針對(duì)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(cè)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?rùn)z測(cè)大多針對(duì)大角度轉(zhuǎn)彎,對(duì)于小弧段變化以及變道則無(wú)法實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確檢測(cè)的問(wèn)題,提出利用微機(jī)電系統(tǒng)-慣性測(cè)量系統(tǒng)（MEMS-IMU）檢測(cè)車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的自適應(yīng)方法:利用滑動(dòng)窗口內(nèi)的加速度計(jì)數(shù)據(jù)在線確定零速探測(cè)閾值;根據(jù)速度建立自適應(yīng)閾值進(jìn)行轉(zhuǎn)彎?rùn)z測(cè),以達(dá)到較高的零速探測(cè)成功率,可以檢測(cè)出車輛行駛過(guò)程中絕大部分轉(zhuǎn)彎、小弧段變化以及變道情況。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該方法具有較強(qiáng)的可行性。 

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

【文章頁(yè)數(shù)】：8 頁(yè)

【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(cè)，可為提升車輛定位結(jié)果提供較大輔助。2車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)自適應(yīng)檢測(cè)方法本節(jié)將分析車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與MEMS-IMU數(shù)據(jù)的相關(guān)性，說(shuō)明MEMS-IMU加速度計(jì)、陀螺數(shù)據(jù)變化分別與車輛零速、轉(zhuǎn)彎具有明顯對(duì)應(yīng)關(guān)系，并介紹自適應(yīng)方法的原理及實(shí)現(xiàn)。2.1零速探測(cè)本文采用加速度計(jì)輸出作為零速探測(cè)的依據(jù)。首先選取了1段車輛動(dòng)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(jì)3軸輸出與車輛是否運(yùn)動(dòng)如圖1所示。圖1Data1時(shí)加速度計(jì)3軸輸出變化從圖1中可以看出，當(dāng)車輛靜止時(shí)，加速度計(jì)3軸輸出趨于平穩(wěn)，而在運(yùn)動(dòng)時(shí)，則波動(dòng)較大。根據(jù)這個(gè)特性，本文采用加速度計(jì)數(shù)據(jù)的STD來(lái)判斷車輛是否靜止。若在窗口時(shí)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(gè)歷元的加速度計(jì)單軸輸出；為對(duì)應(yīng)軸N組數(shù)據(jù)的平均值。對(duì)同一時(shí)段內(nèi)加速度計(jì)3軸在動(dòng)態(tài)和靜態(tài)情況下，每秒計(jì)算1個(gè)STD，可得到圖2至圖4的時(shí)序?qū)Ρ葓D。圖2Data1時(shí)加速度計(jì)X軸動(dòng)靜態(tài)STD對(duì)比圖3Data1時(shí)加速度計(jì)Y軸動(dòng)靜態(tài)STD對(duì)比圖4Data1時(shí)加速度計(jì)Z軸動(dòng)靜態(tài)STD對(duì)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(gè)獨(dú)立的靜止時(shí)段內(nèi)，STD整體呈現(xiàn)逐漸增大的趨勢(shì)，這可能是實(shí)驗(yàn)車輛在停車

第5期胡昊杰，等.利用MEMS-IMU檢測(cè)車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的自適應(yīng)方法13文獻(xiàn)[12]通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練，結(jié)果表明轉(zhuǎn)彎時(shí)的約束噪聲遠(yuǎn)大于直線時(shí)的約束噪聲。所以在車輛直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以利用速度約束得到較好的定位結(jié)果，但在轉(zhuǎn)彎時(shí)，速度約束對(duì)結(jié)果的提升作用很校此外，在車輛穿過(guò)高架橋、天橋等衛(wèi)星信號(hào)短時(shí)遮擋的環(huán)境時(shí)，前后幾個(gè)歷元的定位結(jié)果可能出現(xiàn)偏差，此時(shí)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(cè)，可為提升車輛定位結(jié)果提供較大輔助。2車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)自適應(yīng)檢測(cè)方法本節(jié)將分析車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與MEMS-IMU數(shù)據(jù)的相關(guān)性，說(shuō)明MEMS-IMU加速度計(jì)、陀螺數(shù)據(jù)變化分別與車輛零速、轉(zhuǎn)彎具有明顯對(duì)應(yīng)關(guān)系，并介紹自適應(yīng)方法的原理及實(shí)現(xiàn)。2.1零速探測(cè)本文采用加速度計(jì)輸出作為零速探測(cè)的依據(jù)。首先選取了1段車輛動(dòng)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(jì)3軸輸出與車輛是否運(yùn)動(dòng)如圖1所示。圖1Data1時(shí)加速度計(jì)3軸輸出變化從圖1中可以看出，當(dāng)車輛靜止時(shí)，加速度計(jì)3軸輸出趨于平穩(wěn)，而在運(yùn)動(dòng)時(shí)，則波動(dòng)較大。根據(jù)這個(gè)特性，本文采用加速度計(jì)數(shù)據(jù)的STD來(lái)判斷車輛是否靜止。若在窗口時(shí)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(gè)歷元的加速度計(jì)單軸輸出；為對(duì)應(yīng)軸N組數(shù)據(jù)的平均值。對(duì)同一時(shí)段內(nèi)加速度計(jì)3軸在動(dòng)態(tài)和靜態(tài)情況下，每秒計(jì)算1個(gè)STD，可得到圖2至圖4的時(shí)序?qū)Ρ葓D。圖2Data1時(shí)加速度計(jì)X軸動(dòng)靜態(tài)STD對(duì)比圖3Data1時(shí)加速度計(jì)Y軸動(dòng)靜態(tài)STD對(duì)比圖4Data1時(shí)加速

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]MEMS傳感器在車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 李錚.  計(jì)算機(jī)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(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 秦洪武,石存杰,劉軍.  傳感器與微系統(tǒng). 2012(09)



本文編號(hào)：3346153