三軸加速度傳感器在智能車控制與道路識別中的應用

2021-01-10 電子產品世界

三軸加速度傳感器MMA7260Q可以測量智能車慣性大小,選取最佳重心位置,並能準確定位智能車處於直線、彎道、坡道、漂移等運行狀態;利用加速度傳感器能夠提前預測路徑,並判斷何時剎車效果最佳。並且很好的解決了在直立行走車模的平衡與方向識別。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/159322.htm

由此提出了一種基於三軸加速度傳感器在智能車中的控制以及路徑識別的設計。該設計採用三軸加速度傳感器MMA7260Q測量智能車在運動中的加速度信號,以嵌入式單片MC9S12XSl28B作為核心控制器,對加速度信號進行採樣,A/D轉換,再將特徵數據存儲在EEPROM中。很好地解決了智能車運動路徑分析的問題以及在。實時獲取小車加速度,從而更加全面的獲取小車的運行狀態,為控制的流暢性和更好的路況識別提供了可能。

在直立行走的車模中,應用同樣的原理,選擇最佳重心,可以很好地解決直立行走車模的平衡以及方向識別,從而加快車模的行車速度。

實驗結果證明:結合加速度傳感器具有很強的抗幹擾性,提取角度信息更準確,確保了智能車在直道上能夠以較高的速度行駛,在彎道則能基本不失速平滑地過彎。

1. 智能車現存問題

在車模運行當中,人無法判斷小車的運行狀態,使用加速度傳感器來監控小車的加速度,這樣可以更加精確地知道小車的運行狀態,而且可以通過對某個方向加速度的變化的檢測來區分出坡道和非坡道。從而進行相應的策略應對。避免小車在比賽時出現停車與翻車現象。以及很好地解決了直立行走的車模中在行走過程中的平衡性。

2. MMA7260Q簡介

加速度傳感器是Freescale公司出品的MMA7260Q。

圖1 晶片引腳定義

2.1 MMA7260Q的特性:

在一個設備中提供三軸向XYZ檢測靈敏度,可選靈敏度:1.5g、2g、4g 和6g;功耗低,具有休眠模式,低壓運行一般在2.2V~3.6V,能夠快速啟動,一般啟動時間為1ms;其低噪音,封裝一般為16針腳6mm x 6mm x 1.45mm無針腳型方體扁平封裝(QFN)。

2.2 MMA7260Q的優點

為多功能應用提供靈活的可選量程:包括1.5g、2g 、4g 和6g;功耗低,可延長電池使用壽命 開機響應時間短,最適合電池供電手持設備的休眠模式,組件數量少-節約成本和空間噪音低、靈敏度高,具有自適應功能,頻率及解析度高,提供精確的墜落、傾斜、移動、放置、震動和搖擺感應靈敏度不同應用的建議重力加速度級別自由落體檢測:1g~2g 傾斜控制:1g~2g。

2.3加速度傳感器應用分析

2.3.1幹擾因素分析

晶片可以測試一個方向上的加速度變化。所以採用了不同的安裝方式,其間要考慮到比較多的幹擾因素。

一、車體行進過程中的機械振動

二、速度控制不平滑對車體運動狀態的影響

三、常規情況下的誤差和正常時,加速度傳感器產生的輸出區別大小

2.3.2安裝方式分析

若安裝於安裝攝像頭的立杆上,杆子在小車加減速的時候有比較明顯的左右晃動,通過Labview觀察發現幹擾過大。若安裝於小車後部,由於電機自身的振動,對MEMS產生的影響會較之前更為明顯。

經測試,如果測量水平X方向的加速度,宜將裝有MMA2260的電路板裝載在車前部。

圖二 加速度傳感器安裝方式

若在直立行走車模上安裝,則要測量豎直Z方向上的加速度。

圖三 直立行走車模安裝示意圖

風速傳感器相關文章:風速傳感器原理

相關焦點

  • 在工業和汽車領域中SCA3300高性能三軸MEMS加速度傳感器有什麼應用?
    打開APP 在工業和汽車領域中SCA3300高性能三軸MEMS加速度傳感器有什麼應用? 工程師黃明星 發表於 2018-07-31 12:15:00 SCA3300系列高性能三軸MEMS加速度傳感器,該系列加速度傳感器可廣泛應用於工業和汽車領域。
  • 三軸加速度傳感器在跌倒檢測中的應用
    加速度傳感器技術的發展,使得設計基於三軸加速度傳感器的跌倒檢測器成為可能。這種跌倒檢測器的基本原理是通過測量佩戴該儀器的個體在運動過程中的三個正交方向的加速度變化來感知其身體姿態的變化,並通過算法分析判斷該個體是否發生跌倒情況。當個體發生跌倒時,儀器能夠配合GPS模塊以及無線發送模塊對這一情況進行定位及報警,以便獲得相應的救助。
  • 村田美洲推出三軸MEMS加速度傳感器
    村田美洲公司宣布推出SCA3300系列三軸MEMS加速度計,適用於工業和汽車應用領域。該產品尺寸為7.6mm*8.6mm*3.3mm。該表面貼裝式傳感器提供1.5,3或6g的幾個測量範圍,提供小於10mg的偏移穩定性。該MEMS傳感器的非線性為0.1%,噪聲密度為37 ug /√Hz,工作溫度範圍為-40到125攝氏度。
  • 基於三軸加速度傳感器的老人摔倒檢測
    三軸加速度傳感器能夠採集分析人體摔倒時三個方向的加速度變化特徵,以判斷老人是否摔倒。主要分析了三軸加速度傳感器ADXL345的特點及工作原理,最後提出一種檢測老人意外摔倒的方案。關鍵詞:三軸加速度傳感器;中斷閾值判斷;老人摔倒檢測;加速度變化1 加速度傳感器1.1 定 義 加速度傳感器是一種能夠測量加速力的電子設備。
  • 細數加速度傳感器的7大應用場景
    加速度傳感器有兩種:一種是角加速度傳感器,是由陀螺儀改進過來的。另一種就是線加速度傳感器。它也可以按測量軸分為單軸、雙軸和三軸加速度傳感器。  三軸加速度傳感器的應用  1、車身安全、控制及導航系統中的應用  加速度傳感器已被廣泛應用於汽車電子領域,主要集中在車身操控、安全系統和導航,典型的應用如汽車安全氣囊(Airbag)、ABS防抱死剎車系統、電子穩定程序(ESP)、電控懸掛系統等。
  • 無線加速度傳感器,加速度傳感器分類介紹
    無線加速度傳感器:加速度傳感器的7大應用場景三軸加速度傳感器的應用1、車身安全、控制及導航系統中的應用加速度傳感器已被廣泛應用於汽車電子領域,主要集中在車身操控、安全系統和導航,典型的應用如汽車安全氣囊(Airbag
  • 3軸陀螺儀傳感器和3軸加速度傳感器的工作原理
    打開APP 3軸陀螺儀傳感器和3軸加速度傳感器的工作原理 發表於 2018-03-19 10:11:00 其次,在硬體和應用工程師之間有一個普遍(但錯誤)的假設,即大多數傳感器提供相似的性能水平,因此通常來自傳感器的數據不能滿足他們的應用需求。 一般集成進消費產品的運動檢測傳感器包括3軸陀螺儀、3軸加速度計和3軸地磁傳感器。在運動跟蹤和絕對方向方面每種傳感器都有自己固有的強項和弱點。最近,傳感器「融合」正在進入廣大消費產品,成為一種克服單種傳感器弱點的有效方法。
  • 倒立擺理論在直立自平衡智能車系統中的應用
    「兩輪自平衡直立車」的製作,其核心技術就是自平衡系統的開發。直立車模可以簡化成倒立的單擺模型。通過傳感器獲得角速度和角加速度的值,運用PID控制算法實現對其的控制。2 直立智能車系統設計2.1 硬體電路設計在上面介紹了車模直立控制數學模型,車模傾角以及傾角速度的測量成為控制車模直立的關鍵。車模傾角和傾角速度的測量可以分別通過加速度傳感器和陀螺儀實現。
  • Kionix三軸加速度傳感器的高級數據路徑功能簡介
    Kionix三軸加速度傳感器的高級數據路徑功能簡介 2020年07月02日 14:30作者:黃頁編輯:黃頁 1.前言 本應用指南旨在幫助開發者了解羅姆集團旗下Kionix公司的KX13x系列三軸加速度傳感器搭載的獨有功能——高級數據路徑(Advanced Data Path,ADP)。
  • 黑客入侵智慧型手機新手法:聲波攻擊加速度傳感器!
    正如研究人員在論文中所述,這項研究的貢獻主要在於以下三方面:第一,物理建模,主要針對MEMS加速度傳感器的惡意聲學幹擾。第二,電路缺陷研究,正是由於電路缺陷,所以MEMS加速度傳感器和系統對於聲學入侵攻擊,才會存在安全漏洞。第三,兩種軟體防禦方法,減輕MEMS加速度傳感器的安全風險。
  • 三軸加速度、磁力計和陀螺儀的應用知多少...
    是不是有著磁力傳感器不能準確定位的困擾?還有陀螺儀在應用中檢測到角度卻檢測不到方位等一系列的問題?現在,就這些問題,我們就一起淺談一下,加速度,磁力計和陀螺儀在應用時怎麼互相地彌補他們的優勢與劣勢。應用一:電子指南針(磁力傳感器和加速度傳感器的融合) 單一個磁力傳感器可以做成一個簡單的電子指南針,但是這個指南針僅限於在水平面上的使用,但是往往我們在一個平面擺放指南針的時候,並不是完完全全的水平,通常都會有一個夾角,哪怕是非常的微小,而這個夾角會影響航向角的精度,此時就需要加速度傳感器進行一個傾角補償
  • 熱對流式加速度傳感器原理及應用
    因此在消費類應用領域,熱梯度對熱對流式加速度計的影響是微不足道的。 綜上所述,熱對流式加速度計低廉的價格和卓越的可靠性,已使其成為消費類應用領域的首選。 二軸還是三軸? 加速度傳感器在消費類電子產品中的應用十分廣泛。那麼,是否必須選用三軸加速度計傳感器呢?這裡不妨以加速度傳感器在手持設備(手機,pda,mp3)中的應用為例加以分析。
  • 汽車領域中MEMS傳感器的十大應用知識盤點
    來測量橫向加速度。電子穩定性控制系統 (ESC) 通常需要以車輛的橫向為檢測軸,以確保在受到縱向加速度或車輛減速時,將影響控制在最小限度。將MFI的加速度傳感器安裝在印製電路板上時,可選擇兩種安裝方向,即檢測軸是與安裝面平行還是垂直。若使用的是獨立型加速度傳感器時,則需要根據安裝位置選用相應的託架。在全球範圍內,有關 ESC的標準法規制定工作正在積極推進中。
  • 加速度傳感器在高鐵中的作用
    打開APP 加速度傳感器在高鐵中的作用 發表於 2018-11-28 15:39:09 加速度傳感器負責對動車組的失穩、車廂舒適度和走行部件健康狀態進行檢測
  • 一文深度了解MEMS傳感器的應用場景
    在智慧型手機上,MEMS傳感器提供在聲音性能、場景切換、手勢識別、方向定位、以及溫度/壓力/溼度傳感器等廣泛的應用;在汽車上,MEMS傳感器藉助氣囊碰撞傳感器、胎壓監測系統(TPMS)和車輛穩定性控制增強車輛的性能;醫療領域,通過MEMS傳感器研成功制出微型胰島素注射泵,並使心臟搭橋移植和人工細胞組織成為現實中可實際使用的治療方式;在可穿戴應用中,MEMS傳感器可實現運動追蹤、心跳速率測量等。
  • 搭載全球首款集成三軸加速度計的單晶片傳感器
    打開APP 搭載全球首款集成三軸加速度計的單晶片傳感器 發表於 2019-05-06 10:59:47 傳感器的融合是未來發展必然的趨勢
  • 加速度傳感器的技術指標與應用,壓電式加速度傳感器的原理與結構
    加速度傳感器有兩種:一種是角加速度傳感器,是由陀螺儀改進過來的。另一種就是加速度傳感器。它也可以按測量軸分為單軸、雙軸和三軸加速度傳感器。現在,加速度傳感器廣泛應用於遊戲控制、手柄振動和搖晃、汽車制動啟動檢測、地震檢測、工程測振、地質勘探、振動測試與分析以及安全保衛振動偵察等多種領域。下面就舉例幾個例子,更好的認識加速度傳感器。
  • 智能傳感器到底是什麼在我們的生活中有怎麼樣的作用
    隨著科學技術的發展,智能傳感器的功能將逐步增強:它將利用人工神經網、人工智慧、信息處理技術(如傳感器信息融合技術、模糊理論等),使傳感器具有更高級的智能,具有分析、判斷、自適應、自學習的功能,可以完成圖像識別、特徵檢測、多維檢測等複雜任務。 智能傳感器的應用? 物聯網是將各種信息傳感設備和網際網路結合起來形成的一個巨大網絡。
  • 基於MEMS技術的加速度傳感器分析與應用
    例如汽車動態控制和安全氣囊等所有的主動和被動式安全系統中,都使用加速度或偏移率(Yaw Rate)傳感器來保護乘客的生命安全;為降低油耗,壓力傳感器也應用在引擎歧管(Engine Manifolds)和汽油管(Fuel Lines)中。 MEMS技術在活躍的消費電子市場掀起了產品設計創新的高潮。
  • 加速度傳感器會成為竊聽的工具?
    單行科技 發表於 2020-03-28 09:41:26 手機加速度傳感器是一款智慧型手機中可以測量加速度的傳感器。在過去,人們認為手機加速度傳感器與個人信息沒有什麼聯繫。