三軸加速度傳感器在智能車(chē)控制與道路識別中的應用

2.7實(shí)驗測試

圖中曲線(xiàn)為時(shí)間和AD采集到的數據之間的關(guān)系。而AD采集到的數據可以用來(lái)反映加速度的變化情況

圖八 裝載于靜止小車(chē)上時(shí)

圖九 裝載于運動(dòng)狀態(tài)不變小車(chē)上時(shí)

圖十 小車(chē)角度變化時(shí)，加速度傳感器值的變化規律

通過(guò)測試可以看出。對于車(chē)體角度的變化，加速度傳感器的值都有一定的變化。不過(guò)同時(shí)也看到車(chē)子的振動(dòng)對加速度傳感器也會(huì )產(chǎn)生一些干擾。

在識別坡道時(shí)，如果加速度傳感器監控的是豎直方向的加速度，即z方的加速度，那么在平道上時(shí)，明顯豎直方向上加速度為零，在上坡后，如果忽略摩擦力，那加速度將變化為gsinθcosθ。通過(guò)加速度傳感器中加速度的變化可以容易的辨別出平道和坡道。

2.8數字濾波算法設計

由于加速度傳感器三軸之間差異和較高靈敏度，防止在運動(dòng)過(guò)程中由于智能車(chē)的抖動(dòng)引起的誤差，對單片機采樣得到的電壓值進(jìn)行歸一化處理，最后可得到各方向傳感器的相對電壓值。具體實(shí)現方法：讓智能車(chē)后輪轉動(dòng)起來(lái)，分別記錄各傳感器輸出信號的最大值和最小值，用最大值減去最小值得到各傳感器在運動(dòng)過(guò)程中的輸出范圍。在智能車(chē)行駛過(guò)程中將各方向傳感器輸出的信號值減去最小值，再除以各方向傳感器的輸出范圍即可得到其相對輸出值。根據g1=g2=0，最小值對應著(zhù)-1.5g，最大值對應著(zhù)+1.5g。，靜止時(shí)各向加速度值為0，加速度范圍為-1.5g一+1.5g。

2.9路徑識別規則

X-T表示智能車(chē)前后方向加速度信號，Y-OUT表示智能車(chē)左右方向加速度信號，Z-T表示智能車(chē)上下方向加速度信號.采樣值經(jīng)過(guò)數字濾波，由于智能車(chē)的底盤(pán)不可能保持絕對水平，車(chē)身可能會(huì )向前傾斜或者向后傾斜，

所以，Y-OUT，X-OUT，Z-OUT值都有5%的誤差，當處于勻速直線(xiàn)運動(dòng)時(shí)，采樣值在100～110之間波動(dòng)。通過(guò)加權平均近似為105，125對應+1.5g， 80對應-1.5g。

3 結束語(yǔ)

MMA 7260Q是一種電容式加速度傳感器，融合了信號調理，單極低通濾波和溫度補償技術(shù)。成本低，功耗低，測試中加速度信號穩定性與靈敏度都達到了預期的效果，從而提高了系統的控制精度，使舵機響應速度變快。

基于三軸加速度傳感器在智能車(chē)的控制與路徑識別的設計，相比傳統的路徑識別具有數據處理簡(jiǎn)單，控制精度高的特點(diǎn)，使舵機響應變快?？梢詮V泛應用與無(wú)人駕駛智能車(chē)，智能儀表，機器人等高端技術(shù)領(lǐng)域。