一种基于重力向量和角速度向量的汽车变道识别方法技术

本发明专利技术公开了一种基于重力向量和角速度向量的汽车变道识别方法，包括下述步骤：通过固定在车上的六轴传感器得到重力向量及角速度向量，读取六轴传感器的四元数及角速度向量，计算六轴传感器的重力向量，再进行水平面和上坡面校准得到六轴传感器坐标系旋转到车辆坐标系的转换参数，通过转换参数把六轴传感器的重力向量及角速度向量映射成车辆的重力向量及角速度向量，运用角速度判断驾驶方向是否已经偏航并计算偏航时段特征；然后进行偏航时段过滤，寻找可能变道组合；最后匹配最优的变道操作，输出变道的类型。本发明专利技术使用重力向量可以计算出汽车的空间状态如水平、倾斜、上坡、下坡等，使用角速度向量识别车辆变道，能够提高行车安全及驾驶技能。

【技术实现步骤摘要】
一种基于重力向量和角速度向量的汽车变道识别方法
本专利技术涉及汽车变道识别的研究领域，特别涉及一种基于重力向量和角速度向量的汽车变道识别方法。
技术介绍
随着城市车辆数量的逐渐增多，道路的车辆也越来越多，交通越来越堵塞，在车辆拥挤的交通道路上，车辆可能会以多种情况进行变道，可能是前方建设需要，可能是前方的交通事故，也可能仅仅是因为想超车。违法变道是很常见的一种交通违规事件，据统计有超过半数的交通事故都和违法变道有关系，由此可见其危害性巨大。所以违法变道的检测具有重要的实际意义。传统的交通事件检测系统需在道路下面物理埋设大量环形线圈检测器或在路边安装超声波检测器。它们的缺点环形线圈检测器需要破环现有的公路地面以安装地感线圈，都存在工作寿命、使用环境及可靠性不足的问题。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于重力向量和角速度向量的汽车变道识别方法。为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种基于重力向量和角速度向量的汽车变道识别方法，包括下述步骤：(1)通过固定在车上的六轴传感器得到重力向量及角速度向量，读取六轴传感器的四元数及角速度向量；(2)根本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于重力向量和角速度向量的汽车变道识别方法，其特征在于，包括下述步骤：(1)通过固定在车上的六轴传感器得到重力向量及角速度向量，读取六轴传感器的四元数及角速度向量；(2)根据四元数计算出六轴传感器的重力向量；(3)进行水平面校准，使得六轴传感器的空间坐标系的水平面与汽车的空间坐标系水平面平行；(4)进行上坡面校准，使得水平面的坐标系重合；(5)经过校准后得到了汽车的重力向量及角速度向量，判断方向是否已经偏航，若是则转至步骤(6)，若否则转至步骤(1)；(6)计算偏航时段特征，所述偏航时段为从汽车方向发生改变到重新回到直线行驶的时段；(7)偏航时段过滤，按照时段出现的先后顺序得到了变道的候选...

【技术特征摘要】
1.一种基于重力向量和角速度向量的汽车变道识别方法，其特征在于，包括下述步骤：(1)通过固定在车上的六轴传感器得到重力向量及角速度向量，读取六轴传感器的四元数及角速度向量；(2)根据四元数计算出六轴传感器的重力向量；(3)进行水平面校准，使得六轴传感器的空间坐标系的水平面与汽车的空间坐标系水平面平行；(4)进行上坡面校准，使得水平面的坐标系重合；(5)经过校准后得到了汽车的重力向量及角速度向量，判断方向是否已经偏航，若是则转至步骤(6)，若否则转至步骤(1)；(6)计算偏航时段特征，所述偏航时段为从汽车方向发生改变到重新回到直线行驶的时段；(7)偏航时段过滤，按照时段出现的先后顺序得到了变道的候选偏航序列；(8)寻找可能的变道组合，筛选出所有可能的偏航时段组合，得到变道候选组合；(9)变道操作最优匹配；(10)输出变道的类型，跳转至步骤(1)。2.根据权利要求1所述的基于重力向量和角速度向量的汽车变道识别方法，其特征在于，步骤(2)中，假设六轴传感器的四元数为(q1,q2,q3,q4)，角速度向量为(rx,ry,rz)，通过以下公式得到重力向量(gx,gy,gz)：gx＝2*(q2*q4-q1*q3)；gy＝-2*(q1*q2+q3*q4)；gz＝q1*q1-q2*q2-q3*q3+q4*q4；其中每隔固定时长读取一次数据。3.根据权利要求1所述的基于重力向量和角速度向量的汽车变道识别方法，其特征在于，步骤(3)中，水平面校准的具体步骤为：(3.1)把汽车停放在水平地面上，记录下六轴传感器的重力向量(cgx0,cgy0,cgz0)，记此时汽车的重力向量为(vgx0,vgy0,vgz0)，其中vgx0＝0,vgy0＝0,vgz0＝-g，g表示重力单位值，六轴传感器的重力向量通过两步旋转来得到汽车的重力向量：(3.1.1)绕Z轴旋转角度α，使得六轴传感器的重力向量为因此得到：求解方程组(1)得到旋转角度α；(3.1.2)经过(3.1.1)之后，绕X轴旋转角度β，使得六轴传感器的重力向量为其中因此得到：1求解方程组(2)得到旋转角度β；(3.2)进行水平面旋转：在得到水平面校准角度α、β后，其他任意时刻下，由六轴传感器的重力向量(cgx,cgy,cgz)及角速度向量(crx,cry,crz)得到汽车的重力向量(vgx,vgy,vgz)及角速度向量(crx,cry,crz)：4.根据权利要求3所述的基于重力向量和角速度向量的汽车变道识别方法，其特征在于，步骤(4)中，上坡面校准的具体步骤为：(4.1)把车辆停放于斜坡上，保持车左右两边水平，记录下六轴传感器的重力向量(cgx1,cgy1,cgz1)，经过步骤(3.2)的水平面旋转后组件的重力向量记为(cgx2,cgy2,cgz2)，当汽车置于上坡面时，车辆的重力向量为六轴传感器重力向量绕Z轴旋转θ角度后可得到汽车重力向量，因此：求解方程组(4)得到旋转角度θ；(4.2)上坡面旋转；在得到上坡...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘锬，令狐铁民，邱珠成，
申请(专利权)人：广州通易科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44