一种用于检测汽车拨杆位置的转向传感器系统及控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于检测汽车拨杆位置的转向传感器系统及控制方法，该系统安装在汽车的转向拨杆上，包括控制单元，以及与控制单元均相连的加速度传感器和按键；其中：加速度传感器，用于检测汽车拨动转向拨杆时产生的加速度；按键，用于实现按键功能并产生触发信号，控制单元实时检测触发信号；控制单元，用于在检测到按键触发信号后，等待设定时间后开始采集加速度值；在检测到加速度传感器的触发信号后，采集加速度值，通过算法对加速度值进行运算，得到汽车转向状态。本发明专利技术能够准确判断转向拨杆的位置，在将要发生危险转向和变道时，能够及时的向驾驶员发出报警信号，大大提高了驾驶过程的安全性。

Steering sensor system and method for detecting position of automobile swing lever

The invention discloses a sensor for steering system and control method of vehicle detection lever position, the system is installed in the steering rod, which comprises a control unit, the acceleration sensor and the keys, and control unit are all connected; including: acceleration sensors, steering rod produced the acceleration for the detection of auto shifting; the key for the realization of key functions, and the trigger signal generated by the control unit, real-time detection of the trigger signal; the control unit, used to trigger signal to the button in the post test, after the preset time to begin collecting acceleration value; in detected signal trigger acceleration sensor, acceleration acquisition value, calculated by algorithm of acceleration value, get the car steering state. The invention can accurately determine the position of the steering lever, and can give an alarm signal to the driver in time when dangerous turn and lane change occur, thereby greatly improving the safety of the driving process.

【技术实现步骤摘要】
一种用于检测汽车拨杆位置的转向传感器系统及控制方法
本专利技术涉及汽车电子
，尤其涉及一种用于检测汽车拨杆位置的转向传感器系统及控制方法。
技术介绍
目前实现转向状态检测的方法是拆解汽车部件破线接入车辆CAN总线提取汽车转向数据，安装非常麻烦，需要专业汽车维护人员来操作，并且有些汽车的CAN总线加密而导致部分汽车无法提取汽车转向数据，存在一定的适配性。有一部分车载产品需要获取汽车转向状态，例如ADAS(AdvancedDrivingAssistantSystem)，即高级驾驶辅助系统，其代表性企业是以色列的Mobileye。Mobileye的方案是拆解汽车部件破线接入车辆内部的CAN总线来获取转向灯状态。该方法不仅开发成本高，安装维护成本也很高，提供一种简单方便低成本解决方案非常有必要。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于针对现有技术中成本高、效率低、耗时间，且需要拆解汽车接入车辆的CAN总线的缺陷，提供一种用于检测汽车拨杆位置的转向传感器系统及控制方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：本专利技术提供一种用于检测汽车拨杆位置的转向传感器系统，该系统安装在汽车的转向拨杆上，包括控制单元，以及与控制单元均相连的加速度传感器和按键；其中：加速度传感器，用于检测汽车拨动转向拨杆时产生的加速度，并将加速度数据发送给控制单元；按键，用于实现按键功能并产生触发信号，控制单元实时检测触发信号；控制单元，用于通过按键和加速度传感器两种检测方式对汽车转向状态进行检测；按键检测方式：控制单元检测到按键触发信号后，等待设定时间后开始采集加速度值；加速度传感器检测方式：加速度传感器实时检测加速度状态变化，控制单元检测到加速度传感器的触发信号后，采集加速度值，并通过算法消除汽车震动对加速度传感器的干扰，获取一个稳定的加速度值，再通过算法对加速度值进行运算，得到汽车转向状态。进一步地，本专利技术的系统还包括与控制单元相连的供电单元，用于为系统供电并实现功耗管理。进一步地，本专利技术的系统还包括主机，主机与控制单元通过无线的方式相连；主机用于在进行拨杆位置检测前，进行不同状态的加速度值的标定；并接收控制单元得到的汽车转向状态和按键命令，进行转向预警。进一步地，本专利技术的系统还包括与控制单元相连的无线收发单元，用于将汽车转向状态或按键命令通过无线发送到主机。进一步地，本专利技术的系统还包括与主机相连的视频采集模块和预警模块；其中：视频采集模块，用于实时采集车辆前方的视频图像；预警模块，用于根据拨杆状态和车辆前方的视频图像，判断当前的转向变道是否安全，在检测到将要发生危险的转向变道时，向驾驶员发出预警信号。本专利技术提供一种用于检测汽车拨杆位置的转向传感器系统的控制方法，包括以下步骤：S1、车辆静态时，将转向传感器模块安装在汽车的转向拨杆上，通过客户端启动标定过程，记录拨杆处于上、中、下三个位置的三轴加速度数据；S2、初始化：计算拨杆在各个位置之间的运动姿态角，即旋转矩阵，其公式为：其中，和为拨杆两个位置的三轴加速度值，M为一个3X3阶的旋转矩阵，该旋转矩阵包含拨杆两位置间运动信息；初始化计算后，得到拨杆各位置之间运动的一系列旋转矩阵；S3、计算并判别：车辆运动时，将得到的各个旋转矩阵依次与前一拨杆状态时记录的加速度数据矩阵点乘，得到的结果依次与当前拨杆状态的加速度矩阵进行对比，计算两矩阵空间夹角，空间夹角最小者所对应的旋转矩阵即是车辆转向状态判断依据；S4、保存数据：将当前拨杆位置的加速度数据存储，作为下次计算的前一拨杆位置加速度数据；S5、车辆运动过程中，反复执行步骤S3和步骤S4，实时判断车辆的转向意图。进一步地，本专利技术的步骤S1中标定过程的具体方法为：汽车处于静止状态，手松开按键后等待设定时间，使拨杆停止震动处于静止状态；根据客户端的提示，向一侧拨动转向拨杆，短按转向传感器模块的按键，记录按键之后的加速度数据，作为该侧位置的加速度值；完成左转、右转和直行三个位置的加速度值的标定。进一步地，本专利技术的步骤S2中还包括消除汽车震动对加速度计干扰的方法：消除汽车震动干扰的过程称为找静态点，定时采样三个轴的加速度值，采集到一个序列后，开始判断静态点；判断找到静态点的条件为：序列中，X轴任意两点的差值小于阈值；Y轴任意两点的差值小于阈值；Z轴任意两点的差值小于阈值；将每个轴中的点取平均值，就得到了当前的加速度值，然后利用该值去判断汽车拨杆状态。进一步地，本专利技术的步骤S2中计算运动姿态角的方法为：计算三轴加速度传感器的笛卡尔坐标系与大地笛卡尔坐标系的角度值，这个角度值为运动姿态角。本专利技术产生的有益效果是：本专利技术的用于检测汽车拨杆位置的转向传感器系统，通过在使用前进行加速度标定，能够准确的获取各个位置对应的加速度阈值，并根据标定的加速度阈值判断转向拨杆的转向状态；该方法能够准确判断转向拨杆的位置，在将要发生危险转向和变道时，能够及时的向驾驶员发出报警信号，大大提高了驾驶过程的安全性。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1是本专利技术实施例的结构框图；图2是本专利技术实施例的客户端界面示意图；图3是本专利技术实施例的标定操作界面示意图；图4是本专利技术实施例的拨杆操作示意图；图5是本专利技术实施例的方法流程图；图中，1-加速度传感器，2-按键，3-供电单元，4-无线收发单元，5-控制单元，6-主机。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1所示，本专利技术实施例的用于检测汽车拨杆位置的转向传感器系统，该系统安装在汽车的转向拨杆上，包括控制单元，以及与控制单元均相连的加速度传感器和按键；其中：加速度传感器，用于检测汽车拨动转向拨杆时产生的加速度，并将加速度数据发送给控制单元；按键，用于实现按键功能并产生触发信号，控制单元实时检测触发信号；控制单元，用于通过按键和加速度传感器两种检测方式对汽车转向状态进行检测；按键检测方式：控制单元检测到按键触发信号后，等待1s后开始采集加速度值；加速度传感器检测方式：加速度传感器实时检测加速度状态变化，控制单元检测到加速度传感器的触发信号后，采集加速度值，并通过算法消除汽车震动对加速度传感器的干扰，获取一个稳定的加速度值，再通过算法对加速度值进行运算，得到汽车转向状态。该系统还包括与控制单元相连的供电单元，用于为系统供电并实现功耗管理。该系统还包括主机，主机与控制单元通过无线的方式相连；主机用于在进行拨杆位置检测前，进行不同状态的加速度值的标定；并接收控制单元得到的汽车转向状态和按键命令，进行转向预警。该系统还包括与控制单元相连的无线收发单元，用于将汽车转向状态或按键命令通过无线发送到主机。该系统还包括与主机相连的视频采集模块和预警模块；其中：视频采集模块，用于实时采集车辆前方的视频图像；预警模块，用于根据拨杆状态和车辆前方的视频图像，判断当前的转向变道是否安全，在检测到将要发生危险的转向变道时，向驾驶员发出预警信号。在本专利技术的另一个具体实施例中，ADAS预警系统硬件系统方案框图见图1所示，主要包括4个设备：转向传感器模块(蓝牙传感拍照器)、主机、预警模块以及手机AP本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于检测汽车拨杆位置的转向传感器系统，其特征在于，该系统安装在汽车的转向拨杆上，包括控制单元，以及与控制单元均相连的加速度传感器和按键；其中：加速度传感器，用于检测汽车拨动转向拨杆时产生的加速度，并将加速度数据发送给控制单元；按键，用于实现按键功能并产生触发信号，控制单元实时检测触发信号；控制单元，用于通过按键和加速度传感器两种检测方式对汽车转向状态进行检测；按键检测方式：控制单元检测到按键触发信号后，等待设定时间后开始采集加速度值；加速度传感器检测方式：加速度传感器实时检测加速度状态变化，控制单元检测到加速度传感器的触发信号后，采集加速度值，并通过算法消除汽车震动对加速度传感器的干扰，获取一个稳定的加速度值，再通过算法对加速度值进行运算，得到汽车转向状态。

【技术特征摘要】
1.一种用于检测汽车拨杆位置的转向传感器系统，其特征在于，该系统安装在汽车的转向拨杆上，包括控制单元，以及与控制单元均相连的加速度传感器和按键；其中：加速度传感器，用于检测汽车拨动转向拨杆时产生的加速度，并将加速度数据发送给控制单元；按键，用于实现按键功能并产生触发信号，控制单元实时检测触发信号；控制单元，用于通过按键和加速度传感器两种检测方式对汽车转向状态进行检测；按键检测方式：控制单元检测到按键触发信号后，等待设定时间后开始采集加速度值；加速度传感器检测方式：加速度传感器实时检测加速度状态变化，控制单元检测到加速度传感器的触发信号后，采集加速度值，并通过算法消除汽车震动对加速度传感器的干扰，获取一个稳定的加速度值，再通过算法对加速度值进行运算，得到汽车转向状态。2.根据权利要求1所述的用于检测汽车拨杆位置的转向传感器系统，其特征在于，该系统还包括与控制单元相连的供电单元，用于为系统供电并实现功耗管理。3.根据权利要求1所述的用于检测汽车拨杆位置的转向传感器系统，其特征在于，该系统还包括主机，主机与控制单元通过无线的方式相连；主机用于在进行拨杆位置检测前，进行不同状态的加速度值的标定；并接收控制单元得到的汽车转向状态和按键命令，进行转向预警。4.根据权利要求3所述的用于检测汽车拨杆位置的转向传感器系统，其特征在于，该系统还包括与控制单元相连的无线收发单元，用于将汽车转向状态或按键命令通过无线发送到主机。5.根据权利要求3所述的用于检测汽车拨杆位置的转向传感器系统，其特征在于，该系统还包括与主机相连的视频采集模块和预警模块；其中：视频采集模块，用于实时采集车辆前方的视频图像；预警模块，用于根据拨杆状态和车辆前方的视频图像，判断当前的转向变道是否安全，在检测到将要发生危险的转向变道时，向驾驶员发出预警信号。6.一种用于检测汽车拨杆位置的转向传感器系统的控制方法，其特征在于,包括以下步骤：S1、车辆静态时，将转向传感器模块安装在汽车的转向拨杆上，通过客户端启动标定过程，记录...

【专利技术属性】
技术研发人员：兰龙，艾凯，陆兆春，许端，程建伟，
申请(专利权)人：武汉极目智能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42