基于IMEMS传感器的汽车行驶姿态检测系统设计*
2012-12-07邓建锋韩峻峰潘盛辉董胜利
传感器与微系统 2012年4期
邓建锋,韩峻峰,潘盛辉,董胜利,杨 叙
(1.桂林电子科技大学电子工程与自动化学院,广西桂林541004;2.广西机电职业技术学院,广西南宁530007;3广西工学院电子信息与控制工程系,广西柳州545006)
0 引言
近年来,国外各大汽车厂商都研发出了各自的汽车安全控制系统,并在高档车上成为标准配置,具有明显的安全效果。而国内目前发展还比较滞后,没有具备自主产权的产品问世,大多停留在理论仿真阶段。这些安全控制系统大多是针对汽车行驶姿态的关键参数进行控制,所以,参数获取的准确性和实时性就决定了控制的效果和算法的复杂度[1]。
目前,汽车行驶姿态参数一般是通过陀螺仪进行采集,但陀螺仪的机械结构容易产生系统误差并很难消除[2]。也有通过多个加速度传感器捷联解算出汽车的姿态参数,这样存在系统复杂、成本高的缺点[3]。本文采用一种IMEMS惯性传感器来采集汽行驶姿态参数,它集成度高,结构简单,可降低系统设计的复杂性。
1 系统构成与工作原理
图1所示为美国汽车工程师协会(society of automotive engineers,SAE)描述的车身运动标准坐标系,汽车上的各种运动是以一个右手正交坐标系为参照定义的,坐标系的原点位于汽车的质心,并随汽车一起运动。按照SAE的约定,车辆坐标系的x轴平行于地面指向车辆的前进方向,并位于汽车的纵向对称面内;y轴平行于地面并指向车辆的右侧;z轴垂直于地面指向车辆的下方。在车辆坐标系中定义了车身运动的六个自由度(包括3个平动和3个转动),并规定了运动变量的符号(包括位移、速度、角位移和角速度)[4,5],这6个数据是汽车行驶的集中体现,也是汽车安全控制系统所需的重要参数。……
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