【论文】基于加速度传感器的小车控制与坡道识别.pdfVIP

基于加速度传感器的小车控制与坡道识别 方兴 郭思明 马明煌 指导老师：王冰 （速度之星队） 摘要 实时获取小车加速度，从而更加全面的获取小车的运行状态，为控制的流畅 性和更好的路况识别提供了可能。 关键词 加速度传感器；自动控制；路况识别；向心加速度；重力加速度 前言 在第一届比赛中，我们注意到许多队都使用了速度传感器来对小车速度 进行实时地监控，并取得了不错的效果，在第二届比赛中，我们不仅对速度 进行了监控，并且进一步的，我们使用了加速度传感器来监控小车的加速度， 这样可以更加精确地知道小车的运行状态，而且可以通过对某个方向加速度 的变化的检测来区分出坡道和非坡道。从而进行相应的策略应对。 MMA2260 MMA2260 MMMMA介 加速度传感器使用的是Freescale 公司出品的MMA2260。 图1 芯片引脚定义 MMA2260 4 的端口 负责输出会随加速度变化的电压值。 端口8为自检测（Self-Test）端口。 端口5为状态位（Status）。 4 S12 PAD3 A/D 3 端口 连接至 的 ，用 转换端口 来转换电压信号。 加速度传感器应用分析 干扰因素分析 芯片可以测试一个方向上的加速度变化。所以采用了不同的安装方式， 其间要考虑到比较多的干扰因素。 一、车体行进过程中的机械振动 二、速度控制不平滑对车体运动状态的影响 三、常规情况下的误差和正常时，加速度传感器产生的输出区别大小 安装方式分析 若安装于安装摄像头的立杆上，杆子在小车加减速的时候有比较明显的 左右晃动，通过Labview 观察发现干扰过大。若安装于小车后部，由于电机 自身的振动，对MEMS产生的影响会较之前更为明显。 经测试，如果测量水平X 方向的加速度，宜将装有MMA2260 的电路板 装载在车前部。 若想要测量竖直Z 方向上的加速度，板子只有采用立式安装的方式。 X，Z方向示意图见图6 向 方 Z 方向 X 图2 X，Z方向示意图 实验测试 图中曲线为时间和AD 采集到的数据之间的关系。而AD 采集到的数据 可以用来反映加速度的变化情况 3 图 装载于静止小车上时 4 图 装载于运动状态不变小车上时 0 15 -15 图5 小车角度变化时 6 0 -15 +a -a (100ms) 图 角度 到 变化，加速度 到