車載姿態測量系統的開發

3 實車試驗

為了檢驗該汽車運動姿態測量系統的效果，進行了實車試驗。試驗時將MIMU固定于汽車質心位置處，并且保證傳感器所組成的測量坐標系平行于車體坐標系，加速度計正向指向相應的坐標軸的正向，陀螺儀的分布和坐標軸一致，測量給定軸的旋轉角速度，旋轉的正方向由右手定則確定[3]。在完成MIMU的安裝、系統接線、傳感器的標定和軟件的初始化設置等工作后即可開展實車道路試驗。圖4是試驗采集得到并經初始濾波后的汽車6自由度運動信號。圖5是試驗得到的汽車姿態角變化曲線。圖6為進一步試驗得到的汽車姿態角估計誤差曲線，從圖中可以看出，由于引入Kalman濾波融合算法[4]，使得姿態角估計誤差小于0.5°，滿足了汽車運動姿態測量的精度要求，說明本測量系統的可行性。

本文研究了捷聯式車載姿態測量系統。自主設計了微慣性測量單元（MIMU）和基于USB2.0接口的數據采集卡，并應用Visual Basic 2005開發了數據采集軟件和數據處理軟件，最后通過實車道路試驗驗證了本實時測量系統的可行性。另外，此系統具有體積小、使用方便、成本低廉等優點。如果通過選取精度更高的MEMS傳感器和采用更為高效的實時預測方法，可以進一步地提高系統的預測精度。