基于MEMS和GPS的驾驶行为和车辆状态监测系统设计.pdf

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1、2012年第31卷第9期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)79基于MEMS和GPS的驾驶行为和车辆状态监测系统设计秦洪武，石存杰，刘军(江苏大学汽车与交通工程学院。江苏镇江212013)摘要：为了适应智能车辆辅助驾驶系统对驾驶和车辆状态监测的要求，利用MEMS惯性传感器自主设计了微惯性测量单元，并结合GPS设计了一种驾驶行为和车辆状态监测系统，实现对驾驶员操纵动作的感知、汽车6自由度运动状态参数和汽车运行车速的实时监测。介绍了MEMS传感器的

2、选型，设计，安装和布置。实车道路实验结果表明：系统对驾驶员踩踏刹车踏板、离合器踏板和变换档位的操纵动作的感知效果较好，侧向加速度和方向盘转角的理论识别曲线与实车实验曲线在趋势上比较吻合。该系统为开发驾驶人员操纵动作自动识别系统提供理论基础和技术支持，也可为提高汽车行驶性和安全性提供重要的理论依据和工程应用指导。关键词：微机电系统；微惯性测量单元；全球定位系统；驾驶行为；状态监测中图分类号：U491．91文献标识码：A文章编号：1000--9787(2012)09-0079--04Designofd

3、rivingbehaviorandvehiclestatemonitoringsystembasedonMEMSandGPSQINHong．WU，SHICun-jie，LIUJun(SchoolofAutomobileandTraficEngineering，JiangsuUniversity，Zhenjiang212013，China)Abstract：Adrivingbehaviorandvehiclemotionmonitoringsystemisdevelopedtorealizethep

4、erceptionofthedrivermaneuvers，thereal—timemonitoringofvehicle6degreeof~eedommotionstateparametersandvehiclerunningspeedbasedonmicroinertialmeasurementunit(MIMU)，whichisdesignedbyMEMSinertialsensors，andGPSfordriversurveillanceinintelligentvehicleassist

5、antdrivingsystems．Typeselection，design，installationandlayoutofMEMSsensorsareintroduced．ThevehicleroadtestresultsShowthatthesystemperceiveswellinthedriverdepressesthebrakepedal，clutchpedal，andmaneuverstransformstalls．Thetheoreticalidentificationcurveof

6、thelateralaccelerationandsteeringanglematcheswellwithvehicletestonthetrend．Thesystemprovidesatheoreticalbasisandtechnicalsupportforthedevelopmentofdrivermaneuversautomaticidentificationsystem，alsoprovidesanimportanttheoreticalbasisandengineeringapplic

7、ationsguidancetoimprovethevehicledrivingandsafety．Keywords：MEMS；microinertialmeasurementunit(MIMU)；GPS；drivingbehavior；statemonitoring0引言过采集驾驶员对车辆操作行为和车辆行驶状态改变的各种汽车道路行驶过程中，驾驶员的驾驶行为不仅是保证信息，从中可以判断、确定驾驶员在驾驶过程中的驾驶行汽车高速行驶安全的一个主要条件之一，而且也是关系到为。汽车动力学特性的主要因素。车

8、辆在行驶过程中除了受到MEMS产品的优势在于低成本、低功耗、小尺寸和批量驾驶员的操纵外，同时还受到道路环境的影响J。此外，化。随着技术的进步，它又向高精度传感器的方向发车辆对于驾驶员的操纵和道路环境的影响会产生动态的响展，4J。驾驶行为的获取可以通过安装不同的传感器直接应和反馈，这种响应和反馈与道路环境一起又直接影响驾测量获取，比如：节气门位置传感器测量节气门开度，制动驶员的操纵。为了保证安全驾驶，在对驾驶人员驾驶行为踏板角位移传感器测量制动踏板开度，方向盘转角传感器的研究中，有必