傾斜角傳感器在汽車上的應(yīng)用畢業(yè)論文-資料下載頁
2025-06-19 20:14本頁面
【正文】 ’，Z’]的新的空間坐標(biāo)系再單獨(dú)圍繞Y軸做旋轉(zhuǎn)：可以得到下面[X’’，Y’’，Z’’]的新的空間坐標(biāo)系可以得到下面[X’’，Y’’，Z’’]的新的空間坐標(biāo)系由于傳感器安裝在列車上，當(dāng)傳感器發(fā)生了傾斜，可以理解為是坐標(biāo)軸發(fā)生了變換：設(shè)起始坐標(biāo)系為[x，y，z]，變換后的坐標(biāo)為[X1，Y1，Z1] 運(yùn)算化簡(jiǎn)有：現(xiàn)在設(shè)Y，Z為水平面，X為垂直方向，則此時(shí)坐標(biāo)系用向量表示為(1,0,0)帶入上式，于是可以得出此時(shí)根據(jù)實(shí)際傳感器模型此時(shí)，令=，則。注：這里的三角變換與物理模型有關(guān)。所求傾角：現(xiàn)在要將上式中的，用傳感器測(cè)的 替換以便可以計(jì)算出實(shí)際的傾斜角：至此，我們可以通過任意兩軸的數(shù)值計(jì)算出任意時(shí)刻的全方位傾角值。電路方案：器件選擇：SCA3000 系列三軸加速度計(jì)：量程177。2g,電源電壓3. 3V,64組緩沖存儲(chǔ)器記錄數(shù)據(jù),SPI/I2C數(shù)字串口通信,抗沖擊力強(qiáng)LPC2210LPC2210 是基于一個(gè)支持實(shí)時(shí)仿真和嵌入式跟蹤的16/32 位ARM7TDMISTM CPU 的微控制器，CPU頻率最大為60MHz，內(nèi)置了SPI/I2C總線接口。ZLG27290: I2C接口顯示驅(qū)動(dòng)器，8個(gè)片選輸出端、8個(gè)位選輸出端SCA3000 系列傳感器 數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬煞N方案：方案1：SCA3000 –D01 SPI 方案2：SCA3000 –D02 I2C這里選擇SPI傳輸數(shù)據(jù)。CA3000 –D01 ，極高的傳輸速率，保證了在后續(xù)軟件在濾波、坐標(biāo)換算的計(jì)算上的實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)。SCA3000D01 內(nèi)部功能模塊圖：外圍電路：ZLG27290: I2C接口顯示驅(qū)動(dòng)器LPC2210管腳分布：管腳名稱LQFP144管腳號(hào)類型描述 50I/OSCL I2C 時(shí)鐘輸入/ 輸出開漏輸出(符合I2C 規(guī)范)58I/OSDA I2C 數(shù)據(jù)輸入/輸出開漏輸出(符合I2C規(guī)范)59I/OSCK0 SPI0 串行時(shí)鐘主機(jī)輸出或從機(jī)輸入的時(shí)鐘 61I/OMISO 0 SPI0 主機(jī)輸入/ 從機(jī)輸出從機(jī)到主機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸68I/OMOSI0 SPI0 主機(jī)輸出/ 從機(jī)輸入主機(jī)到從機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸SCA3000管腳：引腳名稱作用引腳名稱作用1NC懸空10NC懸空2XRESET外置重啟，低有效11SCK_SCLSPI時(shí)鐘(SCK)3INT中斷信號(hào)輸出12MISO_SDASPI數(shù)據(jù)輸出(MOSI)4CLK數(shù)字地13MOSISPI數(shù)據(jù)輸入(MISO)5DVSS數(shù)字地14AVDD模擬地6DVDD數(shù)字電源15AVSS模擬地7DVIO數(shù)字I/O電源16AVSS模擬電源8CSB片選17ATSTIO懸空減小數(shù)據(jù)誤差與角度計(jì)算：1. 數(shù)字濾波：濾掉高頻分量（列車震動(dòng)、外力撞擊等）2. 初始化校正：減小零點(diǎn)漂移、溫度漂移造成的誤差3. 多次坐標(biāo)系變換：消除列車運(yùn)行磨損等禁止?fàn)顟B(tài)時(shí)已經(jīng)存在造成的誤差。數(shù)據(jù)計(jì)算：在傾斜角計(jì)算中,首先讀數(shù)據(jù)進(jìn)行零點(diǎn)偏移補(bǔ)償，接著對(duì)嚴(yán)重污染的數(shù)據(jù)丟棄,進(jìn)行數(shù)據(jù)融合,再判斷傾斜角度大小。當(dāng)角度較小時(shí),利用兩軸數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算,當(dāng)角度過大時(shí)運(yùn)用第三軸數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。參考文獻(xiàn)［1］ ［M］.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2000.［2］ ［M］.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2001.［3］ 何信龍，［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2002.［4］ ［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.［5］ 王化祥，［M］.天津：天津大學(xué)出版社，199
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