[发明专利]基于智能手机的横向驾驶状态检测系统与方法

权利要求书

1.一种基于智能手机的横向驾驶状态检测系统，其特征在于，该系统包括：

数据采集模块，用于采集通过放置于汽车内的智能手机的加速度计、方向传感器和陀螺仪获取的数据；

数据转换模块，用于将数据采集模块采集的数据转换为汽车的状态信息，所述的汽车的状态信息包括汽车的纵向加速度、横向加速度和汽车横摆角速度；并将汽车的横向加速度转换为表征驾驶人横向驾驶状态驾驶行为的特征量：横向驾驶频率和横向驾驶宽度；

横向驾驶趋势判断模块，用于根据汽车的纵向加速度和横摆角判断汽车的横向驾驶趋势；

横向驾驶状态异常确定模块，用于根据横向驾驶频率和横向驾驶宽度判断横向驾驶状态是否异常。

2.根据权利要求1所述的基于智能手机的横向驾驶状态检测系统，其特征在于，所述的数据转换模块的数据转换过程为：

将智能手机的纵向加速度通过转换算法计算出汽车纵向加速度；

将智能手机的陀螺仪获取的横摆角速度通过转化算法计算出汽车的横摆角；

横向驾驶频率为单位时间内汽车的横向加速度绝对值超过设定阈值的次数；

横向驾驶宽度的计算方法包括以下步骤：

（1）由速度V和汽车横向加速度a_x的关系得到弯道半径r

得到：                  

（2）速度、角速度与转弯半径之间的关系

得：                   

（3）计算得到横向驾驶宽度x                  

。

3.根据权利要求1所述的基于智能手机的横向驾驶状态检测系统，其特征在于，所述的横向驾驶趋势判断模块的判断过程为：

若汽车纵向加速度值为正值，则判定驾驶人此时为加速行驶；

若汽车加速行驶且汽车横摆角大于设定阈值，则判定驾驶人有横向驾驶趋势。

4.根据权利要求1所述的横向驾驶趋势判断模块，其特征在于，所述的横向驾驶状态异常确定模块的确定过程为：

当驾驶人有横向驾驶趋势即驾驶车辆有换道或转弯行为时，横向驾驶频率和横向驾驶宽度之一超过设定的阈值，则判定驾驶人横向驾驶状态为危险横向驾驶状态。

5.根据权利要求1所述的基于智能手机的横向驾驶状态检测系统，其特征在于，该系统还包括安全警示模块，用于显示所述横向驾驶异常状态确定模块判定的信息并向驾驶员提供安全警示。

6.一种基于智能手机的横向驾驶状态检测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

（1）采集通过放置于汽车内的智能手机的加速度计、方向传感器和陀螺仪获取的数据；

（2）将智能手机采集的数据转换为汽车的状态信息，所述的汽车的状态信息包括汽车的纵向加速度、横向加速度和横摆角；并将汽车的横向加速度转换为表征驾驶人横向驾驶状态驾驶行为的特征量：横向驾驶频率和横向驾驶宽度；

（3）根据汽车的纵向加速度和横摆角判断汽车的横向驾驶趋势；

（4）根据横向驾驶频率和横向驾驶宽度判断横向驾驶状态是否异常；

（5）显示所述横向驾驶异常状态确定模块判定的信息并向驾驶员提供安全警示。

7.根据权利要求6所述的基于智能手机的横向驾驶状态检测方法，其特征在于，步骤（2）所述的数据转换过程为：

将智能手机的纵向加速度通过转换算法计算出汽车纵向加速度；

将智能手机的陀螺仪获取的横摆角速度通过转化算法计算出汽车的横摆角；

横向驾驶频率为单位时间内汽车的横向加速度绝对值超过设定阈值的次数；

横向驾驶宽度的计算方法包括以下步骤：

（1）由汽车速度V和汽车横向加速度a_x的关系得到弯道半径r

得到：                  ，其中速度V由汽车纵向加速度微分计算获得；

（2）速度、角速度与转弯半径之间的关系

得：                   

（3）计算得到横向驾驶宽度x                  

。