車載姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)的開發(fā)

3 實(shí)車試驗(yàn)

為了檢驗(yàn)該汽車運(yùn)動(dòng)姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)的效果，進(jìn)行了實(shí)車試驗(yàn)。試驗(yàn)時(shí)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(cè)量坐標(biāo)系平行于車體坐標(biāo)系，加速度計(jì)正向指向相應(yīng)的坐標(biāo)軸的正向，陀螺儀的分布和坐標(biāo)軸一致，測(cè)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(biāo)定和軟件的初始化設(shè)置等工作后即可開展實(shí)車道路試驗(yàn)。圖4是試驗(yàn)采集得到并經(jīng)初始濾波后的汽車6自由度運(yùn)動(dòng)信號(hào)。圖5是試驗(yàn)得到的汽車姿態(tài)角變化曲線。圖6為進(jìn)一步試驗(yàn)得到的汽車姿態(tài)角估計(jì)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(jì)誤差小于0.5°，滿足了汽車運(yùn)動(dòng)姿態(tài)測(cè)量的精度要求，說明本測(cè)量系統(tǒng)的可行性。

本文研究了捷聯(lián)式車載姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)。自主設(shè)計(jì)了微慣性測(cè)量單元（MIMU）和基于USB2.0接口的數(shù)據(jù)采集卡，并應(yīng)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(shí)車道路試驗(yàn)驗(yàn)證了本實(shí)時(shí)測(cè)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(diǎn)。如果通過選取精度更高的MEMS傳感器和采用更為高效的實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)方法，可以進(jìn)一步地提高系統(tǒng)的預(yù)測(cè)精度。