車輛的姿態在汽車電子系統中變得愈發重要了,特別是在涉及主動安全、駕駛輔助、導航等領域。
一些感測器聽著名稱很耳熟,但是把幾個感測器名稱放在一起,又一下子說不出他們的區別和聯絡。
閒話少說,現在就把幾個常用、易混的感測器比較一下:
一般來說,3d加速儀、磁感測器、陀螺儀經常混在一起。
加速度感測器通過測量給定直線軸向的彈簧上的力來檢測直線加速度和重力向量。
但其有兩個缺點:
1) 加速度感測器不能建立絕對或相對的航向。當處於固定狀態時,3軸加速度感測器可以測量單個加速度軸上的加速度。可以根據垂直重力加速度向量計算出傾斜角度。
2) 加速度感測器對運動太過敏感,極易抖動。易產生累計誤差。·
磁感測器用於測量地球的磁場,進而推導出航向。
缺點:1)易受區域性磁場干擾。需要開發複雜的演算法區分和防止干擾。
陀螺儀可以測量圍繞軸的旋轉角速度,並且,其規模已經縮小到顆粒大小,低功耗,在消費電子產品廣泛應用。
缺點:1)不能提供絕對基準。如向下的角度、航向。
所以,要想獲取裝置的完整角度姿態:當前角度,和角速度。需要3d加速儀和磁感測器的配合使用。
通過3d加速儀,獲取當前向下的角度; 通過磁感測器獲取航向方向; 而陀螺儀能提供3d的角速度。
2)陀螺儀有零點偏移的現象。且對溫度比較敏感。所以,需要對其進行校正。
另外, 方向盤轉角、車輪轉角(方向)也經常讓人糾纏不清。這兩個應該是在車輛電子穩定系統中應用比較多,用於防滑、防車輪剎死。或者,作為一種車輛姿態的資料**,用於輔助校正車輛姿態。
方向盤轉角與車輪轉角不一定就成正比關係,但大致一般轎車的比例為10:1, 所以,方向盤一般轉角在900度內,車輪轉角範圍90度左右!而且還要注意,汽車在轉向的時候,不管是左傳還是右轉,左右輪的轉角是不相等的。
轉向時,外側車輪走大圓,裡側的車輪走小圓。
目的,為了避免在汽車轉向時產生的路面對汽車行駛的附加阻力和輪胎過快磨損,要求轉向系能保證在汽車轉向時,所有車輪均作純滾動。顯然,這只有在所有車輪的軸線都相交於一點時方能實現。
下面這些,沒什麼好混淆的。
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車輛姿態相關的一些感測器
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