[发明专利]基于车载传感器的车辆碰撞检测系统

权利要求书

1.基于车载传感器的车辆碰撞检测系统，其特征在于，所述的碰撞检测系统包括：

采集模块，所述采集模块实时采集车载传感器数据，车载传感器包括GPS传感器和三轴加速度传感器；

过滤模块，所述过滤模块过滤非碰撞状态，仅保留疑似碰撞的传感器数据片段；

预处理模块，所述预处理模块对原始的传感器数据进行数据校验和去噪处理，消除异常数据点对整体数据质量的影响；

处理器模块，所述处理器模块对预处理后的传感器数据进行数据计算，描述车辆运行状态，当前疑似碰撞发生前后车辆的行驶状态，以及车辆波动状态；所述车辆波动状态由车辆三轴加速度传感器数据的多维统计量组成，主要包括碰撞前后的极值、标准差、穿零点个数、最长同号子区间长度、最长同号子区间积分、连续穿零点极值、碰撞来源方向；

所述穿零点个数指数据穿越零点的次数，数据穿越零点时，相邻两个数据的正负号不同即穿越坐标轴；所述连续穿零点极值以穿零点为基础，考虑相邻的3个数据点，如果这3个点在原始数据中也是相邻的，则认为是连续穿零点，记中间点的绝对值为此处连续穿零值，滑动计算出所有连续穿零点，再对所有连续穿零值求极值可得连续穿零点极值；所述最长同号子区间长度用来描述波动持续的时间，同号子区间由相邻的穿零点分割构成，穿零点构成了同号子区间的边界，最长同号子区间即为所有同号子区间中数据点个数最多的那个，其长度等于该同号子区间内数据点的个数；

分类器模块，所述分类器模块综合利用启发式算法和决策树模型判断车辆碰撞状态；其中，启发式算法的阈值和决策树模型的参数通过收集的碰撞正负样本预先训练得到。

2.如权利要求1所述的基于车载传感器的车辆碰撞检测系统，其特征在于：所述采集模块需要以固定的频率采集疑似碰撞发生时间点前后的数据，全面地描述疑似碰撞发生前后车辆的状态，所述的GPS传感器采集时间戳、经纬度、实时速度信息，采集频率为1HZ；所述三轴加速度传感器采集时间戳、三轴瞬时加速度信息，采集频率为100HZ。

3.如权利要求1所述的基于车载传感器的车辆碰撞检测系统，其特征在于：所述的过滤模块以滑动的固定长度时间窗口分割传感器数据，对每个时间窗口计算三轴加速度传感器数据标准差的最大值，如果最大值小于设定的阈值，则认为车辆处于静止状态；计算静止状态车辆的三轴加速度传感器数据的均值作为校准使用。

4.如权利要求1所述的基于车载传感器的车辆碰撞检测系统，其特征在于：所述的异常数据点包括数据重传、漏传和错传，所述数据重传是指传感器数据对同一个时间点有多份数据，所述数据漏传是指相邻两个数据点的时间间隔大于所设定的阈值，所述预处理模块通过整体数据质量评估去除重传和漏传对结果的影响，通过去噪来解决错传的问题。

5.如权利要求1所述的基于车载传感器的车辆碰撞检测系统，其特征在于：所述的处理器模块通过计算车载传感器启动时刻经纬度、关闭时刻经纬度、最大时速、平均时速、运行时间来定义有效行程，通过GPS传感器数据和三轴加速度传感器数据判别车辆的行驶状态，首先通过GPS传感器数据来判断汽车行驶状态，如果GPS传感器示数大于设定的阈值，则认为GPS信号正常，运行正常，示数可靠，此时车辆处于运行状态，当GPS传感器中的速度小于设定的阈值时，就认为GPS数据处于不可靠状态，此时使用三轴加速度传感器数据作为判断车辆行驶状态的依据，处于静止状态的车辆，三轴加速度传感器的示数都比较平稳，计算三轴加速度传感器的标准差，如果计算得到的值小于设定的阈值，则认为车辆处于静止状态，否则处于运行状态。

6.如权利要求1所述的基于车载传感器的车辆碰撞检测系统，其特征在于：所述的分类器模块先利用启发式算法过滤非碰撞样本，启发式算法过滤典型的平稳状态、颠簸行车状态和开关车门状态，再通过决策树模型对过滤后的样本进行判别预测，精确的判别出车辆碰撞类型。