CN112763117A - 一种触碰检测方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本文公开了一种触碰检测方法及装置。所述触碰检测方法,包括:通过弹性波传感器检测触碰信号并转换为多个频段的待识别电信号;根据所述多个频段的待识别电信号的特征生成待识别电信号特征集,将所述待识别电信号特征集与预设的触碰特征库中的参考信号特征集进行比对,根据比对结果确定所述触碰信号是否为有效触碰信号。本文的技术方案能够在触碰检测时快速识别出有效的触碰信息,过滤掉无效的触碰信息。
Description
技术领域
本发明涉及传感器检测技术领域,尤其涉及的是一种触碰检测方法及装置。
背景技术
随着汽车工业的发展,人们越来越关注车辆行驶的安全性。由于道路交通的复杂性,经常会出现碰撞事故。
汽车行车记录仪依靠摄像头记录行车过程中的影像数据,只能对车辆四周情况做不间断记录和识别,但是无法判断碰撞是否确实发生,当碰撞发生时,并不能在第一时间进行报警或通知远程监控平台。
随着新型传感器的发展,目前出现一种触碰定位装置,该装置在车体的几个重要部位安装了传感器,当任何一个部位的传感器检测到有碰撞时都会上报汽车中央控制***或远程监控平台采取紧急救助措施。
但是,上述触碰定位装置只检测碰撞发生,并不区分碰撞类型,所以即使是路面弹起的小石子碰到车身,也会导致报警。由于报警过于频繁而影响了用户体验。
发明内容
本文提供一种触碰检测方法及装置,能够在触碰检测时快速识别出有效的触碰信息,过滤掉无效的触碰信息。
根据本申请的第一方面,本发明实施例提供一种触碰检测方法,包括:
通过弹性波传感器检测触碰信号并转换为多个频段的待识别电信号;
根据所述多个频段的待识别电信号的特征生成待识别电信号特征集,将所述待识别电信号特征集与预设的触碰特征库中的参考信号特征集进行比对,根据比对结果确定所述触碰信号是否为有效触碰信号。
根据本申请的第二方面,本发明实施例提供一种触碰检测装置,包括:一个或多个弹性波传感器、存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的触碰检测程序,所述触碰检测程序被所述处理器执行时实现上述触碰检测方法的步骤。
根据本申请的第三方面,本发明实施例提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有触碰检测程序,所述触碰检测程序被处理器执行时实现上述触碰检测方法的步骤。
与相关技术相比,本发明实施例提供的一种触碰检测方法及装置,通过弹性波传感器检测触碰信号并转换为多个频段的待识别电信号,根据所述多个频段的待识别电信号的特征生成待识别电信号特征集,将所述待识别电信号特征集与预设的触碰特征库中的参考信号特征集进行比对,根据比对结果确定所述触碰信号是否为有效触碰信号。本发明实施例的技术方案能够在触碰检测时快速识别出有效的触碰信息,过滤掉无效的触碰信息。
附图说明
图1为本发明实施例1的一种触碰检测方法的流程图;
图2为本发明实施例2的一种触碰检测装置的示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机***中执行。并且,虽然在流程图中示出了逻辑顺序,但是在某些情况下,可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
实施例1
如图1所示,本发明实施例提供了一种触碰检测方法,包括:
步骤S110,通过弹性波传感器检测触碰信号并转换为多个频段的待识别电信号;
步骤S120,根据所述多个频段的待识别电信号的特征生成待识别电信号特征集,将所述待识别电信号特征集与预设的触碰特征库中的参考信号特征集进行比对,根据比对结果确定所述触碰信号是否为有效触碰信号;
在上述实施方式中,通过弹性波传感器检测触碰信号并转换为多个频段的待识别电信号,根据所述多个频段的待识别电信号的特征生成待识别电信号特征集,将所述待识别电信号特征集与预设的触碰特征库中的参考信号特征集进行比对,根据比对结果确定所述触碰信号是否为有效触碰信号。通过上述处理能够在触碰检测时快速识别出有效的触碰信息,过滤掉无效的触碰信息。
其中,触碰包括:碰撞、触摸、按压、敲击等动作类型;
其中,在本发明实施例的触碰检测方法应用于汽车驾驶应用场景时,有效触碰信号可以是会对车辆行驶的安全性造成危害的触碰事件产生的信号;无效触碰信号可以是不会对车辆行驶的安全性造成危害的触碰事件产生的信号;
有效触碰信号比如:触碰行人产生的触碰信号、追尾前车产生的触碰信号等;无效触碰信号比如:路面弹起的小石子触碰车身产生的触碰信号、树枝剐蹭车身产生的触碰信号等;
所述弹性波传感器包括但不限于压电传感器、应变传感器等。所述弹性波传感器可以安装在车身外壳内壁上、车身前部保险杠等易于探测触碰的位置上。其中,压电传感器可以包括压电陶瓷传感器、压电薄膜传感器、压电晶体传感器或者其它具有压电效应的传感器。
其中,在本发明实施例的触碰检测方法应用于触控手势应用场景时,比如,在控制器外壳内壁上安装弹性波传感器,有效触碰信号可以是触摸、按压、力度适中的敲击动作产生的信号;无效触碰信号可以是控制器突然跌落等意外事件造成的短时冲击波信号等;
在一种实施方式中,根据比对结果确定所述触碰信号是否为有效触碰信号后,所述方法还包括:
如确定所述触碰信号为有效触碰信号,则对所述触碰信号进行处理;如确定所述触碰信号不是有效触碰信号,则不对所述触碰信号进行处理。
其中,在汽车驾驶应用场景下,所述对有效触碰信号进行处理,可以包括:报警、启动摄像头进行拍摄等。
在一种实施方式中,所述通过弹性波传感器检测触碰信号并转换为多个频段的待识别电信号,包括:
通过多个弹性波传感器分别检测触碰信号并生成多路电信号,将每一路电信号通过该弹性波传感器对应的硬件处理电路进行滤波处理得到对应频段的待识别电信号;其中,多个弹性波传感器对应的硬件处理电路具有不同的滤波频段;或者
通过一个弹性波传感器检测触碰信号,生成一个宽频电信号,对所述宽频电信号进行软件滤波处理,生成多个频段的待识别电信号。
也即,可以采用多个传感器直接生成不同频段的多路电信号,也可以采用一个传感器生成一路宽频电信号,然后再通过软件滤波从所述宽频信号中派生出不同频段的多路电信号。
其中,频段的划分可以是分成三段:低频信号、中频信号和高频信号。也可以划分得更加细致或更加粗略,比如,划分三个以上的频段或者仅仅划分为两个频段(比如,低频和高频)。
其中,多频段特征检测相对于单一频段特征检测,由于信号特征与频段有关,大多数信号的特征会集中在其特有的频段。因此将信号从不同频段上进行输入,会使信号在其特有的频段里更加明显,在信号匹配识别的时候会更加的快捷和准确。
在一种实施方式中,所述参考信号特征集包括所述参考信号的一种或多种参数的特征集;
任意一种参数的特征集包括以下特征的至少一种:所述参数在单个频段的单频段特征,所述参数的多个单频段特征经过联合运算后的多频段联合特征;
所述参考信号特征集中包含的任意一种参数的单频段特征的数量为a个;1≤a≤M;所述参考信号特征集中包含的任意一种参数的多频段联合特征的数量为b个;1≤b≤2M-1-M;M为频段总数。其中,任意一种参数的多频段联合特征可以是所述参数的任意两个频段的联合特征,或者是所述参数的任意三个频段的联合特征,进行联合的频段的数量可以是t个,所述t为大于1且小于或等于M的自然数。
所述预设的触碰特征库可以对各种触碰事件做实验,然后采集各种触碰事件的参考信号,从参考信号的多种参数特征中挑选适用于信号匹配的特征生成特征集。
在一种实施方式中,所述待识别电信号特征集包括所述待识别电信号的一种或多种参数的特征集;
所述待识别电信号的任意一种参数的特征集包括以下特征的至少一种:所述参数在单个频段的单频段特征,所述参数的多个单频段特征经过联合运算后的多频段联合特征;
所述待识别电信号特征集中包含的任意一种参数的单频段特征的数量为c个;1≤c≤M;所述待识别电信号特征集中包含的任意一种参数的多频段联合特征的数量为d个;1≤d≤2M-1-M;M为频段总数。其中,任意一种参数的多频段联合特征可以是所述参数的任意两个频段的联合特征,或者是所述参数的任意三个频段的联合特征,进行联合的频段的数量可以是m个,所述m为大于1且小于或等于M的自然数。
其中,所述待识别电信号特征集中包含的参数种类集合可以是所述触碰特征库中包含的参数种类集合的子集。所述待识别电信号特征集中任意一种参数的单频段特征的种类集合可以是所述参考信号特征集中包含的对应参数的单频段特征的种类集合的子集。所述待识别电信号特征集中任意一种参数的多频段联合特征的种类集合可以是所述参考信号特征集中包含的对应参数的多频段联合特征的种类集合的子集。
在一种实施方式中,所述参数包括:最大幅值、最小幅值、峰峰值、相位或功率。在其他的实施方式中,所述参数也可以是其他物理量。本申请并不严格限定参数的类型。
在一种实施方式中,所述联合运算包括:求比值或求差值。在其他的实施方式中,所述联合运算可以采用其他的运算算法,联合运算的具体方式可以是多种多样的,只要是有利于丰富信号本质特征的运算方式都是可以使用的。比如,当待识别信号幅度较小的时候,单纯利用信号幅度进行特征匹配可能匹配不到合适的参考信号,但是将所述待识别信号在两个不同频段(比如,高频和低频)的信号幅度最大值求比值后,二者的对比特征是能够匹配到合适的参考信号的。
在一种实施方式中,所述将所述待识别电信号特征集与预设的触碰特征库中的参考信号特征集进行比对,根据比对结果确定所述触碰信号是否为有效触碰信号,包括:
通过特征比对确定所述待识别电信号特征集与触碰特征库中的每一个参考信号特征集的相似度;当至少存在一个大于或等于阈值的相似度时,确定所述触碰信号为有效触碰信号;其中,所述触碰特征库包括有效触碰信号的参考信号特征集;或者
通过特征比对确定所述待识别电信号特征集与触碰特征库中的每一个参考信号特征集的相似度;当相似度最高的参考信号特征集是无效触碰信号的参考信号特征集时,确定所述触碰信号为无效触碰信号,当相似度最高的参考信号特征集是有效触碰信号的参考信号特征集时,确定所述触碰信号为有效触碰信号;其中,所述触碰特征库包括有效触碰信号的参考信号特征集和无效触碰信号的参考信号特征集。
在一种实施方式中,所述通过特征比对确定所述待识别电信号特征集与触碰特征库中的任意一个参考信号特征集的相似度,包括:
确定所述待识别电信号特征集中的每一个特征与参考信号特征集中的对应特征的相似度;
对所述待识别电信号特征集中的所有特征的相似度进行加权累加,得到的累加和作为所述待识别电信号特征集与所述参考信号特征集的相似度。
其中,所述待识别电信号特征集中的不同特征的相似度可以具有不同的权重,可以根据各个特征在匹配时的重要性分配对应的权重。比如,对于信号幅度比较大的频段的特征分配较大的权重,对于信号幅度比较小的频段的特征分配较小的权重。还可以对两个频段的信号的最大幅值的比值分配较大的权重,对两个频段的信号的最小幅值的比值分配较小的权重。
在一种实施方式中,所述确定所述待识别电信号特征集中的任意一个特征与参考信号特征集中的对应特征的相似度Si,包括:
采用以下公式一或公式二计算Si:
其中,xi是所述待识别电信号特征集中的任意一个特征的特征值,[y1,y2]是参考信号特征集中的对应特征的特征值区间。
上述通过加权累加计算相似度的方法,算法简洁,占用的代码空间小。由于采用了多频段联合匹配的方式,匹配可靠性高。
在其他的实施方式中,将所述待识别电信号特征集与预设的触碰特征库中的参考信号特征集进行比对,也可以采用均方差、余弦相关等相似度算法计算两个特征集的相似度。本申请并不严格限定两个特征集之间的匹配算法的形式,任何能够实现两个特征集之间匹配的现有技术中的方法都是可以使用的。
实施例2
如图2所示,本发明实施例提供了一种触碰检测装置,包括:
检测模块10,用于通过弹性波传感器检测触碰信号并转换为多个频段的待识别电信号;
分析模块20,用于根据所述多个频段的待识别电信号的特征生成待识别电信号特征集,将所述待识别电信号特征集与预设的触碰特征库中的参考信号特征集进行比对,根据比对结果确定所述触碰信号是否为有效触碰信号。
在一种实施方式中,所述参考信号特征集包括所述参考信号的一种或多种参数的特征集;
任意一种参数的特征集包括以下特征的至少一种:所述参数在单个频段的单频段特征,所述参数的多个单频段特征经过联合运算后的多频段联合特征;
所述参考信号特征集中包含的任意一种参数的单频段特征的数量为a个;1≤a≤M;所述参考信号特征集中包含的任意一种参数的多频段联合特征的数量为b个;1≤b≤2M-1-M;M为频段总数。
在一种实施方式中,所述待识别电信号特征集包括所述待识别电信号的一种或多种参数的特征集;
所述待识别电信号的任意一种参数的特征集包括以下特征的至少一种:所述参数在单个频段的单频段特征,所述参数的多个单频段特征经过联合运算后的多频段联合特征;
所述待识别电信号特征集中包含的任意一种参数的单频段特征的数量为c个;1≤c≤M;所述待识别电信号特征集中包含的任意一种参数的多频段联合特征的数量为d个;1≤d≤2M-1-M;M为频段总数。
在一种实施方式中,所述联合运算包括:求比值或求差值。
在一种实施方式中,所述参数包括:最大幅值、最小幅值、峰峰值、相位或功率。在其他的实施方式中,所述参数也可以是其他物理量。本申请并不严格限定参数的类型。
在一种实施方式中,所述分析模块,用于采用以下方式将所述待识别电信号特征集与预设的触碰特征库中的参考信号特征集进行比对,根据比对结果确定所述触碰信号是否为有效触碰信号:
通过特征比对确定所述待识别电信号特征集与触碰特征库中的每一个参考信号特征集的相似度;当至少存在一个大于或等于阈值的相似度时,确定所述触碰信号为有效触碰信号;其中,所述触碰特征库包括有效触碰信号的参考信号特征集;或者
通过特征比对确定所述待识别电信号特征集与触碰特征库中的每一个参考信号特征集的相似度;当相似度最高的参考信号特征集是无效触碰信号的参考信号特征集时,确定所述触碰信号为无效触碰信号,当相似度最高的参考信号特征集是有效触碰信号的参考信号特征集时,确定所述触碰信号为有效触碰信号;其中,所述触碰特征库包括有效触碰信号的参考信号特征集和无效触碰信号的参考信号特征集。
在一种实施方式中,所述分析模块,用于采用以下方式通过特征比对确定所述待识别电信号特征集与触碰特征库中的任意一个参考信号特征集的相似度:
确定所述待识别电信号特征集中的每一个特征与参考信号特征集中的对应特征的相似度;
对所述待识别电信号特征集中的所有特征的相似度进行加权累加,得到的累加和作为所述待识别电信号特征集与所述参考信号特征集的相似度。
在一种实施方式中,所述分析模块,用于采用以下方式确定所述待识别电信号特征集中的任意一个特征与参考信号特征集中的对应特征的相似度Si:
采用以下公式一或公式二计算Si:
其中,xi是所述待识别电信号特征集中的任意一个特征的特征值,[y1,y2]是参考信号特征集中的对应特征的特征值区间。
在一种实施方式中,所述检测模块,用于采用以下方式通过弹性波传感器检测触碰信号并转换为多个频段的待识别电信号:
通过多个弹性波传感器分别检测触碰信号并生成多路电信号,将每一路电信号通过该弹性波传感器对应的硬件处理电路进行滤波处理得到对应频段的待识别电信号;其中,多个弹性波传感器对应的硬件处理电路具有不同的滤波频段;或者
通过一个弹性波传感器检测触碰信号,生成一个宽频电信号,对所述宽频电信号进行软件滤波处理,生成多个频段的待识别电信号。
实施例3
本发明实施例提供了一种触碰检测装置,包括:
存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的触碰检测程序,所述触碰检测程序被所述处理器执行时实现上述实施例1中的触碰检测方法的步骤。
实施例4
本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有触碰检测程序,所述触碰检测程序被处理器执行时实现上述实施例1中的触碰检测方法的步骤。
本领域普通技术人员可以理解,上文中所公开方法中的全部或某些步骤、***、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中,在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分;例如,一个物理组件可以具有多个功能,或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器,如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件,或者被实施为硬件,或者被实施为集成电路,如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上,计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的,术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外,本领域普通技术人员公知的是,通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据,并且可包括任何信息递送介质。
需要说明的是,本发明还可有其他多种实施例,在不背离本发明精神及其实质的情况下,熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形,但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种触碰检测方法,包括:
通过弹性波传感器检测触碰信号并转换为多个频段的待识别电信号;
根据所述多个频段的待识别电信号的特征生成待识别电信号特征集,将所述待识别电信号特征集与预设的触碰特征库中的参考信号特征集进行比对,根据比对结果确定所述触碰信号是否为有效触碰信号。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于:
所述参考信号特征集包括所述参考信号的一种或多种参数的特征集;
任意一种参数的特征集包括以下特征的至少一种:所述参数在单个频段的单频段特征,所述参数的多个单频段特征经过联合运算后的多频段联合特征。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于:
所述待识别电信号特征集包括所述待识别电信号的一种或多种参数的特征集;
所述待识别电信号的任意一种参数的特征集包括以下特征的至少一种:所述参数在单个频段的单频段特征,所述参数的多个单频段特征经过联合运算后的多频段联合特征。
4.如权利要求1-3中任一项所述的方法,其特征在于:
所述将所述待识别电信号特征集与预设的触碰特征库中的参考信号特征集进行比对,根据比对结果确定所述触碰信号是否为有效触碰信号,包括:
通过特征比对确定所述待识别电信号特征集与触碰特征库中的每一个参考信号特征集的相似度;当至少存在一个大于或等于阈值的相似度时,确定所述触碰信号为有效触碰信号;其中,所述触碰特征库包括有效触碰信号的参考信号特征集;或者
通过特征比对确定所述待识别电信号特征集与触碰特征库中的每一个参考信号特征集的相似度;当相似度最高的参考信号特征集是无效触碰信号的参考信号特征集时,确定所述触碰信号为无效触碰信号,当相似度最高的参考信号特征集是有效触碰信号的参考信号特征集时,确定所述触碰信号为有效触碰信号;其中,所述触碰特征库包括有效触碰信号的参考信号特征集和无效触碰信号的参考信号特征集。
5.如权利要求4所述的方法,其特征在于:
所述通过特征比对确定所述待识别电信号特征集与触碰特征库中的任意一个参考信号特征集的相似度,包括:
确定所述待识别电信号特征集中的每一个特征与参考信号特征集中的对应特征的相似度;
对所述待识别电信号特征集中的所有特征的相似度进行加权累加,得到的累加和作为所述待识别电信号特征集与所述参考信号特征集的相似度。
7.如权利要求1所述的方法,其特征在于:
所述通过弹性波传感器检测触碰信号并转换为多个频段的待识别电信号,包括:
通过多个弹性波传感器分别检测触碰信号并生成多路电信号,将每一路电信号通过该弹性波传感器对应的硬件处理电路进行滤波处理得到对应频段的待识别电信号;其中,多个弹性波传感器对应的硬件处理电路具有不同的滤波频段;或者
通过一个弹性波传感器检测触碰信号,生成一个宽频电信号,对所述宽频电信号进行软件滤波处理,生成多个频段的待识别电信号。
8.如权利要求2或3所述的方法,其特征在于:
所述联合运算包括:求比值或求差值。
9.一种触碰检测装置,包括:一个或多个弹性波传感器、存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的触碰检测程序,所述触碰检测程序被所述处理器执行时实现上述权利要求1-8中任一项所述的触碰检测方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有触碰检测程序,所述触碰检测程序被处理器执行时实现上述权利要求1-8中任一项所述的触碰检测方法的步骤。
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