用于检测车辆俯仰角的设备及其方法技术

本公开包括：车辆状态识别单元，用于使用分别由加速度传感器单元和陀螺仪传感器单元测量的加速度值和角速度值来确定车辆的停止状态、加速状态和驾驶状态；停止状态重力矢量计算单元，用于使用在车辆的停止状态中测量的加速度传感器值来计算停止状态重力矢量值；加速状态车辆加速度矢量计算单元，用于通过从在车辆的加速状态中测量的加速度传感器值减去停止状态重力矢量值来计算车辆加速度矢量值；车辆俯仰角矢量计算单元，其用于通过在车辆移动预定距离时连续加和车辆加速度矢量值来计算车辆俯仰角矢量值；以及车辆俯仰角计算单元，其用于当对应的车辆俯仰角矢量值的幅值等于或大于预设阈值时使用对应的车辆俯仰角矢量值来计算车辆俯仰角。

Apparatus and method for detecting vehicle pitch angle

The disclosure includes: vehicle state identification unit, used respectively by the acceleration sensor unit and a gyro sensor unit measuring acceleration and angular velocity values to determine the vehicle stop state, accelerating state and driving state; stop state of the gravity vector calculation unit, using acceleration sensor in the stopped state of vehicle to calculate the value of stop the state vector gravity value calculation unit; state of the vehicle acceleration vector for acceleration, by subtracting the stopped state vector to calculate the value of gravity acceleration vector value from the acceleration sensor in the accelerating state of the vehicle in the vehicle; pitch angle vector calculation unit, which is used for moving through a predetermined distance in the vehicle when the vehicle acceleration vector value and continuous to calculate the vehicle pitch angle vector value; and the vehicle pitch angle calculation unit, its use When the amplitude of the corresponding vehicle pitch angle vector is equal to or greater than the preset threshold value, the pitch angle of the vehicle is calculated by using the corresponding vehicle pitch angle vector value.

【技术实现步骤摘要】
用于检测车辆俯仰角的设备及其方法
本公开内容涉及用于使用加速度传感器和陀螺仪传感器来检测车辆俯仰角的设备及其方法。
技术介绍
一般地，车辆被提供具有用于在驾驶方向上观察对象并且当在夜间驾驶时向其它车辆或行人通知车辆的驾驶状态的照明系统。车辆的这样的照明系统可以被大致分类成照明灯、信号灯和指示灯。照明灯可以被分类成前灯、倒车灯、雾灯和车内灯。信号灯可以被分类成刹车灯、转向灯和应急灯。指示灯可以被分类成侧灯、示高灯、尾灯、牌照灯和停车灯。这里，也被称为头灯的前灯是照亮正在驾驶的车辆的前方的道路的照明灯，并且其要求在夜间能够识别在车辆的前方100米处的道路上的障碍物的亮度。这样的前灯的标准规范针对每个国家被不同地设置，并且具体地，前灯光束的辐照方向取决于左侧驾驶还是右侧驾驶而被不同地设置。车辆的前灯一般用于执行用于观察对象的照明功能、用于向其他车辆或行人通知车辆的驾驶状态的指令、信号和警告功能等。由于辐照的方向可根据包括道路环境的驾驶条件、车辆条件等而调节，所以传统车辆前灯已经通过向驾驶员提供有利的可见性的尝试而被引入。前灯的垂直移动系统感测车辆的倾斜并且通过高度检测传感器(即被安装在垂直移动系统上的垂直高度传感器)来控制前灯的垂直角度。对于垂直移动，前灯可以被配置有在前灯的前向方向和后向方向中设置的车辆高度传感器、电子控制单元(ECU)以及垂直移动致动器。在这样的情况下，存在的问题在于前灯被配置有多个高价传感器，使得前灯的成本和重量被增大。另外，当由于ECU或车辆高度传感器的故障而更换部件时，存在的缺陷在于额外地需要针对前灯中的每个和车辆高度传感器的校正过程。即，作为用于检测现有车辆的俯仰角的装置的垂直高度传感器，在检测车辆的俯仰角的准确度中存在缺陷。
技术实现思路
为了解决上述问题，本公开内容的目的是要提供用于使用加速度传感器和陀螺仪传感器来检测车辆俯仰角的设备，其与用于检测车辆俯仰角的传统设备的成本相比能够通过在结构高效且成本高效的系统中使用加速度传感器和陀螺仪传感器计算俯仰角来有效地减少成本。为了实现上述目的，根据本公开内容的第一方面，要提供一种用于使用加速度传感器和陀螺仪传感器来检测车辆俯仰角的设备，该设备包括：加速度传感器单元，其被配置为测量车辆的加速度值；陀螺仪传感器单元，其被配置为测量角速度值；车辆状态识别单元，其被配置为使用分别由加速度传感器单元和陀螺仪传感器单元测量的加速度值和角速度值来确定车辆的停止状态、加速状态和驾驶状态；停止状态重力矢量计算单元，其被配置为使用在由车辆状态识别单元确定的停止状态中测量的加速度值来计算停止状态重力矢量值；加速状态车辆加速度矢量计算单元，其被配置为通过从在由车辆状态识别单元确定的加速状态中测量的加速度值减去由停止状态重力矢量计算单元计算的停止状态重力矢量值来计算车辆加速度矢量值；车辆俯仰角矢量计算单元，其被配置为通过在车辆移动预定距离的同时连续地对由加速状态车辆加速度矢量计算单元计算的车辆加速度矢量值进行加和来计算车辆俯仰角矢量值；以及车辆俯仰角计算单元，其被配置为当由车辆俯仰角矢量计算单元计算的对应的车辆俯仰角矢量值的幅值等于或大于预设阈值时使用对应的车辆俯仰角矢量值来计算车辆俯仰角。这里，加速度传感器单元可以优选地被配置有三个加速度传感器，这三个加速度传感器被水平地附接到车辆并且与彼此正交地相交以分别形成X轴、Y轴和Z轴，并且将在车辆的驾驶方向(即，Y轴)和车辆的地面方向(即，Z轴)上的加速度传感器值Ay和Az发送到车辆状态识别单元。优选地，陀螺仪传感器单元可以被配置有三个陀螺仪传感器，三个陀螺仪传感器被被水平地附接到车辆并且与彼此正交地相交以分别形成Rx、Ry和Rz，并且将在俯仰方向上的角速度值发送到车辆状态识别单元。优选地，车辆状态识别单元可以通过从加速度传感器单元接收在车辆的驾驶方向(即，Y轴)和车辆的地面方向(即，Z轴)上的加速度传感器值Ay和Az而基于atan(Ay/Az)的值来计算相对于水平平面的倾斜角度值，并且当所计算的角度值在特定预定时间内被维持没有变化时确定车辆处于停止状态。优选地，当在停止状态中在atan(Ay/Az)的值发生变化时，车辆状态识别单元可以确定车辆处于加速状态。优选地，当在加速状态中由陀螺仪传感器单元测量的角速度值等于或大于预设值或者根据由加速度传感器单元测量的加速度传感器值估计的车辆的移动距离等于或大于预设距离时，车辆状态识别单元可以确定车辆处于驾驶状态。优选地，车辆状态识别单元可以通过从加速度传感器单元接收在车辆的驾驶方向(即，Y轴)和车辆的地面方向(即，Z轴)上的加速度传感器值Ay和Az而基于Atna(Ay/Az)的值来计算相对于水平平面的倾斜角度值，并且当所计算的角度值在特定预定时间内被维持没有变化时确定车辆处于停止状态，并且停止状态重力矢量计算单元可以使用在由车辆状态识别单元确定的车辆的停止状态中测量的加速度传感器值Ay和Az来计算停止状态重力矢量值Gy和Gz。优选地，车辆状态识别单元可以通过从加速度传感器单元接收在车辆的驾驶方向(即，Y轴)和车辆的地面方向(即，Z轴)上的加速度传感器值Ay和Az而基于Atna(Ay/Az)的值来计算相对于水平平面的倾斜角度值，并且当所计算的角度值在特定预定时间内被维持没有变化时确定车辆处于停止状态并且当在停止状态中在Atna(Ay/Az)的值处变化时确定车辆处于加速状态，停止状态重力矢量计算单元可以使用在由车辆状态识别单元确定的车辆的停止状态中测量的加速度传感器值Ay和Az来计算停止状态重力矢量值Gy和Gz，并且加速状态车辆加速度矢量计算单元可以通过从在由车辆状态识别单元确定的车辆的加速状态中测量的加速度传感器值Ay和Az减去由停止状态重力矢量计算单元计算的停止状态重力矢量值Gy和Gz来计算车辆加速度矢量值(Ay-Gy＝Vy)和(Az-Gz＝Vz)。优选地，车辆俯仰角矢量计算单元可以通过连续地对由加速状态车辆加速度矢量计算单元计算的车辆加速度矢量值Vy和Vz进行加和来计算车辆俯仰角矢量值Py和Pz，并且车辆俯仰角计算单元可以当由车辆俯仰角矢量计算单元计算的车辆俯仰角矢量值Py和Pz中的每个的幅值等于或大于预设阈值时基于Atna(Pz/Py)的值来计算车辆俯仰角。根据本公开内容的第二方面，要提供一种用于使用加速度传感器和陀螺仪传感器来检测车辆俯仰角的方法，其包括：(a)分别通过加速度传感器单元和陀螺仪传感器单元来测量加速度值和角速度值；(b)通过车辆状态识别单元使用在操作(a)中测量的加速度值和角速度值来确定车辆的停止状态、加速状态和驾驶状态；(c)通过停止状态重力矢量计算单元使用在操作(b)中确定的车辆的停止状态中测量的加速度传感器值来计算停止状态重力矢量值；(d)通过加速状态车辆加速度矢量计算单元通过从在操作(b)中测量的车辆的加速状态中测量的加速度传感器值减去在操作(c)中计算的停止状态重力矢量值来计算车辆加速度矢量值；(e)通过车辆俯仰角矢量计算单元通过连续地对在操作(d)中计算的车辆加速度矢量值进行加和来计算车辆俯仰角矢量值；以及(f)通过车辆俯仰角计算单元当在操作(e)中计算的对应的车辆俯仰角矢量值的幅值等于或大于预设阈值时使用对应的车辆俯仰角矢量值来本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于使用加速度传感器和陀螺仪传感器来检测车辆俯仰角的设备，所述设备计算所述车辆俯仰角，所述设备包括：加速度传感器单元，其被配置为测量车辆的加速度值；陀螺仪传感器单元，其被配置为测量角速度值；车辆状态识别单元，其被配置为使用分别由所述加速度传感器单元和所述陀螺仪传感器单元测量的所述加速度值和所述角速度值来确定所述车辆的停止状态、加速状态和驾驶状态；停止状态重力矢量计算单元，其被配置为使用在由所述车辆状态识别单元确定的所述停止状态中测量的加速度值来计算停止状态重力矢量值；加速状态车辆加速度矢量计算单元，其被配置为通过从在由所述车辆状态识别单元确定的所述加速状态中测量的加速度值减去由所述停止状态重力矢量计算单元计算的所述停止状态重力矢量值来计算车辆加速度矢量值；车辆俯仰角矢量计算单元，其被配置为通过在所述车辆移动预定距离的同时连续地对由所述加速状态车辆加速度矢量计算单元计算的所述车辆加速度矢量值进行加和来计算车辆俯仰角矢量值；以及车辆俯仰角计算单元，其被配置为当由所述车辆俯仰角矢量计算单元计算的对应的车辆俯仰角矢量值的幅值等于或大于预设阈值时使用所述对应的车辆俯仰角矢量值来计算车辆俯仰角。...

【技术特征摘要】
2015.12.14 KR 10-2015-01785931.一种用于使用加速度传感器和陀螺仪传感器来检测车辆俯仰角的设备，所述设备计算所述车辆俯仰角，所述设备包括：加速度传感器单元，其被配置为测量车辆的加速度值；陀螺仪传感器单元，其被配置为测量角速度值；车辆状态识别单元，其被配置为使用分别由所述加速度传感器单元和所述陀螺仪传感器单元测量的所述加速度值和所述角速度值来确定所述车辆的停止状态、加速状态和驾驶状态；停止状态重力矢量计算单元，其被配置为使用在由所述车辆状态识别单元确定的所述停止状态中测量的加速度值来计算停止状态重力矢量值；加速状态车辆加速度矢量计算单元，其被配置为通过从在由所述车辆状态识别单元确定的所述加速状态中测量的加速度值减去由所述停止状态重力矢量计算单元计算的所述停止状态重力矢量值来计算车辆加速度矢量值；车辆俯仰角矢量计算单元，其被配置为通过在所述车辆移动预定距离的同时连续地对由所述加速状态车辆加速度矢量计算单元计算的所述车辆加速度矢量值进行加和来计算车辆俯仰角矢量值；以及车辆俯仰角计算单元，其被配置为当由所述车辆俯仰角矢量计算单元计算的对应的车辆俯仰角矢量值的幅值等于或大于预设阈值时使用所述对应的车辆俯仰角矢量值来计算车辆俯仰角。2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述加速度传感器单元被配置有三个加速度传感器，所述三个加速度传感器被水平地附接到所述车辆并且与彼此正交地相交以分别形成X轴、Y轴和Z轴，并且将在所述车辆的驾驶方向(即，Y轴)和所述车辆的地面方向(即，Z轴)上的加速度传感器值Ay和Az发送到所述车辆状态识别单元。3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述陀螺仪传感器单元被配置有三个陀螺仪传感器，所述三个陀螺仪传感器被被水平地附接到所述车辆并且与彼此正交地相交以分别形成Rx、Ry和Rz，并且将在所述俯仰方向上的所述角速度值发送到所述车辆状态识别单元。4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述车辆状态识别单元通过从所述加速度传感器单元接收在所述车辆的驾驶方向(即，所述Y轴)和所述车辆的地面方向(即，所述Z轴)上的所述加速度传感器值Ay和Az而基于Atna(Ay/Az)的值来计算相对于水平平面的倾斜角度值，并且当所计算的角度值在特定预定时间内被维持没有变化时确定所述车辆处于所述停止状态。5.根据权利要求4所述的设备，其中，当在所述停止状态中在Atna(Ay/Az)的值发生变化时，所述车辆状态识别单元确定所述车辆处于所述加速状态。6.根据权利要求4所述的设备，其中，当在所述加速状态中由所述陀螺仪传感器单元测量的所述角速度值等于或大于预设值或者根据由所述加速度传感器单元测量的所述加速度传感器值Ay和Az估计的所述车辆的移动距离等于或大于预设距离时，所述车辆状态识别单元确定所述车辆处于所述驾驶状态。7.根据权利要求1所述的设备，其中，所述车辆状态识别单元通过从所述加速度传感器单元接收在所述车辆的驾驶方向(即，所述Y轴)和所述车辆的地面方向(即，所述Z轴)上的所述加速度传感器值Ay和Az而基于Atna(Ay/Az)的值来计算相对于水平平面的倾斜角度值，并且当所计算的角度值在特定预定时间内被维持没有变化时确定所述车辆处于所述停止状态，并且所述停止状态重力矢量计算单元使用在由所述车辆状态识别单元确定的所述车辆的停止状态中测量的所述加速度传感器值Ay和Az来计算停止状态重力矢量值Gy和Gz。8.根据权利要求1所述的设备，其中，所述车辆状态识别单元通过从所述加速度传感器单元接收在所述车辆的所述驾驶方向(即，所述Y轴)和所述车辆的所述地面方向(即，所述Z轴)上的所述加速度传感器值Ay和Az而基于Atna(Ay/Az)的值来计算相对于水平平面的倾斜角度值，并且当所计算的角度值在特定预定时间内被维持没有变化时确定所述车辆处于所述停止状态并且当在所述停止状态中在Atna(Ay/Az)的值发生变化时确定所述车辆处于所述加速状态，所述停止状态重力矢量计算单元使用在由所述车辆状态识别单元确定的所述车辆的停止状态中测量的所述加速度传感器值Ay和Az来计算停止状态重力矢量值Gy和Gz，并且所述加速状态车辆加速度矢量计算单元通过从在由所述车辆状态识别单元确定的所述车辆的所述加速状态中测量的所述加速度传感器值Ay和Az减去由所述停止状态重力矢量计算单元计算的所述停止状态重力矢量值Gy和Gz来计算车辆加速度矢量值(Ay-Gy＝Vy)和(Az-Gz＝Vz)。9.根据权利要求8所述的设备，其中，所述车辆俯仰角矢量计算单元通过连续地对由所述加速状态车辆加速度矢量计算单元计算的所述车辆加速度矢量值Vy和Vz进行加和来计算车辆俯仰角矢量值Py和Pz，并且所述车辆俯仰角计算单元当由所述车辆俯仰角矢量计算单元计算的所述车辆俯仰...

【专利技术属性】
技术研发人员：李钟润，
申请(专利权)人：奥特润株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR