三轴加速度传感器在智能车控制与道路识别中的应用(一)

2013-09-30 11:38:25来源: 互联网

三轴加速度传感器MMA7260Q可以测量智能车惯性大小,选取最佳重心位置,并能准确定位智能车处于直线、弯道、坡道、漂移等运行状态;利用加速度传感器能够提前预测路径,并判断何时刹车效果最佳。并且很好的解决了在直立行走车模的平衡与方向识别。

  由此提出了一种基于三轴加速度传感器在智能车中的控制以及路径识别的设计。该设计采用三轴加速度传感器MMA7260Q测量智能车在运动中的加速度信号,以嵌入式单片MC9S12XSl28B作为核心控制器,对加速度信号进行采样,A/D转换,再将特征数据存储在EEPROM中。很好地解决了智能车运动路径分析的问题以及在。实时获取小车加速度,从而更加全面的获取小车的运行状态,为控制的流畅性和更好的路况识别提供了可能。

  在直立行走的车模中,应用同样的原理,选择最佳重心,可以很好地解决直立行走车模的平衡以及方向识别,从而加快车模的行车速度。

  实验结果证明:结合加速度传感器具有很强的抗干扰性,提取角度信息更准确,确保了智能车在直道上能够以较高的速度行驶,在弯道则能基本不失速平滑地过弯。

  1. 智能车现存问题

  在车模运行当中,人无法判断小车的运行状态,使用加速度传感器来监控小车的加速度,这样可以更加精确地知道小车的运行状态,而且可以通过对某个方向加速度的变化的检测来区分出坡道和非坡道。从而进行相应的策略应对。避免小车在比赛时出现停车与翻车现象。以及很好地解决了直立行走的车模中在行走过程中的平衡性。

  2. MMA7260Q简介

  加速度传感器是Freescale公司出品的MMA7260Q。

  图1 芯片引脚定义

  2.1 MMA7260Q的特性:

  在一个设备中提供三轴向XYZ检测灵敏度,可选灵敏度:1.5g、2g、4g 和6g;功耗低,具有休眠模式,低压运行一般在2.2V~3.6V,能够快速启动,一般启动时间为1ms;其低噪音,封装一般为16针脚6mm x 6mm x 1.45mm无针脚型方体扁平封装(QFN)。

  2.2 MMA7260Q的优点

  为多功能应用提供灵活的可选量程:包括1.5g、2g 、4g 和6g;功耗低,可延长电池使用寿命 开机响应时间短,最适合电池供电手持设备的休眠模式,组件数量少-节约成本和空间噪音低、灵敏度高,具有自适应功能,频率及解析度高,提供精确的坠落、倾斜、移动、放置、震动和摇摆感应灵敏度不同应用的建议重力加速度级别自由落体检测:1g~2g 倾斜控制:1g~2g。

2.3加速度传感器应用分析

  2.3.1干扰因素分析

  芯片可以测试一个方向上的加速度变化。所以采用了不同的安装方式,其间要考虑到比较多的干扰因素。

  一、车体行进过程中的机械振动

  二、速度控制不平滑对车体运动状态的影响

  三、常规情况下的误差和正常时,加速度传感器产生的输出区别大小

  2.3.2安装方式分析

  若安装于安装摄像头的立杆上,杆子在小车加减速的时候有比较明显的左右晃动,通过Labview观察发现干扰过大。若安装于小车后部,由于电机自身的振动,对MEMS产生的影响会较之前更为明显。

  经测试,如果测量水平X方向的加速度,宜将装有MMA2260的电路板装载在车前部。

  图二 加速度传感器安装方式

  若在直立行走车模上安装,则要测量竖直Z方向上的加速度。

  图三 直立行走车模安装示意图

关键字:三轴加速度  传感器  智能车控制

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2013/0930/article_19627.html
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