用于判断车辆运行状态的装置和方法
专利名称：用于判断车辆运行状态的装置和方法
技术领域：
本发明涉及一种导航系统，更特别是，涉及一种方法和设备，其用于使用加速度感 应器和移动物体的速度判断车辆是否倾斜，以判断移动物体是处于水平行驶状态还是处于 上坡/下坡行驶状态，即车辆是否倾斜。
背景技术：
一般来说，导航系统是使用人造卫星向交通运输设备行驶，如汽车，提供信息的系 统。此类导航系统也被称为自动导航系统。典型的导航系统被配置到一个终端，包括存储介质来存储地图数据。此外，导航系 统包括全球定位系统(GPS)接收器来接收GPS信号。导航系统计算车辆的位置，并基于计算的车辆的位置告知用户车辆的当前位置。 此外，导航系统引导从当前位置到用户的所需目的地的最佳路线并引导用户到达所需位 置，向用户提供各种相关沿路信息。计算车辆位置的方法，使用GPS接收器从GPS卫星接收位置数据，并基于接收到的 位置数据计算车辆的当前位置。另一种计算车辆位置的方法，使用安装在车辆上的回转仪感应器(gyrosensor) 和加速度感应器计算车辆的当前位置。在这种情况下，其他方法为，接收GPS信号，基于收 到的GPS信号计算车辆的当前位置，并基于回转仪感应器和加速度感应器检测到的结果纠 正计算出的当前位置。另外，使用加速度感应器判断感应器的坡度值并根据判断的坡度值判断车辆的上 坡情况。为此，所述加速度感应器被垂直地安装在车辆的前面、侧面或底部表面。当车辆处 于水平状态，需要设置加速度感应器的输出值作为初始值的条件。具体来说，使用安装在车辆中或嵌入安装在车辆上的PND型终端的三轴加速度感 应器来判断车辆是否正倾斜，可以使用车辆运行方向附近的Y轴值和垂直于地面的Z轴值 判断车辆的倾斜情况。在这种情况下，当车辆前部上升时，即当车辆处于上坡行驶状态时，作用于Y轴的 重力会增加，从而测增加量值。相反，当该车辆的前部下降，即当车辆处于下坡行驶状态时， Y轴的测量值会减小。在车辆前部上升和车辆前部下降的这两种情况下，Z轴会减小。在传统技术中，当车辆被驾驶时，可通过增加重力的力量和加速/减速的力量来 测量Y轴值。只用测量值测不出倾斜水平。如果可以分开重力的测量值和加速/减速的测量值，可只使用重力的测量值测量 倾斜水平。但是，无法将所述两种力量相互分开。因此，本发明建议了一种方法，其可使用加速度感应器值和当前速度更准确地判 断车辆的行驶状态。
发明内容
技术目的本发明的一个方面提供了一种方法，其可以在车辆的速度在下坡/上坡行驶状态 几乎不变化时，通过考虑几乎不存在或其微弱的加速/减速应用的力量，使用加速度感应 器测量值和车辆的速度变化值，更准确地判断车辆的行驶状态。本发明的其他用途和优势将在下面说明中描述，并可从本发明实施例中得到理 解。同时，本发明的目的和优点，可通过权利要求项及其组合所公开的构成要素实现。技术方案根据本发明的一个方面，提供一种用于判断移动物体行驶状态的设备，所述设备 包括重力值感应器，其感应作用于移动目标上的重力值；速度测量单元，其测量移动物体 的速度；和行驶状态判断单元，其基于重力值和速度，判断移动物体是处于水平行驶状态还 是处于上坡/下坡行驶状态。根据本发明的另一个方面，提供一种判断移动物体行驶状态的方法，所述方法包 括读取感应作用于移动目标上的重力值的加速度感应器的输出值；从速度测量单元读取 所述移动物体的速度；基于输出的重力值和速度，判断移动物体是处于水平行驶状态还是 处于上坡/下坡行驶状态。技术效果根据本发明，提供一种用于判断移动物体行驶状态的新方法，其可以使用加速度 感应器的Y轴测量值和移动物体速度，判断移动物体是否处于上坡/下坡等行驶状态。此外，根据本发明，提供一种用于判断移动物体行驶状态的方法，其可以克服由于 重力测量值和加速/减速的力量反映在加速度感应器测量值中而难以准确地测量移动物 体的行驶状态的传统技术的不足，而且还可以最小化加速度值的影响，不包括加速/减速的 力量几乎不影响的区域中的移动物体上的重力值，从而更准确地判断移动物体的行驶状态。
图1是示出根据本发明一个实施例的使用感应器和速度测量装置判断移动物体 行驶状态的设备的框图；图2是示出根据本发明另一个实施例的使用感应器和速度测量装置判断移动物 体行驶状态的设备的框图；图3是示出根据本发明一个实施例的使用感应器和速度测量装置判断移动物体 行驶状态的方法的流程图；图4是示出根据本发明一个实施例的随着时间推移的移动物体的速度变化和随 着时间推移的感应器的Y轴测量值变化的示图；图5是示出根据本发明一个实施例的随着时间推移的移动物体的速度变化和随 着时间推移的感应器的Y轴测量值变化及其平均变化的示图。
具体实施例方式现在将参照附图中的示例对本发明的实施例进行详细描述，其中相同的参照数字 始终代表相同的元素。下面将对实施例进行说明，以参照数字解释本发明。
图1是示出根据本发明一个实施例的使用感应器和速度测量装置判断移动物体 行驶状态的设备的框图，图2是示出根据本发明另一个实施例的使用感应器和速度测量装 置判断移动物体行驶状态的设备的框图。用于判断移动物体的行驶状态的设备将参照图1详细介绍。所述设备可包括重力值感应器20来感应作用于移动物体上的重力值。安装在车 辆上或嵌入安装在车辆上的PND型终端中的三轴加速度感应器之类的装置，可被用作重力 值感应器20。所述三轴加速度感应器可针对移动物体测量在X、Y和Z轴上的加速度值。所 述三轴加速度感应器可针对移动物体的左右方向匹配X轴，针对移动物体的运行方向匹配 Y轴，并针对移动物体的上下方向匹配Z轴。特别是，根据本发明的一个方面，Χ、Υ、Ζ轴间 的Y轴的测量值可以用来判断移动物体的行驶状态。在这种情况下，由于加速度感应器20 的测量值以模拟信号被输入，判断单元40可将测量值转换成数字信号。为此，其还进一步 包括信号处理单元30以接收加速度感应器20的Y轴测量值，同样地转换为可识别的范围 内的数字信号，且之后将转换的Y轴测量值发送至判断单元40。可创建信号处理单元30作 为模拟至数字(A/D)转换器。此外，根据本发明的一个方面，所述设备可包括速度测量单元10来测量移动物体 的速度。速度测量单元10可使用全球位置系统(GPS)测量速度。在过去由于GPS的原则 在GPS中测量到的速度是关于1秒的速度，因此目前测量的GPS的输出可被识别为在过去 关于1秒的移动物体的速度。此外，根据本发明的一个方面，所述设备可包括判断单元40来使用测量速度和Y 轴测量值判断移动物体当前是处于水平行驶状态还是处于上坡/下坡行驶状态。判断单元 40可进一步包括速度变化量判断单元41，其计算作为在预先设定的参照时间被测量的速 度变化的速度变化量；Y轴值变化量计算单元42，其计算作为对应参照时间的时间被感应 的Y轴测量值变化的Y轴值变化量；和行驶状态判断单元43，其基于所述速度变化量和所 述Y轴值变化量，判断移动物体是处于水平行驶状态还是处于上坡/下坡行驶状态。图2中的设备构建类似于图1的设备。但在图2中，基于速度变化率和Y轴值变 化率判断移动物体的行驶状态，而不是速度变化量和Y轴值变化量。在图2，判断单元40可 包括速度变化率判断单元44和Y轴值变化率判断单元45。在图1中，为基于速度变化变化率和Y轴值变化率判断移动物体的速度行驶状态， 当接收速度和Y轴测量轴的时间段变化时，用于比较速度变化量和Y轴值变化量的参照值 需要被转换。不同于此，在图2，尽管时间段变化，用于比较变化率的参照值可维持一致，且 由此可提高效率。图3是示出根据本发明一个实施例的使用感应器和速度测量装置判断移动物体 行驶状态的方法的流程图。在操作S301，用于判断移动物体行驶状态的设备，可从重力值感应器20 S卩，从三 轴加速度感应器定期读取Y轴测量值和来自速度测量单元10的速度。速度变化和Y轴测 量值变化需要被用来测量移动物体的行驶状态。因此，在操作S302，所述设备可计算作为在 预先设定的参照时间变化的Y轴测量值的Y轴值变化量，和作为对应参照时间的时间被感 应的速度变化的速度变化量。可通过从时间tl内的Y轴测量值减去时间to内的Y轴测量 值计算Y轴测量值的变化量，其中tl > t0。在这种情况下，当Y轴测量值增加，所述值可被判断为正值。相反，当Y轴测量值减少，所述值可被判断为负值。可实时计算所述变化量。 持续检查变化量是增加还是减少了大于预先设定的参照值。在操作S303，所述设备可基于与参照值的差异，判断Y轴测量值是增加还是减少 了大于设置参照值。例如，在判断时，作为的在Y轴测量值中的增加或减少，一个单位时间 (例如一小时)内的Y轴测量值的变化量大于参照值(如15)的情况，可判断从Y轴变化量 减去参照值15获得的值是否大于0。在这种情况下，当在操作S302计算的Y轴变化量是正 值且从Y轴变化量减去参照值15获得的值大于0时，可判断Y轴测量值为增加了超过参照 值。相反，当Y轴变化量是负值，且从Y轴变化量绝对值减去参照值15获得的值大于0，其 可判断为Y轴测量值减少了大于参照值15。如果Y轴变化量在15之内，其可判断Y轴的输 出值几乎没有变化。因此，在操作S305，判断单元40可判断移动物体处于水平行驶状态。当在操作S303判断Y轴测量值为增加，行驶状态可根据速度变化改变。因此，在 操作S304，可检查速度变化是否在参照范围内。当速度变化在参照范围内时，其对应Y轴测 量值增加但速度几乎没有变化的情况。因此，在操作S307，可判断移动物体的行驶状态为上 坡行驶状态。相反，当速度变化在参照范围之外时，在操作S308，可判断所述速度是增加还 是减少了大于参照范围。在这种情况下，当速度增加了大于参照范围时，其对应Y轴的测量 值和速度都增加的情况。因此，在操作S305，可判断移动物体的行驶状态为水平行驶状态。 相反，当速度减少了大于参照范围，其对应Y轴测量值增加但速度减少的情况。由此，在操 作S307，可判断移动物体处于上坡行驶状态。在这种情况下，如操作S303，在判断速度是增 加还是减少了大于参照范围时，可判断从速度变化减去参照范围获得的值是否大于0。当所 述值大于0，可判断速度增加或减少了大于参照值。如上在操作S303所述，速度变化可能为 负值。因此，减少的情况，可判断从速度变化绝对值减去参照值得到的值是否大于0。此外，当在操作S303，判断Y轴测量值为减少时，在操作S306，可以检查速度是否 在参照范围内。当速度变化在参照范围内时，其对应Y轴测量值减少但速度几乎没有变化 的情况。因此，在操作S310，可判断移动物体处于下坡行驶状态。相反，当速度变化在参照 范围之外，在操作S309，可判断速度是增加了还是减少了大于参照范围。在这种情况下，当 速度减少了大于参照范围，其可对应Y轴测量值和速度都减少的情况。因此，在操作S305， 可判断移动物体处于水平行驶状态。相反，当速度增加了超出参照范围，其对应Y轴测量值 减少但速度增加的情况。因此，在操作S310，其可判断移动物体处于下坡行驶状态。以上所述关于图1至图3的实施例，对应使用加速度感应器和速度测量单元判断 移动物体行驶状态的设备的例子。所述设备被提供于更好地理解和描述容易，因此本发明 并不仅限于此。具体来说，很明显精通本技术的人可从所述描述中进行各种修改和变化。图4是示出根据本发明一个实施例的随着时间推移的移动物体的速度变化和随 着时间推移的感应器的Y轴测量值变化的示图。以下，将参照图4详细介绍判断移动物体的行驶状态的方法。在此，假设当测量的 用于参照时间1的变化量大于参照值15，其判断为Y轴测量值为增加或减少了。上述值可 被改为适当的值。在图4，虚线方框区段内是关于Y轴的测量值的时间73740至73741，且变化了一 个小时的Y轴测量值的变化量为18。具体来说，变化量18大于参照值15，因此判断Y轴测 量值增加了大于参照值。在这种情况下，需要判断速度变化量。由于GPS的特征，在过去，约1秒的速度被检测为一个电流输出值。因此，时间73741至时间73742的区段是对应计 算的Y轴变化量的时间。因此，GPS速度变化为-30且其绝对值在参照范围内(如70)。其 相当于Y轴测量值增加但速度没有太大变化的情况。因此，可判断移动物体处于上坡行驶 状态。在图5，rawY表示Y轴测量值，且avgY表示10个Y值的平均值。-25是时间52519 至时间52522的时间段内测量的Y轴测量值的变化量。其绝对值是25，大于参照值15。因 此，其判断Y轴测量值减少了大于参照值。因此，测量对应上面时间段的时间的速度变化 量，作为80，其大于参照范围(例如70)。其对应Y轴测量值减少且以动物体的速度增加了 大于参照范围的情况，因此，可判断移动物体处于下坡行驶状态。根据上面所述的方法，可更准确地判断移动物体是处于水平行驶状态还是处于上 坡/下坡行驶状态。本发明示例性实施例包括计算机可读介质，所述介质包括由计算机实施来执行各 种操作的程序指令。所述介质还可包括，单独或组合的程序指令、数据文件、数据结构、表格 等。所述介质和程序指令，可以是为本发明而特别设计构成的，或者是被计算机软件技术的 人员公知而可以使用的。计算机可读记录介质的例子包括硬盘、软盘和磁带之类的磁介质； CD ROM盘之类的光记录介质；光盘之类的磁光介质；以及只读存储器(ROM)、随机存取存储 器(RAM)等之类的专门配置用于存储和执行程序指令的硬件设备。程序指令的例子，不仅 包括由编译器生成的机器代码之类，还包括含有可由计算机使用解释程序来执行的高级代 码文件。虽然本发明一些实施例已被展示和描述，但是本发明不仅限于所描述的实施例。 相反，本技术领域的技术人员应所述理解，在不脱离本发明原则和精神的范围内可以对实 施例进行改变，其范围由权利要求书及其等同物定义。
权利要求
一种用于判断移动物体的行驶状态的设备，所述设备包括重力值感应器，其感应作用于移动目标上的重力值；速度测量单元，其测量移动物体的速度；和行驶状态判断单元，其基于重力值和速度，判断移动物体是处于水平行驶状态还是处于上坡/下坡行驶状态。
2.如权利要求1所述的设备，其中所述重力值感应器包括加速度感应器，且所述加速度感应器定期感应通过匹配加速度感应器的感应器轴与移动物体的运行方 向获得的Y轴测量值。
3.如权利要求2所述的设备，其中，行驶状态判断单元包括速度变化量判断单元，其计算作为在预先设定的参照时间被测量的速度变化的速度变 化量；Y轴值变化量计算单元，其计算作为对应参照时间的时间被感应的Y轴测量值变化的Y 轴值变化量；和行驶状态判断单元，其基于所述速度变化量和所述Y轴值变化量，判断移动物体是处 于水平行驶状态还是处于上坡/下坡行驶状态。
4.如权利要求3所述的设备，其中，当Y轴测量值增加了大于预先设定参照值且速度变 化量在参照范围内时，所述行驶状态判断单元将移动物体判断为处于上坡行驶状态。
5.如权利要求3所述的设备，其中，当Y轴测量值减少了大于预先设定参照值且速度变 化量在参照范围内时，所述行驶状态判断单元将移动物体判断为处于下坡行驶状态。
6.如权利要求3所述的设备，其中当Y轴测量值增加了大于预先设定参照值且速度变化量减少了超出参照范围时，所述 行驶状态判断单元将移动物体判断为处于上坡行驶状态，和当Y轴测量值减少了大于预先设定参照值且速度变化量增加了超出参照范围时，所述 行驶状态判断单元将移动物体判断为处于下坡行驶状态。
7.如权利要求2所述的设备，其中，行驶状态判断单元包括速度变化率判断单元，其计算作为预先设定的参照时间被测量的速度变化的速度变化率；Y轴值变化率判断单元，其计算作为在对应参照时间的时间被感应的Y轴测量值变化 的Y轴值变化率；行驶状态判断单元，其基于所述速度变化率和所述Y轴值变化率，判断移动物体是处 于水平行驶状态还是处于上坡/下坡行驶状态。
8.如权利要求7所述的设备，其中，当Y轴值变化率是正值且大于预先设定的参照值， 且当速度变化率在参照范围内时，所述行驶状态判断单元将移动物体判断为上坡行驶状 态。
9.如权利要求7所述的设备，其中，当Y轴值变化率是负值且其绝对值大于预先设定的 参照值，且当速度变化率在参照范围内时，所述行驶状态判断单元将移动物体判断为下坡 行驶状态。
10.如权利要求7所述的设备，其中当Y轴值变化率是正值且大于预先设定的参照值，并且速度变化率减少了超出参照范 围时，所述行驶状态判断单元将移动物体判断为处于上坡行驶状态，和当Y轴值变化率是负值且其绝对值大于预先设定的参照值，并且速度变化率增加了超 出参照范围时，所述行驶状态判断单元将移动物体判断为处于下坡行驶状态。
11.如权利要求1所述的设备，进一步包括信号处理单元，其包括模拟至数字(A/D)转换器，以将重力值感应器的输出信号转换 为属于行驶状态判断单元的识别范围的数字信号。
12.如权利要求1所述的设备，其中，所述速度测量单元包括全球定位系统(GPS)。
13.一种判断移动物体行驶状态的方法，所述方法包括读取感应作用于移动目标上的重力值的加速度感应器的输出值；从速度测量单元读取所述移动物体的速度；基于输出的重力值和速度，判断移动物体是处于水平行驶状态还是处于上坡/下坡行 驶状态。
14.如权利要求13所述的方法，其中，所述读取输出值的步骤，定期读取匹配移动物体 运行方向的加速度感应器轴对应的Y轴的输出值。
15.如权利要求14所述的方法，其中，所述判断步骤包括计算作为在预先设定的参照时间所述Y轴值变化的Y轴值变化率和作为在对应参照时 间的时间所述速度变化的速度变化率；和基于所述Y轴值变化率和所述速度变化率，判断移动物体是处于水平行驶状态还是处 于上坡/下坡行驶状态。
16.如权利要求15所述的方法，其中，当Y轴值变化率是正值且大于预先设定的参照 值，且当速度变化率在参照范围内时，所述判断步骤将移动物体判断为上坡行驶状态。
17.如权利要求15所述的方法，其中，当Y轴值变化率是负值且其绝对值大于预先设定 的参照值，且当速度变化率在参照范围内时，所述判断步骤将移动物体判断为下坡行驶状 态。
18.如权利要求15所述的方法，其中当Y轴值变化率是正值且大于预先设定的参照值，并且速度变化率减少了超出参照范 围时，所述判断步骤将移动物体判断为处于上坡行驶状态，和当Y轴值变化率是负值且其绝对值大于预先设定的参照值，并且速度变化率增加了超 出参照范围时，所述判断步骤将移动物体判断为处于下坡行驶状态。
19.一种存储执行根据权利要求13至18的所述任何方法之一的程序格式的计算机可 读记录介质。
全文摘要
本发明提供了一种使用重力值感应器和速度测量装置判断移动物体行驶状态的设备和方法。具体来说，公开了一种设备和方法，其可以使用加速度感应器的Y轴测量值和速度测量单位的速度，判断移动物体是处于水平行驶状态还是处于上坡/下坡行驶状态。
文档编号G01C21/10GK101910795SQ200880123256
公开日2010年12月8日 申请日期2008年6月28日 优先权日2007年11月9日
发明者朴容观, 李权洙 申请人:星克跃尔株式会社
技术领域：
本发明涉及一种导航系统，更特别是，涉及一种方法和设备，其用于使用加速度感 应器和移动物体的速度判断车辆是否倾斜，以判断移动物体是处于水平行驶状态还是处于 上坡/下坡行驶状态，即车辆是否倾斜。
背景技术：
一般来说，导航系统是使用人造卫星向交通运输设备行驶，如汽车，提供信息的系 统。此类导航系统也被称为自动导航系统。典型的导航系统被配置到一个终端，包括存储介质来存储地图数据。此外，导航系 统包括全球定位系统(GPS)接收器来接收GPS信号。导航系统计算车辆的位置，并基于计算的车辆的位置告知用户车辆的当前位置。 此外，导航系统引导从当前位置到用户的所需目的地的最佳路线并引导用户到达所需位 置，向用户提供各种相关沿路信息。计算车辆位置的方法，使用GPS接收器从GPS卫星接收位置数据，并基于接收到的 位置数据计算车辆的当前位置。另一种计算车辆位置的方法，使用安装在车辆上的回转仪感应器(gyrosensor) 和加速度感应器计算车辆的当前位置。在这种情况下，其他方法为，接收GPS信号，基于收 到的GPS信号计算车辆的当前位置，并基于回转仪感应器和加速度感应器检测到的结果纠 正计算出的当前位置。另外，使用加速度感应器判断感应器的坡度值并根据判断的坡度值判断车辆的上 坡情况。为此，所述加速度感应器被垂直地安装在车辆的前面、侧面或底部表面。当车辆处 于水平状态，需要设置加速度感应器的输出值作为初始值的条件。具体来说，使用安装在车辆中或嵌入安装在车辆上的PND型终端的三轴加速度感 应器来判断车辆是否正倾斜，可以使用车辆运行方向附近的Y轴值和垂直于地面的Z轴值 判断车辆的倾斜情况。在这种情况下，当车辆前部上升时，即当车辆处于上坡行驶状态时，作用于Y轴的 重力会增加，从而测增加量值。相反，当该车辆的前部下降，即当车辆处于下坡行驶状态时， Y轴的测量值会减小。在车辆前部上升和车辆前部下降的这两种情况下，Z轴会减小。在传统技术中，当车辆被驾驶时，可通过增加重力的力量和加速/减速的力量来 测量Y轴值。只用测量值测不出倾斜水平。如果可以分开重力的测量值和加速/减速的测量值，可只使用重力的测量值测量 倾斜水平。但是，无法将所述两种力量相互分开。因此，本发明建议了一种方法，其可使用加速度感应器值和当前速度更准确地判 断车辆的行驶状态。
发明内容
技术目的本发明的一个方面提供了一种方法，其可以在车辆的速度在下坡/上坡行驶状态 几乎不变化时，通过考虑几乎不存在或其微弱的加速/减速应用的力量，使用加速度感应 器测量值和车辆的速度变化值，更准确地判断车辆的行驶状态。本发明的其他用途和优势将在下面说明中描述，并可从本发明实施例中得到理 解。同时，本发明的目的和优点，可通过权利要求项及其组合所公开的构成要素实现。技术方案根据本发明的一个方面，提供一种用于判断移动物体行驶状态的设备，所述设备 包括重力值感应器，其感应作用于移动目标上的重力值；速度测量单元，其测量移动物体 的速度；和行驶状态判断单元，其基于重力值和速度，判断移动物体是处于水平行驶状态还 是处于上坡/下坡行驶状态。根据本发明的另一个方面，提供一种判断移动物体行驶状态的方法，所述方法包 括读取感应作用于移动目标上的重力值的加速度感应器的输出值；从速度测量单元读取 所述移动物体的速度；基于输出的重力值和速度，判断移动物体是处于水平行驶状态还是 处于上坡/下坡行驶状态。技术效果根据本发明，提供一种用于判断移动物体行驶状态的新方法，其可以使用加速度 感应器的Y轴测量值和移动物体速度，判断移动物体是否处于上坡/下坡等行驶状态。此外，根据本发明，提供一种用于判断移动物体行驶状态的方法，其可以克服由于 重力测量值和加速/减速的力量反映在加速度感应器测量值中而难以准确地测量移动物 体的行驶状态的传统技术的不足，而且还可以最小化加速度值的影响，不包括加速/减速的 力量几乎不影响的区域中的移动物体上的重力值，从而更准确地判断移动物体的行驶状态。
图1是示出根据本发明一个实施例的使用感应器和速度测量装置判断移动物体 行驶状态的设备的框图；图2是示出根据本发明另一个实施例的使用感应器和速度测量装置判断移动物 体行驶状态的设备的框图；图3是示出根据本发明一个实施例的使用感应器和速度测量装置判断移动物体 行驶状态的方法的流程图；图4是示出根据本发明一个实施例的随着时间推移的移动物体的速度变化和随 着时间推移的感应器的Y轴测量值变化的示图；图5是示出根据本发明一个实施例的随着时间推移的移动物体的速度变化和随 着时间推移的感应器的Y轴测量值变化及其平均变化的示图。
具体实施例方式现在将参照附图中的示例对本发明的实施例进行详细描述，其中相同的参照数字 始终代表相同的元素。下面将对实施例进行说明，以参照数字解释本发明。
图1是示出根据本发明一个实施例的使用感应器和速度测量装置判断移动物体 行驶状态的设备的框图，图2是示出根据本发明另一个实施例的使用感应器和速度测量装 置判断移动物体行驶状态的设备的框图。用于判断移动物体的行驶状态的设备将参照图1详细介绍。所述设备可包括重力值感应器20来感应作用于移动物体上的重力值。安装在车 辆上或嵌入安装在车辆上的PND型终端中的三轴加速度感应器之类的装置，可被用作重力 值感应器20。所述三轴加速度感应器可针对移动物体测量在X、Y和Z轴上的加速度值。所 述三轴加速度感应器可针对移动物体的左右方向匹配X轴，针对移动物体的运行方向匹配 Y轴，并针对移动物体的上下方向匹配Z轴。特别是，根据本发明的一个方面，Χ、Υ、Ζ轴间 的Y轴的测量值可以用来判断移动物体的行驶状态。在这种情况下，由于加速度感应器20 的测量值以模拟信号被输入，判断单元40可将测量值转换成数字信号。为此，其还进一步 包括信号处理单元30以接收加速度感应器20的Y轴测量值，同样地转换为可识别的范围 内的数字信号，且之后将转换的Y轴测量值发送至判断单元40。可创建信号处理单元30作 为模拟至数字(A/D)转换器。此外，根据本发明的一个方面，所述设备可包括速度测量单元10来测量移动物体 的速度。速度测量单元10可使用全球位置系统(GPS)测量速度。在过去由于GPS的原则 在GPS中测量到的速度是关于1秒的速度，因此目前测量的GPS的输出可被识别为在过去 关于1秒的移动物体的速度。此外，根据本发明的一个方面，所述设备可包括判断单元40来使用测量速度和Y 轴测量值判断移动物体当前是处于水平行驶状态还是处于上坡/下坡行驶状态。判断单元 40可进一步包括速度变化量判断单元41，其计算作为在预先设定的参照时间被测量的速 度变化的速度变化量；Y轴值变化量计算单元42，其计算作为对应参照时间的时间被感应 的Y轴测量值变化的Y轴值变化量；和行驶状态判断单元43，其基于所述速度变化量和所 述Y轴值变化量，判断移动物体是处于水平行驶状态还是处于上坡/下坡行驶状态。图2中的设备构建类似于图1的设备。但在图2中，基于速度变化率和Y轴值变 化率判断移动物体的行驶状态，而不是速度变化量和Y轴值变化量。在图2，判断单元40可 包括速度变化率判断单元44和Y轴值变化率判断单元45。在图1中，为基于速度变化变化率和Y轴值变化率判断移动物体的速度行驶状态， 当接收速度和Y轴测量轴的时间段变化时，用于比较速度变化量和Y轴值变化量的参照值 需要被转换。不同于此，在图2，尽管时间段变化，用于比较变化率的参照值可维持一致，且 由此可提高效率。图3是示出根据本发明一个实施例的使用感应器和速度测量装置判断移动物体 行驶状态的方法的流程图。在操作S301，用于判断移动物体行驶状态的设备，可从重力值感应器20 S卩，从三 轴加速度感应器定期读取Y轴测量值和来自速度测量单元10的速度。速度变化和Y轴测 量值变化需要被用来测量移动物体的行驶状态。因此，在操作S302，所述设备可计算作为在 预先设定的参照时间变化的Y轴测量值的Y轴值变化量，和作为对应参照时间的时间被感 应的速度变化的速度变化量。可通过从时间tl内的Y轴测量值减去时间to内的Y轴测量 值计算Y轴测量值的变化量，其中tl > t0。在这种情况下，当Y轴测量值增加，所述值可被判断为正值。相反，当Y轴测量值减少，所述值可被判断为负值。可实时计算所述变化量。 持续检查变化量是增加还是减少了大于预先设定的参照值。在操作S303，所述设备可基于与参照值的差异，判断Y轴测量值是增加还是减少 了大于设置参照值。例如，在判断时，作为的在Y轴测量值中的增加或减少，一个单位时间 (例如一小时)内的Y轴测量值的变化量大于参照值(如15)的情况，可判断从Y轴变化量 减去参照值15获得的值是否大于0。在这种情况下，当在操作S302计算的Y轴变化量是正 值且从Y轴变化量减去参照值15获得的值大于0时，可判断Y轴测量值为增加了超过参照 值。相反，当Y轴变化量是负值，且从Y轴变化量绝对值减去参照值15获得的值大于0，其 可判断为Y轴测量值减少了大于参照值15。如果Y轴变化量在15之内，其可判断Y轴的输 出值几乎没有变化。因此，在操作S305，判断单元40可判断移动物体处于水平行驶状态。当在操作S303判断Y轴测量值为增加，行驶状态可根据速度变化改变。因此，在 操作S304，可检查速度变化是否在参照范围内。当速度变化在参照范围内时，其对应Y轴测 量值增加但速度几乎没有变化的情况。因此，在操作S307，可判断移动物体的行驶状态为上 坡行驶状态。相反，当速度变化在参照范围之外时，在操作S308，可判断所述速度是增加还 是减少了大于参照范围。在这种情况下，当速度增加了大于参照范围时，其对应Y轴的测量 值和速度都增加的情况。因此，在操作S305，可判断移动物体的行驶状态为水平行驶状态。 相反，当速度减少了大于参照范围，其对应Y轴测量值增加但速度减少的情况。由此，在操 作S307，可判断移动物体处于上坡行驶状态。在这种情况下，如操作S303，在判断速度是增 加还是减少了大于参照范围时，可判断从速度变化减去参照范围获得的值是否大于0。当所 述值大于0，可判断速度增加或减少了大于参照值。如上在操作S303所述，速度变化可能为 负值。因此，减少的情况，可判断从速度变化绝对值减去参照值得到的值是否大于0。此外，当在操作S303，判断Y轴测量值为减少时，在操作S306，可以检查速度是否 在参照范围内。当速度变化在参照范围内时，其对应Y轴测量值减少但速度几乎没有变化 的情况。因此，在操作S310，可判断移动物体处于下坡行驶状态。相反，当速度变化在参照 范围之外，在操作S309，可判断速度是增加了还是减少了大于参照范围。在这种情况下，当 速度减少了大于参照范围，其可对应Y轴测量值和速度都减少的情况。因此，在操作S305， 可判断移动物体处于水平行驶状态。相反，当速度增加了超出参照范围，其对应Y轴测量值 减少但速度增加的情况。因此，在操作S310，其可判断移动物体处于下坡行驶状态。以上所述关于图1至图3的实施例，对应使用加速度感应器和速度测量单元判断 移动物体行驶状态的设备的例子。所述设备被提供于更好地理解和描述容易，因此本发明 并不仅限于此。具体来说，很明显精通本技术的人可从所述描述中进行各种修改和变化。图4是示出根据本发明一个实施例的随着时间推移的移动物体的速度变化和随 着时间推移的感应器的Y轴测量值变化的示图。以下，将参照图4详细介绍判断移动物体的行驶状态的方法。在此，假设当测量的 用于参照时间1的变化量大于参照值15，其判断为Y轴测量值为增加或减少了。上述值可 被改为适当的值。在图4，虚线方框区段内是关于Y轴的测量值的时间73740至73741，且变化了一 个小时的Y轴测量值的变化量为18。具体来说，变化量18大于参照值15，因此判断Y轴测 量值增加了大于参照值。在这种情况下，需要判断速度变化量。由于GPS的特征，在过去，约1秒的速度被检测为一个电流输出值。因此，时间73741至时间73742的区段是对应计 算的Y轴变化量的时间。因此，GPS速度变化为-30且其绝对值在参照范围内(如70)。其 相当于Y轴测量值增加但速度没有太大变化的情况。因此，可判断移动物体处于上坡行驶 状态。在图5，rawY表示Y轴测量值，且avgY表示10个Y值的平均值。-25是时间52519 至时间52522的时间段内测量的Y轴测量值的变化量。其绝对值是25，大于参照值15。因 此，其判断Y轴测量值减少了大于参照值。因此，测量对应上面时间段的时间的速度变化 量，作为80，其大于参照范围(例如70)。其对应Y轴测量值减少且以动物体的速度增加了 大于参照范围的情况，因此，可判断移动物体处于下坡行驶状态。根据上面所述的方法，可更准确地判断移动物体是处于水平行驶状态还是处于上 坡/下坡行驶状态。本发明示例性实施例包括计算机可读介质，所述介质包括由计算机实施来执行各 种操作的程序指令。所述介质还可包括，单独或组合的程序指令、数据文件、数据结构、表格 等。所述介质和程序指令，可以是为本发明而特别设计构成的，或者是被计算机软件技术的 人员公知而可以使用的。计算机可读记录介质的例子包括硬盘、软盘和磁带之类的磁介质； CD ROM盘之类的光记录介质；光盘之类的磁光介质；以及只读存储器(ROM)、随机存取存储 器(RAM)等之类的专门配置用于存储和执行程序指令的硬件设备。程序指令的例子，不仅 包括由编译器生成的机器代码之类，还包括含有可由计算机使用解释程序来执行的高级代 码文件。虽然本发明一些实施例已被展示和描述，但是本发明不仅限于所描述的实施例。 相反，本技术领域的技术人员应所述理解，在不脱离本发明原则和精神的范围内可以对实 施例进行改变，其范围由权利要求书及其等同物定义。
权利要求
一种用于判断移动物体的行驶状态的设备，所述设备包括重力值感应器，其感应作用于移动目标上的重力值；速度测量单元，其测量移动物体的速度；和行驶状态判断单元，其基于重力值和速度，判断移动物体是处于水平行驶状态还是处于上坡/下坡行驶状态。
2.如权利要求1所述的设备，其中所述重力值感应器包括加速度感应器，且所述加速度感应器定期感应通过匹配加速度感应器的感应器轴与移动物体的运行方 向获得的Y轴测量值。
3.如权利要求2所述的设备，其中，行驶状态判断单元包括速度变化量判断单元，其计算作为在预先设定的参照时间被测量的速度变化的速度变 化量；Y轴值变化量计算单元，其计算作为对应参照时间的时间被感应的Y轴测量值变化的Y 轴值变化量；和行驶状态判断单元，其基于所述速度变化量和所述Y轴值变化量，判断移动物体是处 于水平行驶状态还是处于上坡/下坡行驶状态。
4.如权利要求3所述的设备，其中，当Y轴测量值增加了大于预先设定参照值且速度变 化量在参照范围内时，所述行驶状态判断单元将移动物体判断为处于上坡行驶状态。
5.如权利要求3所述的设备，其中，当Y轴测量值减少了大于预先设定参照值且速度变 化量在参照范围内时，所述行驶状态判断单元将移动物体判断为处于下坡行驶状态。
6.如权利要求3所述的设备，其中当Y轴测量值增加了大于预先设定参照值且速度变化量减少了超出参照范围时，所述 行驶状态判断单元将移动物体判断为处于上坡行驶状态，和当Y轴测量值减少了大于预先设定参照值且速度变化量增加了超出参照范围时，所述 行驶状态判断单元将移动物体判断为处于下坡行驶状态。
7.如权利要求2所述的设备，其中，行驶状态判断单元包括速度变化率判断单元，其计算作为预先设定的参照时间被测量的速度变化的速度变化率；Y轴值变化率判断单元，其计算作为在对应参照时间的时间被感应的Y轴测量值变化 的Y轴值变化率；行驶状态判断单元，其基于所述速度变化率和所述Y轴值变化率，判断移动物体是处 于水平行驶状态还是处于上坡/下坡行驶状态。
8.如权利要求7所述的设备，其中，当Y轴值变化率是正值且大于预先设定的参照值， 且当速度变化率在参照范围内时，所述行驶状态判断单元将移动物体判断为上坡行驶状 态。
9.如权利要求7所述的设备，其中，当Y轴值变化率是负值且其绝对值大于预先设定的 参照值，且当速度变化率在参照范围内时，所述行驶状态判断单元将移动物体判断为下坡 行驶状态。
10.如权利要求7所述的设备，其中当Y轴值变化率是正值且大于预先设定的参照值，并且速度变化率减少了超出参照范 围时，所述行驶状态判断单元将移动物体判断为处于上坡行驶状态，和当Y轴值变化率是负值且其绝对值大于预先设定的参照值，并且速度变化率增加了超 出参照范围时，所述行驶状态判断单元将移动物体判断为处于下坡行驶状态。
11.如权利要求1所述的设备，进一步包括信号处理单元，其包括模拟至数字(A/D)转换器，以将重力值感应器的输出信号转换 为属于行驶状态判断单元的识别范围的数字信号。
12.如权利要求1所述的设备，其中，所述速度测量单元包括全球定位系统(GPS)。
13.一种判断移动物体行驶状态的方法，所述方法包括读取感应作用于移动目标上的重力值的加速度感应器的输出值；从速度测量单元读取所述移动物体的速度；基于输出的重力值和速度，判断移动物体是处于水平行驶状态还是处于上坡/下坡行 驶状态。
14.如权利要求13所述的方法，其中，所述读取输出值的步骤，定期读取匹配移动物体 运行方向的加速度感应器轴对应的Y轴的输出值。
15.如权利要求14所述的方法，其中，所述判断步骤包括计算作为在预先设定的参照时间所述Y轴值变化的Y轴值变化率和作为在对应参照时 间的时间所述速度变化的速度变化率；和基于所述Y轴值变化率和所述速度变化率，判断移动物体是处于水平行驶状态还是处 于上坡/下坡行驶状态。
16.如权利要求15所述的方法，其中，当Y轴值变化率是正值且大于预先设定的参照 值，且当速度变化率在参照范围内时，所述判断步骤将移动物体判断为上坡行驶状态。
17.如权利要求15所述的方法，其中，当Y轴值变化率是负值且其绝对值大于预先设定 的参照值，且当速度变化率在参照范围内时，所述判断步骤将移动物体判断为下坡行驶状 态。
18.如权利要求15所述的方法，其中当Y轴值变化率是正值且大于预先设定的参照值，并且速度变化率减少了超出参照范 围时，所述判断步骤将移动物体判断为处于上坡行驶状态，和当Y轴值变化率是负值且其绝对值大于预先设定的参照值，并且速度变化率增加了超 出参照范围时，所述判断步骤将移动物体判断为处于下坡行驶状态。
19.一种存储执行根据权利要求13至18的所述任何方法之一的程序格式的计算机可 读记录介质。
全文摘要
本发明提供了一种使用重力值感应器和速度测量装置判断移动物体行驶状态的设备和方法。具体来说，公开了一种设备和方法，其可以使用加速度感应器的Y轴测量值和速度测量单位的速度，判断移动物体是处于水平行驶状态还是处于上坡/下坡行驶状态。
文档编号G01C21/10GK101910795SQ200880123256
公开日2010年12月8日 申请日期2008年6月28日 优先权日2007年11月9日
发明者朴容观, 李权洙 申请人:星克跃尔株式会社
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