智能车转向系统的研究及设计

设计了一套适合无人驾驶智能车BJUT-Ⅳ的转向系统;该系统转向电机采用奇瑞A3电子式助力转向系统(EPS)的转向电机;增量式光电编码器对转向电机的位置以及转速进行检测;汽车转向柱上安装SX4300转角传感器,对方向盘的旋转角度进行检测;该系统采用RS-232实现控制器与上位机之间的相互通信;实验证明,BJUT-Ⅳ智能车可以在阻力最大条件下快速准确地实现转向动作;该转向系统设计合理、稳定性高、实时性强;同时,转向系统的成功应用为今后智能车底层控制奠定基础.     

磁敏元件MLX90363的多圈智能转角传感器设计

介绍了基于14位输出的智能磁敏元件 MLX90363制成的转角传感器,它利用STM32F103C8T6微控制器相应的电路作为数据处理模块,将 MLX90363芯片采集的双路角度数据读出,通过一定的算法处理,实现±720°范围的多圈角度计算,并利用CAN总线将采集到的数据输出.设计了转角传感器基本方案,包括传感器的系统结构、硬件电路和软件程序.给出了利用两路磁敏元件采集的转角信号计算绝对转角的算法,以及利用 CAN总线进行软件中断的方法,实现回正零点的设置.该传感器成本低、精确度高,可以应用于ESP和EPS系统中为汽车方向盘转角提供精确角度测量.     

方向盘转角传感器研究进展

方向盘转角传感器是汽车动力学稳定性控制(electronic stability program,ESP)系统的重要组成部分,其精度和稳定性直接关系着行车安全。传统的方向盘转角传感器基于多种原理,如,光电效应、霍尔效应、磁阻效应、电阻分压效应等。根据原始信号编/解码方式的不同,转角传感器可以分为绝对值转角传感器和相对值转角传感器。目前,又出现了一些新型的方向盘转角传感器,如,AMR,GMR方向盘转角传感器等,介绍了这些新型传感器的一些性能参数。     

旋转编码器在四轮转向汽车上的应用

在四轮汽车转向中，需要方向盘转角作为控制参数，由于方向盘转角很大，且需要测量的是绝对转角，用一般的转角传感器很难解决实现，介绍了采用绝对值型编码器测量转角的方法，并给出了传感器与电子控制单元之间的接口电路。     

基于STM32单片机的教练车转向轮转角显示仪设计与实现

针对汽车转向轮转向角度把握不好,易造成的车库移位、刮擦、追尾等事故,为帮助驾驶初学者,实时监控汽车转向轮的方向,降低交通事故发生率,开发了基于STM32单片机的汽车转向轮转角显示的系统设计,实现了汽车转向轮转角检测、按键控制、数据显示、WiFi通信、报警提示等功能;实现了汽车转向轮检测角度范围为30～40°,测量精度为1°的指标;如果汽车转向轮转角不在设置阈值范围内,则通过声音报警提示,通过按键调整汽车转向轮转角阈值,通过对系统的测试,测试结果达到最初设计的要求.该套设备可为初学者和教练员教学带来便利,也为驾驶学校教练车装备智能化提供借鉴。     

16位A/DCAN接口方向盘转角力矩采集系统

给出了一种由方向盘转角及力矩传感器、16位∑-△型数模转换器、单片机和CAN总线芯片所组成的方向盘转角及转向力矩采集方案.阐述了A/D转换、转角及力矩值计算、CAN通讯的实现以及上位机采集软件的编写等重要过程的实现方法,在此基础上实现了对方向盘转角及转向力矩的数据采集,并进行了实际车载环境使用.应用结果表明,该系统测试...     

基于STM32的车道保持控制系统设计

针对商用车道保持控制以及实车测试,设计了一种基于STM32的车道保持控制系统.通过CAN总线与车辆行驶状态监测的传感器、基于视觉的车道检测传感器建立通信;并对车身方位角、距左右车道线距离、车速、方向盘转角等数据进行解算;利用基于驾驶体验的三段式控制策略,实现对车道保持所需转向扭矩的计算,进而在实际道路上验证了系统的车道...     

一种新型磁敏集成角度传感器及其测量系统

研制了一种无触点的十字形两维集成垂直霍尔器件 ,它对平行于芯片表面的磁场敏感。当与被测转角θ的物件轴向相连的径向永久磁铁转动时 ,传感器给出了相对于被测角度的两种信号电压 ,通过接口电路和PC机组成的非接触式测量系统把信号转换为转角θ。测试结果表明该角度传感器及其测量系统的测量精度在 0°～ 36 0°范围内可达± 1°     

基于自适应控制的车灯转动系统的设计

针对交通事故多发生在夜间或光线不充足的情况,提出一种在现有汽车照明系统中增加近光灯随动系统,有效增加驾驶员的视野范围.设计了一个自适应模糊控制系统,采用自适应系统和模糊控制算法相结合的方法,将方向盘的转动角度模糊化后进入控制系统.实现当汽车转弯时,通过判断车前轮转动的角度,控制器控制车灯亦随车前轮转动的方向转动相同的角度;在车轮的转角小于一定值时车灯的方向自动复位.系统测试结果表明,在汽车转弯时本系统能有效增加驾驶员的视野,即在转弯时驾驶员的视角保持在75度以上,大大减少因转弯驾驶员的视角变窄而发生的交通事故.     

基于MEMS和GPS的驾驶行为和车辆状态监测系统设计

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。     

立靶测试系统中高精度角度测量研究

为弥补传统光电立靶中相机仰角角度值不能实时显示的不足,介绍了一种新型高精度立靶密集度测试系统角度测量电路的设计;该角度测量电路主要由高精度角度传感器、51单片机、多位LED显示部分构成,可以完成线阵CCD相机仰角的实时测量和显示,精度可达0.0027°,并且可以和上位机进行多路串口通信,方便对多台线阵CCD相机仰角进行监控,避免在测量过程中因相机仰角的变化而带来的测量误差.     

绝对式圆感应同步器粗精数据融合

为了在测角系统中获得绝对角度,需要对绝对式圆感应同步器的粗通道和精通道数据进行融合.提出了一种粗精数据融合方法,具体阐述了粗通道的角度补偿和精通道的周期修正,相对于传统的不对粗通道进行补偿的方式,该方法可以使得测角系统适应更加恶劣的环境,拥有更高的可靠性,试验结果表明,数据融合算法正确可靠,在高低温真空条件下仍然可以获得准确的绝对角度.     

MA60飞机下滑角测试系统

针对MA60飞机大下滑角进场着陆试飞的要求,设计了一种下滑角测试系统.该系统采集飞机迎角传感器信号,对其进行转换和处理得到飞机迎角,再结合姿态角数据进行计算得到下滑角,最后将计算结果发送给显示和记录装置.飞行试验表明,该系统不仅能准确测量飞机下滑角,而且具有自主性强、简单实用的优点.     

一种新型数字式手柄控制器的设计

介绍了几种数字式手柄控制器的优缺点,针对某数字伺服系统实际需求,设计了一种具有CAN总线通信功能的新型数字式手柄控制器。根据角速度积分原理,详细讨论各部分硬件组成电路,给出软件流程。通过实验比较和效果分析,该手柄不仅能输出任意角位置,还能实现跟踪角速度命令的连续变化。其结构易于实现,开发成本低,有较高灵活性和稳定性,充分发挥软硬件结合的潜力作用。在雷达跟踪、周视监控等数字式伺服控制中有巨大应用前景。     

基于姿态传感器的脊柱形态测量技术

基于X线测量脊柱形态的放射性、不易携带性等特点,设计出基于姿态传感器的非X线的脊柱形态测量技术.分析了姿态传感器的姿态角在人体脊柱测量过程中的转换关系,以及设计出多Cobb角的测量的实现方法.基于姿态传感器的脊柱形态测量设备是通过单片机读取姿态传感器的俯仰角和偏航角后经过算法计算出Cobb角,采用LCD显示采集到的脊柱棘突姿态信息和反映脊柱形态的Cobb角数据.通过实验验证分析基于姿态传感器测量技术的测量误差在±2°内,而且满足可重复测量要求,测量仪的可靠性大于0.8.     

基于89C52的汽车闭合角测试仪的研制

汽车发动机点火信号,由点火系的霍尔传感器或电磁传感器产生。点火信号与发动机转速及负荷相应,其精度直接影响到点火正时的调整及点火能量的大小。基于89C52的汽车闭合角测试仪,可对任意气缸数的发动机的闭合角和点火周期角进行测量与显示。本设计对点火信号的采样具有良好的滤波和抗干扰性能,测量高效、精确。LED显示值以度为单位,精确到十分位,可直观、准确地评价点火系的点火性能。本文对系统硬件和软件设计进行了讨论。介绍了系统的实现方法。     

基于89C52的汽车闭合角测试仪的研制

汽车发动机点火信号，由点火系的霍尔传感器或电磁传感器产生。点火信号与发动机转速及负荷相应，其精度直接影响到点火正时的调整及点火能量的大小。基于89C52的汽车闭合角测试仪，可对任意气缸数的发动机的闭合角和点火周期角进行测量与显示。本设计对点火信号的采样具有良好的滤波和抗干扰性能，测量高效、精确。LED显示值以度为单位，精确到十分位，可直观、准确地评价点火系的点火性能。本文对系统硬件和软件设计进行了讨论。介绍了系统的实现方法。     

Detection of three-axis angles by an optical sensor

This article describes an optical method for measurement of three-axis angles (roll angle Δθ_X, pitch angle Δθ_Y, yaw angle Δθ_Z). The laser autocollimation method is improved from two-axis angle measurement to three-axis angle measurement by employing a diffraction grating instead of a plane mirror as the target reflector. The three-axis angle components can be calculated by three methods of using different diffraction light spots reflected from the diffraction grating. Method 1 uses three beams, which are the 0th-order and the ±1st-order diffraction light spots. Both Method 2 and Method 3 use two light spots. The former uses the ±1st-order diffraction light spots and the latter combines the 0th-order with the +1st-order or the −1st-order diffraction light spots. A prototype three-axis angle sensor is also designed and fabricated to compare the characteristics of the three methods from the viewpoints of sensitivity, linearity and resolution of the sensor output.     

多体动力学在汽车前轮定位参数分析中的应用

以某轿车的前悬为例,基于多体动力学理论,利用拉格朗日乘子法,采用虚拟样机技术,借助MSCAdams/car软件,建立某轿车前悬的多体动力学仿真模型,深入地分析前轮定位参数随车轮跳动的变化关系.结果和实测值、理论值相一致,表明该分析方法对产品的优化设计、缩短产品的研制周期具有重要的实际意义.     

基于外辐射源的单站无源定位跟踪算法

基于外辐射源的无源定位系统是以电视或调频广播的发射机等作为其辐射源的,具有反侦察、抗干扰,反隐身、抗反辐射导弹等优势.根据基于外辐射源进行定位的特点,提出了一种在利用常用观测量方位角、俯仰角及时差信息的基础上,增加角度变化率信息的单站无源定位与跟踪方法.计算机仿真结果表明,该定位方法具有较好的定位精度和定位速度,具有很大的实用价值.