基于IMEMS传感器的汽车行驶姿态检测系统设计*

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。……