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1、第29卷第1期北京理工大学学报Vol.29No.12009年1月TransactionsofBeijingInstituteofTechnologyJan.2009汽车纵向加速度滤波算法金辉,李磊,陈慧岩(北京理工大学机械与车辆工程学院,北京100081)摘要:研究基于车速信号的汽车实时加速度获得方法.采用对车速信号进行滤波、差分、再滤波的方法获得了具有良好实时性和精度的汽车纵向加速度.介绍了速度和加速度的功率谱分析方法,完成了Matlab环境下基于Fdatool工具箱的Fir数字低通滤波器的设计,提出了一种适合汽车实
2、时应用的加速度滤波算法,并实现了该算法在单片机中的应用.实车试验表明,该算法具有良好的实时性和精度.关键词:纵向加速度;功率谱;Fir低通滤波中图分类号:TP39175文献标识码:A文章编号:1001-0645(2009)01-0014-05FilterAlgorithmforLongitudinalAccelerationofVehiclesJINHui,LILei,CHENHu-iyan(SchoolofMechanicalandVehicularEngineering,BeijingInstituteofT
3、echnology,Beijing100081,China)Abstract:Toinvestigatethemethodtoobtaintherea-ltimelongitudinalaccelerationbasedonitsvelocity,vehicleaccelerationisobtainedthroughthevelocityfiltering,differential,andthenfiltering.Powerspectrumanalysisofvelocityandaccelerationisdiscussed
4、anditsFirlowpassdigitalfiltersaredesignedwithFdatoolboxintheMatlabdevelopmentenvironment.Akindofalgorithmfittedforrea-ltimeusebyavehicleisdevelopedanditsapplicationinmicrocomputerisdiscussed.Theexperimentalresultsrevealedthatthealgorithmisofgoodrea-ltimeandhighprecisi
5、on.Keywords:longitudinalacceleration;powerspectrum;Firlowpassfilter随着对汽车控制系统性能要求的不断提高,加车速信号进行滤波、差分、再滤波的方法获得了具有速度信号在汽车上的应用也越来越广泛.比如:基良好实时性和精度的汽车纵向加速度.对利用该方于车速、节气门开度和加速度的三参数换挡规法获得的汽车纵向加速度进行坡道识别,可以解决[1][2-4]律,基于加速度的坡道识别与控制技术,基于通常自动变速器上坡行驶时可能出现的换挡循环问加速度的驾驶员风格识别等.目前,市场上已
6、经出题,以及下坡行驶时不能充分利用发动机的牵阻作现了多种不同的加速度传感器,其价格从几千元到用使汽车减速的问题,从而改善了通常自动变速器上万元不等,但如果在汽车上加装一个现成的加速的坡道行驶性能,提高了自动变速器的智能化水平.度传感器,无疑会增加汽车的生产成本.该研究对其他需要利用加速度信号改善和提高系统实际上,汽车的输出轴上通常都有转速传感器,性能的汽车控制系统具有参考价值.可以很容易地将其采集到的转速信号转化为汽车的1车速信号的提取与处理车速.如果对车速信号直接差分,虽然可以得到汽车的加速度,但由于这样获得的加速度信号噪声很
7、在BJ2022勇士车上进行了大量的实车试验,大,很难应用于汽车的控制系统.为此,作者采用对采用的单片机为MotorolaMC68376,数据采样周期收稿日期:2008-04-03基金项目:国家自然科学基金资助项目(50575024)作者简介:金辉(1972),男,博士,副教授,E-mail:jinhui@bit.edu.cn.第1期金辉等:汽车纵向加速度滤波算法15K为T=001s.以下从大量的实验数据中任意抽取1(i)Bx()=IM().(3)其中一组进行说明,图1为随机采集到的一组速度Ki=1数据,从这组数据可以
8、看出,由于大量干扰噪声的存这种求谱估计的方法用FFT实现很方便,可(i)在,直接用车速信号差分求加速度在实际中是无法以用任何点数来计算x(n)的周期图,当数据段长[5]使用的.度大于M时,可以填充零值补满.在Matlab工具箱中有许多函数可以实
