功能需求
- 行车记录仪的核心功能是记录,大部分时候,行车记录仪都是在循环录制视频和音频,而设备的存储空间是有限的,因此录制机制一般是循环覆盖录制,如此一些重要的记录(例如:发生碰撞时的记录)就可能会被覆盖,为了避免这种情况的发生,行车记录仪设备就需要感知这些情况并做特殊处理(例如:备份相应时刻的录像数据)。
实现原理
- 碰撞检测是通过物理芯片G-sensor来实现的,加速度发生变化时G-sensor驱动会将加速度上报给应用层,应用层做相应处理。
G-sensor
- G-sensor(Gravity sensor),Gravity表示重力,地球引力,因此G-sensor是重力传感器,又名加速度传感器(accelerometer),是能感知加速度大小的MEMS传感器。
- MEME(Micro-Electro-Mechanical System),微型电子机械系统,也叫微机电系统,是指可批量制作的,将微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路、直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。可以把它理解为利用传统的半导体工艺和材料,用微米技术在芯片上制造微型机械,并将其与对应电路集成为一个整体的技术,MEMS传感器的种类繁多,G-sensor是MEMS传感器的一种。
G-sensor工作原理
- 物理模型
- 一个质量块两端通过弹簧进行固定。在没有加速度的情况下,弹簧不会发生形变,质量块静止,当质量块产生加速度时,弹簧会发生形变,质量块的位置会发生变化,弹簧的形变量随着加速度的增大而增大,在弹簧的劲度系统k 和质量块的质量m已知的情况下,只要测量出弹簧的形变量,就可以求出系统的加速度。
- 芯片模型
- G-sensor内部有finger sets, 用来测量产生加速度读时质量块的位移;每一个finger set 相当两个电容极板,当有加速度时质量块会产生相对运动,而位移的变化会导致差分电容的变化,具体的差分电容检测和计算加速度过程由G-sensor内部完成,我们只需要直接读取其转化后的值即可。
G-sensor初始值和计量单位
- 初始值:将G-sensor的Z轴垂直向地,静止放置在水平桌面上,此时G-sensor芯片是静止的,虽然芯片整体加速度为0g,但是读取其输出值,X/Y轴输出为0g,Z轴输出为1g,因为内部质量块在重力加速度的作用下,产生了位移。
- 计量单位:G-sensor输出值也不是直接的加速度值,它的计量单位通常用g表示,1g代表一个重力加速度,即9.8m/s^2,1g=1000mg。
碰撞处理
- 汽车的碰撞情况有两种:
- 汽车点火后,正常行驶过程中。
- 汽车熄火后,被动碰撞。
汽车点火后,正常行驶过程中
- 大部分时候是这种场景,该场景下行车记录仪处于正常运行中,收到加速度变化数据后,若数值超过阈值,即可做相应处理。
汽车熄火后,被动碰撞
- 该情况下,行车记录仪处于未运行中,汽车电子的特殊性,可以支持G-sensor器件的单独运行,碰撞事件发生后,G-sensor器件会主动启动行车记录仪设备,行车记录仪程序启动后,会按照参数配置,录制一段时间的视频数据,到时间后,为避免浪费汽车电瓶电量,程序可选择主动关闭设备运行。
引用
- WilliamChou :https://www.jianshu.com/p/d471958189a0