專利名稱：汽車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)測量系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于汽車領(lǐng)域的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)測量系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
汽車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)測量系統(tǒng)是指汽車在實(shí)際行駛中，實(shí)時(shí)的測量汽車運(yùn)動(dòng)前向、側(cè)向、垂直三個(gè)方向的速度、運(yùn)動(dòng)軌跡、加速度、繞三個(gè)方向的旋轉(zhuǎn)角速度以及汽車的俯仰角、測傾角、橫擺角等運(yùn)動(dòng)姿態(tài)的系統(tǒng)，實(shí)時(shí)獲取這些運(yùn)動(dòng)中汽車的狀態(tài)信息對(duì)于汽車動(dòng)態(tài)控制等是十分重要的，本發(fā)明研究的系統(tǒng)就可以達(dá)到這個(gè)目的。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)依據(jù)的主要是慣性導(dǎo)航原理，所以先對(duì)慣性導(dǎo)航進(jìn)行介紹。
慣性導(dǎo)航系統(tǒng)INS(Inertial Navigation System)是一種完全自主的確定運(yùn)載體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的新型系統(tǒng)。它通常由線加速度計(jì)測得運(yùn)載體的線加速度，然后積分得到速度，位移，同時(shí)與使用陀螺儀測量得到的剛體角速度信息一起得到完整的運(yùn)載體狀態(tài)信息，其通常應(yīng)用于飛機(jī)，航天飛船，導(dǎo)彈，輪船的定位導(dǎo)航領(lǐng)域。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)有著全天候、不受外界環(huán)境干擾影響、無信號(hào)丟失、低成本，短時(shí)間內(nèi)具有穩(wěn)定狀態(tài)等優(yōu)點(diǎn)，但它也有其自身的缺點(diǎn)，如定位的狀態(tài)、偏差的方差由于傳感器噪聲和傳感器校準(zhǔn)誤差而增加等。故其單獨(dú)使用時(shí)通常只適用于短時(shí)導(dǎo)航應(yīng)用，長時(shí)間導(dǎo)航通常把其與其它輔助傳感器(如本文采用的GPS)組合起來使用。
通常的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)采用陀螺測量角運(yùn)動(dòng)，由于陀螺的制造工藝非常復(fù)雜，成本難以降低，同時(shí)陀螺功耗大，又難以承受大的加速度和角加速度沖擊，另外常規(guī)陀螺的體積較大，因此在許多導(dǎo)航應(yīng)用中希望使用成本低、體積小的加速度計(jì)取代陀螺實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航，即使近年來一些體積小巧的新型陀螺如激光陀螺，光纖陀螺等在一定程度上改善了陀螺的性能，但其性能與價(jià)格的矛盾仍無法解決。因此，從上世紀(jì)六十年代開始國外就有人提出了無陀螺慣性導(dǎo)航的想法并提出多種加速度計(jì)的配置方案，但因?yàn)楫?dāng)時(shí)硬件技術(shù)上的限制，此領(lǐng)域的研究發(fā)展較慢。
隨著近年來在微機(jī)電系統(tǒng)Micro-Electro-Mechanical System(MEMS)技術(shù)方面的突破性進(jìn)展，體積小，價(jià)格低，高性能的MEMS加速度計(jì)得到了大批量生產(chǎn)，并且它特別適合應(yīng)用于像車輛導(dǎo)航這樣的低成本，中等性能的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(INS)，因此，得到了大量的應(yīng)用，極大的促進(jìn)了無陀螺慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展及其在車輛導(dǎo)航上的應(yīng)用。
無陀螺慣性導(dǎo)航系統(tǒng)就是指慣性測量系統(tǒng)中不采用陀螺測量角速度，而利用線加速度計(jì)在測量線加速度的同時(shí)，根據(jù)線加速度計(jì)的空間位置解算出角速度值，從而得到運(yùn)載體運(yùn)動(dòng)的全部參數(shù)，達(dá)到慣性導(dǎo)航的目的。無陀螺慣性導(dǎo)航已經(jīng)成為近年來慣性導(dǎo)航系統(tǒng)研究的一個(gè)熱點(diǎn)。
緊扣慣性導(dǎo)航系統(tǒng)研究熱點(diǎn)，根據(jù)上世紀(jì)九十年代提出的基于立方體布置的加速度計(jì)布置策略，使用基于微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)制造的六個(gè)微型加速度計(jì)作為慣性傳感器，通過實(shí)時(shí)讀取六個(gè)加速度計(jì)的瞬時(shí)讀數(shù)，經(jīng)過硬件濾波與A/D轉(zhuǎn)換，送入嵌入式導(dǎo)航計(jì)算機(jī)，在其上實(shí)時(shí)運(yùn)行無陀螺慣性導(dǎo)航算法來得到需要的線運(yùn)動(dòng)和角運(yùn)動(dòng)信息，然后與GPS輸出的信號(hào)一起送入數(shù)據(jù)融合算法就可得出汽車動(dòng)態(tài)控制需要的汽車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)數(shù)據(jù)信息。
技術(shù)內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在上述缺點(diǎn)，提出一種在汽車上應(yīng)用可以代替現(xiàn)在汽車性能測量中經(jīng)常使用的較昂貴的非接觸式光電五輪儀、陀螺儀等汽車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)測量系統(tǒng)。
本發(fā)明把通常應(yīng)用于飛機(jī)、導(dǎo)彈、輪船上的無陀螺慣性導(dǎo)航原理應(yīng)用于汽車領(lǐng)域，研制的低成本組合汽車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)測量系統(tǒng)對(duì)于汽車底盤綜合控制，汽車主動(dòng)安全性評(píng)價(jià)、標(biāo)定、匹配以及制定新一代的汽車測試標(biāo)準(zhǔn)、方法都有十分重要的作用和意義。
本專利就是利用無陀螺慣性導(dǎo)航的原理，采用低成本的MEMS加速度計(jì)與低成本GPS-OEM板組成的汽車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)測量系統(tǒng)，由于其具有的低成本、小體積、高準(zhǔn)確性的特點(diǎn)特別適合于汽車領(lǐng)域的應(yīng)用要求，在汽車上應(yīng)用可以代替現(xiàn)在汽車性能測量中經(jīng)常使用的較昂貴的非接觸式光電五輪儀、陀螺儀等汽車測試儀器，將有非常大的應(yīng)用前景。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，結(jié)合


如下汽車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)測量系統(tǒng)，其特征在于主要由無陀螺慣性測量單元1、數(shù)據(jù)采集與濾波硬件電路2、GPS-OEM板3、嵌入式計(jì)算機(jī)4、CAN接口5、上位計(jì)算機(jī)6、A/D轉(zhuǎn)換卡7和D/A轉(zhuǎn)換卡11組成，無陀螺慣性測量單元1經(jīng)依次相連接的數(shù)據(jù)采集與硬件濾波電路2、插在嵌入式導(dǎo)航計(jì)算機(jī)4接口上的A/D轉(zhuǎn)換卡7把模擬電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字量后，送入嵌入式導(dǎo)航計(jì)算機(jī)4，嵌入式導(dǎo)航計(jì)算機(jī)4中裝有數(shù)據(jù)融合算法模塊10，經(jīng)實(shí)時(shí)(適時(shí))運(yùn)行傳感器誤差補(bǔ)償對(duì)準(zhǔn)算法8與無陀螺慣性導(dǎo)航算法9，同時(shí)實(shí)時(shí)采集GPS-OEM板3提供的位置、速度數(shù)據(jù)信號(hào)，一起送入數(shù)據(jù)融合算法模塊10，并通過外設(shè)將實(shí)時(shí)得到的車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息輸出。
所說的通過外設(shè)將實(shí)時(shí)得到的車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息輸出是指可以實(shí)時(shí)的通過串口把數(shù)據(jù)傳到上位機(jī)6中完成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與實(shí)時(shí)顯示，或通過D/A轉(zhuǎn)換卡11提供模擬輸出和通過CAN口5輸出到汽車控制局域網(wǎng)CAN網(wǎng)絡(luò)中。
所說的無陀螺慣性測量單元1的布置方案為把六個(gè)加速度計(jì)1、2、3、4、5、6放在正立方體的每個(gè)面的中心位置，且使加速度計(jì)敏感軸方向沿每個(gè)面的對(duì)角線方向。
所說的無陀螺慣性測量單元1輸出的模擬信號(hào)共12路，其中6路為加速度計(jì)信號(hào)，6路為溫度傳感器信號(hào)。
嵌入式導(dǎo)航計(jì)算機(jī)中實(shí)時(shí)運(yùn)行的無陀螺慣性導(dǎo)航算法是通過六加速度計(jì)輸出值的線性組合公式來提供車輛線運(yùn)動(dòng)與角運(yùn)動(dòng)信息，并且根據(jù)汽車實(shí)際運(yùn)行環(huán)境特點(diǎn)采用基于兩步法的改進(jìn)歐拉角方法來求解車體坐標(biāo)系相對(duì)于慣性坐標(biāo)系的方向余旋矩陣。
采用新型的基于MEMS技術(shù)的微型加速度傳感器，并針對(duì)此類型傳感器采集數(shù)據(jù)的誤差模型特點(diǎn)采用的軟硬件綜合誤差修正方法。硬件方面包括帶有基準(zhǔn)電源的二階有源濾波放大電路，溫度跟隨器；軟件方面包括軟件測量噪聲數(shù)字濾波器濾波、零點(diǎn)偏差、比例因子偏差溫度標(biāo)定補(bǔ)償以及多位置旋轉(zhuǎn)安裝誤差補(bǔ)償方法。
數(shù)據(jù)融合算法中采用Kalman濾波器狀態(tài)變量為15階9個(gè)誤差狀態(tài)量，6個(gè)加速度偏差狀態(tài)，并且在經(jīng)過初始誤差標(biāo)定后加速度計(jì)殘余誤差建模為隨機(jī)漂移過程模型。
系統(tǒng)采用基于MEMS技術(shù)的微型加速度傳感器以及嵌入式的計(jì)算機(jī)，整個(gè)系統(tǒng)具有體積小、成本低、便于安裝等特點(diǎn)，特別適合在汽車領(lǐng)域應(yīng)用。
有益效果1.具有慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的自主性高，不受周圍環(huán)境干擾，采樣頻率高(500HZ)的優(yōu)點(diǎn)；2.由于系統(tǒng)不采用體積較大，價(jià)格昂貴的陀螺儀，而僅采用MEMS技術(shù)制造的微型加速度計(jì)，故能滿足低成本、小體積、高準(zhǔn)確性的汽車領(lǐng)域應(yīng)用要求；3.多種輸出接口數(shù)字接口、模擬接口和CAN口。
4.汽車上應(yīng)用代替現(xiàn)有的較昂貴的五輪儀等汽車測試儀器，將有非常巨大的應(yīng)用前景；5.對(duì)于汽車底盤綜合控制，汽車主動(dòng)安全性評(píng)價(jià)、標(biāo)定、匹配以及制定新一代的汽車測試標(biāo)準(zhǔn)、方法都有十分重要的作用和意義；6.可以為汽車輔助駕駛系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)控制所需要的汽車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息；7.還可以集成在汽車黑匣子系統(tǒng)中用于事故再現(xiàn)后處理分析。

圖1為加速度計(jì)位置布置策略圖；圖2為無陀螺慣性導(dǎo)航算法程序框圖；圖3為汽車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)測量系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)簡圖；圖4為汽車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)測量系統(tǒng)硬件濾波電路簡圖；圖5為多位置旋轉(zhuǎn)安裝誤差標(biāo)定法示意圖；圖6為數(shù)據(jù)融合算法結(jié)構(gòu)框圖；具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖所示實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案及其工作過程。
首先重點(diǎn)介紹主要?jiǎng)?chuàng)新模塊慣性測量單元的加速度計(jì)布置方案，然后敘述無陀螺慣性導(dǎo)航算法實(shí)現(xiàn)過程，之后對(duì)誤差補(bǔ)償對(duì)準(zhǔn)模塊、數(shù)據(jù)融合模塊等系統(tǒng)各個(gè)組成部分加以介紹。
參閱圖1把六個(gè)加速度計(jì)1，2，3，4，5，6放在正立方體的每個(gè)面的中心位置，且使加速度計(jì)敏感軸方向沿每個(gè)面的對(duì)角線方向，如圖中箭頭所示。得出矩陣形式表示的六個(gè)加速度計(jì)的位置為(坐標(biāo)下原點(diǎn)在立方體的中心)
U=[u1···u6]=L00-11000-10010-100001]]>相應(yīng)的加速度計(jì)傳感器方向?yàn)镴2=[θ1···θ6]=121100-1-1101-101011110]]>J1=[u1×θ1·····u6×θ6]=121-1001-1-101-10-101-1-110]]>布置轉(zhuǎn)矩J＝[J1TJ2T]，其中L為立方體邊長的一半。
通過解算推導(dǎo)(過程略)得出六加速度計(jì)輸出值的線性組合公式1ω·=ω·1ω·2ω·3=122LA1-A2+A5-A6-A1+A3-A4-A6A2-A3-A4+A5]]>六加速度計(jì)輸出值的線性組合公式2P=122A1+A2-A5-A6A1+A3-A4+A6A2+A3+A4+A5+Lω2ω3ω1ω3ω1ω2]]>參閱圖2在計(jì)算時(shí)，首先對(duì)由公式1得出的車體坐標(biāo)系相對(duì)于慣性坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)角加速度向量 進(jìn)行數(shù)值積分(數(shù)值積分采用精度較高的兩部積分法，下同)，得出車體坐標(biāo)系相對(duì)于慣性坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)角速度向量 即等效的陀螺測量值，然后根據(jù)汽車實(shí)際運(yùn)行環(huán)境[汽車行駛的俯仰角、測傾角兩個(gè)姿態(tài)角通常很小(不超過90度)，而橫擺角在90度附近可以用軟件算法(兩步法)來解決，可避免三角函數(shù)計(jì)算產(chǎn)生奇點(diǎn)的問題]采用解歐拉角微分方程的方法，帶入如下姿態(tài)角解算微分方程組 φ·θ·ψ·=1sinφtanθcosφtanθ0cosφ-sinφ0sinφcosφcosφcosθωnbb]]>其中ωnbb為車體坐標(biāo)系相對(duì)于導(dǎo)航坐標(biāo)系(這里的慣性坐標(biāo)系)的角速度向量在車體坐標(biāo)系下的投影；φ、θ、為三個(gè)姿態(tài)角。
接著對(duì)方程組4進(jìn)行數(shù)值積分，得到車體坐標(biāo)系相對(duì)于慣性坐標(biāo)系的三個(gè)姿態(tài)角 然后帶入如下方向余旋矩陣公式6 從而得到車體坐標(biāo)系相對(duì)于慣性坐標(biāo)系的方向余旋矩陣F；另外，把車體坐標(biāo)系相對(duì)于慣性坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)角速度向量 帶入六加速度計(jì)輸出值的線性組合公式2，得出比力 然后把比力 與前面得到的余旋矩陣F 一起帶入如下慣性系下的加速度計(jì)算公式 R·I(tj)=R·I(tj-1)+Δt(F(tj))·P(tj)+ag)]]>RI(tj)=RI(tj-1)+Δt·R·I(tj)]]>兩次數(shù)值積分得出車輛在慣性坐標(biāo)系中的運(yùn)動(dòng)軌跡 與前面得到的車體坐標(biāo)系相對(duì)于慣性坐標(biāo)系的三個(gè)姿態(tài)角 一起構(gòu)成完整的汽車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息。
由于傳感器采集的數(shù)據(jù)不可避免的帶有各種誤差，比如加速度計(jì)的零點(diǎn)偏差、比例因子偏差、傳感器噪聲、儀器安裝誤差等。為了提高測量的精度，必須在把測量值送入慣性導(dǎo)航算法模塊前去除這些誤差源的影響(參閱圖3)包括軟硬件測量噪聲濾波、零點(diǎn)偏差、比例因子偏差溫度標(biāo)定補(bǔ)償以及多位置旋轉(zhuǎn)安裝誤差補(bǔ)償法等。
硬件濾波采用二階有源濾波器，從有用信號(hào)中濾除高頻噪聲，并與溫度信號(hào)一起經(jīng)過調(diào)零、放大送入16位A/D；軟件濾波采用數(shù)字濾波器技術(shù)(IIR、FIR或小波分析多分辯分析技術(shù))進(jìn)一步濾除混在有用信號(hào)頻帶內(nèi)的噪聲。
零點(diǎn)偏差、比例因子偏差溫度標(biāo)定是指標(biāo)定兩者隨著對(duì)其影響最大的因素溫度變化而變化的情況，首先建立如下的誤差模型，A~j=(1+sj)Aj+bj+wj,j=1,...,6]]>其中 為第j個(gè)加速度計(jì)的輸出值；sj為第j個(gè)加速度計(jì)的比例因子誤差；bj為第j個(gè)加速度計(jì)的零點(diǎn)偏差；wj為第j個(gè)加速度計(jì)的測量噪聲；在不同溫度下采集數(shù)據(jù)，用最小二乘法擬合出變化曲線，實(shí)際測量時(shí)，實(shí)時(shí)采集溫度傳感器信號(hào)，求解此溫度下的零點(diǎn)偏差、比例因子偏差從而達(dá)到對(duì)加速度計(jì)溫度漂移進(jìn)行實(shí)時(shí)補(bǔ)償?shù)哪康摹?br> 多位置旋轉(zhuǎn)安裝誤差補(bǔ)償法是如圖5所示的對(duì)加速度計(jì)安裝位置，方向誤差等進(jìn)行校正與標(biāo)定的方法。
數(shù)據(jù)融合算法模塊參閱圖6把差分GPS得到的地心地固坐標(biāo)系下的數(shù)據(jù)經(jīng)過坐標(biāo)變換轉(zhuǎn)變到與慣性導(dǎo)航算法模塊相同的當(dāng)?shù)厮阶鴺?biāo)系下，把兩者的差值送入Kalman濾波器，對(duì)誤差進(jìn)行估計(jì)，然后反饋補(bǔ)償慣性導(dǎo)航算法計(jì)算出來的汽車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，從而達(dá)到提高測量精度的目的。
Kalman濾波器姿態(tài)變量為15階9個(gè)誤差狀態(tài)量，6個(gè)加速度偏差狀態(tài)。
加速度計(jì)偏差誤差模型為隨機(jī)漂移過程(受溫度外其它周圍環(huán)境因素的影響)，模型如下x·a=wa,]]>wa為高斯白噪聲。這些隨機(jī)過程噪聲過程的功率譜密度ωa可通過分析一段時(shí)間的傳感器實(shí)際測量值而決定。
無陀螺慣性測量單元1輸出模擬信號(hào)送入數(shù)據(jù)采集與硬件濾波電路2(如圖4)，共12路輸出信號(hào)，其中6路為加速度計(jì)信號(hào)，6路為溫度傳感器信號(hào)。數(shù)據(jù)采集與硬件濾波電路2與16位A/D轉(zhuǎn)換卡7相連，A/D轉(zhuǎn)換卡7插在嵌入式導(dǎo)航計(jì)算機(jī)4的接口上，在把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)后送入嵌入式導(dǎo)航計(jì)算機(jī)4中。
在系統(tǒng)運(yùn)行前首先把運(yùn)動(dòng)狀態(tài)測量系統(tǒng)安裝在汽車的質(zhì)量中心附近，啟動(dòng)前做好初始值的標(biāo)定與補(bǔ)償，系統(tǒng)啟動(dòng)后，以高采樣率(500HZ)實(shí)時(shí)的從慣性測量單元采集原始模擬信號(hào)，經(jīng)過硬件濾波和A/D轉(zhuǎn)換把模擬電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字量后，送入嵌入式導(dǎo)航計(jì)算機(jī)4，然后在嵌入式導(dǎo)航計(jì)算機(jī)4中實(shí)時(shí)的運(yùn)行傳感器誤差補(bǔ)償對(duì)準(zhǔn)算法8與無陀螺慣性導(dǎo)航算法9，同時(shí)嵌入式導(dǎo)航計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)的采集GPS-OEM板3提供的位置、速度數(shù)據(jù)信號(hào)，一起送入數(shù)據(jù)融合算法模塊10，從而實(shí)時(shí)得到車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息，并且可以實(shí)時(shí)的通過串口把數(shù)據(jù)傳到上位機(jī)6中完成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與實(shí)時(shí)顯示，也可以通過D/A轉(zhuǎn)換卡11提供模擬輸出和通過CAN口5輸出到汽車CAN(控制局域網(wǎng))網(wǎng)絡(luò)中。
權(quán)利要求
1.一種汽車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)測量系統(tǒng)，其特征在于主要由無陀螺慣性測量單元(1)、數(shù)據(jù)采集與濾波硬件電路(2)、GPS-OEM板(3)、嵌入式計(jì)算機(jī)(4)、CAN接口(5)、上位計(jì)算機(jī)(6)、A/D轉(zhuǎn)換卡(7)和D/A轉(zhuǎn)換卡(11)組成，其特征在于無陀螺慣性測量單元(1)經(jīng)依次相連接的數(shù)據(jù)采集與硬件濾波電路(2)、插在嵌入式導(dǎo)航計(jì)算機(jī)(4)接口上的 A/D轉(zhuǎn)換卡(7)把模擬電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字量后，送入嵌入式導(dǎo)航計(jì)算機(jī)(4)，嵌入式導(dǎo)航計(jì)算機(jī)(4)中裝有數(shù)據(jù)融合算法模塊(10)，經(jīng) (適時(shí))運(yùn)行傳感器誤差補(bǔ)償對(duì)準(zhǔn)算法(8)與無陀螺慣性導(dǎo)航算法(9)，同時(shí)實(shí)時(shí)采集GPS-OEM板(3)提供的位置、速度數(shù)據(jù)信號(hào)，一起送入數(shù)據(jù)融合算法模塊(10)，并通過外設(shè)將實(shí)時(shí)得到的車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息輸出。
2.根據(jù)權(quán)力要求1所述的一種汽車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)測量系統(tǒng)，其特征在于所說的通過外設(shè)將實(shí)時(shí)得到的車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息輸出是指可以實(shí)時(shí)的通過串口把數(shù)據(jù)傳到上位機(jī)(6)中完成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與實(shí)時(shí)顯示，或通過D/A轉(zhuǎn)換卡(11)提供模擬輸出和通過CAN口(5)輸出到汽車控制局域網(wǎng)CAN網(wǎng)絡(luò)中。
3.根據(jù)權(quán)力要求1所述的一種汽車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)測量系統(tǒng)，其特征在于所說的無陀螺慣性測量單元(1)的布置方案為把六個(gè)加速度計(jì)1、2、3、4、5、6放在正立方體的每個(gè)面的中心位置，且使加速度計(jì)敏感軸方向沿每個(gè)面的對(duì)角線方向。
4.根據(jù)權(quán)力要求1所述的一種汽車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)測量系統(tǒng)，其特征在于所說的無陀螺慣性測量單元(1)輸出的模擬信號(hào)共12路，其中6路為加速度計(jì)信號(hào)，6路為溫度傳感器信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于汽車領(lǐng)域的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)測量系統(tǒng)。其目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在上述缺點(diǎn)，提出一種在汽車上應(yīng)用可以代替現(xiàn)在汽車性能測量中經(jīng)常使用的較昂貴的非接觸式光電五輪儀、陀螺儀等汽車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)測量系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要中的無陀螺慣性測量單元經(jīng)依次相連接的數(shù)據(jù)采集與硬件濾波電路、插在嵌入式導(dǎo)航計(jì)算機(jī)接口上的16位A/D轉(zhuǎn)換卡把模擬電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字量后，送入嵌入式導(dǎo)航計(jì)算機(jī)，嵌入式導(dǎo)航計(jì)算機(jī)中裝有數(shù)據(jù)融合算法模塊，經(jīng)實(shí)時(shí)(適時(shí))運(yùn)行傳感器誤差補(bǔ)償對(duì)準(zhǔn)算法與無陀螺慣性導(dǎo)航算法，同時(shí)實(shí)時(shí)采集GPS－OEM板提供的位置、速度數(shù)據(jù)信號(hào)，一起送入數(shù)據(jù)融合算法模塊，并通過外設(shè)將實(shí)時(shí)得到的車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息輸出。
文檔編號(hào)G01C21/20GK1687709SQ20051001678
公開日2005年10月26日 申請(qǐng)日期2005年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月12日
發(fā)明者管欣, 高鎮(zhèn)海, 閆冬, 楊得軍, 董學(xué)軍, 高越, 郭學(xué)立 申請(qǐng)人:吉林大學(xué)