一种驾驶行为检测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种驾驶行为检测方法及装置，包括：获取静止加速度数值；获取启动加速度数值；根据启动加速度数值与车辆坐标系得到旋转四元数q；获取运动加速度数值；根据运动加速度数值和静止加速度数值获取行驶加速度数值；通过旋转四元数q将车辆的行驶加速度数值转换得到车辆坐标系的车辆行进加速度数值；根据车辆行进加速度数值得到驾驶行为分析数据。本发明专利技术的有益效果在于：实现了以任意姿态安装传感器设备的条件下，均可获取车辆方向加速度，提高了在驾驶行为检测领域对加速度传感器的利用价值，无论是在设备安装部署的问题上还是数据的利用和分析方面，都更加便利。

A driving behavior detection method and device

【技术实现步骤摘要】
一种驾驶行为检测方法及装置
本专利技术涉及智能驾驶检测
，尤其是指一种驾驶行为检测方法及装置。
技术介绍
作为现代社会的主要交通工具，汽车在人们的交通通行方面扮演着非常重要的角色。汽车虽然给人们带来了移动生活的便利性，但恶劣的驾驶环境、交通拥堵和缺乏良好的车辆保养等都威胁着人们的生命和财产。根据世界卫生组织的统计，交通事故已经成为世界十大死亡原因之一。交通安全在目前的许多国家都是一项重要的问题。研究表明，大多数交通事故都是人为因素造成的，如驾驶员异常的驾驶行为。因此有必要对驾驶员的驾驶行为进行检测，以提醒驾驶员或者上报到信息平台进行预警。实时的驾驶行为检测可以有效提高行车安全。典型的异常驾驶行为有急刹车、急加速、急转弯、翻车、蛇形驾驶等。这些事故都是由酒后驾驶、驾驶员疲劳驾驶以及恶意赛车等引起的。为了提高驾驶员对自身驾驶行为的认识，必要时进行预警，从而避免发生潜在的事故，目前已经有很多驾驶行为检测相关的研究和产品。这些研究和产品，从大的方面来说，主要分为两类：从外部检测和车辆自身检测。前者主要指预先部署在道路上的基础设施或者由交警人员手持便携式的检测仪器进行检测，后者主要指安装在车体上的各种传感及检测设备，实时监控检测本车的驾驶状况。利用3轴加速度传感器和陀螺仪的检测方案，具有低成本、低功耗的优势，传感器对车辆加速度和角速度的采集和异常驾驶行为检测具有强相关性。这种检测方案最大的问题在于当传感器的安装姿态不确定时，传感器自身加速度数据难以直接反映汽车各个方向的加速度。利用加速度计来进行驾驶行为检测的一个关键问题是如何获取车辆前进方向的加速度，也就是如何通过加速度计的数值正确反应车辆各方向的加速度，特别是前进方向的加速度。现有的检测方式，严重依赖于加速度计与车身的相对方位关系，最好的安装方式是加速度计的3轴与车辆所在坐标空间完全重合，这样加速度计的数据才能较为真实的反应车辆加速度。这种安装方式在车身原本就有限的空间中，显得非常局限，通过与汽车厂商合作，将检测设备嵌入到车体内部的方式，在实际推广中也是非常困难的。如何能以任意姿态安装加速度计，仍然能够获取车辆前进方向加速度，是一个技术难点。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种基于四元数的驾驶行为检测方法及装置。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种驾驶行为检测方法，包括：获取车辆处于静止状态时的加速度计坐标系的静止加速度数值；获取车辆第一次启动并加速向前运动时的加速度计坐标系的启动加速度数值；根据加速度计坐标系的启动加速度数值与车辆坐标系得到加速度计坐标系与车辆坐标系的旋转四元数q；获取车辆在行驶过程中的加速度计坐标系的运动加速度数值；根据运动加速度数值和静止加速度数值获取加速度计坐标系的行驶加速度数值；通过旋转四元数q将加速度计坐标系的行驶加速度数值转换得到车辆坐标系的车辆行进加速度数值；根据车辆行进加速度数值进行驾驶行为分析，得到驾驶行为分析数据；判断车辆是否有异常驾驶行为，有则将驾驶行为分析数据根据预设的告警信息进行告警提示。进一步的，在通过旋转四元数q将加速度计坐标系的运动加速度数值转换得到车辆坐标系的车辆行进加速度数值的步骤中，通过四元数转换公式对加速度计坐标系的运动加速度数值进行转换，所述四元数转换公式为：其中，d为车辆坐标系的车辆行进加速度数值的四元数形式，m为加速度计坐标系的启动加速度数值的四元数形式，q为两个三维空间的旋转四元数，q-1为q的逆矩阵，为矩阵的叉乘运算。进一步的，在根据加速度计坐标系的启动加速度数值与车辆坐标系得到加速度计坐标系与车辆坐标系的旋转四元数q的步骤中，还包括设置优化函数f，通过梯度下降算法最小化优化函数f，其中，进一步的，所述梯度下降算法包括迭代次数、迭代速率和迭代精度，其中，迭代次数为4000-6000，迭代速率为0.0001-0.0003，迭代精度为0.0001-0.0003。进一步的，在根据车辆坐标系的车辆行进加速度数值进行驾驶行为分析的步骤之前，还包括通过平均滑动窗口对车辆行进加速度数值进行平滑处理。进一步的，在判断车辆是否有异常驾驶行为，有则将驾驶行为分析数据根据预设的告警信息进行告警提示的步骤之中，还包括将告警信息上传至云端服务器。本专利技术还涉及一种驾驶行为检测装置，包括获取模块、计算模块、转换模块、分析模块、判断模块和提示模块，所述获取模块用于获取车辆处于静止状态时的加速度计坐标系的静止加速度数值，及获取车辆第一次启动并加速向前运动时的加速度计坐标系的启动加速度数值，以及获取车辆在行驶过程中的加速度计坐标系的运动加速度数值；所述计算模块用于根据运动加速度数值和静止加速度数值获取加速度计坐标系的行驶加速度数值；所述转换模块用于根据加速度计坐标系的启动加速度数值与车辆坐标系得到加速度计坐标系与车辆坐标系的旋转四元数q，以及通过旋转四元数q将加速度计坐标系的行驶加速度数值转换得到车辆坐标系的车辆行进加速度数值；所述分析模块用于根据车辆行进加速度数值进行驾驶行为分析，得到驾驶行为分析数据；所述判断模块用于判断车辆是否有异常驾驶行为；所述提示模块用于将驾驶行为分析数据根据预设的告警信息进行告警提示。进一步的，所述计算模块还用于通过四元数转换公式对加速度计坐标系的运动加速度数值进行转换，所述四元数转换公式为：其中，d为车辆坐标系的车辆行进加速度数值的四元数形式，m为加速度计坐标系的启动加速度数值的四元数形式，q为两个三维空间的旋转四元数，q-1为q的逆矩阵，为矩阵的叉乘运算。进一步的，还包括平滑处理模块，所述平滑处理模块用于通过平均滑动窗口对车辆行进加速度数值进行平滑处理。进一步的，还包括通讯模块，所述通讯模块用于将告警信息上传至云端服务器。本专利技术的有益效果在于：实现了以任意姿态安装传感器设备的条件下，均可获取车辆方向加速度，提高了在驾驶行为检测领域对加速度传感器的利用价值，无论是在设备安装部署的问题上还是数据的利用和分析方面，都更加便利。采用本方法能够有效提高基于加速度传感器的驾驶行为检测方案的落地和推广，并且在携带加速度传感器的其他交通领域，也有一定的研究价值。具体实施方式下面对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明，本专利技术中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种驾驶行为检测方法，包括：/n获取车辆处于静止状态时的加速度计坐标系的静止加速度数值；/n获取车辆第一次启动并加速向前运动时的加速度计坐标系的启动加速度数值；/n根据加速度计坐标系的启动加速度数值与车辆坐标系得到加速度计坐标系与车辆坐标系的旋转四元数q；/n获取车辆在行驶过程中的加速度计坐标系的运动加速度数值；/n根据运动加速度数值和静止加速度数值获取加速度计坐标系的行驶加速度数值；/n通过旋转四元数q将加速度计坐标系的行驶加速度数值转换得到车辆坐标系的车辆行进加速度数值；/n根据车辆行进加速度数值进行驾驶行为分析，得到驾驶行为分析数据；/n判断车辆是否有异常驾驶行为，有则将驾驶行为分析数据根据预设的告警信息进行告警提示。/n

【技术特征摘要】
1.一种驾驶行为检测方法，包括：
获取车辆处于静止状态时的加速度计坐标系的静止加速度数值；
获取车辆第一次启动并加速向前运动时的加速度计坐标系的启动加速度数值；
根据加速度计坐标系的启动加速度数值与车辆坐标系得到加速度计坐标系与车辆坐标系的旋转四元数q；
获取车辆在行驶过程中的加速度计坐标系的运动加速度数值；
根据运动加速度数值和静止加速度数值获取加速度计坐标系的行驶加速度数值；
通过旋转四元数q将加速度计坐标系的行驶加速度数值转换得到车辆坐标系的车辆行进加速度数值；
根据车辆行进加速度数值进行驾驶行为分析，得到驾驶行为分析数据；
判断车辆是否有异常驾驶行为，有则将驾驶行为分析数据根据预设的告警信息进行告警提示。


2.如权利要求1所述的驾驶行为检测方法，其特征在于：在通过旋转四元数q将加速度计坐标系的运动加速度数值转换得到车辆坐标系的车辆行进加速度数值的步骤中，通过四元数转换公式对加速度计坐标系的运动加速度数值进行转换，所述四元数转换公式为：



其中，d为车辆坐标系的车辆行进加速度数值的四元数形式，m为加速度计坐标系的启动加速度数值的四元数形式，q为两个三维空间的旋转四元数，q-1为q的逆矩阵，为矩阵的叉乘运算。


3.如权利要求2所述的驾驶行为检测方法，其特征在于：在根据加速度计坐标系的启动加速度数值与车辆坐标系得到加速度计坐标系与车辆坐标系的旋转四元数q的步骤中，还包括设置优化函数f，通过梯度下降算法最小化优化函数f，其中，


4.如权利要求3所述的驾驶行为检测方法，其特征在于：所述梯度下降算法包括迭代次数、迭代速率和迭代精度，其中，迭代次数为4000-6000，迭代速率为0.0001-0.0003，迭代精度为0.0001-0.0003。


5.如权利要求4所述的驾驶行为检测方法，其特征在于：在根据车辆坐标系的车辆行进加速度数值进行驾驶行为分析的步骤之前，还包括通过平均滑动窗口...

【专利技术属性】
技术研发人员：周威，
申请(专利权)人：深圳华强技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44