CN203780462U - 一种汽车姿态快速检测平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及汽车安全检测技术领域，特别涉及一种汽车姿态快速检测平台，该平台分为车轮传感模块和中央控制模块，车轮传感模块设置和中央控制模块通过无线网络进行通信，从而避免了在车轮上布设通信线路的难题，此外，车轮传感模块采用高G单轴加速度传感器和低G双轴加速度传感器匹配使用，由于普通汽车的前进加速度（即切向加速度）和轮毂上侧向加速度小于1g，因此采用低G双轴加速度传感器即可满足这两者要求，而对于精度要求高的径向加速度则采用一个高G单轴加速度传感器单独检测，这即减少了传感器数量，提高了检测精度，同时降低了传感器的使用成本，降低平台的整体成本。

Description

一种汽车姿态快速检测平台

技术领域

本实用新型涉及汽车安全检测技术领域，特别涉及一种汽车姿态快速检测平台。 

背景技术

汽车安全检测技术是近年来伴随着汽车技术的发展而发展的一门新兴技术，它是传感技术、故障诊断、计算机技术、通讯技术等诸多学科先进技术的融合，主要是利用固定装置把智能传感器安装在汽车车轮、车身部位，对与汽车运行安全技术指标进行快速检测，具有安装灵活、使用简单、成本低廉的特点。它不仅能提高汽车安全运行的技术保障能力和减少交通事故，而且对促进汽车工业及交通运输事业的发展有重大意义。开展汽车安全检测技术不仅是保证汽车安全行驶的重要手段，也是汽车运行安全检测技术发展趋势之一。 

由于对汽车的姿态检测不仅需要对车身姿态进行检测，而且还需要对车轮的姿态进行检测，而车身和车轮的姿态具有一定的相关性，因此必须把车身状态和车轮姿态的姿态检测数据统一进行处理，从而对汽车的姿态作出最准确的判断。为此，目前一般将设置与车轮上的车轮姿态检测模块上检测的数据和设置于车身的车身检测模块的检测数据通过通信线路（如CAN总线等）传送到处理器中，但是由于车轮姿态检测模块设置于汽车轮胎上，汽车行进过程中轮胎高速自动，因此通信线路的布线较为复杂困难。 

此外，对车轮的姿态检测内容必须包括径向加速度检测、侧向加速度检测和切向加速度检测，对此，业内目前一般采用采用多个单轴传感器或者一个三轴传感器来实现，但是过个单轴传感器会导致车轮检测模块电路复杂，而且检测精度不高，而采用三轴传感器则会由于车轮径向加速度检测的精度要求高而不得不选择高精度的三轴传感器，而高精度的三轴传感器成本高昂，导致汽车姿态快速检测平台成本高昂。 

发明内容

本实用新型的目的在于避免上述现有技术中的不足之处而提供一种布线简单，检测精度高且成本低的汽车姿态快速检测平台。 

本实用新型的目的通过以下技术方案实现： 

提供了一种汽车姿态快速检测平台，包括车轮传感模块和中央控制模块，所述车轮传感模块包括车轮姿态检测模块、第一信号调理模块、微处理器和第一无线通信模块，所述车轮姿态检测模块实时获取汽车车轮姿态信息并将车轮姿态信息经第一信号调理模块调理后传送至微处理器，所述微处理器经第一无线通信模块与中央控制模块通信；所述中央控制模块包括车身姿态检测模块、第二信号调理模块、主控制器和第二无线通信模块，所述车身姿态检测模块实时获取车身姿态信息并将车身姿态信息经第二信号调理模块调理后传送至主控器，所述主控制器通过第二无线通信模块与车轮传感模块通信，所述车轮姿态检测模块包括高G单轴加速度传感器和低G双轴加速度传感器，所述单轴高G单轴加速度传感器实时检测汽车车轮的径向加速度，所述低G双轴加速度传感器实时检测汽车车轮的侧向加速度和切向加速度。

其中，所述高G单轴加速度传感器是ADXL193型传感器，所述低G双轴加速度传感器是ADXL311型传感器。 

其中，所述第一无线通信模块和第二无线通信模块均是Zigbee无线通信模块。 

其中，所述车轮传感模块还包括有温度传感器，所述温度传感器实时获取所述轮胎的温度信号并将该温度信号传送至微处理器。 

其中，所述中央控制模块还包括CAN总线接口、人机交互模块和存储器，所述CAN总线接口、人机交互模块和存储器分别与主控制器连接。 

其中，所述车身状态检测模块包括四个三轴加速度传感器，其中一个三轴加速度传感器设置于车身的重心处，另外三个三轴加速度传感器与车身的重心距离相等，且这三个三轴加速度传感器与车身的重心的连线相互垂直。 

其中，所述三轴加速度传感器是MMA7360型加速度传感器。 

其中，所述车轮姿态检测模块设置于轮毂的轮辋表面。 

其中，所述主控制器包括F2812型数字处理芯片。 

本实用新型的有益效果：本实用新型提供了一种汽车姿态快速检测平台，该平台分为车轮传感模块和中央控制模块，车轮传感模块设置与各个车轮处检测车轮的姿态并将车轮姿态信息通过第一无线通信模块传送至中央控制模块，而中央控制模块则将控制信号、反馈信号等信息通过第二无线通信模块传送给车轮传感模块，从而避免了在车轮上布设通信线路的难题，此外，本实用新型采用高G单轴加速度传感器和低G双轴加速度传感器匹配使用，由于普通汽车的前进加速度（即切向加速度）和轮毂上侧向加速度小于1g，因此采用低G双轴加速度传感器即可满足这两者要求，而对于精度要求高的径向加速度则采用一个高G单轴加速度传感器单独检测，这即减少了传感器数量，提高了检测精度，同时降低了传感器的使用成本，降低平台的整体成本。 

附图说明

利用附图对本实用新型作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本实用新型的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。 

图1为本实用新型一种汽车姿态快速检测平台的结构框图。 

图2为本实用新型一种汽车姿态快速检测平台的布局示意图。 

图3为本实用新型一种汽车姿态快速检测平台的车身状态检测模块的配置示意图。 

在图1至图3中包括有： 

1——车轮传感模块、11——车轮姿态检测模块、12——第一信号调理模块、13——微处理器、14——第一无线通信模块、15——温度传感器、2——中央控制模块、21——车身姿态检测模块、211——第一三轴加速度传感器、22——第二信号调理模块、23——主控制器、24——第二无线通信模块、25——CAN总线接口、26——人机交互模块、27——存储器。

具体实施方式

结合以下实施例对本实用新型作进一步描述。 

本实用新型一种汽车姿态快速检测平台的具体实施方式，如图1和图2所示，包括：四个车轮传感模块1（图1中仅显示两个）和中央控制模块2，所述车轮传感模块1设置于汽车车轮处，所述中央控制模块2设置于车身，所述车轮传感模块1包括车轮姿态检测模块11、第一信号调理模块12、微处理器13和第一无线通信模块14，所述车轮姿态检测模块11实时获取汽车车轮姿态信息并将车轮姿态信息经第一信号调理模块12调理后传送至微处理器13，所述微处理器13经第一无线通信模块14与中央控制模块2通信；所述中央控制模块2包括车身姿态检测模块21、第二信号调理模块22、主控制器23和第二无线通信模块24，所述车身姿态检测模块21实时获取车身姿态信息并将车身姿态信息经第二信号调理模块22调理后传送至主控器，所述主控制器23通过第二无线通信模块24与车轮传感模块1通信，所述主控制器23包括F2812型数字处理芯片，所述车轮姿态检测模块11包括高G单轴加速度传感器和低G双轴加速度传感器，所述单轴高G单轴加速度传感器实时检测汽车车轮的径向加速度，所述低G双轴加速度传感器实时检测汽车车轮的侧向加速度和切向加速度。 

由于该平台分为车轮传感模块1和中央控制模块2，车轮传感模块1设置于各个车轮处检测车轮的姿态并将车轮姿态信息通过第一无线通信模块14传送至中央控制模块2，中央控制模块2则将控制信号、反馈信号等信息通过第二无线通信模块24传送给车轮传感模块1，因此该平台能够避免了在车轮上布设通信线路的难题，此外，本平台采用高G单轴加速度传感器和低G双轴加速度传感器匹配使用，由于普通汽车的前进加速度（即切向加速度）和轮毂上侧向加速度小于1g，因此采用低G双轴加速度传感器即可满足这两者要求，而对于精度要求高的径向加速度则采用一个高G单轴加速度传感器单独检测，这即减少了传感器数量，提高了检测精度，同时降低了传感器的使用成本，降低平台的整体成本。 

具体的，所述高G单轴加速度传感器是ADXL193型传感器，所述低G双轴加速度传感器是ADXL311型传感器。 

所述第一无线通信模块14和第二无线通信模块24均是Zigbee无线通信模块。ZigBee是基于IEEE 802.15.4的无线通信协议，是一种介于无线标记技术和蓝牙之间的技术方案，具有功耗低、成本较低、时延短、网络容量大、可靠性高、安全性好等优点。本平台中车轮传感模块1和中央控制模块2距离短，因此采用Zigbee无线通信模块能够最优地满足需求。当然，本领域技术人员根据具体情况也可以选择其他通信方式，此处不再赘述。 

所述车轮传感模块1还包括有温度传感器15，所述温度传感器15实时获取所述轮胎的温度信号并将该温度信号传送至微处理器13。通过温度传感器15能够实时监测轮胎温度，避免轮胎温度过高带来行车危险。 

所述中央控制模块2还包括CAN总线接口25、人机交互模块26和存储器17，所述CAN总线接口25、人机交互模块26和存储器17分别与主控制器23连接。以此大幅扩大平台的可扩展性。 

如图3所示，所述车身状态检测模块包括四个三轴加速度传感器，具体的这些三轴加速度传感器是MMA7360型加速度传感器，其中第一三轴加速度传感器211设置于车身的重心处，另外三个三轴加速度传感器与车身的重心距离相等，且这三个三轴加速度传感器与车身的重心的连线相互垂直。目前，对于车身的检测包括陀螺捷联惯导***和无陀螺捷联惯性测量***，无陀螺捷联惯性测量***需要使用六个以上的加速度传感器组件（一般为六个或者九个），如果采用六个传感器，常规的这六个传感器呈三棱柱配置（即六个传感器配置于一个虚拟的三棱柱的六个顶点上，本行业通用术语，此处不赘述），这种方案明显地比较难以安装（需要安装六个传感器），而本实施例采用四个三轴加速度传感器，并将这四个三轴传感器中一个三轴加速度传感器设置于车身的重心处，另外三个三轴加速度传感器与车身的重心距离相等（即呈正直角三菱锥配置），此种加速度传感器配置方案可由无陀螺捷联惯性导航原理分别求解车身沿惯性坐标系的线加速度、角速度，进而通过数学处理求解其他姿态参量（具体处理过程不赘述）从而可以计算出汽车的姿态数据。明显的，本加速度传感器配置方案所需的传感器数量少，安装更加方便。 

优选的，所述车轮姿态检测模块11设置于轮毂的轮辋表面。不仅可以利用轮胎对轮辋的压力固定车轮姿态检测模块11，使车轮姿态检测模块11被固定得更加牢固，而且检测数据更加准确。 

所述主控制器23包括F2812型数字处理芯片。 

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。 

Claims (9)

1.一种汽车姿态快速检测平台，其特征在于：包括车轮传感模块和中央控制模块，所述车轮传感模块包括车轮姿态检测模块、第一信号调理模块、微处理器和第一无线通信模块，所述车轮姿态检测模块实时获取汽车车轮姿态信息并将车轮姿态信息经第一信号调理模块调理后传送至微处理器，所述微处理器经第一无线通信模块与中央控制模块通信；所述中央控制模块包括车身姿态检测模块、第二信号调理模块、主控制器和第二无线通信模块，所述车身姿态检测模块实时获取车身姿态信息并将车身姿态信息经第二信号调理模块调理后传送至主控器，所述主控制器通过第二无线通信模块与车轮传感模块通信，所述车轮姿态检测模块包括高G单轴加速度传感器和低G双轴加速度传感器，所述单轴高G单轴加速度传感器实时检测汽车车轮的径向加速度，所述低G双轴加速度传感器实时检测汽车车轮的侧向加速度和切向加速度。

2.如权利要求1所述的一种汽车姿态快速检测平台，其特征在于：所述高G单轴加速度传感器是ADXL193型传感器，所述低G双轴加速度传感器是ADXL311型传感器。

3.如权利要求1所述的一种汽车姿态快速检测平台，其特征在于：所述第一无线通信模块和第二无线通信模块均是Zigbee无线通信模块。

4.如权利要求1所述的一种汽车姿态快速检测平台，其特征在于：所述车轮传感模块还包括有温度传感器，所述温度传感器实时获取所述轮胎的温度信号并将该温度信号传送至微处理器。

5.如权利要求1所述的一种汽车姿态快速检测平台，其特征在于：所述中央控制模块还包括CAN总线接口、人机交互模块和存储器，所述CAN总线接口、人机交互模块和存储器分别与主控制器连接。

6.如权利要求1所述的一种汽车姿态快速检测平台，其特征在于：所述车身状态检测模块包括四个三轴加速度传感器，其中一个三轴加速度传感器设置于车身的重心处，另外三个三轴加速度传感器与车身的重心距离相等，且这三个三轴加速度传感器与车身的重心的连线相互垂直。

7.如权利要求6所述的一种汽车姿态快速检测平台，其特征在于：所述三轴加速度传感器是MMA7360型加速度传感器。

8.如权利要求1所述的一种汽车姿态快速检测平台，其特征在于：所述车轮姿态检测模块设置于轮毂的轮辋表面。

9.如权利要求1所述的一种汽车姿态快速检测平台，其特征在于：所述主控制器包括F2812型数字处理芯片。