判斷車輛急加速和急減速的方法及裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種判斷車輛急加速和急減速的方法及裝置，設(shè)定一定的時間窗寬度，時間窗隨著車輛的行駛在時間軸上移動；本發(fā)明包括：在設(shè)定的積分區(qū)間寬度內(nèi)，對積分區(qū)間寬度內(nèi)車輛的加速度信號進行一次積分計算，所述加速度方向與車輛行駛方向一致；判斷一次積分計算結(jié)果是否大于等于第一閾值或小于等于第一閾值的相反數(shù)，若是，則對一次積分計算結(jié)果進行二次積分；根據(jù)二次積分計算結(jié)果與第二閾值的大小關(guān)系判斷車輛駕駛行為。本發(fā)明提供的判斷車輛急加速和急減速的方法及裝置，準確判斷急加速、急減速以及正常駕駛的駕駛行為，簡單方便。
【專利說明】
判斷車輛急加速和急減速的方法及裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及車輛駕駛行為判斷領(lǐng)域，特別涉及一種判斷車輛急加速和急減速的方 法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著科技與時代的進步，無人駕駛這個關(guān)鍵詞慢慢進入人類的視野，成為一個炙 手可熱的話題。在無人駕駛的過程中，對駕駛行為的準確判斷，尤為重要。而如何對無人駕 駛過程中的急加速以及急減速等駕駛行為進行準確的判斷，成為一個新的難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的主要目的為提供一種判斷車輛急加速和急減速的方法及裝置，使得駕駛 過程中可對駕駛行為進行準確判斷，可適用于無人駕駛。
[0004] 本發(fā)明提供了一種判斷車輛急加速和急減速的方法，所述判斷車輛急加速和急減 速的方法包括：
[0005] 在設(shè)定的積分區(qū)間寬度內(nèi)，對積分區(qū)間寬度內(nèi)的加速度信號進行一次積分計算； 所述加速度方向與車輛行駛方向一致；
[0006] 判斷一次積分計算結(jié)果是否大于等于第一閾值或小于等于第一閾值的相反數(shù)，若 是，則對積分計算結(jié)果進行二次積分，所述第一閾值設(shè)定為正數(shù)；
[0007] 根據(jù)二次積分計算結(jié)果與第二閾值的大小關(guān)系判斷車輛駕駛行為，所述第二閾值 設(shè)定為正數(shù)。
[0008] 進一步地，所述判斷一次積分計算結(jié)果是否大于等于第一閾值或小于等于第一閾 值的相反數(shù)的步驟還包括：
[0009] 若否，則繼續(xù)對積分區(qū)間寬度內(nèi)的加速度信號進行一次積分計算。
[0010] 進一步地，所述根據(jù)二次積分計算結(jié)果與第二閾值的大小關(guān)系判斷車輛駕駛行為 的步驟包括：
[0011] 若所述二次積分計算結(jié)果大于等于所述第二閾值，則判定車輛為急加速;或者，
[0012] 若所述二次積分計算結(jié)果小于等于所述第二閾值的相反數(shù)，則判定車輛為急減 速;或者，
[0013] 若所述二次積分計算結(jié)果小于所述第二閾值且大于所述第二閾值的相反數(shù)，則判 定車輛為正常行駛。
[0014] 進一步地，所述一次積分計算的步驟包括：
[0015] 將所述積分區(qū)間劃分為n個等長的小區(qū)間，
[0016] 分別對每個小區(qū)間進行積分計算，并將每個小區(qū)間的積分結(jié)果相加，得到一次積 分結(jié)果。
[0017] 進一步地，所述分別對每個小區(qū)間進行積分計算，并將每個小區(qū)間的積分結(jié)果相 加的步驟包括：
[0018] 利用梯形求積公式對每個小區(qū)間進行積分計算，并將每個小區(qū)間的積分結(jié)果相 加。
[0019] 本發(fā)明還提供了一種判斷車輛急加速和急減速的裝置，所述判斷車輛急加速和急 減速的裝置包括：
[0020] 一次積分單元，在設(shè)定的積分區(qū)間寬度內(nèi)，對所述積分區(qū)間寬度內(nèi)車輛的加速度 信號進行一次積分計算;所述加速度方向與車輛行駛方向一致；
[0021] 二次積分單元，判斷一次積分計算結(jié)果是否大于等于第一閾值或小于等于第一閾 值的相反數(shù)，若是，則對積分計算結(jié)果進行二次積分，所述第一閾值設(shè)定為正數(shù)；
[0022]行為判斷單元，根據(jù)二次積分計算結(jié)果與第二閾值的大小關(guān)系判斷車輛駕駛行 為，所述第二閾值設(shè)定為正數(shù)。
[0023]進一步地，所述二次積分單元還包括：
[0024]循環(huán)積分單元，若所述二次積分單元判斷為否，則繼續(xù)對積分區(qū)間寬度內(nèi)的加速 度信號進行一次積分計算。
[0025] 進一步地，所述行為判斷單元包括：
[0026]急加速判斷子單元，若所述二次積分計算結(jié)果大于等于所述第二閾值，則判定車 輛為急加速；
[0027]急減速判斷子單元，若所述二次積分計算結(jié)果小于等于所述第二閾值的相反數(shù)， 則判定車輛為急減速。
[0028]正常行駛判斷子單元，若所述二次積分計算結(jié)果小于所述第二閾值且大于所述第 二閾值的相反數(shù)，則判定車輛為正常行駛。
[0029]進一步地，所述一次積分單元包括：
[0030]區(qū)間劃分單元，將所述積分區(qū)間劃分為n個等長的小區(qū)間，
[0031]計算單元，分別對每個小區(qū)間進行積分計算，并將每個小區(qū)間的積分結(jié)果相加，得 到一次積分結(jié)果。
[0032] 進一步地，所述計算單元包括：
[0033] 梯形求積單元，利用梯形求積公式對每個小區(qū)間進行積分計算，并將每個小區(qū)間 的積分結(jié)果相加。
[0034] 本發(fā)明提供的判斷車輛急加速和急減速的方法及裝置，具有以下有益效果：
[0035] 本發(fā)明提供的判斷車輛急加速和急減速的方法及裝置，通過對加速度信號進行積 分計算，對超出第一閾值的部分再進行積分計算并與設(shè)定合適的第二閾值進行比較，從而 準確判斷急加速、急減速以及正常駕駛的駕駛行為，簡單方便。
【附圖說明】
[0036] 圖1是本發(fā)明一實施例中判斷車輛急加速和急減速的方法示意圖；
[0037]圖2是本發(fā)明一實施例中二次積分不意圖；
[0038] 圖3是本發(fā)明一實施例中一次積分計算方法示意圖；
[0039] 圖4是本發(fā)明另一實施例中一次積分計算方法示意圖；
[0040] 圖5是本發(fā)明一實施例中判斷車輛急加速和急減速的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041 ]圖6是本發(fā)明一實施例中二次積分單元結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042] 圖7是本發(fā)明一實施例中行為判斷單元結(jié)構(gòu)示意圖；
[0043] 圖8是本發(fā)明一實施例中一次積分計算裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0044] 圖9是本發(fā)明一實施例中計算單元結(jié)構(gòu)示意圖；
[0045] 圖10是本發(fā)明另一實施例中一次積分計算裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0046] 圖11是本發(fā)明一實施例中的判斷車輛急加速和急減速的方法及裝置具體工作流 程不意圖。
[0047] 本發(fā)明目的的實現(xiàn)、功能特點及優(yōu)點將結(jié)合實施例，參照附圖做進一步說明。
【具體實施方式】
[0048]應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0049] 參照圖1，為本發(fā)明一實施例中判斷車輛急加速和急減速的方法示意圖。
[0050] 本發(fā)明一實施中提供了一種判斷車輛急加速和急減速的方法，設(shè)定一定的時間窗 寬度，時間窗隨著車輛的行駛在時間軸上移動;車輛水平行駛，車輛獲取的加速度方向與車 輛行駛方向一致，上述判斷車輛急加速和急減速的方法包括：
[0051] 步驟S1，在設(shè)定的積分區(qū)間寬度，對積分區(qū)間寬度內(nèi)車輛的加速度信號進行一次 積分計算；
[0052]步驟S2,判斷一次積分計算結(jié)果是否大于等于第一閾值或小于等于第一閾值的相 反數(shù)，若是，則對該積分計算結(jié)果進行二次積分；（參照圖2)
[0053]步驟S3,根據(jù)二次積分計算結(jié)果與第二閾值的大小關(guān)系判斷車輛駕駛行為。
[0054]上述第一閾值以及第二閾值可以設(shè)定為正數(shù);也可以設(shè)定為負數(shù)，設(shè)定為負數(shù)時， 則可以根據(jù)積分結(jié)果的絕對值大小與第一閾值、第二閾值進行比較，并按照數(shù)學(xué)領(lǐng)域中絕 對值的理念作出相應(yīng)的調(diào)整。
[0055] 上述車輛獲取的加速度通過一階低通濾波器進行濾波(主要目的為獲得傳感器加 速度信號中的直流分量），之后，再通過遞推中值濾波器使數(shù)據(jù)平滑，去掉加速度信號中的 尚頻噪聲。
[0056] 上述一階低通濾波器獲取加速度信號在車輛行駛方向的直流分量的步驟包括：
[0057] 在每個采樣周期獲取一個加速度信號，在車輛行駛方向上，獲取此次采樣周期加 速度信號的濾波采樣值以及上一個采樣周期的濾波輸出值，其中第一個采樣周期的濾波輸 出值為〇;
[0058] 根據(jù)上述濾波采樣值以及上一個采樣周期的濾波輸出值，計算此次采樣周期的濾 波輸出值，上述濾波輸出值即為重力加速度在車輛行駛方向的直流分量。將濾波采樣值減 去濾波輸出值，即為此次采樣周期獲取的加速度值。通過對路測數(shù)據(jù)進行不同程度的濾波， 我們發(fā)現(xiàn)濾波參數(shù)越大，濾波后加速度隨當前加速度變化越快，可以迅速反映出狀態(tài)切換 后的真實加速度，但是濾波加速度值會減小，不易辨別不同的情況（如點剎，顛簸難以分 清），所以，可以選擇1/32作為濾波參數(shù)，既可以較好地反映真實加速度變化，又可以辨別不 同情況。
[0059] 上述遞推中值濾波器去除加速度信號中的高頻噪聲的步驟包括：
[0060] 獲取第n個采樣周期的濾波采樣值以及上述第n個采樣周期之前的m-1個中每個采 樣周期的濾波數(shù)據(jù)輸出值;上述m為濾波寬度，m多l(xiāng)，n多1;
[0061] 判斷n與m的大小；
[0062] 當n多m時，將獲取到的m個濾波數(shù)據(jù)按照大小順序進行排列，并求出中位數(shù)，將求 出的中位數(shù)作為濾波的輸出值。
[0063] 當n<m時，獲取到的濾波數(shù)據(jù)不足m個，此時，則直接將獲取到的第n個采樣周期的 濾波數(shù)據(jù)作為濾波的輸出值，而不經(jīng)過取中位數(shù)的步驟。
[0064] 在本實施例中，設(shè)定一定的時間窗寬度，時間窗隨著車輛的行駛在時間軸上移動； 車輛獲取的加速度方向與車輛行駛方向一致，并設(shè)定一定的積分區(qū)間寬度(積分區(qū)間），通 過路測仿真結(jié)果，總結(jié)得出急減速行為在〇.7s內(nèi)足以判定，并且急減速的加速度積分值大 于其它所有工況加速度積分的最大值，故選用0.7秒作為急減速積分區(qū)間寬度的大小。0.7 秒的窗寬對于加速而言太小，當汽車加速時，勻速駕駛后速度增加20km/h-般需要2秒以 上，所以可以選取2秒作為急加速的積分區(qū)間寬度的大小，以免積分值偏小難以界定。對積 分區(qū)間寬度內(nèi)的加速度信號進行積分運算，得到汽車行駛過程中的速度變化量，當變化量 大于等于設(shè)定的閾值時便進行判定(發(fā)出觸發(fā)信號）。隨著時間窗的移動，對加速度信號的 進行積分計算的積分區(qū)間也隨之移動，即每一時刻，都會在此積分區(qū)間寬度下對應(yīng)有一個 積分計算結(jié)果。
[0065] 通過對車輛行駛方向的加速度信號進行積分計算，對超出第一閾值的部分再進行 積分計算并與預(yù)先設(shè)定合適的第二閾值進行比較，從而準確判斷急加速、急減速以及正常 駕駛的駕駛行為，簡單方便。上述第一閾值以及第二閾值均通過路測以及實際實驗綜合車 輛不同時速、行駛路況測量所得。上述第一閾值以及第二閾值為滿足各種狀況下的急加速、 急減速以及正常駕駛的判定條件臨界值。
[0066] 在本實施例中，首先判斷在積分區(qū)間寬度內(nèi)的加速度信號一次積分計算結(jié)果是否 大于等于第一閾值或者小于等于第一閾值的相反數(shù)(超出第一閾值），若是，則立刻對超出 第一閾值的部分開啟二次積分；當上述一次積分計算結(jié)果降到第一閾值范圍之內(nèi)時（即不 超出第一閾值），則在此超出第一閾值的區(qū)間范圍內(nèi)進行二次積分計算，并將二次積分計算 結(jié)果取出與第二閾值進行比較，判斷駕駛行為。在完成一次比較后，存儲二次積分值的變量 值清零，用于下一次的二次積分運算存儲，這樣能有效避免當超過第一閾值部分的時間較 長時，一次行為多次判斷的情況。（參照圖2)
[0067] 進一步地，上述步驟S2中，判斷一次積分計算結(jié)果是否大于等于第一閾值或小于 等于第一閾值的相反數(shù)的步驟還包括：
[0068] 若否，則繼續(xù)對積分區(qū)間寬度內(nèi)的加速度信號進行一次積分計算。
[0069] 當一次積分計算結(jié)果小于第一閾值且大于第一閾值的相反數(shù)時，則不進一步作出 行為判定，繼續(xù)隨著時間軸的移動對積分區(qū)間內(nèi)的加速度信號進行一次積分計算。
[0070] 進一步地，上述步驟S3中，根據(jù)二次積分計算結(jié)果與第二閾值的大小關(guān)系判斷車 輛駕駛行為的步驟包括：
[0071] 若上述二次積分計算結(jié)果大于等于上述第二閾值，則判定車輛為急加速；
[0072] 若上述二次積分計算結(jié)果小于等于上述第二閾值的相反數(shù)，則判定車輛為急減 速。
[0073] 若上述二次積分計算結(jié)果小于上述第二閾值且大于上述第二閾值的相反數(shù)，則判 定車輛為正常行駛。
[0074] 上述第二閾值的取值通過路測以及實際實驗綜合車輛不同時速、行駛路況嚴格測 量所得。選擇合適的第二閾值，通過將二次積分計算結(jié)果與第二閾值進行比較，從而判定急 加速、急減速以及正常駕駛幾種駕駛行為，無需人為進行操作，對無人駕駛過程中的駕駛行 為判斷具有積極意義。
[0075] 進一步地，參照圖3,為本發(fā)明一實施例中提出的一次積分計算的方法示意圖。該 一次積分計算的步驟同樣也適用于二次積分計算。
[0076] 在上一實施例步驟S1中，一次積分計算的步驟包括：
[0077] 步驟S10,將上述積分區(qū)間劃分為n個等長的小區(qū)間，其中積分區(qū)間寬度為w，小區(qū) 間的區(qū)間長度h=w/n;
[0078] 步驟SI 1，分別對每個小區(qū)間進行積分計算，并將每個小區(qū)間的積分結(jié)果相加，得 到一次積分結(jié)果。
[0079] 該一次積分計算的步驟同樣也適用于二次積分計算。
[0080]采用Newton . Co tes求積公式實現(xiàn)對加速度信號的積分計算。由于低階的 Newton. Cotes求積公式精度不夠高，因此需要進行改進。在本實施例中，先將積分區(qū)間[t-w，t ]分成n個等長的小區(qū)間[ti-1，ti ] (i = 1，2，…，n)，區(qū)間長度h=w/n，分別對每個小區(qū)間 進行積分計算，然后將每個小區(qū)間的積分結(jié)果相加，得到上述積分當前時刻t時的加速度積 分結(jié)果。使用本方法中的移動窗積分對加速度信號進行求積分計算具有精度高的優(yōu)點。 [0081 ]進一步地，上述步驟SI 1中，分別對每個小區(qū)間進行積分計算，并將每個小區(qū)間的 積分結(jié)果相加的步驟包括：
[0082]利用梯形求積公式對每個小區(qū)間進行積分計算，并將每個小區(qū)間的積分結(jié)果相 加。即將每個小區(qū)間近似為一梯形，利用梯形的求積公式計算每個小區(qū)間的積分，最后將小 區(qū)間的積分計算結(jié)果進行相加，求積分精度高，計算簡單方便。
[0083]因此，進一步地，上述對加速度信號進行一次積分計算的計算公式表達為：
[0085 ]其中，a (t)為加速度信號，S (t，w)為積分結(jié)果，t為積分當前時刻。
[0086] 參照圖4,為本發(fā)明另一實施例中提出的一次積分計算的方法示意圖，同樣適用于 二次積分。
[0087] 上述步驟SI 1中，分別對每個小區(qū)間進行積分計算，并將每個小區(qū)間的積分結(jié)果相 加的步驟之后還可以包括：
[0088] 步驟S12,當積分當前時刻t的積分區(qū)間向后移動k個小區(qū)間時，計算積分區(qū)間內(nèi)移 入的k個小區(qū)間積分結(jié)果，并計算積分區(qū)間內(nèi)移出的k個小區(qū)間積分結(jié)果；
[0089] 步驟S13,將積分當前時刻t的積分結(jié)果以及移入的k個小區(qū)間積分結(jié)果相加，并減 去移出的k個小區(qū)間積分結(jié)果，即為積分當前時刻t的積分區(qū)間向后移動k個小區(qū)間時的積 分結(jié)果。
[0090] 在本實施例中，由于加速度信號隨著時間在不斷的變化，對加速度信號進行計算 也隨著時間持續(xù)進行。隨著時間的變動，對加速度信號積分計算的積分區(qū)間也在向后移動， 即下一時刻，積分區(qū)間即移動k個小區(qū)間（k為整數(shù)），可以理解的是，當積分區(qū)間向后移動k 個小區(qū)間時(k<n)，那么中間必要一部分小區(qū)間是重復(fù)的，如果再進行一次重復(fù)的計算，無 疑會增加計算量，以及增加數(shù)據(jù)存儲空間。因此，只需計算新增加的k個小區(qū)間的積分結(jié)果 以及移出積分區(qū)間的k個小區(qū)間的積分結(jié)果，然后根據(jù)公式計算：
[0091] S(t+kh,w) =S(t,w)+su-sv
[0092] 其中，S (t+kh，w)為積分區(qū)間向后移動k個小區(qū)間時（t+kh時刻）的積分結(jié)果，S (t， W)為t時刻的積分結(jié)果，SU為新增加的k個小區(qū)間的積分結(jié)果，SV為移出積分區(qū)間的k個小區(qū) 間的積分結(jié)果。如此，對積分區(qū)間內(nèi)的加速度信號進行積分計算，便可以減少計算量，以及 減少數(shù)據(jù)存儲空間
[0093] 參照圖5,為本發(fā)明一實施例中判斷車輛急加速和急減速的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0094] 本發(fā)明一實施例中還提供了一種判斷車輛急加速和急減速的裝置，設(shè)定一定的時 間窗寬度，時間窗隨著車輛的行駛在時間軸上移動，車輛水平行駛，車輛獲取的加速度方向 與車輛行駛方向一致，上述判斷車輛急加速和急減速的裝置包括：
[0095] -次積分單元10,在設(shè)定的積分區(qū)間寬度內(nèi)，對積分區(qū)間寬度內(nèi)車輛的加速度信 號進行一次積分計算；
[0096]二次積分單元20,判斷一次積分計算結(jié)果是否大于等于第一閾值或小于等于第一 閾值的相反數(shù)，若是，對一次積分計算結(jié)果進行二次積分；
[0097]行為判斷單元30,根據(jù)二次積分計算結(jié)果與第二閾值的大小關(guān)系判斷車輛駕駛行 為。
[0098]上述第一閾值以及第二閾值可以設(shè)定為正數(shù);也可以設(shè)定為負數(shù)，設(shè)定為負數(shù)時， 則可以根據(jù)積分結(jié)果的絕對值大小與第一閾值、第二閾值進行比較，并按照數(shù)學(xué)領(lǐng)域中絕 對值的理念作出相應(yīng)的調(diào)整。
[0099] 上述車輛獲取的加速度通過一階低通濾波器進行濾波(主要目的為獲得傳感器加 速度信號中的直流分量），之后，再通過遞推中值濾波器使數(shù)據(jù)平滑，去掉加速度信號中的 尚頻噪聲。
[0100] 上述一階低通濾波器獲取加速度信號在車輛行駛方向的直流分量的步驟包括：
[0101] 在每個采樣周期獲取一個加速度信號，在車輛行駛方向上，獲取此次采樣周期加 速度信號的濾波采樣值以及上一個采樣周期的濾波輸出值，其中第一個采樣周期的濾波輸 出值為0;
[0102] 根據(jù)上述濾波采樣值以及上一個采樣周期的濾波輸出值，計算此次采樣周期的濾 波輸出值，上述濾波輸出值即為重力加速度在車輛行駛方向的直流分量。
[0103] 上述遞推中值濾波器去除加速度信號中的高頻噪聲的步驟包括：
[0104] 獲取第n個采樣周期的濾波采樣值以及上述第n個采樣周期之前的m-1個中每個采 樣周期的濾波數(shù)據(jù)輸出值;上述m為濾波寬度，m多l(xiāng)，n多1;
[0105] 判斷n與m的大??；
[0106] 當n多m時，將獲取到的m個濾波數(shù)據(jù)按照大小順序進行排列，并求出中位數(shù)，將求 出的中位數(shù)作為濾波的輸出值。
[0107] 當n<m時，獲取到的濾波數(shù)據(jù)不足m個，此時，則直接將獲取到的第n個采樣周期的 濾波數(shù)據(jù)作為濾波的輸出值，而不經(jīng)過取中位數(shù)的步驟。
[0108] 在本實施例中，預(yù)先設(shè)定一定的時間窗寬度，時間窗隨著車輛的行駛在時間軸上 移動;車輛獲取的加速度方向與車輛行駛方向一致，并設(shè)定一定的積分區(qū)間寬度，對積分區(qū) 間寬度內(nèi)的加速度信號進行積分運算，得到汽車行駛過程中的速度變化量，當變化量大于 等于設(shè)定的閾值時便進行判定(發(fā)出觸發(fā)信號）。隨著時間窗的移動，對加速度信號的進行 積分計算的積分區(qū)間也隨之移動，即每一時刻，都會在此積分區(qū)間寬度下對應(yīng)有一個積分 計算結(jié)果。
[0109] -次積分單元10通過對車輛行駛方向的加速度信號進行積分計算，對超出第一閾 值（即大于等于第一閾值或小于等于第一閾值的相反數(shù)）的部分再通過二級積分單元20進 行積分計算，并通過行為判斷單元30與預(yù)先設(shè)定合適的第二閾值進行比較，從而準確判斷 急加速、急減速以及正常駕駛的駕駛行為，簡單方便。上述第一閾值以及第二閾值均通過路 測以及實際實驗綜合車輛不同時速、行駛路況測量所得。上述第一閾值以及第二閾值為滿 足各種狀況下的急加速、急減速以及正常駕駛的判定條件臨界值。
[0110] 在本實施例中，首先第一判斷子單元200判斷在積分區(qū)間寬度內(nèi)的加速度信號一 次積分計算結(jié)果是否大于等于第一閾值或者小于等于第一閾值的相反數(shù)(超出第一閾值）， 若是，則立刻對超出第一閾值的部分開啟二次積分；當上述一次積分計算結(jié)果降到第一閾 值范圍之內(nèi)時（即不超出第一閾值），則在此超出第一閾值的區(qū)間范圍內(nèi)進行二次積分計 算，并通過行為判斷單元30將二次積分計算結(jié)果取出與第二閾值進行比較，判斷駕駛行為。 在完成一次比較后，存儲二次積分值的變量值清零，用于下一次的二次積分運算存儲，這樣 能有效避免當超過第一閾值部分的時間較長時，一次行為多次判斷的情況。（參照圖2)
[0111] 進一步地，參照圖6，上述二次積分單元20還包括：
[0112]循環(huán)積分單元200,若一次積分計算結(jié)果小于第一閾值且大于第一閾值的相反數(shù)， 則繼續(xù)對積分區(qū)間寬度內(nèi)的加速度信號進行一次積分計算。
[0113] 當循環(huán)積分單元200判定一次積分計算結(jié)果不超出第一閾值時，則不作出行為判 定，繼續(xù)隨著時間軸的移動對積分區(qū)間內(nèi)的加速度信號進行一次積分計算。
[0114] 進一步地，參照圖7，上述行為判斷單元30包括：
[0115] 急加速判斷子單元300,若上述二次積分計算結(jié)果大于等于上述第二閾值，則判定 車輛為急加速；
[0116] 急減速判斷子單元301，若上述二次積分計算結(jié)果小于等于上述第二閾值的相反 數(shù)，貝判定車輛為急減速。
[0117] 進一步地，上述行為判斷單元30還包括：
[0118]正常行駛判斷子單元302,若上述二次積分計算結(jié)果小于上述第二閾值且大于上 述第二閾值的相反數(shù)，則判定車輛為正常行駛。
[0119]上述第二閾值的取值通過路測以及實際實驗綜合車輛不同時速、行駛路況嚴格測 量所得。選擇合適的第二閾值，通過將二次積分計算結(jié)果與第二閾值進行比較，從而判定急 加速、急減速以及正常駕駛幾種駕駛行為，無需人為進行操作，對無人駕駛過程中的駕駛行 為判斷具有積極意義。
[0120]參照圖8,為本發(fā)明一實施例中提出的一次積分計算的裝置結(jié)構(gòu)示意圖，該一次積 分計算的裝置同樣也適用于二次積分計算。
[0121] 上述一次積分單元10包括一種一次積分計算的裝置，該裝置包括：
[0122] 區(qū)間劃分單元100,將上述積分區(qū)間劃分為n個等長的小區(qū)間，積分區(qū)間寬度為w， 小區(qū)間的區(qū)間長度h=w/n;
[0123] 計算單元110,分別對每個小區(qū)間進行積分計算，并將每個小區(qū)間的積分結(jié)果相 加，得到上述積分當前時刻t時的加速度積分結(jié)果。
[0124] 采用Newton . Co tes求積公式實現(xiàn)對加速度信號的積分計算。由于低階的 Newton. Cotes求積公式精度不夠高，因此需要進行改進。在本實施例中，先將積分區(qū)間[t-w，t ]分成n個等長的小區(qū)間[ti-1，ti ] (i = 1，2，…，n)，區(qū)間長度h=w/n，分別對每個小區(qū)間 進行積分計算，然后將每個小區(qū)間的積分結(jié)果相加，得到上述積分當前時刻t時的加速度積 分結(jié)果。使用本方法對加速度信號進行求積分計算具有精度高的優(yōu)點。
[0125] 進一步地，參照圖9，上述計算單元110包括：
[0126] 梯形求積單元111，利用梯形求積公式對每個小區(qū)間進行積分計算，并將每個小區(qū) 間的積分結(jié)果相加。即將每個小區(qū)間近似為一梯形，利用梯形的求積公式計算每個小區(qū)間 的積分，最后將小區(qū)間的積分計算結(jié)果進行相加，求積分精度高，計算簡單方便。
[0127] 因此，進一步地，上述梯形求積單元111對加速度信號進行一次積分計算的計算公 式表達為：
[0129]其中，a(t)為加速度信號，S(t，w)為積分結(jié)果，t為積分當前時刻。
[0130]參照圖10,為本發(fā)明另一實施例中提出的一次積分計算的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0131] 包括上述區(qū)間劃分單元100以及計算單元110,還包括：
[0132] 區(qū)間移動計算單元120,當積分當前時刻t的積分區(qū)間向后移動k個小區(qū)間時，計算 積分區(qū)間內(nèi)移入的k個小區(qū)間積分結(jié)果，并計算積分區(qū)間內(nèi)移出的k個小區(qū)間積分結(jié)果；
[0133] 移動結(jié)果計算單元130,將積分當前時刻t的積分結(jié)果以及移入的k個小區(qū)間積分 結(jié)果相加，并減去移出的k個小區(qū)間積分結(jié)果，即為積分當前時刻t的積分區(qū)間向后移動k個 小區(qū)間時的積分結(jié)果。
[0134] 在本實施例中，由于加速度信號隨著時間在不斷的變化，對加速度信號進行計算 也隨著時間持續(xù)進行。隨著時間的變動，對加速度信號積分計算的積分區(qū)間也在向后移動， 即下一時刻，積分區(qū)間即移動k個小區(qū)間（k為整數(shù)），可以理解的是，當積分區(qū)間向后移動k 個小區(qū)間時(k<n)，那么中間必要一部分小區(qū)間是重復(fù)的，如果再進行一次重復(fù)的計算，無 疑會增加計算量，以及增加數(shù)據(jù)存儲空間。因此，只需通過區(qū)間移動計算單元120計算新增 加的k個小區(qū)間的積分結(jié)果以及移出積分區(qū)間的k個小區(qū)間的積分結(jié)果，然后通過移動結(jié)果 計算單元130根據(jù)公式計算：
[0135] S(t+kh,w) =S(t ,w)+su-sv
[0136] 其中，S (t+kh，w)為積分區(qū)間向后移動k個小區(qū)間時（t+kh時刻）的積分結(jié)果，S (t， W)為t時刻的積分結(jié)果，SU為新增加的k個小區(qū)間的積分結(jié)果，SV為移出積分區(qū)間的k個小區(qū) 間的積分結(jié)果。如此，對積分區(qū)間內(nèi)的加速度信號進行積分計算，便可以減少計算量，以及 減少數(shù)據(jù)存儲空間。
[0137] 參照圖11，為本發(fā)明一實施例中的判斷車輛急加速和急減速的方法及裝置具體工 作流程示意圖。
[0138] 在一具體實施例中，設(shè)定一定的時間窗寬度，時間窗隨著車輛的行駛在時間軸上 移動，車輛獲取的加速度方向與車輛行駛方向一致，設(shè)定一個合適的積分區(qū)間寬度《，并設(shè) 定第一閾值b，第二閾值c;在設(shè)定的積分區(qū)間寬度內(nèi)，通過對積分區(qū)間寬度內(nèi)車輛加速度信 號進行一次積分計算;在進行一次積分計算時，可將積分區(qū)間劃分成多個小區(qū)間，分別對小 區(qū)間進行加速度信號積分計算相加，以提高計算精度。之后，判斷一次積分計算結(jié)果是否大 于等于第一閾值或者小于等于第一閾值的相反數(shù)，即判斷一次積分計算結(jié)果是否大于等于 b或者小于等于_b;當判斷結(jié)果為是時，對符合條件的一次積分計算結(jié)果部分再進行二次積 分計算；當判斷結(jié)果為否時，則繼續(xù)循環(huán)進行一次積分計算。在進行二次積分計算時，也可 將積分區(qū)間劃分成多個小區(qū)間，分別對小區(qū)間進行加速度信號積分計算相加，以提高計算 精度;將二次積分計算結(jié)果與預(yù)先設(shè)定的第二閾值c進行比較作為判斷車輛駕駛行為的依 據(jù)；當二次積分計算結(jié)果大于等于第二閾值C時，則判定為急加速；當二次積分計算結(jié)果小 于等于第二閾值的相反數(shù)-C時，則判定為急減速;當二次積分計算結(jié)果小于第二閾值C且大 于第二閾值的相反數(shù)-C的情況時，則判斷為正常駕駛。
[0139] 綜上所述，為本發(fā)明實施例中提供的判斷車輛急加速和急減速的方法及裝置，通 過進行兩次積分準確判斷急加速、急減速以及正常駕駛的駕駛行為，簡單方便可靠，對無人 駕駛的駕駛行為判斷具有前景意義。
[0140]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用 本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān) 的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種判斷車輛急加速和急減速的方法，其特征在于，所述方法包括步驟： 在設(shè)定的積分區(qū)間寬度內(nèi)，對所述積分區(qū)間寬度內(nèi)車輛的加速度信號進行一次積分計 算;所述加速度方向與車輛行駛方向一致； 判斷一次積分計算結(jié)果是否大于等于第一閾值或小于等于第一閾值的相反數(shù);若是， 則對積分計算結(jié)果進行二次積分;所述第一閾值設(shè)定為正數(shù)； 根據(jù)二次積分計算結(jié)果與第二閾值的大小關(guān)系判斷車輛駕駛行為;所述第二閾值設(shè)定 為正數(shù)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的判斷車輛急加速和急減速的方法，其特征在于，所述判斷一次 積分計算結(jié)果是否大于等于第一閾值或小于等于第一閾值的相反數(shù)的步驟之后還包括： 若否，則繼續(xù)對積分區(qū)間寬度內(nèi)的加速度信號進行一次積分計算。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的判斷車輛急加速和急減速的方法，其特征在于，所述根據(jù)二次 積分計算結(jié)果與第二閾值的大小關(guān)系判斷車輛駕駛行為的步驟包括： 若所述二次積分計算結(jié)果大于等于所述第二閾值，則判定車輛為急加速;或者， 若所述二次積分計算結(jié)果小于等于所述第二閾值的相反數(shù)，則判定車輛為急減速;或 者， 若所述二次積分計算結(jié)果小于所述第二閾值且大于所述第二閾值的相反數(shù)，則判定車 輛為正常行駛。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的判斷車輛急加速和急減速的方法，其特征在于，所述一次積分 計算的步驟包括： 將所述積分區(qū)間劃分為η個等長的小區(qū)間， 分別對每個小區(qū)間進行積分計算，并將每個小區(qū)間的積分結(jié)果相加，得到一次積分結(jié) 果。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的判斷車輛急加速和急減速的方法，其特征在于，所述分別對每 個小區(qū)間進行積分計算，并將每個小區(qū)間的積分結(jié)果相加的步驟包括： 利用梯形求積公式對每個小區(qū)間進行積分計算，并將每個小區(qū)間的積分結(jié)果相加。6. -種判斷車輛急加速和急減速的裝置，其特征在于，所述判斷車輛急加速和急減速 的裝置包括： 一次積分單元，在設(shè)定的積分區(qū)間寬度內(nèi)，對所述積分區(qū)間寬度內(nèi)車輛的加速度信號 進行一次積分計算;所述加速度方向與車輛行駛方向一致； 二次積分單元，判斷一次積分計算結(jié)果是否大于等于第一閾值或小于等于第一閾值的 相反數(shù)，若是，則對積分計算結(jié)果進行二次積分，所述第一閾值設(shè)定為正數(shù)； 行為判斷單元，根據(jù)二次積分計算結(jié)果與第二閾值的大小關(guān)系判斷車輛駕駛行為，所 述第二閾值設(shè)定為正數(shù)。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的判斷車輛急加速和急減速的裝置，其特征在于，所述二次積分 單元還包括： 循環(huán)積分單元，若所述二次積分單元判斷為否，則繼續(xù)對積分區(qū)間寬度內(nèi)的加速度信 號進行一次積分計算。8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的判斷車輛急加速和急減速的裝置，其特征在于，所述行為判斷 單元包括： 急加速判斷子單元，若所述二次積分計算結(jié)果大于等于所述第二閾值，則判定車輛為 急加速； 急減速判斷子單元，若所述二次積分計算結(jié)果小于等于所述第二閾值的相反數(shù)，則判 定車輛為急減速； 正常行駛判斷子單元，若所述二次積分計算結(jié)果小于所述第二閾值且大于所述第二閾 值的相反數(shù)，則判定車輛為正常行駛。9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的判斷車輛急加速和急減速的裝置，其特征在于，所述一次積分 單元包括： 區(qū)間劃分單元，將所述積分區(qū)間劃分為η個等長的小區(qū)間， 計算單元，分別對每個小區(qū)間進行積分計算，并將每個小區(qū)間的積分結(jié)果相加，得到一 次積分結(jié)果。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的判斷車輛急加速和急減速的裝置，其特征在于，所述計算單 元包括： 梯形求積單元，利用梯形求積公式對每個小區(qū)間進行積分計算，并將每個小區(qū)間的積 分結(jié)果相加。
【文檔編號】G08G1/052GK105913670SQ201610298405
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年5月6日
【發(fā)明人】吳明
【申請人】深圳市安智車米汽車信息化有限公司