基于九轴传感器车轮运动姿态监测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于九轴传感器车轮运动姿态监测方法，该方法包括：分别通过九轴传感器的三轴加速度计感知车轮三维加速度、三轴陀螺仪感知车轮三维角速度及三轴磁感应计感知车轮三维地磁强度；利用车轮三维加速度参数和车轮三维角速度参数，经姿态算法计算获得车轮侧倾角和车轮旋转角；利用车轮三维地磁强度参数和车轮三维角速度参数，经姿态算法计算获得车轮航向角；将车轮侧倾角、车轮旋转角及车轮航向角的数据进行融合分析获得车轮运动姿态角度的变化趋势。本发明专利技术提供方法能够监测及主动评价车轮运动安全状况，例如衡量车轮不平衡度、松动、飞脱、滑移等状态，有利于避免和减少交通事故的发生。

Moving attitude monitoring method based on nine axis sensor

The invention discloses a nine axis sensor wheel motion monitoring method based on the method includes: respectively through three axis nine axis acceleration sensor sensing 3D acceleration, wheel gauge three axis gyro wheel 3D perception of angular velocity and three axis magnetic induction meter sensing wheel 3D geomagnetic intensity; using 3D acceleration and wheel wheel parameters of 3D angle speed parameters, calculated by algorithm of attitude angle and rotation angle of the wheel side wheel; wheel using three-dimensional magnetic strength parameters and wheel angular velocity by the 3D parameters, calculated the wheel yaw attitude algorithm; wheel roll angle, wheel rotation angle and wheel yaw angle data fusion analysis of the trend of wheel moving attitude angle. The invention provides a method for monitoring and actively evaluating the safety situation of wheel movement, such as measuring the state of wheel unbalance, loosening, flying off and sliding, etc., which is beneficial to avoid and reduce traffic accidents.

【技术实现步骤摘要】
基于九轴传感器车轮运动姿态监测方法
本专利技术涉及机动车安全运行状态监测方法，尤其涉及一种基于九轴传感器车轮运动姿态监测方法。
技术介绍
机动车运行安全状态监测技术是保证机动车安全行驶的主要手段，也是机动车运行安全检测技术发展的必然趋势。采用机动车运行安全状态监控技术对机动车运行安全状态和运行指标进行动态监测，及时发现和预防机动车故障，发展监测、控制、管理和决策于一体的安全监控网络体系，对机动车安全运行具有重要意义；它是关系到国家和人民生命财产安全的一项重大的社会公益技术工作，是保障机动车辆运行安全重要的技术支撑，是政府管理部门对机动车安全运行的非常重要的技术保障；它不仅能提高机动车安全运行的技术保障能力和减少交通事故，而且对促进机动车工业及交通运输事业的发展有重大意义。机动车运行安全状态监测主要包括监测机动车(车身、车轮)运动姿态参数、动载荷参数、制动性能参数。机动车在运行过程中，会产生制动、加速、转向直线行驶等工况，车轮是机动车行驶过程中唯一与地面接触部件，通过监测车轮的运动姿态可以获得最直接、最真实、最丰富的机动车安全运行信息。车轮运动姿态参数对车身运动姿态参数、动载荷参数、制动性能参数都有决定性的影响，是衡量轮胎不平衡度、松动、飞脱的状态和趋势的重要参数。在静止和匀速运动条件下，加速度计可测量重力方向夹角。目前，对车轮运动姿态监测只是涉及到用加速度计测量静态条件下车轮的部分姿态角度。在动态条件下，加速度计受震动加速度的影响而使输出值不准确，无法测量在路面高速旋转状态下的车轮的侧倾角、旋转角；同时，加速度计无法测量处于水平姿态的车轮的航向角。专利技术内容为解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种基于九轴传感器车轮运动姿态监测方法。本专利技术的目的通过以下的技术方案来实现：基于九轴传感器车轮运动姿态监测方法，包括：分别通过九轴传感器的三轴加速度计感知车轮三维加速度、三轴陀螺仪感知车轮三维角速度及三轴磁感应计感知车轮三维地磁强度；利用车轮三维加速度参数和车轮三维角速度参数，经姿态算法计算获得车轮侧倾角和车轮旋转角；利用车轮三维地磁强度参数和车轮三维角速度参数，经姿态算法计算获得车轮航向角；将车轮侧倾角、车轮旋转角及车轮航向角的数据进行融合分析获得车轮运动姿态角度的变化趋势。车轮三维加速度包括：切向加速度、侧向加速度和向心加速度；车轮三维角速度包括：车轮侧倾角速度、旋转角速度和航向角速度。所述九轴传感器由三轴加速度计、三轴陀螺仪和三轴磁感应计组成。所述九轴传感器中设置有测量模块，该测量模块设置在车轮轮毂赤道面的表面上。与现有技术相比，本专利技术的一个或多个实施例可以具有如下优点：1、通过应用九轴传感器测量技术，实现在动态条件下测量车轮运动姿态，并获得全面的车轮运动姿态参数。2、通过对车轮运动姿态参数分析获得车轮运动安全状况：车轮不平衡度、松动、飞脱、滑移等状态，可避免和减少交通事故的发生。3、通过分析预测程序将车轮运动姿态数据与其历史数据分析比较，获得车轮运动姿态的趋势，增加对车轮运动姿态的预测功能，形成一个完整、相对独立的测量平台，并能够提供统一数据接口模式供有关政府管理部门加以应用。4、通过九轴传感器的三轴加速度计、三轴陀螺仪和三轴磁感应计组合测量和数据融合，提高了车轮运动姿态测量的精度和稳定性。附图说明图1是基于九轴传感器车轮运动姿态监测方法流程图；图2是九轴传感器车轮运动姿态监测系统整体布置图；图3是九轴传感器车轮运动姿态测量模块安装示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例及附图对本专利技术作进一步详细的描述。如图1所示，是基于九轴传感器车轮运动姿态监测方法，包括以下步骤：步骤101分别通过九轴传感器的三轴加速度计感知车轮三维加速度、三轴陀螺仪感知车轮三维角速度及三轴磁感应计感知车轮三维地磁强度；车轮三维加速度包括：切向加速度、侧向加速度和向心加速度；车轮三维角速度包括：车轮侧倾角速度、旋转角速度和航向角速度。步骤102利用车轮三维加速度参数和车轮三维角速度参数，经姿态算法计算获得车轮侧倾角和车轮旋转角；步骤103利用车轮三维地磁强度参数和车轮三维角速度参数，经姿态算法计算获得车轮航向角；步骤104将车轮侧倾角、车轮旋转角及车轮航向角的数据进行融合分析获得车轮运动姿态角度的变化趋势。参见图2，为基于九轴传感器车轮运动姿态监测方法所采用的系统整体布局图，包括车轮1、车轮九轴传感器测量模块2及车内中央控制模块3，其中车轮九轴传感器测量模块安装于各个车轮的轮毂赤道表面上，车内中央控制模块3安装于车内；车轮九轴传感器测量模块2与车内中央控制模块3之间通过无线射频实现双向通讯。参见图3，车轮九轴传感器测量模块安装于车轮轮毂赤道面的表面上，车轮九轴传感器测量模块的安装要求：加速度计和陀螺仪的三个敏感轴X轴、Y轴、Z轴分别指向轮毂切线方向、轮毂的侧向、轮毂的轴心方向；磁感应计的三个敏感轴X轴、Y轴、Z轴分别指向轮毂的侧向、轮毂切线方向、轮毂轴心的反方向；坐标系Oxyz是正交的右手坐标系。虽然本专利技术所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本专利技术而采用的实施方式，并非用以限定本专利技术。任何本专利技术所属
内的技术人员，在不脱离本专利技术所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本专利技术的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于九轴传感器车轮运动姿态监测方法，其特征在于，所述方法包括：分别通过九轴传感器的三轴加速度计感知车轮三维加速度、三轴陀螺仪感知车轮三维角速度及三轴磁感应计感知车轮三维地磁强度；利用车轮三维加速度参数和车轮三维角速度参数，经姿态算法计算获得车轮侧倾角和车轮旋转角；利用车轮三维地磁强度参数和车轮三维角速度参数，经姿态算法计算获得车轮航向角；将车轮侧倾角、车轮旋转角及车轮航向角的数据进行融合分析获得车轮运动姿态角度的变化趋势。

【技术特征摘要】
1.基于九轴传感器车轮运动姿态监测方法，其特征在于，所述方法包括：分别通过九轴传感器的三轴加速度计感知车轮三维加速度、三轴陀螺仪感知车轮三维角速度及三轴磁感应计感知车轮三维地磁强度；利用车轮三维加速度参数和车轮三维角速度参数，经姿态算法计算获得车轮侧倾角和车轮旋转角；利用车轮三维地磁强度参数和车轮三维角速度参数，经姿态算法计算获得车轮航向角；将车轮侧倾角、车轮旋转角及车轮航向角的数据进行融合分析获得车轮运动姿态角度的变化趋势。2.如权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘梦鹞，郇锐铁，陈少伟，
申请(专利权)人：广东工贸职业技术学院，
类型：发明
国别省市：广东,44