三軸加速度傳感器在智能車(chē)控制與道路識(shí)別中的應(yīng)用（二）

　　圖八 裝載于靜止小車(chē)上時(shí)

　　圖九 裝載于運(yùn)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(guī)律

　　通過(guò)測(cè)試可以看出。對(duì)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(duì)加速度傳感器也會(huì)產(chǎn)生一些干擾。

　　在識(shí)別坡道時(shí)，如果加速度傳感器監(jiān)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(shù)字濾波算法設(shè)計(jì)

　　由于加速度傳感器三軸之間差異和較高靈敏度，防止在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中由于智能車(chē)的抖動(dòng)引起的誤差，對(duì)單片機(jī)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(duì)電壓值。具體實(shí)現(xiàn)方法：讓智能車(chē)后輪轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，分別記錄各傳感器輸出信號(hào)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(yùn)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(hào)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(duì)輸出值。根據(jù)g1=g2=0，最小值對(duì)應(yīng)著-1.5g，最大值對(duì)應(yīng)著+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(shí)別規(guī)則

　　X-T表示智能車(chē)前后方向加速度信號(hào)，Y-OUT表示智能車(chē)左右方向加速度信號(hào)，Z-T表示智能車(chē)上下方向加速度信號(hào)．采樣值經(jīng)過(guò)數(shù)字濾波，由于智能車(chē)的底盤(pán)不可能保持絕對(duì)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(dāng)處于勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，采樣值在100～110之間波動(dòng)。通過(guò)加權(quán)平均近似為105，125對(duì)應(yīng)+1.5g， 80對(duì)應(yīng)-1.5g。

　　3 結(jié)束語(yǔ)

　　MMA 7260Q是一種電容式加速度傳感器，融合了信號(hào)調(diào)理，單極低通濾波和溫度補(bǔ)償技術(shù)。成本低，功耗低，測(cè)試中加速度信號(hào)穩(wěn)定性與靈敏度都達(dá)到了預(yù)期的效果，從而提高了系統(tǒng)的控制精度，使舵機(jī)響應(yīng)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(shí)別的設(shè)計(jì)，相比傳統(tǒng)的路徑識(shí)別具有數(shù)據(jù)處理簡(jiǎn)單，控制精度高的特點(diǎn)，使舵機(jī)響應(yīng)變快。可以廣泛應(yīng)用與無(wú)人駕駛智能車(chē)，智能儀表，機(jī)器人等高端技術(shù)領(lǐng)域。

作者：趙小平、程志江、張永瑞、段志尚