[發明專利]基于遺傳算法的自動識別OBD設備在車輛中安裝方向的方法

有效

• 申請號: 201510082918.X
• 申請日: 2015-02-15
• 公開（公告）號: CN104729454A
• 公開（公告）日: 2015-06-24
• 發明（設計）人: 田雨農;穆星元;蒼柏;李剛
• 申請（專利權）人: 大連樓蘭科技股份有限公司
• 主分類號: G01C1/00
• 分類號: G01C1/00
• 代理公司: 大連智高專利事務所(特殊普通合伙) 21235
• 代理人: 李猛

1.基于遺傳算法的自動識別OBD設備在車輛中安裝方向的方法，其特征在于，包括如下步驟：

A、開始時OBD設備的坐標系是一個非水平的坐標系，利用加速度計輸出的ax、ay和az，計算OBD設備的不水平度θ和γ；

θ=sin-1-axax2+ay2+az2]]>

γ=tan-1ayaz]]>

其中，ax、ay和az分別表示加速度計x軸、y軸和z軸輸出的加速度，θ表示俯仰角，γ表示橫滾角；

B、根據非水平的坐標系下加速度計輸出的ax、ay和az與陀螺儀輸出的gx、gy和gz，計算水平坐標系下的加速度計輸出的Ax、Ay和Az與陀螺儀三軸輸出的Gx、Gy和Gz；

B1、計算加速度計水平坐標系下的輸出：

Ax＝ax*cosθ+ay*sinθ*sinγ+az*sinθ*cosγ

Ay＝ay*cosγ-az*sinγ

Az＝-ax*sinθ+ay*cosθ*sinγ+az*cosθ*cosγ

B2、計算陀螺儀水平坐標系下的輸出:

Gx＝gx*cosθ+gy*sinθ*sinγ+gz*sinθ*cosγ

Gy＝gy*cosγ-gz*sinγ

Gz＝-gx*sinθ+gy*cosθ*sinγ+gz*cosθ*cosγ

其中，Ax、Ay和Az分別表示在水平坐標系下加速度計x軸、y軸和z軸輸出的加速度，Gx、Gy和Gz分別表示在水平坐標系下陀螺儀x軸、y軸和z軸輸出的角速度；

C、如果陀螺儀的輸出積分，大于10°則認定為發生了轉彎：

Sum＝∑Gz

其中，Sum表示為陀螺儀的輸出積分；

D、在轉彎過程中，陀螺儀輸出的Gz達到峰值時加速度計的輸出Ax，Ay作為轉彎過程中OBD設備的離心力，即為遺傳算法中各個染色體的適應度；

E、將染色體適應度Ax、Ay帶入遺傳算法中進行計算，經過4-5代的遺傳，4個個體Rx、Ry、Lx和Ly中加權值最大的，是OBD設備在車輛中的真實安裝方向，其中Rx表示x軸指向右側、Ry表示y軸指向右側、Lx表示x軸指向左側、Ly表示y軸指向左側。

2.根據權利要求1所述的基于遺傳算法的自動識別OBD設備在車輛中安裝方向的方法，其特征在于，在所述的步驟D中，加速度計與陀螺儀的初始坐標系是一個右手坐標系，其相對車輛存在4種變化，即存在4個個體Rx、Ry、Lx和Ly組成的種群：

D1：當發生左轉彎時：

X軸指向右側，則加速度計輸出的Ax為一個小于0的數值；X軸指向左側時，則加速度計輸出的Ax為一個大于0的數值；根據此時加速度計輸出的數值與0比較，大于0，則將Ax作為個體Lx的適應度F_lx，此時個體Rx完全不適應，所以將0作為此次Rx的適應度F_rx；

Y軸指向右側，則加速度計輸出的Ay為一個小于0的數值；Y軸指向左側時，則加速度計輸出的Ay為一個大于0的數值；根據此時加速度計輸出的數值與0比較，大于0，則將Ay作為個體Ly的適應度F_ly，此時個體Ry完全不適應，所以將0作為此次Ry的適應度F_ry；

D2：當發生右轉彎時：

X軸指向右側，則加速度計輸出的Ax為一個大于0的數值；X軸指向左側時，則加速度計輸出的Ax為一個小于0的數值；根據此時加速度計輸出的數值與0比較，大于0，則將Ax作為個體Rx的適應度F_rx，此時個體Lx完全不適應，所以將0作為此次Lx的適應度F_lx；

Y軸指向右側，則加速度計輸出的Ay為一個大于0的數值；Y軸指向左側時，則加速度計輸出的Ay為一個小于0的數值；根據此時加速度計輸出的數值與0比較，大于0，則將Ay作為個體Ry的適應度F_ry，此時個體Ly完全不適應，所以將0作為此次Ly的適應度F_ly。3、根據權利要求1所述的基于遺傳算法的自動識別OBD設備在車輛中安裝方向的方法，其特征在于，在步驟E中使用輪盤賭選擇法選擇個體，首先計算各個個體的選擇概率:

個體Rx的選擇概率P_rx：

Prx=FrxFrx+Flx+Fry+Fly]]>

個體Lx的選擇概率P_lx：

Plx=FlxFrx+Flx+Fry+Fly]]>

個體Ry的選擇概率P_ry：

Pry=FryFrx+Flx+Fry+Fly]]>

個體Ly的選擇概率P_ly：

Ply=FlyFrx+Flx+Fry+Fly]]>

每一輪輪盤賭產生一個[0，1]的均勻隨機數，將該隨機數作為選擇指針來確定被選擇個體，Rx的區間為0：P_rx，Lx的區間為P_rx：(P_lx+P_rx)，Ry的區間為(P_lx+P_rx)：(P_lx+P_rx+P_ry)，Ly的區間為(P_lx+P_rx+P_ry)：1，根據每次產生的隨機數在哪個區間，則該個體在該輪輪盤賭被選中一次；進行多輪輪盤賭后，將被選中的各個個體次數做加權：

Ti=2ni]]>

其中，n_i為被選擇中個體的次數，T_i為該個體的加權值；當某個個體的加權值多次相加的和超過設定的閾值時，則認為此個體為最優個體，即此個體所代表的相應坐標系即為車載OBD設備的安裝方向。