汽車二自由度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計

由于傳感器ADIS16355輸出的數(shù)據(jù)是16位的，所以傳送數(shù)據(jù)也是以16為周期。最高位代表讀寫控制位，如果為0代表向傳感器中寫入命令，為1則代表從傳感器中讀出當(dāng)前狀態(tài)；次高位為0，緊接著的6位代表對應(yīng)寄存器的地址，最后面8位不關(guān)心。注意，在這個地址下讀出來的數(shù)據(jù)是對應(yīng)上一個地址的數(shù)據(jù)；與此同時從控制器把對應(yīng)的采集到的16位數(shù)據(jù)發(fā)送到主機(jī)中去。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計與數(shù)據(jù)分析
該系統(tǒng)針對汽車二自由度的數(shù)據(jù)采集，而汽車二自由度是指汽車橫擺角速度與側(cè)向加速度，所以利用ADIS16355傳感器采集這兩個數(shù)據(jù)。由ADIS16355的說明書可知，反映橫擺角速度的寄存器的地址為0x08或0x09，而側(cè)向加速度對應(yīng)的寄存器地址為0x0A或0x0B，要想得到汽車橫擺角速度與側(cè)向加速度，按照時序讀出相應(yīng)寄存器地址的數(shù)據(jù)即可。其工作流程如圖5所示。

然而汽車運(yùn)行中不可避免會受到其他因素的干擾，采集到的數(shù)據(jù)可能存在一定程度上的失真性，因此需要找出干擾源的類型，從而選擇適當(dāng)?shù)姆椒ò央s波濾掉，得到相對準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。為此設(shè)計汽車怠速與正常運(yùn)行兩種模式。汽車在怠速狀態(tài)下，由于汽車是相對靜止?fàn)顟B(tài)，理論上測到的汽車橫擺角速度與側(cè)向加速度為0，然而由于存在其他的干擾因素，因而實(shí)際測得的數(shù)據(jù)并不為0。通過對測試數(shù)據(jù)的分析可以得到干擾源的類型，從而根據(jù)干擾類型而設(shè)計出相應(yīng)的濾波方式。下面分別就汽車的怠速模式與正常運(yùn)行模式兩種運(yùn)動方式具體分析。
3．1 汽車怠速模式
汽車怠速模式是指發(fā)動機(jī)處于啟動狀態(tài)，但是汽車處于停止不前的狀態(tài)，可以測得相應(yīng)的數(shù)據(jù)。這里以汽車的橫擺角速度數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，取了2500個采樣點(diǎn)，利用數(shù)據(jù)的統(tǒng)計特性對數(shù)據(jù)分別求均值、協(xié)方差與功率譜密度，求得的均值為-7．7682e-005，近似為0。為了直觀，把采集到的源數(shù)據(jù)、協(xié)方差與功率譜密度通過MATLAB作圖的方式顯示出來，如圖6所示。