一种汽车受冲击信号检测方法和装置制造方法及图纸

一种汽车受冲击信号检测方法和装置，涉及汽车电子领域，用于汽车防盗监测，该方法的主要步骤包括：启动受冲击信号检测系统，初始化加速度传感器和单片机，收集加速度信号值，对加速度信号值降噪处理，再进行合并处理，存储合并处理的信号值，计算合并信号值的变化量，比较合并信号值的变化量与冲击信号的阈值并进行判断，根据判断结果计算静止信号值，比较静止信号值与平静阈值，根据判断结果开启视觉监视系统。该方法和装置的工作实时性高，系统鲁棒性强，检测方法灵活性强，能够有效地滤除传感器噪声，功耗低，器件便宜，基于汽车受冲击信号检测方法的装置在市场中更具有竞争性。

Method and device for detecting impact signal of automobile

A car hit a signal detection method and apparatus, relates to the field of automotive electronics, for automobile anti-theft monitoring, the main steps of the method include: start by the impact signal detection system, acceleration sensor and MCU initialization, collect the acceleration signal value, value of the acceleration signal noise reduction processing, then merge processing, signal storage consolidation value the variation of the combined signal value calculation, the variation and the impact signal compared with the signal value of the threshold and judging according to the judgment results of stationary signal values, comparison between static signal value and calm threshold, according to the judgment on visual surveillance system. The real-time working method and apparatus, system robustness, detection method of flexibility, can effectively remove the noise, low power consumption, cheap device, device impact signal detection method by car is more competitive in the market based on.

【技术实现步骤摘要】
一种汽车受冲击信号检测方法和装置
本专利技术涉及汽车电子领域，尤其涉及一种汽车受冲击信号检测方法，用于汽车防盗监测。
技术介绍
据公安部交管局统计，截至2015年底，我国机动车保有量达2.79亿辆，其中汽车1.72亿辆；目前，汽车已经是人们日常生活中日趋平常的交通工具，汽车类盗窃犯罪也成了社会持续关注的焦点。其中，车内物品偷窃是一种常见的犯罪行为，已经成为威胁个人财产安全的重要因素。目前，虽然汽车防盗技术已经比较先进，主要包括机械式防盗器、芯片式防盗器、电子式防盗装置、GPS卫星定位汽车防盗系统网络式防盗器等，但是一些中低挡的车中并没有配备完善的报警系统，而使得其车内物品安全极易受到威胁，如砸窗取物，这使得汽车市场对廉价的便携式报警系统有较大的需求。对此，一种嵌入式的车内防盗报警系统被设计出来，其包括预报警系统和视觉监视系统两部分。预报警系统用于检测车体受到的敲击信号，并控制启动视觉系统；视觉监视系统用于监测车内物品，当检测到盗窃行为时，它将会自动报警。预报警系统中车体敲击信号的检测是该防盗系统稳定工作的关键。当车体受到敲击时，敲击信号受多方面因素影响，如传感器位置和冲击力作用点等。当车体摇晃时，其产生的信号也将影响敲击信号的检测。另外，传感器自身也会产生一些噪声。如何滤除传感器的噪声，避开车体摇晃等干扰信号，有效地检测到敲击信号是一个有挑战性的问题。
技术实现思路
有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种有效滤除非冲击信号噪声，有效识别车体受到的冲击信号，相应速度快的汽车受冲击信号检测方法。为实现上述目的，本专利技术提供了一种汽车受冲击信号检测方法，用于汽车防盗监测，包括使用加速度传感器和单片机，包括：步骤100所述加速度传感器同步收集汽车的水平前后方向、水平左右方向和垂直于水平面方向三个方向的加速度信号，加速度信号收集原点为传感器的安装位置；所述单片机收集来自于加速度传感器的数据，并对数据进行处理，停车后，自动启动受冲击信号检测系统，开始进行受冲击信号检测；步骤200初始化所述加速度传感器和所述单片机，初始化过程包括对系统时钟、数据采集控制定时器和通讯资源的设置；在初始化完成时，系统启动定时器并开始数据采集；数据的读取采用资源抢占式进行调配，其他资源采用循环扫描的方式；程序中采用软中断的方式保证数据加载与业务工作的同步；步骤300读取所述加速度传感器同步收集的水平前后方向、水平左右方向和垂直于水平面方向三个方向的所述加速度信号值；步骤400对步骤300中收集到的三个方向加速度信号进行降噪处理；步骤500对步骤400降噪处理后的加速度信号进行合并处理；步骤600存储步骤500中产生的合并信号值；步骤700计算步骤600中所述合并信号值的变化量；步骤710如果步骤700中计算得到的合并信号变化量大于冲击信号的阈值，则进入步骤800，如果合并信号变化量小于冲击信号的阈值，则返回步骤300；步骤800根据步骤600采集的所述合并信号值计算静止信号值；步骤810比较步骤800中得到的静止信号值与平静阈值，如果静止信号值小于平静阈值，则进入步骤900，如果静止信号值大于平静阈值，则返回步骤300；步骤900开启视觉监视系统。进一步地，所述单片机的型号为MSP430芯片，信号采集频率为40Hz。进一步地，所述加速度传感器与所述单片机集成在同一块印刷电路板(PCB，PrintedCircuitBoard)中，并安装于汽车内侧顶部且与监视模块通讯连接；所述单片机通过SPI总线读取所述加速度传感器内的加速度数据信号；将加速度传感器和单片机安装在汽车内侧顶部的优点为：一方面能够获得准确的加速度数据，另一方面能够使与加速度传感器和单片机通讯连接的监视模块具有足够的视野。进一步地，所述加速度传感器的水平前后方向与汽车的两侧车窗平行，以保证采集信号的强度。进一步地，所述步骤400中对加速度信号降噪处理的方式为中值滤波和阈值滤波，中值滤波能够有效地将原始信号中存在的单独脉冲信号噪声信号滤除，运算需求小，阈值滤波能够滤除跳变信号；中值滤波仅需要存储两个数值，而阈值滤波仅需要存储一个数据，存储开销小，而且整个运算过程仅需要进行几个加法运算开销，运算量小，目前没有找到其他滤波方式，在有相同的运算开销情况下，能够达到相同的滤波效果，而且为了有效降低收重新信号检测方法所用装置的成本，任何对于单片机存储空间与运算开销的节省都有重要意义。进一步地，步骤500对加速度信号进行合并的方式为加速度的合并信号等于对水平前后方向加速度信号值的平方、水平左右方向加速度信号值的平方和垂直于水平面方向加速度信号值的平方的和开平方根得到的值，消除敲击方向对信号提取的影响，具体公式如下：其中，A为加速度的合并信号，x、y、z分别为三个方向上的加速度信号，所述合并信号的采集频率为40Hz，x代表水平前后方向加速度信号值、y代表水平左右方向加速度信号值和z代表垂直于水平面方向加速度信号值。进一步地，步骤600以移动窗口式存储的步骤500中产生的6个合并信号，在第一采集时刻，当前存储的信号为第一合并信号、第二合并信号、第三合并信号、第四合并信号、第五合并信号和第六合并信号，并依照第一合并信号到第六合并信号的顺序依次从前向后排列形成序列；在第二采集时刻，步骤500产生第七合并信号，此时，所述第一合并信号至第六合并信号依序向前移动一位，第一合并信号离开存储序列，第七合并信号进入序列的第六个位置，所述第二采集时刻与所述第一采集时刻的差值为1个合并信号计算周期，由于存储比运算需要占用更多单片机处理器资源，因此在该方法中采用移动窗口式存储，以运算开销来换取空间开销。进一步地，步骤700中所述合并信号变化量为第二采集时刻获取的合并信号值减去第一时刻采集的合并信号值，所述第二采集时刻与所述第一采集时刻的差值为1个合并信号计算周期，计算公式为：ΔA＝A(i)-A(i-1)其中，ΔA表示合并信号变化量，A(i)表示当前合并信号，A(i-1)表示当前合并信号的前一个采样周期采集的合并信号。进一步地，步骤710中比较所述合并信号变化量和冲击信号的阈值，所述冲击信号的阈值代表的冲击力度产生的合并信号变化量，即汽车受到比阈值代表冲击力度产生的合并信号更大的冲击时，才会进入步骤800。进一步地，步骤800中所述静止信号值利用相邻所述合并信号的变化量、所述合并信号相对于参考值的变化量的总和来表征是否平静，计算所述静止信号值的公式为：其中，平静值P(Peace)为表示信号静止的静止信号值，取值区间为[0，8*213]；i为当前信号标识，i-n为当前信号前第n个信号；A为加速度的合并信号，取值区间为[0，213]；j为求和运算索引标识，取值区间为[i-4，i-1]；求和公式针对两个绝对值结果进行求和。进一步地，根据步骤810中的方法比较步骤800中得到的静止信号值与平静阈值，平静阈值代表的非敲车信号噪声，越小的平静阈值对非敲车信号的抑制能力越强，所述平静阈值越小，说明比非敲车信号噪声更小的所述静止信号值时，才会进入步骤900。在本专利技术的较佳实施方式中，提供了一种汽车受冲击信号检测装置，其特征在于，包括加速度传感器和单片机，所述加速度传感器收集的汽车的水平前后方向、水平左右方向和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种汽车受冲击信号检测方法，用于汽车防盗监测，其特征在于，包括使用加速度传感器和单片机，检测步骤包括：步骤(100)所述加速度传感器收集汽车的水平前后方向、水平左右方向和垂直于水平面方向三个方向的加速度信号，所述单片机收集来自于加速度传感器的数据，并对数据进行处理，停车后，自动启动敲击信号检测系统，开始进行敲击信号检测；步骤(200)初始化所述加速度传感器和所述单片机；步骤(300)读取所述加速度传感器收集的水平前后方向、水平左右方向和垂直于水平面方向三个方向的所述加速度信号值；步骤(400)对步骤(300)中收集到的三个方向加速度信号进行降噪处理；步骤(500)对步骤(400)降噪处理后的加速度信号进行合并处理；步骤(600)存储步骤(500)中产生的合并信号值；步骤(700)计算步骤(600)中所述合并信号值的变化量；步骤(710)如果步骤(700)中计算得到的合并信号变化量大于冲击信号的阈值，则进入步骤(800)，如果合并信号变化量小于冲击信号的阈值，则返回步骤(300)；步骤(800)根据步骤(600)采集的所述合并信号值计算静止信号值；步骤(810)比较步骤(800)中得到的静止信号值与平静阈值，如果静止信号值小于平静阈值，则进入步骤(900)，如果静止信号值大于平静阈值，则返回步骤(300)；步骤(900)开启视觉监视系统。...

【技术特征摘要】
1.一种汽车受冲击信号检测方法，用于汽车防盗监测，其特征在于，包括使用加速度传感器和单片机，检测步骤包括：步骤(100)所述加速度传感器收集汽车的水平前后方向、水平左右方向和垂直于水平面方向三个方向的加速度信号，所述单片机收集来自于加速度传感器的数据，并对数据进行处理，停车后，自动启动敲击信号检测系统，开始进行敲击信号检测；步骤(200)初始化所述加速度传感器和所述单片机；步骤(300)读取所述加速度传感器收集的水平前后方向、水平左右方向和垂直于水平面方向三个方向的所述加速度信号值；步骤(400)对步骤(300)中收集到的三个方向加速度信号进行降噪处理；步骤(500)对步骤(400)降噪处理后的加速度信号进行合并处理；步骤(600)存储步骤(500)中产生的合并信号值；步骤(700)计算步骤(600)中所述合并信号值的变化量；步骤(710)如果步骤(700)中计算得到的合并信号变化量大于冲击信号的阈值，则进入步骤(800)，如果合并信号变化量小于冲击信号的阈值，则返回步骤(300)；步骤(800)根据步骤(600)采集的所述合并信号值计算静止信号值；步骤(810)比较步骤(800)中得到的静止信号值与平静阈值，如果静止信号值小于平静阈值，则进入步骤(900)，如果静止信号值大于平静阈值，则返回步骤(300)；步骤(900)开启视觉监视系统。2.如权利要求1所述的汽车受冲击信号检测方法，其特征在于，所述加速度传感器与所述单片机集成在同一块印刷电路板中，并安装于汽车内侧顶部。3.如权利要求2所述的汽车受冲击信号检测方法，其特征在于，所述步骤(400)中对加速度信号降噪处理的方式为中值滤波和阈值滤波，滤除单个脉冲噪声和大幅度跳变噪声。4.如权利要求3所述的汽车受冲击信号检测方法，其特征在于，步骤(500)对加速度信号进行合并的方式为加速度的合并信号等于对水平前后方向加速度信号值的平方、水平左右方向加速度信号值的平方和垂直于水平面方向加速度信号值的平方的和开平方根得到的值，消除敲击方向对信号提取的影响。5.如权利要求4所述的汽车受冲击信号检测方法，其特征在于，步骤(600)以移动窗口式存储的步骤(500)中产生的6个合并信号，在第一采集时刻，当前存储的信号为第一合并信号、第二合并信号、第三合并信号、第四合并信号、第五合并信号和第六合并信号，并依照第一合并信号到第六合并信号的顺序依次从前向后排列形成序列；在第二采集时刻，步骤(500)产生第七合并信号，此时，所述第一合并信号至第六合并信号依序向前移动一位，第一合并信号离开存储序列，第七合并信号进入序列的第...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘洪海，李松，蔡海斌，方银锋，陈胜勇，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海,31