[发明专利]一种汽车行驶状态信息采集处理系统及其处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽车状态感知技术领域，特别是关于一种汽车行驶状态信息采集处理系统及其处理方法。

背景技术

现代交通对安全要求的逐步提高推动了汽车及交通控制技术的飞速发展，汽车厂商开发了各种控制系统来提高车辆的行驶安全性，例如：碰撞报警（FCW,Forward Collision Warning）、自适应巡航控制系统(ACC,Adaptive Cruise Control)和智能车速自适应（ISA，Intelligent Speed Adaptation）等驾驶辅助系统。这些驾驶辅助系统通过采集处理环境信息，结合车辆实时运行状况，对行车危险状态进行辨识，从而为驾驶员提供安全信息，必要时还可以采取措施控制汽车，使汽车主动避开危险。由此可见，汽车状态信息采集处理是进行主动安全控制技术研发的基础，汽车安全控制技术利用的信息主要包括以下三个方面：一是汽车自带传感器采集的如速度、节气门开度、油门踏板开度、制动信号、转向灯信号等信息；二是加装的惯性传感器采集的如纵向加速度、横向加速度、横摆角速度、方向盘转角等信息；三是加装的雷达、摄像头采集的如目标纵向相对距离、横向相对距离、相对速度等信息。这些信息来源多样，信号特性不全相同，但都是进行汽车控制的关键状态参数。这就需要开发出一种信息采集处理系统，对表征汽车行驶状态的多元信息进行采集、融合和管理。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种汽车行驶状态信息采集处理系统及其处理方法，该系统能够采集汽车行驶时动力学状态信息、驾驶行为信息和前方目标信息，根据信号统计特性融合对信息进行滤波处理，重新融合，提供给电脑终端，为主动安全控制技术开发提供基础。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种汽车行驶状态信息采集处理系统，其特征在于：它包括主控制器、纵向加速度传感器、横向加速度传感器、横摆角速度传感器、低通滤波单元、前向雷达、方向盘转角传感器、两路汽车CAN总线和电脑终端；主控制器中设置有模数转换单元、车辆状态判断单元、离散卡尔曼滤波单元、信号特征统计单元、CAN信号解析单元和CAN信号重组单元；

纵向加速度传感器、横向加速度传感器、横摆角速度传感器采集汽车运动状态模拟信号，将其经过低通滤波单元处理后传给主控制器的模数转换单元；

模数转换单元将输入的汽车运动状态模拟信号转换成相应的数字信号，将其经过车辆状态判断单元传给离散卡尔曼滤波单元和信号特征统计单元；

前向雷达检测汽车前方目标信息，方向盘转角传感器采集驾驶行为信息；前方目标信息和驾驶行为信息与一汽车CAN总线上的汽车行驶状态信息一起汇总为CAN数字信号，传给主控制器的CAN信号解析单元；

CAN信号解析单元对输入的CAN数字信号进行解析，获取CAN数字信号真实值，将其传给车辆状态判断单元和CAN信号重组单元；

车辆状态判断单元根据CAN数字信号真实值判断汽车当前行驶状态；

信号特征统计单元根据汽车当前行驶状态对输入的汽车运动状态信号进行统计分析，获取信号特征值，将其传给离散卡尔曼滤波单元；

离散卡尔曼滤波单元根据信号特征值对输入的汽车运动状态信号进行矫正和滤波后，传给CAN信号重组单元；

CAN信号重组单元对矫正滤波后的汽车运动状态信号和CAN数字信号真实值进行重构，将其通过另一汽车CAN总线传给电脑终端。

上述系统通过一供电模块实现供电，供电模块包括汽车蓄电池、附加蓄电池、两继电器、仪表常电、逆变器、两熔断器和开关；纵向加速度传感器、横向加速度传感器、横摆角速度传感器、前向雷达、方向盘转角传感器和两汽车CAN总线由主控制器集中供电；主控制器和电脑终端由供电模块供电，电源系统负极均采取就近搭铁；仪表常电由汽车钥匙控制，并连接开关,开关控制两继电器断合；继电器控制汽车蓄电池和附加蓄电池与主控制器和逆变器的连接，为主控制器提供低压电源，通过逆变器给电脑终端提供工作电源。

上述汽车行驶状态信息采集处理系统的处理方法，包括以下步骤：

1）主控制器的模数转换单元将接收的汽车运动状态模拟信号转换成相应的数字信号，经过车辆状态判断单元传给离散卡尔曼滤波单元和信号特征统计单元；

2）主控制器的CAN信号解析单元对接收的CAN数字信号进行解析，获取CAN数字信号真实值；

3）车辆状态判断单元根据CAN信号解析模块提供的CAN数字信号真实值中的汽车车速，判断汽车当前行驶状态：