針對大眾用戶車載高精度導(dǎo)航中,現(xiàn)有的車輛狀態(tài)（靜止、直行、轉(zhuǎn)彎）檢測算法一般采用事先確定的固定閾值,不具有自適應(yīng)性,其中轉(zhuǎn)彎檢測大多針對大角度轉(zhuǎn)彎,對于小弧段變化以及變道則無法實現(xiàn)準(zhǔn)確檢測的問題,提出利用微機電系統(tǒng)-慣性測量系統(tǒng)（MEMS-IMU）檢測車輛運動狀態(tài)的自適應(yīng)方法:利用滑動窗口內(nèi)的加速度計數(shù)據(jù)在線確定零速探測閾值;根據(jù)速度建立自適應(yīng)閾值進(jìn)行轉(zhuǎn)彎檢測,以達(dá)到較高的零速探測成功率,可以檢測出車輛行駛過程中絕大部分轉(zhuǎn)彎、小弧段變化以及變道情況。實驗結(jié)果表明,該方法具有較強的可行性。 

【文章來源】：導(dǎo)航定位學(xué)報. 2020,8(05)CSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

可以看出：航向角變化率快的歷元與車

利用航向角信息和速度信息朝前進(jìn)方向遞推，獲得更為準(zhǔn)確的位置結(jié)果。所以車輛轉(zhuǎn)彎的準(zhǔn)確檢測，可為提升車輛定位結(jié)果提供較大輔助。2車輛運動狀態(tài)自適應(yīng)檢測方法本節(jié)將分析車輛運動狀態(tài)與MEMS-IMU數(shù)據(jù)的相關(guān)性，說明MEMS-IMU加速度計、陀螺數(shù)據(jù)變化分別與車輛零速、轉(zhuǎn)彎具有明顯對應(yīng)關(guān)系，并介紹自適應(yīng)方法的原理及實現(xiàn)。2.1零速探測本文采用加速度計輸出作為零速探測的依據(jù)。首先選取了1段車輛動靜態(tài)交替且區(qū)分較為明顯的數(shù)據(jù)段1（Data1），加速度計3軸輸出與車輛是否運動如圖1所示。圖1Data1時加速度計3軸輸出變化從圖1中可以看出，當(dāng)車輛靜止時，加速度計3軸輸出趨于平穩(wěn)，而在運動時，則波動較大。根據(jù)這個特性，本文采用加速度計數(shù)據(jù)的STD來判斷車輛是否靜止。若在窗口時間內(nèi)有N組數(shù)據(jù)，則這N組數(shù)據(jù)的某1軸的STD可表示為STD=()NiiAN2111（4）式中：iA為第i個歷元的加速度計單軸輸出；為對應(yīng)軸N組數(shù)據(jù)的平均值。對同一時段內(nèi)加速度計3軸在動態(tài)和靜態(tài)情況下，每秒計算1個STD，可得到圖2至圖4的時序?qū)Ρ葓D。圖2Data1時加速度計X軸動靜態(tài)STD對比圖3Data1時加速度計Y軸動靜態(tài)STD對比圖4Data1時加速度計Z軸動靜態(tài)STD對比MEMS-IMU在車上的安裝方式為：X軸朝向車輛右方；Y軸朝向車輛前方；Z軸朝向車輛上方。從圖2~圖4可以看出，X軸和Z軸的STD有相似的特征：在每1個獨立的靜止時段內(nèi)，STD整體呈現(xiàn)逐漸增大的趨勢，這可能是實驗車輛在停車

第5期胡昊杰，等.利用MEMS-IMU檢測車輛運動狀態(tài)的自適應(yīng)方法13文獻(xiàn)[12]通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練，結(jié)果表明轉(zhuǎn)彎時的約束噪聲遠(yuǎn)大于直線時的約束噪聲。所以在車輛直線運動時，可以利用速度約束得到較好的定位結(jié)果，但在轉(zhuǎn)彎時，速度約束對結(jié)果的提升作用很校此外，在車輛穿過高架橋、天橋等衛(wèi)星信號短時遮擋的環(huán)境時，前后幾個歷元的定位結(jié)果可能出現(xiàn)偏差，此時若能保證車輛直線行駛，則可直接利用航向角信息和速度信息朝前進(jìn)方向遞推，獲得更為準(zhǔn)確的位置結(jié)果。所以車輛轉(zhuǎn)彎的準(zhǔn)確檢測，可為提升車輛定位結(jié)果提供較大輔助。2車輛運動狀態(tài)自適應(yīng)檢測方法本節(jié)將分析車輛運動狀態(tài)與MEMS-IMU數(shù)據(jù)的相關(guān)性，說明MEMS-IMU加速度計、陀螺數(shù)據(jù)變化分別與車輛零速、轉(zhuǎn)彎具有明顯對應(yīng)關(guān)系，并介紹自適應(yīng)方法的原理及實現(xiàn)。2.1零速探測本文采用加速度計輸出作為零速探測的依據(jù)。首先選取了1段車輛動靜態(tài)交替且區(qū)分較為明顯的數(shù)據(jù)段1（Data1），加速度計3軸輸出與車輛是否運動如圖1所示。圖1Data1時加速度計3軸輸出變化從圖1中可以看出，當(dāng)車輛靜止時，加速度計3軸輸出趨于平穩(wěn)，而在運動時，則波動較大。根據(jù)這個特性，本文采用加速度計數(shù)據(jù)的STD來判斷車輛是否靜止。若在窗口時間內(nèi)有N組數(shù)據(jù)，則這N組數(shù)據(jù)的某1軸的STD可表示為STD=()NiiAN2111（4）式中：iA為第i個歷元的加速度計單軸輸出；為對應(yīng)軸N組數(shù)據(jù)的平均值。對同一時段內(nèi)加速度計3軸在動態(tài)和靜態(tài)情況下，每秒計算1個STD，可得到圖2至圖4的時序?qū)Ρ葓D。圖2Data1時加速度計X軸動靜態(tài)STD對比圖3Data1時加速度計Y軸動靜態(tài)STD對比圖4Data1時加速

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]MEMS傳感器在車輛運動狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 李錚.  計算機光盤軟件與應(yīng)用. 2012(22)
[2]基于MEMS和GPS的駕駛行為和車輛狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計[J]. 秦洪武,石存杰,劉軍.  傳感器與微系統(tǒng). 2012(09)



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