一种车身姿态的捷联测量.pdf

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1、第23卷第8期传感技术学报V01．23No．82010年8月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSAug．2010AStrapdownMeasurementofVehicleAttitudeL／Yifan，Liming，ZHNAGLikai(FacultyofInformationEngineering，GuangDongUniversityofTechnology，Guangzhou510006，China)Abstract：Vehiclebodyworkatt

2、itudemeasurementhasbeenakeyelementinautomotivetechnology．Thispaperpresentsanon-gyrobodyworkattitudemeasurementprogram．Usingasinglethree·axisaccelerometerwithwheelspeedencoderitprovidesasolutionofcalculatingreal—timebodyworkattitude．Inordertoguarantee

3、thereal—timeperformanceofthesystem，theprogramdidalotofreduction．Itgivesanexampleofimplementationthroughhard—wareandsoftwarerespectivelyusingLPC1758asMCUandMMA7260asthree—axisaccelerometer．Finally，theresultsofexperimentsispresented．Keywords：embedsyste

4、m；vehicleattitude；strapdownmeasurement；triaxialaccelerometerEEACC：7220；7230；2560B；1265Fdoi：10．3969／j．issn．1004—1699．2010．08．029一种车身姿态的捷联测量李怡凡，吴黎明，张力锴(广东工业大学信息工程学院，广州510006)摘要：汽车车身姿态测量一直是汽车技术的关键一环。提出了一种无陀螺实时车身姿态测量方案，利用单个三轴线加速度传感器结合轮速编码器解算出实时车身姿态。设计从硬件

5、到软件都作出了大量精简处理以构建实时性高的嵌入式系统。并以芯片LPC2478作MCU，三轴加速度传感器采用MMA7260为例给出具体的硬件电路连接，说明其部件特性和构成原理，从应用上指出干扰来源和抗干扰措施，阐述了MCU工作的软件处理流程。最后给出了实验过程中的数据。关键词：嵌入式系统；车身姿态；捷联测量；三轴加速度传感器中图分类号：TN3；TN4；TN6；TM93文献标识码：A文章编号：1004—1699(2010)08—1189—06随着现代汽车工业的发展，人们对汽车的驾驶的缺点，因此应用也

6、受到限制。可见车姿的实时量舒适性要求越来越高。而驾驶舒适性与汽车底盘密度不单是关键的一环，而且一直是难点。切相关。汽车底盘控制包括悬挂控制、转向控制、牵本文主要针对以往车身姿态测量的成本和实时引力控制三大部分¨。在高档轿车上，关于这三方性两个主要问题，提出了一种精简的车身姿态实时面的电子系统来越多。这些电子系统中的大部分，测量方法，即利用单个三轴加速度传感器MMA7260都需要根据车身的位置及状态信息也就是车身姿态配合车轮速度编码器、高性能MCU构建车恣测量系的反馈，做出相应的动作。统，分别从软

7、硬件给出系统的具体实现方案，该系统最初的车姿测量仅仅以路面作为参考系，通过可实时解算得出车身姿态信息。悬挂高度确定车姿，不能反应车身实际的姿态，对驾1姿态角的计算驶舒适性帮助有限。目前，车姿的测量一般通过三维陀螺仪表示。而陀螺仪由于其测量过程中机械转1．1坐标系与姿态角子容易漂移，系统累积误差难以消除，往往需要通过为简化分析，划分两个坐标参考系，即大地惯性其他传感器不断作数值修正I4。另外还有采用六参考系OXYZ和车身平台坐标参考系Oxyz，如图1个或九个单轴线加速度传感器捷联解算出姿态角所示。

8、车身姿态就是车身平台相对于大地惯性参考的，同样地存在系统复杂、实时性差、成本高等系的三个姿态角：俯仰角0(轴与OXZ平面的收稿日期：2010—01—12修改日期：2010—04—121190传感技术学报第23卷夹角)、倾斜角y(轴与OXY平面的夹角)、偏航角体平台坐标系上的a，再作处理。此加速度对前后(Y轴与OYZ平面的夹角)。其中，俯仰角和倾悬挂高度有一定的影响。在此仅将其当作局部的线斜角是对乘客的舒适性影响比较大。性处理对其修正，认为修正因子为k(a。)，有：1．2测量部件位置分布a=k·a