车辆状态的检测方法、装置、终端、程序产品和运输工具与流程

1.本技术涉及车联网技术领域，具体而言，涉及一种车辆状态的检测方法、装置、终端、程序产品和运输工具。


背景技术：

2.随着无线通信、卫星导航系统、半导体工艺等技术的蓬勃发展，车联网迎来了重大的发展机遇期，随之产生了自动驾驶、v2x等多种技术。在这些技术的实际应用过程中，车辆状态的检测已成为必不可少的步骤，无论是路线规划、行程管理，还是节能降耗、车辆监控等功能的实现，都需要在对车辆的启动和停止做出准确的判断的前提下进行。
3.现有的常规车辆状态检测方案包括摄像头方案、单一的加速度传感器方案和惯导器件加gnss方案。其中，摄像头方案为使用光学器件对车辆周围环境进行拍照，经过算法过滤人、动物等外部活动因素，进行环境背景比对，根据两次比对的结果来判断车辆的运行状态。单一的加速度传感器方案为利用加速度传感器测量车辆的加速度，并进行滤波处理，如果滤波处理的结果不为零，则标识车辆目前处于运动状态。惯导器件加gnss方案为通过惯导器件内部的加速度传感器和陀螺仪获取数据，并结合gnss信息，估算出车辆真实速度进而判断车辆状态。
4.本技术的发明人发现，摄像头方案中摄像头价格较高，而且对车载终端设备的图像处理能力也有一定的算力要求，不利于控制成本；单一的加速度传感器方案则是无法准确判断车辆的静止状态或匀速行驶状态；而惯导器件加gnss方案则对设备的安装位置十分敏感，并且使用前需进行长时间的校准操作，不利于广泛应用。


技术实现要素：

5.本技术提供一种车辆状态的检测方法、装置、终端、程序产品和运输工具，不增加新的硬件设备，保证在低成本的情况下提供高准确度的车辆状态检测数据。
6.根据本技术的一方面，提供一种车辆状态的检测方法，包括：获取车辆的第一速度；获取所述车辆的加速度传感器所处空间的三轴加速度，并对所述三轴加速度进行滤波处理；根据经过滤波处理后的所述三轴加速度，计算复合向量；基于所述复合向量计算预设窗口长度的复合向量方差的差值；根据所述第一速度和所述复合向量方差的差值，确定所述车辆的状态。
7.根据一些实施例，获取所述车辆的加速度传感器所处空间的三轴加速度，并对所述三轴加速度进行滤波处理，包括：获取所述车辆的加速度传感器所处空间坐标系下的x轴加速度、y轴加速度和z轴加速度；对所述x轴加速度、所述y轴加速度和所述z轴加速度进行滤波处理。
8.根据一些实施例，根据经过滤波处理后的所述三轴加速度，计算复合向量，包括：获取经过滤波处理后的所述x轴加速度、所述y轴加速度和所述z轴加速度；计算经过滤波处理后的所述x轴加速度、所述y轴加速度和所述z轴加速度的平方和，并对所述平方和进行开
方得到所述复合向量。
9.根据一些实施例，根据所述第一速度和所述复合向量方差，确定所述车辆的状态，包括：若确定所述第一速度的变化范围在阈值范围内且所述第一速度为非零，则确定所述车辆处于运动状态；若确定所述第一速度为零，则确定所述车辆处于静止状态；若确定所述第一速度的变化范围超出所述阈值范围，则根据所述复合向量方差的差值确定所述车辆的状态。
10.根据一些实施例，根据所述复合向量方差的差值确定所述车辆的状态，包括：若所述复合向量方差的差值大于第一阈值，则确定所述车辆处于运动状态；若所述复合向量方差的差值小于等于所述第一阈值，则确定所述车辆处于静止状态。
11.根据本技术的一方面，提供一种车辆状态的检测装置，包括：gnss模块，用于获取车辆的第一速度；加速度传感器模块，用于获取所述车辆的加速度传感器所处空间的三轴加速度；数据处理模块，根据所述三轴加速度获取复合向量方差，根据所述第一速度和所述复合向量方差确定所述车辆的状态。
12.根据本技术的一方面，提供一种车载终端，包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得一个或多个处理器实现如前述的方法。
13.根据本技术的一方面，提供一种计算机程序产品，包括计算机程序或指令，所述计算机程序或指令被处理器执行时实现如前述的方法。
14.根据本技术的一方面，提供一种运输工具，包括如前述的检测装置或如前述的车载终端。
15.根据本技术的实施例，本技术以加速度传感器结合gnss数据的方式进行车辆状态的检测，使用复合向量的方式消除设备安装位置与角度对检测结果造成的影响，并以方差作为加速度传感器判断车辆状态的指标，大幅提高了检测的准确性。
16.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本技术。
附图说明
17.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例。
18.图1示出根据本技术示例实施例的一种车辆状态的检测系统的示意图。
19.图2示出根据本技术示例实施例的一种车辆状态的检测方法的流程图。
20.图3示出根据本技术示例实施例的获取复合向量方差的流程图。
21.图4示出根据本技术示例实施例的确定车辆状态的流程图。
22.图5示出根据本技术示例实施例的车载终端的框图。
具体实施方式
23.现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施例；相反，提供这些实施例使得本技术将全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示
相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。
24.所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有这些特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方式、组元、材料、装置或操作等。在这些情况下，将不详细示出或描述公知结构、方法、装置、实现、材料或者操作。
25.附图中所示的流程图仅是示例性说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解，而有的操作/步骤可以合并或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。
26.本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
27.本技术提供一种车辆状态的检测方法、装置、终端、程序产品和运输工具，对设备的安装位置无特殊要求，不需要复杂的校准过程，通过加速度传感器与gnss数据结合大幅提高车辆状态检测的准确性，并有效降低成本。
28.下面将参照附图，对根据本技术实施例的一种车辆状态的检测方法、装置、终端、程序产品和运输工具进行详细说明。
29.本技术涉及以下术语。
30.gnss(global navigation satellite system，全球导航卫星系统)：在地球表面或近地空间的任何地点为用户提供全天候的三维坐标和速度以及时间信息的空基无线电导航定位系统。
31.图1示出根据本技术示例实施例的一种车辆状态的检测系统的示意图。
32.如图1所示，检测系统100包括gnss模块110、加速度传感器模块120和数据处理模块130。
33.gnss模块110可接收卫星信号，并获取车辆的定位信息和速度数据等。
34.加速度传感器模块120包括三轴加速度传感器，可获取车辆的加速度传感器所处空间的三轴加速度，即确定在加速度传感器模块120所处空间坐标系下的x轴加速度、y轴加速度和z轴加速度的数值。
35.数据处理模块130通过gnss模块110获取车辆的第一速度的数值，通过加速度传感器模块120获取在加速度传感器模块120所处空间坐标系下的x轴加速度、y轴加速度和z轴加速度的三轴加速度数值，根据第一速度和三轴加速度的数值计算预设窗口长度的复合向量、复合向量方差及复合向量方差的差值。数据处理模块130根据第一速度和复合向量方差的差值确定车辆的状态。
36.图2示出根据本技术示例实施例的一种车辆状态的检测方法的流程图。
37.如图2所示，在步骤s210中，车载终端获取车辆的第一速度。
38.例如，在步骤s210中，车载终端通过gnss模块获取预设时段内车辆的第一速度。预设时段可为1秒。
39.在步骤s220中，车载终端获取车辆的加速度传感器所处空间的三轴加速度，并对三轴加速度进行滤波处理。
40.例如，在步骤s220中，车载终端通过加速度传感器获取在加速度传感器所处空间坐标系下的x轴加速度a
x
、y轴加速度ay和z轴加速度az，并对a
x
、ay和az进行滤波处理，以降低环境噪声对加速度传感器采集的数据的影响。
41.车载终端可通过限幅滤波法对三轴加速度数据进行处理。例如，加速度传感器第n次采集的三轴加速度数据为an，第n+1次采集的三轴加速度数据为a
n+1
，n为自然数，限幅滤波的阈值为第三阈值t3。在|a
n+1-an|＞t3的情况下，若a
n+1
＞an，则a
n+1
＝an+t3；a
n+1
＜an，则a
n+1
＝a
n-t3。在|a
n+1-an|＜t3的情况下，则a
n+1
保持原值不变。
42.可选地，车载终端也可通过中值滤波法、比例滤波法等方法对三轴加速度数据进行处理。
43.在步骤s230中，车载终端根据经过滤波处理后的三轴加速度，计算复合向量。
44.例如，在步骤s230中，车载终端获取经过滤波处理后的三轴加速度。车载终端根据经过滤波处理的x轴加速度acc
x
、y轴加速度accy和z轴加速度accz的数值计算复合向量acc
com
。复合向量acc
com
由下述公式表达：
[0045][0046]
在步骤s240中，车载终端基于复合向量计算预设窗口长度的复合向量方差的差值。
[0047]
例如，在步骤s240中，车载终端根据预设窗口长度，通过加速度传感器采集预设窗口长度的三轴加速度数据，进而计算并获取预设窗口长度的复合向量。车载终端根据预设窗口长度的复合向量，通过方差公式计算预设窗口长度的复合向量方差以及复合向量方差的差值。
[0048]
在步骤s250中，车载终端根据第一速度和复合向量方差的差值，确定车辆的状态。
[0049]
例如，在步骤s250中，车载终端根据第一速度的变化范围是否在阈值范围内以及第一速度是否为零确定车辆处于运动状态或静止状态。若第一速度的变化范围超出阈值范围，则车载终端根据复合向量方差的差值确定车辆的状态。
[0050]
根据本技术的实施例，车载终端通过由gnss模块获取的速度数据和加速度传感器获取的数据相结合，在不增加新硬件设备的前提下，提高了车辆状态检测的准确性。
[0051]
图3示出根据本技术示例实施例的获取复合向量方差的流程图。
[0052]
如图3所示，上述步骤s240包括步骤s241和s242。在步骤s241中，车载终端计算并获取预设窗口长度的复合向量。
[0053]
例如，在步骤s241中，车载终端按预设窗口长度采集gnss模块的速度数据和加速度传感器的三轴加速度数据，通过上述复合向量计算公式，使用三轴加速度数据计算预设窗口长度的复合向量。
[0054]
例如，gnss速度值(即第一速度)vn为1秒采集一次，三轴加速度数据(a
xn
，a
yn
，a
zn
)为20毫秒采集一次。其中，n为数据采集次数(即预设窗口长度)且n为自然数，a
x
为x轴加速度数值、ay为y轴加速度数值，az为z轴加速度数值。在预设窗口长度为50的情况下，车载终端采集的数据如表1所示：
[0055][0056]
表1
[0057]
车载终端对三轴加速度数据(a
x1
，a
y1
，a
z1
)进行限幅滤波处理，得到三轴加速度数据(acc
x1
，acc
y1
，acc
z1
)。车载终端根据上述复合向量计算公式求得复合向量
[0058]
同样地，车载终端可通过上述复合向量计算公式求得复合向量acc
com2
～acc
com50
。
[0059]
在步骤s242中，车载终端根据预设窗口长度的复合向量获得复合向量方差。
[0060]
例如，在步骤s242中，车载终端根据预设窗口长度的复合向量，通过方差公式计算并获得预设窗口长度的复合向量方差。其中，复合向量方差dacc
com
由下述公式表达：
[0061][0062]
其中，acc
com
为复合向量，eacc
com
为预设窗口长度的复合向量的均值，n为预设窗口长度。
[0063]
例如，在预设窗口长度为50的情况下，车载终端根据由步骤s241求得的复合向量acc
com1
～acc
com50
，通过复合方差计算公式求得预设窗口长度的复合方差
[0064]
同样地，车载终端可求得下一预设窗口长度的复合方差dacc
com2
，并计算复合向量方差的差值dacc
com2-dacc
com1
。
[0065]
根据本技术的实施例，车载终端使用复合向量方差标识加速度的波动，从而消除设备安装位置与角度对检测结果造成的影响，并采用复合向量方差的差值作为加速度传感
器判断车辆状态的指标，可更准确地区分车辆处于静止状态或匀速运动状态，并对加速度传感器的安装位置无特殊要求。
[0066]
图4示出根据本技术示例实施例的确定车辆状态的流程图。
[0067]
如图4所示，上述步骤s250包括步骤s251和s252。在步骤s251中，车载终端获取预设窗口长度的第一速度的数值和复合向量方差的差值。
[0068]
例如，在步骤s251中，车载终端通过gnss模块获取预设窗口长度的第一速度的数值，并且根据由加速度传感器采集的加速度传感器所处空间的三轴加速度数据，计算并获取预设窗口长度的复合向量、复合向量方差及复合向量方差的差值。
[0069]
在步骤s252中，车载终端根据预设窗口长度的第一速度的数值和复合向量方差的差值确定车辆的状态。
[0070]
例如，在步骤s252中，车载终端先进入匀速状态判定流程。车载终端预先设定第二阈值t2，若在预设窗口长度采集到的多个第一速度数值均不为零且极差小于t2，则车载终端确定车辆处于匀速状态，进而确定车辆处于运动状态；若在预设窗口长度采集到的多个第一速度数值的极差大于等于t2，则车载终端确定车辆处于非匀速状态。
[0071]
车载终端确定车辆处于非匀速状态后，进一步对第一速度数值是否为零进行判断以确定是否需要进入加速度状态判定流程。若第一速度的数值为零，则车载终端确定车辆处于静止状态，车载终端不进入加速度状态判定流程；若第一速度的数值不为零，则车载终端进入加速度状态判定流程。
[0072]
车载终端进入加速度状态判定流程后，根据预设窗口长度的复合向量方差的差值与预设的第一阈值t1的比较结果判断车辆的状态。若复合向量方差的差值大于t1，则车载终端确定车辆处于运动状态；若复合向量方差的差值小于等于t1，则车载终端确定车辆处于静止状态。
[0073]
例如，在预设窗口长度为50的情况下，车载终端采集的数据如上述表1所示。车载终端设定第一阈值t1为200，第二阈值t2为1，车载终端采集到的gnss速度值(即第一速度)为vn，其中n为自然数且1≤n≤5。
[0074]
在v
n+1-vn＜1，且vn、v
n+1
均不为0的情况下，车载终端确定车辆处于匀速状态；v
n+1-vn≥1的情况下，车载终端确定车辆处于非匀速状态。以及，在复合向量方差的差值acc
comn+1-acc
comn
＞200的情况下，车载终端确定车辆处于运动状态；acc
comn+1-acc
comn
≤200的情况下，车载终端确定车辆处于静止状态。
[0075]
在1-2秒的时间段，第一速度v
2-v1＞1，且v2不为0，车载终端进入加速度状态判定流程。车载终端将三轴加速度数值(a
x1
，a
y1
，a
z1
)～(a
x100
，a
y100
，a
z100
)进行限幅滤波，得到(acc
x1
，acc
y1
，acc
z1
)～(acc
x100
，acc
y100
，acc
z100
)，进而根据复合向量计算公式获得复合向量acc
com1
～acc
com100
。由于预设窗口长度为50，车载终端根据复合向量方差计算公式分别计算复合向量acc
com1
～acc
com50
的复合向量方差dacc
com1
，以及复合向量acc
com50
～acc
com100
的复合向量方差dacc
com2
。若dacc
com2-dacc
com1
＞200，车载终端确定在1-2秒时间段车辆处于运动状态，反之则确定车辆处于静止状态。
[0076]
在2-3秒的时间段，第一速度v
3-v2＞1，且v3不为0，车载终端进入加速度状态判定流程。车载终端将三轴加速度数值(a
x101
，a
y101
，a
z101
)～(a
x150
，a
y150
，a
z150
)进行限幅滤波，得到(acc
x101
，acc
y101
，acc
z101
)～(acc
x150
，acc
y150
，acc
z150
)，进而根据复合向量计算公式获得复
合向量acc
com101
～acc
com150
。由于预设窗口长度为50，车载终端根据复合向量方差计算公式分别计算复合向量acc
com101
～acc
com150
的复合向量方差dacc
com3
。若dacc
com3-dacc
com2
＞200，车载终端确定在2-3秒时间段车辆处于运动状态，反之则确定车辆处于静止状态。
[0077]
同样地，车载终端可确定在3-4秒时间段车辆的状态。
[0078]
在4-5秒的时间段，第一速度v
5-v4＜1，且v4、v5均不为0，车载终端确定车辆处于运动状态，并且处于匀速状态。
[0079]
根据本技术的实施例，车载终端通过加速度传感器获取的三轴加速度数据获得复合向量及复合向量方差，并以复合向量方差的差值结合gnss的速度数据作为判断车辆状态的指标，避免了因gnss模块的零点漂移及加速度传感器对车辆匀速状态和静止状态的误判导致的检测数据的偏差，大幅提升了检测准确性。
[0080]
图5示出根据本技术示例实施例的车载终端的框图。
[0081]
如图5所示，车载终端600仅仅是一个示例，不应对本技术实施例的功能和使用范围带来任何限制。
[0082]
如图5所示，车载终端600以通用计算设备的形式表现。车载终端600的组件可以包括但不限于：至少一个处理单元610、至少一个存储单元620、连接不同系统组件(包括存储单元620和处理单元610)的总线630、显示单元640等。其中，存储单元存储有程序代码，程序代码可以被处理单元610执行，使得处理单元610执行本说明书描述的根据本技术各种示例性实施方式的方法。例如，处理单元610可以执行如图2中所示的方法。
[0083]
存储单元620可以包括易失性存储单元形式的可读介质，例如随机存取存储单元(ram)6201和/或高速缓存存储单元6202，还可以进一步包括只读存储单元(rom)6203。
[0084]
存储单元620还可以包括具有一组(至少一个)程序模块6205的程序/实用工具6204，这样的程序模块6205包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。
[0085]
总线630可以为表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储单元总线或者存储单元控制器、外围总线、图形加速端口、处理单元或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。
[0086]
车载终端600也可以与一个或多个外部设备700(例如键盘、指向设备、蓝牙设备等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该车载终端600交互的设备通信，和/或与使得该车载终端600能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如路由器、调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(i/o)接口650进行。并且，车载终端600还可以通过网络适配器660与一个或者多个网络(例如局域网(lan)，广域网(wan)和/或公共网络，例如因特网)通信。网络适配器660可以通过总线630与车载终端600的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合车载终端600使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、raid系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
[0087]
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施例可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。根据本技术实施例的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是cd-rom，u盘，移动硬盘等)中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备(可以
是个人计算机、服务器、移动终端或者网络设备等)执行根据本技术实施例的方法。
[0088]
软件产品可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以为但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。
[0089]
计算机可读存储介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了可读程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。可读存储介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质，该可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。可读存储介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、有线、光缆、rf等等，或者上述的任意合适的组合。
[0090]
可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本技术操作的程序代码，程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如java、c++等，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“c”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络，包括局域网(lan)或广域网(wan)，连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
[0091]
上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被一个该设备执行时，使得该计算机可读介质实现前述功能。
[0092]
本领域技术人员可以理解上述各模块可以按照实施例的描述分布于装置中，也可以进行相应变化唯一不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。
[0093]
根据本技术的一些实施例，本技术的技术方案采用对加速度传感器采集的加速度传感器所处空间的三轴加速度数据进行复合的方法消除设备安装位置、方向对传感器输出的影响，并根据三轴加速度数据的波动情况使用方差对车辆状态进行标定，结合gnss的速度数据，使得车辆状态检测的准确性大幅提升，并有效降低成本。
[0094]
以上对本技术实施例进行了详细介绍，以上实施例的说明仅用于帮助理解本技术的方法及其核心思想。同时，本领域技术人员依据本技术的思想，基于本技术的具体实施方式及应用范围上做出的改变或变形之处，都属于本技术保护的范围。综上所述，本说明书内容不应理解为对本技术的限制。