γ ;
其中，ax、ay和az分別表示加速度計(jì)X軸、y軸和ζ軸輸出的加速度，Θ表示俯仰角， γ表示橫滾角； Β、根據(jù)非水平的坐標(biāo)系下加速度計(jì)輸出的ax、ay和az與陀螺儀輸出的gx、gy和gz， 計(jì)算水平坐標(biāo)系下的加速度計(jì)輸出的Ax、Ay和Az與陀螺儀三軸輸出的Gx、Gy和Gz ; B1、計(jì)算加速度計(jì)水平坐標(biāo)系下的輸出： Ax = ax*cos Θ +ay*sin Θ *sin γ +az*sin Θ *cos γ Ay = ay^cos γ -az^sin γ Az = -ax*sin θ +ay*cos θ *sin γ +az*cos θ *cos γ Β2、計(jì)算陀螺儀水平坐標(biāo)系下的輸出： Gx = gx*cos Θ +gy*sin Θ *sin γ +gz*sin Θ *cos γ Gy = gy^cos γ -gz^sin γ Gz = -gx*sin Θ +gy*cos Θ *sin γ +gz*cos Θ *cos γ 其中，Ax、Ay和Az分別表示在水平坐標(biāo)系下加速度計(jì)x軸、y軸和z軸輸出的加速度， Gx、Gy和Gz分別表示在水平坐標(biāo)系下陀螺儀X軸、y軸和ζ軸輸出的角速度； C、 如果陀螺儀的輸出積分，大于10°則認(rèn)定為發(fā)生了轉(zhuǎn)彎： Sum = Σ Gz 其中，Sum表不為陀螺儀的輸出積分； D、 在轉(zhuǎn)彎過(guò)程中，陀螺儀輸出的Gz達(dá)到峰值時(shí)加速度計(jì)的輸出Ax，Ay作為轉(zhuǎn)彎過(guò)程中 OBD設(shè)備的離心力，即為遺傳算法中各個(gè)染色體的適應(yīng)度； E、 將染色體適應(yīng)度Ax、Ay帶入遺傳算法中進(jìn)行計(jì)算，經(jīng)過(guò)4-5代的遺傳，4個(gè)個(gè)體Rx、 Ry、Lx和Ly中加權(quán)值最大的，是OBD設(shè)備在車輛中的真實(shí)安裝方向，其中Rx表示X軸指向 右側(cè)、Ry表示y軸指向右側(cè)、Lx表示X軸指向左側(cè)、Ly表示y軸指向左側(cè)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于遺傳算法的自動(dòng)識(shí)別OBD設(shè)備在車輛中安裝方向的方 法，其特征在于，在所述的步驟D中，加速度計(jì)與陀螺儀的初始坐標(biāo)系是一個(gè)右手坐標(biāo)系， 其相對(duì)車輛存在4種變化，即存在4個(gè)個(gè)體Rx、Ry、Lx和Ly組成的種群： Dl :當(dāng)發(fā)生左轉(zhuǎn)彎時(shí)： X軸指向右側(cè)，則加速度計(jì)輸出的Ax為一個(gè)小于0的數(shù)值；X軸指向左側(cè)時(shí)，則加速度 計(jì)輸出的Ax為一個(gè)大于0的數(shù)值；根據(jù)此時(shí)加速度計(jì)輸出的數(shù)值與0比較，大于0,則將Ax 作為個(gè)體Lx的適應(yīng)度Flx，此時(shí)個(gè)體Rx完全不適應(yīng)，所以將0作為此次Rx的適應(yīng)度Fm; Y軸指向右側(cè)，則加速度計(jì)輸出的Ay為一個(gè)小于0的數(shù)值；Y軸指向左側(cè)時(shí)，則加速度 計(jì)輸出的Ay為一個(gè)大于O的數(shù)值；根據(jù)此時(shí)加速度計(jì)輸出的數(shù)值與O比較，大于0,則將Ay 作為個(gè)體Ly的適應(yīng)度Fly，此時(shí)個(gè)體Ry完全不適應(yīng)，所以將0作為此次Ry的適應(yīng)度^y; D2 :當(dāng)發(fā)生右轉(zhuǎn)彎時(shí)： X軸指向右側(cè)，則加速度計(jì)輸出的Ax為一個(gè)大于0的數(shù)值；X軸指向左側(cè)時(shí)，則加速度 計(jì)輸出的Ax為一個(gè)小于0的數(shù)值；根據(jù)此時(shí)加速度計(jì)輸出的數(shù)值與0比較，大于0,則將Ax 作為個(gè)體Rx的適應(yīng)度Fm，此時(shí)個(gè)體Lx完全不適應(yīng)，所以將0作為此次Lx的適應(yīng)度Flx; Y軸指向右側(cè)，則加速度計(jì)輸出的Ay為一個(gè)大于0的數(shù)值；Y軸指向左側(cè)時(shí)，則加速度 計(jì)輸出的Ay為一個(gè)小于0的數(shù)值；根據(jù)此時(shí)加速度計(jì)輸出的數(shù)值與0比較，大于0,則將Ay 作為個(gè)體Ry的適應(yīng)度匕，此時(shí)個(gè)體Ly完全不適應(yīng)，所以將0作為此次Ly的適應(yīng)度Fly。3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于遺傳算法的自動(dòng)識(shí)別OBD設(shè)備在車輛中安裝方向的方法，其特 征在于，在步驟E中使用輪盤(pán)賭選擇法選擇個(gè)體，首先計(jì)算各個(gè)個(gè)體的選擇概率： 個(gè)體Rx的選擇概率Pn:
個(gè)體Lx的選擇概率Plx:
個(gè)體Ry的選擇概率P":
個(gè)體Ly的選擇概率Ply:
每一輪輪盤(pán)賭產(chǎn)生一個(gè)[〇，1]的均勻隨機(jī)數(shù)，將該隨機(jī)數(shù)作為選擇指針來(lái)確定被選擇 個(gè)體，Rx 的區(qū)間為 0 : Pn，Lx 的區(qū)間為 Pm : (P lx+P J，Ry 的區(qū)間為（Plx+P J : (Plx+PM+Pry)，Ly 的區(qū)間為（Plx+PM+Piy) :1，根據(jù)每次產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)在哪個(gè)區(qū)間，則該個(gè)體在該輪輪盤(pán)賭被選 中一次；進(jìn)行多輪輪盤(pán)賭后，將被選中的各個(gè)個(gè)體次數(shù)做加權(quán)： T = 2ni 其中，Iii為被選擇中個(gè)體的次數(shù)，T i為該個(gè)體的加權(quán)值；當(dāng)某個(gè)個(gè)體的加權(quán)值多次相加 的和超過(guò)設(shè)定的閾值時(shí)，則認(rèn)為此個(gè)體為最優(yōu)個(gè)體，即此個(gè)體所代表的相應(yīng)坐標(biāo)系即為車 載OBD設(shè)備的安裝方向。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于遺傳算法的自動(dòng)識(shí)別OBD設(shè)備在車輛中安裝方向的方法，利用陀螺儀的輸出判斷車輛轉(zhuǎn)彎，轉(zhuǎn)彎角速度達(dá)到峰值時(shí)的加速度計(jì)的輸出作為遺傳算法的適應(yīng)度值，將適應(yīng)度值代入遺傳算法從而確定車載OBD設(shè)備在車輛中的安裝方向；本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了OBD設(shè)備自動(dòng)識(shí)別在車輛中的安裝方向，解決了因?yàn)椴煌囕v所產(chǎn)生的OBD設(shè)備安裝方向不一樣的問(wèn)題。
【IPC分類】G01C1-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104729454
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510082918
【發(fā)明人】田雨農(nóng), 穆星元, 蒼柏, 李剛
【申請(qǐng)人】大連樓蘭科技股份有限公司
【公開(kāi)日】2015年6月24日
【申請(qǐng)日】2015年2月15日