图2 移动窗口算法示意图
其中t为当前时刻,w为时间窗宽度(采样时间宽度),对ax(t)进行积分,得到指标S(t,w),当S(t,w)超过预先设定值时,则发出点火信号。
写成离散形式,如式(2):
(2)
n为当前时间点,k为采样点数,f为采样频率。
加上垂直加速度之后,可以提高对路面干扰的抗干扰能力[3],形式如式(3):
(3)
S(n,k,ρ)为双向合成积分量,n,f,k如上定义;ρ为合成因数,表征两个方向加速度在合成算法中的权重。这种算法主要是考虑了汽车碰撞时的加速度因素,当加速度的积分达到一定值的时候,表示汽车的碰撞剧烈程度也到达一定值,会给乘员带来一定伤害。而且这种算法对于判断最佳点火时刻也是很有优势的,经过实验,利用这种算法得出的点火时刻离汽车碰撞的最佳点火时刻(利用摄像得出)仅差几毫秒[2],符合要求的精度。
但是这种算法也有其不足,例如没有考虑碰撞时的速度以及座位上有没有人的因素,这样当汽车低速运行的时候,还是有可能引起误触发。如果将速度和座位上是否有人的信号引入,则可以进一步减少误触发的机会。
2.2 利用数据融合提出的改进算法
由上面的叙述中我们可以知道,移动窗积分算法对于气囊弹出与否进行判断主要是根据积分量S,现在我们对积分量进行一些改造,可以克服上述缺点。具体做法如下,加入以下几个观察量:
(1)汽车碰撞时的水平方向速度v,v可以反映汽车碰撞时乘客的受伤害程度。v越大,乘客的动能就越大,碰撞时受到的伤害就越大。v是判断气囊是否应该打开的最直接的指标。(2)坐位上是否有乘员的信号[5]。坐位上无人时,当发生碰撞则可以不弹出气囊,这样做可以减少误触发的几率,同时避免对其他乘员的伤害。
引入函数,这个函数的波形为:
图3 函数波形图