CN104029643B

CN104029643B - 一种重力传感器温度偏差动态补偿系统

Info

Publication number: CN104029643B
Application number: CN201310068537.7A
Authority: CN
Inventors: 姚志刚; 王桦
Original assignee: Delphi Electronics Suzhou Co Ltd
Current assignee: Annex Electronics (Suzhou) Co., Ltd.
Priority date: 2013-03-04
Filing date: 2013-03-04
Publication date: 2016-03-23
Anticipated expiration: 2033-03-04
Also published as: CN104029643A

Abstract

本发明涉及一种重力传感器温度偏差动态补偿系统，用于对汽车中重力传感器的输出值进行动态补偿，所述的汽车中安装有车速传感器和温度传感器，所述的动态补偿系统包括信号输入模块、自学习和补偿模块及修正值输出模块，所述的信号输入模块的输入端分别连接重力传感器、车速传感器和温度传感器，所述的信号输入模块的输出端、自学习和补偿模块、修正值输出模块依次连接；信号输入模块分别采集重力传感器、车速传感器和温度传感器的输出值，自学习和补偿模块根据采集到的数据进行实时补偿，计算重力传感器的修正值并传输给修正值输出模块。与现有技术相比，本发明能够实时修正由于温度偏差、芯片的差异性以及安装工序等带来的误差，且自适应性强。

Description

一种重力传感器温度偏差动态补偿系统

技术领域

本发明涉及一种偏差补偿系统，尤其是涉及一种重力传感器温度偏差动态补偿系统。

背景技术

随着汽车消费的普及，人们对汽车产品驾乘时的舒适度要求越来越高，比如说车辆行驶中路面坡度的显示等。由于G-sensor(重力传感器)体积小，价格低，并且应用广泛，现在被越来越多的应用在汽车领域，其中之一便是作为角度显示功能。但由于G-sensor本身固有限制，导致在高低温变化中对同一角度的显示偏差很大，全温度范围内最大角度误差可到10°以上。这一点给实际应用带来很大制约。同时，由于制造误差的存在，不能保证芯片之间的温度偏差完全相同，若用同一个偏差值对所有芯片进行修正，也不能很好的解决温度偏差带来的角度误差。此外，由于每一片芯片的安装位置不同，也会引入不同的安装误差。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种重力传感器温度偏差动态补偿系统，能够实时修正由于温度偏差、芯片的差异性、以及由于安装工序等因素带来的误差，使得在全温度范围内显示角度准确度提高，误差大大降低，具有很强的自适应性。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种重力传感器温度偏差动态补偿系统，用于对汽车中重力传感器的输出值进行动态补偿，所述的汽车中安装有车速传感器和温度传感器，所述的动态补偿系统包括信号输入模块、自学习和补偿模块及修正值输出模块，所述的信号输入模块的输入端分别连接重力传感器、车速传感器和温度传感器，所述的信号输入模块的输出端、自学习和补偿模块、修正值输出模块依次连接；

信号输入模块分别采集重力传感器、车速传感器和温度传感器的输出值，对其进行单位统一化处理后传输给自学习和补偿模块，自学习和补偿模块根据采集到的数据进行实时补偿，计算重力传感器的修正值并传输给修正值输出模块，修正值输出模块完成修正值的输出。

所述的自学习和补偿模块包括依次连接的自学习单元、查找表更新单元和补偿单元，所述的自学习单元连接信号输入模块，所述的补偿单元连接修正值输出模块。

所述的自学习单元为嵌有自学习法则的处理器。

所述的自学习法则为根据行进里程对重力传感器的输出值进行加权平均，以平均值作为偏差值。

所述的查找表更新单元中包括存储器，该存储器中存储有温度偏差值查找表。

所述的自学习和补偿模块根据采集到的数据进行实时补偿的具体步骤为：

1)自学习单元根据当前温度信息对重力传感器的输出值进行里程加权，进行实时温度偏差自学习获得偏差值，并用该偏差值更新查找表更新单元中的温度偏差值查找表；

2)查找表更新单元根据温度偏差值查找表获得与当前温度信息相应的偏差值，并将该偏差值、加速度信息和加权后的重力传感器输出值传递给补偿单元，所述的加速度信息由车速传感器获得；

3)补偿单元修正由于加速度信息引起的误差和温度偏差引入的误差，生成修正值，并将修正值传输给修正值输出模块。

所述的重力传感器的输出值包括X轴输出值、Y轴输出值和Z轴输出值。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

一、提高显示角度准确度：能够实时修正由于温度偏差、芯片的差异性、以及由于安装工序等因素带来的误差；

二、有很强的自适应性：能够动态适应每一片G-sensor的温度偏差特性，并且实时将其补偿掉，能够补偿不同G-sensor之间的芯片散差；

三、简化出厂校验流程：目前安装G-sensor的车辆需要逐一进行校验，补偿掉由于安装等工序引入的误差；而本系统可以自行将此安装误差修正掉，不需要工时浩大的安装误差校验流程，大大提高校验效率。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例

如图1所示，一种重力传感器温度偏差动态补偿系统，用于对汽车中重力传感器的输出值进行动态补偿，所述的汽车中安装有车速传感器和温度传感器，所述的动态补偿系统包括信号输入模块1、自学习和补偿模块2及修正值输出模块3，所述的信号输入模块1的输入端分别连接重力传感器、车速传感器和温度传感器，所述的信号输入模块1的输出端、自学习和补偿模块2、修正值输出模块3依次连接。

所述的自学习和补偿模块2包括依次连接的自学习单元4、查找表更新单元5和补偿单元6，所述的自学习单元4连接信号输入模块1，所述的补偿单元6连接修正值输出模块3。所述的自学习单元4为嵌有自学习法则的处理器，该自学习法则为根据行进里程对重力传感器的输出值进行加权平均，以平均值作为偏差值。所述的查找表更新单元5中包括存储器，该存储器中存储有温度偏差值查找表。

自学习单元4中有两套自学习法则，包括小里程自学习法则和大里程自学习法则分别对应更新查找表单元5中的温度偏差值查找表Table_T和Table_M。Table_T用于记录一个小里程期内(比如20km)的偏差值，小里程自学习法则为：每个小里程内按照行进里程对G-sensor的三轴数据进行加权平均，平均值即为偏差值(G-sensorX轴、Y轴、Z轴偏差值的自学习方法一致，并且Z轴的偏差值需要额外修正掉重力加速度的影响)；Table_M用于记录大里程周期间(大里程周期是小里程周期的整数倍关系)偏差值的更新状态，大里程自学习法则为：以小里程(比如20km)为周期，记录以往各个小里程的偏差值，再取各个小里程的偏差值的平均值作为最终的偏差值(G-sensorX轴、Y轴、Z轴偏差值的自学习方法一致)。

小里程Table_T所用公式如下：

for  Table_T \{\begin{matrix} g_{x_{offset (T_{n}, K_{m})}} = \frac{Σ_{i = 1}^{m} g_{x} (Tn, Ki) {\cdot K}_{i}}{Σ_{i = 1}^{m} K_{i}} \\ g_{y_{offset (T_{n}, K_{m})}} = \frac{Σ_{i = 1}^{m} g_{y} (Tn, Ki) \cdot K_{i}}{Σ_{i = 1}^{m} K_{i}} \\ g_{z_{offset (T_{n}, K_{m})}} \frac{Σ_{i = 1}^{m} g_{z} (Tn, Ki) \cdot K_{i}}{Σ_{i = 1}^{m} K_{i}} \end{matrix} - - - (1)

大里程Table_M所用公式如下：

for Table_M \{\begin{matrix} g_{x, offset, M, Tn} = \frac{g_{x, offset, M - 1, Tn * (M - 1) + g_{x_{offset (T_{n}, K_{m})}}}}{M} \\ g_{y, offset, M, Tn} = \frac{g_{y, offset, M - 1, Tn} * (M - 1) + g_{y_{offset (T_{n}, K_{m})}}}{M} \\ g_{z, offset, M, Tn} = \frac{g_{z, offset, M - 1, Tn} * (M - 1) + g_{z_{offset (T_{n}, K_{m})}}}{M} \end{matrix} - - - (2)

其中，g_x(Tn，Ki)为Tn温度下Ki历程内经过加速度修正后的G-sensor的X轴数值；为更新的小里程X轴偏差值，Tn为温度，K_m为行进历程；g_{x，offset，M，Tn}为更新的大里程X轴偏差值，M为大里程更新次数。Y轴和Z轴的更新公式与X轴相同。

上述重力传感器温度偏差动态补偿系统的工作原理为：

信号输入模块1分别采集重力传感器、车速传感器和温度传感器的输出值，对其进行单位统一化处理后传输给自学习和补偿模块2，使得所用数据在同一单位量纲进行修正，自学习和补偿模块2根据采集到的数据进行实时补偿，计算重力传感器的修正值并传输给修正值输出模块3，修正值输出模块3完成修正值的输出。所述的重力传感器的输出值包括X轴输出值、Y轴输出值和Z轴输出值。所述的自学习和补偿模块根据采集到的数据进行实时补偿的具体步骤为：

1)自学习单元4根据当前温度信息对重力传感器的输出值进行里程加权，进行实时温度偏差自学习获得偏差值，并用该偏差值更新查找表更新单元5中的温度偏差值查找表；

2)查找表更新单元5根据温度偏差值查找表获得与当前温度信息相应的偏差值，并将该偏差值、加速度信息和加权后的重力传感器输出值传递给补偿单元，所述的加速度信息由车速传感器获得；

3)补偿单元6修正由于加速度信息引起的误差和温度偏差引入的误差，生成修正值，并将修正值传输给修正值输出模块3。

根据采集G-sensor的输出值、车速信息以及当前温度信息，随着里程数的增加，根据不同的温度，不断更新修正相应的查找表数值，最终对G-sensor输出值进行修正，使得计算的角度值不受温度变化而影响，并且随着系统运行时间的增加，车辆行驶里程的累积，系统更新的修正偏差值逐次逼近芯片本身的温度偏差。

Claims

1.一种重力传感器温度偏差动态补偿系统，用于对汽车中重力传感器的输出值进行动态补偿，所述的汽车中安装有车速传感器和温度传感器，其特征在于，所述的动态补偿系统包括信号输入模块、自学习和补偿模块及修正值输出模块，所述的信号输入模块的输入端分别连接重力传感器、车速传感器和温度传感器，所述的信号输入模块的输出端、自学习和补偿模块、修正值输出模块依次连接；

2.根据权利要求1所述的一种重力传感器温度偏差动态补偿系统，其特征在于，所述的自学习和补偿模块包括依次连接的自学习单元、查找表更新单元和补偿单元，所述的自学习单元连接信号输入模块，所述的补偿单元连接修正值输出模块。

3.根据权利要求2所述的一种重力传感器温度偏差动态补偿系统，其特征在于，所述的自学习单元为嵌有自学习法则的处理器。

4.根据权利要求3所述的一种重力传感器温度偏差动态补偿系统，其特征在于，所述的自学习法则为根据行进里程对重力传感器的输出值进行加权平均，以平均值作为偏差值。

5.根据权利要求2所述的一种重力传感器温度偏差动态补偿系统，其特征在于，所述的查找表更新单元中包括存储器，该存储器中存储有温度偏差值查找表。

6.根据权利要求5所述的一种重力传感器温度偏差动态补偿系统，其特征在于，所述的自学习和补偿模块根据采集到的数据进行实时补偿的具体步骤为：

1)自学习单元根据当前温度信息对重力传感器的输出值进行里程加权，采用自学习单元内的自学习法则进行实时温度偏差自学习获得偏差值，并用该偏差值更新查找表更新单元中的温度偏差值查找表；

7.根据权利要求6所述的一种重力传感器温度偏差动态补偿系统，其特征在于，所述的重力传感器的输出值包括X轴输出值、Y轴输出值和Z轴输出值。