一種車載加速傳感器的三軸自校準(zhǔn)方法
【專利摘要】本發(fā)明揭示了一種車載加速傳感器的三軸自校準(zhǔn)方法，包括以下步驟：（1）定義加速度傳感器受力模型；（2）確定坐標(biāo)系O-XnewYnewZnew中的Znew軸；（3）確定坐標(biāo)系O-XnewYnewZnew中的Xnew軸；（4）確保Znew軸和Xnew軸垂直；（5）確定坐標(biāo)系O-XnewYnewZnew中的Ynew軸；以及（6）優(yōu)化Xnew軸、Znew軸，本發(fā)明通過上述步驟，實現(xiàn)加速度傳感器在車輛中任意放置，依舊可以建立以車輛前進(jìn)方向為X軸正向、水平向左為Y軸正向、垂直地面為Z軸正向的新坐標(biāo)系，作為車輛駕駛習(xí)慣，車輛碰撞現(xiàn)場還原的依據(jù)。
【專利說明】[0001] 一種車載加速傳感器的三軸自校準(zhǔn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002] 本發(fā)明涉及加速傳感器校準(zhǔn)領(lǐng)域，特別涉及一種車載加速傳感器的三軸自校準(zhǔn)方 法。
【背景技術(shù)】
[0003] 車載電子產(chǎn)品需要準(zhǔn)確提供車輛實時三軸方向受力情況，作為駕駛習(xí)慣培養(yǎng)、車 輛碰撞還原的依據(jù)。目前市面上的加速度傳感器只能提供傳感器方向固定的三軸受力的大 小，同時車載電子產(chǎn)品放置在車輛上的位置、水平角具有很多不確定因素，最終導(dǎo)致加速度 傳感器無法提供實時三軸(前進(jìn)方向、側(cè)方向、垂直方向）的受力變化。通過本專利，可以實 現(xiàn)車載電子產(chǎn)品任意放置情況下，依舊能提供實時車輛三軸方向的受力變化。
[0004] 有鑒于此，本領(lǐng)域發(fā)明人針對上述問題，提供了一種車載加速傳感器的三軸自校 準(zhǔn)方法。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 本發(fā)明提供了一種車載加速傳感器的三軸自校準(zhǔn)方法，克服了現(xiàn)有技術(shù)的困難， 通過上述步驟，實現(xiàn)加速度傳感器在車輛中任意放置，依舊可以建立以車輛前進(jìn)方向為X 軸正向、水平向左為Y軸正向、垂直地面為Z軸正向的新坐標(biāo)系。作為車輛駕駛習(xí)慣，車輛 碰撞現(xiàn)場還原的依據(jù)。
[0006] 本發(fā)明提供了一種車載加速傳感器的三軸自校準(zhǔn)方法，包括以下步驟： (1) 建立基于加速度傳感器的三維坐標(biāo)系0-ΧΥΖ ; 建立基于汽車行駛方向的三維坐標(biāo)系Ο-XnewYnewZnew，其中，Xnew軸為汽車前進(jìn)的加 速度方向，Ynew軸為垂直于汽車前進(jìn)方向的水平左方，Znew軸為重力的反方向， 建立三維坐標(biāo)系0-ΧΥΖ與三維坐標(biāo)系Ο-XnewYnewZnew的轉(zhuǎn)換方程組為： Xnew = al ^ X + bl ^ Y + cl ^ Z ； Ynew = a2*X + b2*Y + c2*Z; Znew = a3*X + b3*Y + c3*Z; (2) 在車輛點火瞬間，加速度傳感器只受重力G作用，重力G的反方向即是 Ο-XnewYnewZnew中的Znew軸，設(shè)三維坐標(biāo)系0-ΧΥΖ三軸受力分別為gx, gy，gz，重力為G， 計算出三軸XYZ和Znew軸的夾角，假設(shè)夾角分別是
【權(quán)利要求】
1. 一種車載加速傳感器的三軸自校準(zhǔn)方法，其特征在于，包括以下步驟： (1) 建立基于加速度傳感器的三維坐標(biāo)系0-ΧΥΖ ; 建立基于汽車行駛方向的三維坐標(biāo)系O-XnewYnewZnew，其中，Xnew軸為汽車前進(jìn)的加 速度方向，Ynew軸為垂直于汽車前進(jìn)方向的水平左方，Znew軸為重力的反方向， 建立三維坐標(biāo)系0-ΧΥΖ與三維坐標(biāo)系O-XnewYnewZnew的轉(zhuǎn)換方程組為： Xnew = al ^ X + bl ^ Y + cl ^ Z ； Ynew = a2*X + b2*Y + c2*Z; Znew = a3*X + b3*Y + c3*Z; (2) 在車輛點火瞬間，加速度傳感器只受重力G作用，重力G的反方向即是 O-XnewYnewZnew中的Znew軸，設(shè)三維坐標(biāo)系0-ΧΥΖ三軸受力分別為gx, gy，gz，重力為G， 計算出三軸XYZ和Znew軸的夾角，假設(shè)夾角分別是
到如下公式：
(3) 在車輛啟動后，剎車時，加速度傳感器三軸分力變化的合力為摩擦力，摩擦 力的反方向即是O-XnewYnewZnew中的Znew軸，設(shè)各軸上增加的加速度分量分別是
則合加速度：
假設(shè)三軸XYZ和Xnew軸的夾角分別 是
得到如下公式：
(4) 調(diào)整Znew軸與Xnew軸垂直，假設(shè)向量
向量
則正交化之后的Z軸向量應(yīng)為： 上式中，
則得到：
將其單位化后的Z軸
上式中，
(5)利用右手螺旋法則求出O-XnewYnewZnew中的Ynew軸，通過向量外積計算a2, b2， c2,假設(shè)向量
=(al，bl，cl),
= (a2, b2, c2),
= (a3, b3, c3),則
2. 如權(quán)利要求1所述的車載加速傳感器的三軸自校準(zhǔn)方法，其特征在于：保存并統(tǒng)計 點火瞬間20組Znew，計算平均值最為新的Znew。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的車載加速傳感器的三軸自校準(zhǔn)方法，其特征在于：保存并 統(tǒng)計剎車時的10組Xnew，計算平均值最為新的Xnew。
4. 如權(quán)利要求3所述的車載加速傳感器的三軸自校準(zhǔn)方法，其特征在于：若保存的 Xnew大于10組時，如果后續(xù)剎車的加速度大于當(dāng)前保存的任一組數(shù)據(jù)，則進(jìn)行替換，數(shù)組 每次更新一次就重新計算一次al, a2，a3，bl，b2，b3，cl, c2，c3。
【文檔編號】G01P21/00GK104090127SQ201410332793
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月14日
【發(fā)明者】袁學(xué)濤 申請人:上海移為通信技術(shù)有限公司
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