車載姿態(tài)測量系統(tǒng)的開發(fā)

3 實車試驗

為了檢驗該汽車運動姿態(tài)測量系統(tǒng)的效果，進行了實車試驗。試驗時將MIMU固定于汽車質(zhì)心位置處，并且保證傳感器所組成的測量坐標系平行于車體坐標系，加速度計正向指向相應的坐標軸的正向，陀螺儀的分布和坐標軸一致，測量給定軸的旋轉(zhuǎn)角速度，旋轉(zhuǎn)的正方向由右手定則確定[3]。在完成MIMU的安裝、系統(tǒng)接線、傳感器的標定和軟件的初始化設置等工作后即可開展實車道路試驗。圖4是試驗采集得到并經(jīng)初始濾波后的汽車6自由度運動信號。圖5是試驗得到的汽車姿態(tài)角變化曲線。圖6為進一步試驗得到的汽車姿態(tài)角估計誤差曲線，從圖中可以看出，由于引入Kalman濾波融合算法[4]，使得姿態(tài)角估計誤差小于0.5°，滿足了汽車運動姿態(tài)測量的精度要求，說明本測量系統(tǒng)的可行性。

本文研究了捷聯(lián)式車載姿態(tài)測量系統(tǒng)。自主設計了微慣性測量單元（MIMU）和基于USB2.0接口的數(shù)據(jù)采集卡，并應用Visual Basic 2005開發(fā)了數(shù)據(jù)采集軟件和數(shù)據(jù)處理軟件，最后通過實車道路試驗驗證了本實時測量系統(tǒng)的可行性。另外，此系統(tǒng)具有體積小、使用方便、成本低廉等優(yōu)點。如果通過選取精度更高的MEMS傳感器和采用更為高效的實時預測方法，可以進一步地提高系統(tǒng)的預測精度。