CN107702713A - 基于九轴传感器车轮运动姿态监测方法 - Google Patents

基于九轴传感器车轮运动姿态监测方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107702713A
CN107702713A CN201710915271.3A CN201710915271A CN107702713A CN 107702713 A CN107702713 A CN 107702713A CN 201710915271 A CN201710915271 A CN 201710915271A CN 107702713 A CN107702713 A CN 107702713A
Authority
CN
China
Prior art keywords
wheel
dimensional
axle
angle
parameter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201710915271.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107702713B (zh
Inventor
潘梦鹞
郇锐铁
陈少伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangdong College of Industry and Commerce
Original Assignee
Guangdong College of Industry and Commerce
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guangdong College of Industry and Commerce filed Critical Guangdong College of Industry and Commerce
Priority to CN201710915271.3A priority Critical patent/CN107702713B/zh
Publication of CN107702713A publication Critical patent/CN107702713A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107702713B publication Critical patent/CN107702713B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/10—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration
    • G01C21/12—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning
    • G01C21/16—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning by integrating acceleration or speed, i.e. inertial navigation
    • G01C21/165—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning by integrating acceleration or speed, i.e. inertial navigation combined with non-inertial navigation instruments

Abstract

本发明公开了一种基于九轴传感器车轮运动姿态监测方法，该方法包括：分别通过九轴传感器的三轴加速度计感知车轮三维加速度、三轴陀螺仪感知车轮三维角速度及三轴磁感应计感知车轮三维地磁强度；利用车轮三维加速度参数和车轮三维角速度参数，经姿态算法计算获得车轮侧倾角和车轮旋转角；利用车轮三维地磁强度参数和车轮三维角速度参数，经姿态算法计算获得车轮航向角；将车轮侧倾角、车轮旋转角及车轮航向角的数据进行融合分析获得车轮运动姿态角度的变化趋势。本发明提供方法能够监测及主动评价车轮运动安全状况，例如衡量车轮不平衡度、松动、飞脱、滑移等状态，有利于避免和减少交通事故的发生。

Description

基于九轴传感器车轮运动姿态监测方法
技术领域
本发明涉及机动车安全运行状态监测方法，尤其涉及一种基于九轴传感器车轮运动姿态监测方法。
背景技术
机动车运行安全状态监测技术是保证机动车安全行驶的主要手段，也是机动车运行安全检测技术发展的必然趋势。采用机动车运行安全状态监控技术对机动车运行安全状态和运行指标进行动态监测，及时发现和预防机动车故障，发展监测、控制、管理和决策于一体的安全监控网络体系，对机动车安全运行具有重要意义；它是关系到国家和人民生命财产安全的一项重大的社会公益技术工作，是保障机动车辆运行安全重要的技术支撑，是政府管理部门对机动车安全运行的非常重要的技术保障；它不仅能提高机动车安全运行的技术保障能力和减少交通事故，而且对促进机动车工业及交通运输事业的发展有重大意义。
机动车运行安全状态监测主要包括监测机动车(车身、车轮)运动姿态参数、动载荷参数、制动性能参数。机动车在运行过程中，会产生制动、加速、转向直线行驶等工况，车轮是机动车行驶过程中唯一与地面接触部件，通过监测车轮的运动姿态可以获得最直接、最真实、最丰富的机动车安全运行信息。车轮运动姿态参数对车身运动姿态参数、动载荷参数、制动性能参数都有决定性的影响，是衡量轮胎不平衡度、松动、飞脱的状态和趋势的重要参数。
在静止和匀速运动条件下，加速度计可测量重力方向夹角。目前，对车轮运动姿态监测只是涉及到用加速度计测量静态条件下车轮的部分姿态角度。在动态条件下，加速度计受震动加速度的影响而使输出值不准确，无法测量在路面高速旋转状态下的车轮的侧倾角、旋转角；同时，加速度计无法测量处于水平姿态的车轮的航向角。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种基于九轴传感器车轮运动姿态监测方法。
本发明的目的通过以下的技术方案来实现：
基于九轴传感器车轮运动姿态监测方法，包括：
分别通过九轴传感器的三轴加速度计感知车轮三维加速度、三轴陀螺仪感知车轮三维角速度及三轴磁感应计感知车轮三维地磁强度；
利用车轮三维加速度参数和车轮三维角速度参数，经姿态算法计算获得车轮侧倾角和车轮旋转角；
利用车轮三维地磁强度参数和车轮三维角速度参数，经姿态算法计算获得车轮航向角；
将车轮侧倾角、车轮旋转角及车轮航向角的数据进行融合分析获得车轮运动姿态角度的变化趋势。
车轮三维加速度包括：切向加速度、侧向加速度和向心加速度；
车轮三维角速度包括：车轮侧倾角速度、旋转角速度和航向角速度。
所述九轴传感器由三轴加速度计、三轴陀螺仪和三轴磁感应计组成。
所述九轴传感器中设置有测量模块，该测量模块设置在车轮轮毂赤道面的表面上。
与现有技术相比，本发明的一个或多个实施例可以具有如下优点：
1、通过应用九轴传感器测量技术，实现在动态条件下测量车轮运动姿态，并获得全面的车轮运动姿态参数。
2、通过对车轮运动姿态参数分析获得车轮运动安全状况：车轮不平衡度、松动、飞脱、滑移等状态，可避免和减少交通事故的发生。
3、通过分析预测程序将车轮运动姿态数据与其历史数据分析比较，获得车轮运动姿态的趋势，增加对车轮运动姿态的预测功能，形成一个完整、相对独立的测量平台，并能够提供统一数据接口模式供有关政府管理部门加以应用。
4、通过九轴传感器的三轴加速度计、三轴陀螺仪和三轴磁感应计组合测量和数据融合，提高了车轮运动姿态测量的精度和稳定性。
附图说明
图1是基于九轴传感器车轮运动姿态监测方法流程图；
图2是九轴传感器车轮运动姿态监测系统整体布置图；
图3是九轴传感器车轮运动姿态测量模块安装示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述。
如图1所示，是基于九轴传感器车轮运动姿态监测方法，包括以下步骤：
步骤101分别通过九轴传感器的三轴加速度计感知车轮三维加速度、三轴陀螺仪感知车轮三维角速度及三轴磁感应计感知车轮三维地磁强度；
车轮三维加速度包括：切向加速度、侧向加速度和向心加速度；
车轮三维角速度包括：车轮侧倾角速度、旋转角速度和航向角速度。
步骤102利用车轮三维加速度参数和车轮三维角速度参数，经姿态算法计算获得车轮侧倾角和车轮旋转角；
步骤103利用车轮三维地磁强度参数和车轮三维角速度参数，经姿态算法计算获得车轮航向角；
步骤104将车轮侧倾角、车轮旋转角及车轮航向角的数据进行融合分析获得车轮运动姿态角度的变化趋势。
参见图2，为基于九轴传感器车轮运动姿态监测方法所采用的系统整体布局图，包括车轮1、车轮九轴传感器测量模块2及车内中央控制模块3，其中车轮九轴传感器测量模块安装于各个车轮的轮毂赤道表面上，车内中央控制模块3安装于车内；车轮九轴传感器测量模块2与车内中央控制模块3之间通过无线射频实现双向通讯。
参见图3，车轮九轴传感器测量模块安装于车轮轮毂赤道面的表面上，车轮九轴传感器测量模块的安装要求：加速度计和陀螺仪的三个敏感轴X轴、Y轴、Z轴分别指向轮毂切线方向、轮毂的侧向、轮毂的轴心方向；磁感应计的三个敏感轴X轴、Y轴、Z轴分别指向轮毂的侧向、轮毂切线方向、轮毂轴心的反方向；坐标系Oxyz是正交的右手坐标系。
虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (4)

1.基于九轴传感器车轮运动姿态监测方法，其特征在于，所述方法包括：
分别通过九轴传感器的三轴加速度计感知车轮三维加速度、三轴陀螺仪感知车轮三维角速度及三轴磁感应计感知车轮三维地磁强度；
利用车轮三维加速度参数和车轮三维角速度参数，经姿态算法计算获得车轮侧倾角和车轮旋转角；
利用车轮三维地磁强度参数和车轮三维角速度参数，经姿态算法计算获得车轮航向角；
将车轮侧倾角、车轮旋转角及车轮航向角的数据进行融合分析获得车轮运动姿态角度的变化趋势。
2.如权利要求1所述的基于九轴传感器车轮运动姿态监测方法，其特征在于，所述
车轮三维加速度包括：切向加速度、侧向加速度和向心加速度；
车轮三维角速度包括：车轮侧倾角速度、旋转角速度和航向角速度。
3.如权利要求1所述的基于九轴传感器车轮运动姿态监测方法，其特征在于，所述九轴传感器由三轴加速度计、三轴陀螺仪和三轴磁感应计组成。
4.如权利要求1所述的基于九轴传感器车轮运动姿态监测方法，其特征在于，所述九轴传感器中设置有测量模块，该测量模块设置在车轮轮毂赤道面的表面上。
CN201710915271.3A 2017-09-30 2017-09-30 基于九轴传感器车轮运动姿态监测方法 Active CN107702713B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710915271.3A CN107702713B (zh) 2017-09-30 2017-09-30 基于九轴传感器车轮运动姿态监测方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710915271.3A CN107702713B (zh) 2017-09-30 2017-09-30 基于九轴传感器车轮运动姿态监测方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107702713A true CN107702713A (zh) 2018-02-16
CN107702713B CN107702713B (zh) 2019-12-31

Family

ID=61183260

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710915271.3A Active CN107702713B (zh) 2017-09-30 2017-09-30 基于九轴传感器车轮运动姿态监测方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107702713B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108871811A (zh) * 2018-07-09 2018-11-23 广东工贸职业技术学院 基于组合传感器汽车四轮定位监测方法
CN112902955A (zh) * 2021-03-05 2021-06-04 上海竹格智能传感技术有限公司 风机叶片转速传感器和风机叶片姿态测量方法
CN114137880A (zh) * 2021-11-30 2022-03-04 重庆长安新能源汽车科技有限公司 运动部件姿态测试系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5969246A (en) * 1995-10-10 1999-10-19 Snap-On Technologies, Inc. Apparatus and method for determining axial stability
CN101498621A (zh) * 2009-02-24 2009-08-05 华南理工大学 基于轮载式智能传感车轮运动姿态监测方法
US20100256946A1 (en) * 2007-11-30 2010-10-07 Volvo Lastvagnar Ab Wheel-monitoring module
CN102529850A (zh) * 2012-01-16 2012-07-04 华南理工大学 一种基于轮载式智能传感机动车安全状态监测方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5969246A (en) * 1995-10-10 1999-10-19 Snap-On Technologies, Inc. Apparatus and method for determining axial stability
US20100256946A1 (en) * 2007-11-30 2010-10-07 Volvo Lastvagnar Ab Wheel-monitoring module
CN101498621A (zh) * 2009-02-24 2009-08-05 华南理工大学 基于轮载式智能传感车轮运动姿态监测方法
CN102529850A (zh) * 2012-01-16 2012-07-04 华南理工大学 一种基于轮载式智能传感机动车安全状态监测方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MENGYAO PAN 等，: ""WEIS wheel speed real-time measuring method for VOSM"", 《FRONTIERS OF MECHANICAL ENGINEERING IN CHINA》 *
张健伟 等，: ""基于智能传感的车轮运动状态监测系统设计"", 《科学技术与工程》 *
潘梦鹞，: ""机动车运行安全监测新模式研究"", 《中国博士学位论文全文数据库 工程科技Ⅱ辑》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108871811A (zh) * 2018-07-09 2018-11-23 广东工贸职业技术学院 基于组合传感器汽车四轮定位监测方法
CN112902955A (zh) * 2021-03-05 2021-06-04 上海竹格智能传感技术有限公司 风机叶片转速传感器和风机叶片姿态测量方法
CN114137880A (zh) * 2021-11-30 2022-03-04 重庆长安新能源汽车科技有限公司 运动部件姿态测试系统
CN114137880B (zh) * 2021-11-30 2024-02-02 深蓝汽车科技有限公司 运动部件姿态测试系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN107702713B (zh) 2019-12-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101498621B (zh) 基于轮载式智能传感车轮运动姿态监测方法
CN102343912B (zh) 一种汽车行驶过程中的状态估计方法
CN107727416B (zh) 基于组合传感器汽车轮胎负荷能力监测方法
CN101480904B (zh) 一种基于轮载式智能传感车轮动载荷监测方法
CN107702684B (zh) 基于九轴传感器汽车前轮转向角监测方法
CN101480946B (zh) 一种基于轮载式智能传感车轮制动性能监测方法
CN101915673A (zh) 一种基于轮载式智能传感四轮定位测量方法
US10882446B2 (en) Graded early warning system for rollover of heavy-duty truck based on time-varying interactive kalman filtering and early warning method thereof
CN102529850B (zh) 一种基于轮载式智能传感机动车安全状态监测方法
CN101939202B (zh) 用于测量自动引导车辆的位移的装置
CN105283365B (zh) 轮胎接地状态估计方法
CN107702713A (zh) 基于九轴传感器车轮运动姿态监测方法
CN104331611B (zh) 强侧向风作用下的公路车辆行驶危险态势预警方法及系统
US20130151075A1 (en) System and method for vehicle rollover prediction
CN106585636A (zh) 基于状态机的车辆行驶状态描述和驾驶行为侦测的方法
CN109368076B (zh) 一种液罐车罐体防侧翻控制方法
Jeong et al. Estimation of tire load and vehicle parameters using intelligent tires combined with vehicle dynamics
CN107031487A (zh) 一种基于加速度传感器与陀螺仪的举升识别系统
CN103884514A (zh) 一种多功能机动车测量仪及检测方法
CN102975581B (zh) 轮胎压力的调整方法、设备和系统
CN108871809B (zh) 一种汽车车轮安全性能动态监测方法及系统
CN109204318A (zh) 一种判断车辆急速变道的方法及终端设备
CN110203023B (zh) 一种自发电机动车车轮状态监测系统
CN104111095B (zh) 基于汽车行驶状态的汽车油耗分析方法及系统
CN102353543B (zh) 基于轮载式智能传感自适应变频采样监测汽车abs性能测试方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant