[發明專利]基于嵌入式系統的車載道路坡度識別裝置

無效

• 申請號: 201310245482.2
• 申請日: 2013-06-20
• 公開（公告）號: CN103335633A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發明（設計）人: 黃家旺
• 申請（專利權）人: 張家港保稅區潤桐電子技術研發有限公司
• 主分類號: G01C9/00
• 分類號: G01C9/00
• 代理公司: 北京世譽鑫誠專利代理事務所(普通合伙) 11368
• 代理人: 孫國棟

技術領域

本發明屬于車載電子技術領域，特別涉及一種基于嵌入式系統的車載道路坡度識別裝置。

背景技術

加速度傳感器是一種能夠測量加速力的電子設備。如今，加速度傳感器已經向著越來越小型化，低成本的方向發展，它們在航天、制導、航海以及汽車等領域具有重要的應用價值。尤其在汽車領域，低成本的微機械加速度傳感器已經成功地應用于汽車電子領域，包括汽車安全氣囊、振動補償、防滑系統等方面，用于提高汽車的可操縱性、安全性和舒適性。

道路坡度識別是在車輛行駛時利用安裝在車輛上的傳感元件采集車輛行駛參數，據此計算車輛行駛所在道路的坡度。現有的道路坡度識別方法一般根據車輛動力學方程進行坡度識別。應用這類方法時需要較為精確的采集多個車輛參數，包括發動機轉矩，當前檔位，輪速以及制動力等。這種方法對于面向產品化的大批量低成本車載應用一般是難以實現的。例如，在車輛導航系統中，需要識別道路坡度以判斷車輛是否在上下橋行駛。若利用上述方法實現坡度識別，就存在傳感器成本過高，安裝布置不便，以及計算過于復雜等問題。

發明內容

本發明的目的是針對低成本產品化車載應用的需求，提出一種基于嵌入式系統的車載道路坡度識別裝置。本發明采用低成本加速度傳感器，配合車速模塊作為傳感元件，采用車載電源為各模塊供電，具有成本低、體積小、精度高、安裝方便等特點。

本發明提出的基于嵌入式系統的車載道路坡度識別裝置，其特征在于，該裝置包括具有兩個串口的車載嵌入式計算機，通過第一個串口與車載嵌入式計算機相連的加速度模塊，通過第二個串口與車載嵌入式計算機相連的車速模塊；所述加速度模塊由一個加速度傳感器，一個模擬-數字轉換模塊和一個單片機構成，該加速度傳感器的輸出端通過模擬-數字轉換模塊與單片機相連，所述單片機通過串口與所述嵌入式計算機的輸入端相連，供電模塊通過車載電源為各模塊供電。

利用該裝置，當車速模塊發出數據時，順序讀取加速度數據和車速數據，根據當前車速和計時器上一時刻車速數據及計時器上一時刻加速度數據即可計算道路坡度。

本發明的特點及效果：

本發明提出的基于嵌入式系統的車載道路坡度識別裝置，采用低成本加速度傳感器，配合車速模塊，如車速表或全球衛星定位模塊作為傳感元件，具有成本低、體積小、精度高、安裝方便等特點。利用該裝置實時對車速數據和加速度數據進行測量，根據測量數據即可計算出道路坡度。其計算方法簡便，高效，可以滿足大部分對于精度和實時性要求不高的低成本產品化車載應用的需求。

附圖說明

圖1是本發明所述裝置的結構圖。

具體實施方式

本發明提出的基于嵌入式系統的車載道路坡度識別裝置結合附圖及實施例詳細說明如下：

本發明裝置的結構如圖1所示，該裝置包括具有兩個串口的車載嵌入式計算機，通過第一個串口與車載嵌入式計算機相連的加速度模塊，通過第二個串口與車載嵌入式計算機相連的車速模塊；所述加速度模塊由一個加速度傳感器，一個模擬-數字轉換模塊和一個單片機構成，該加速度傳感器的輸出端通過模擬-數字轉換模塊與單片機相連，所述單片機通過串口與所述嵌入式計算機的輸入端相連，供電模塊通過車載電源為各模塊供電。本發明裝置的各部件實施例的組成及功能分別說明如下：

（1）加速度傳感器，本發明中采用ADI公司生產的低成本單軸加速度傳感器ADXL103；用于時實感受車輛加速度，并將車輛加速度轉化為模擬信息輸出。

（2）單片機，本發明中采用Freescale公司生產的8位單片機MC68H908GZ16；用于定時采集數字加速度信息，并將采集的信息通過串口發送出來。

（3）模擬-數字轉換模塊(簡稱A/D轉換)，本發明中采用單片機自帶的10位A/D轉換模塊；用于將接收到的加速度模擬信息轉換成數字信息。

（4）車速模塊，本發明中采用全球衛星定位系統(簡稱GPS)模塊，用于獲取車速信息；

（5）嵌入式計算機，采用帶有三個串口的普通車載嵌入式計算機，用于根據接收到的加速度信息和車速信息計算道路坡度。

（6）供電模塊，通過車載電源為各模塊供電。

其中，將加速度傳感器的輸出端通過A/D轉換與單片機輸入端相連制作成電路板，構成加速度模塊。在該模塊中，單片機利用本身的定時功能靈活地定時采集A/D轉換模塊輸出的數字加速度信息，并將采集的信息通過串口1送入嵌入式計算機。

車速模塊，即本發明中的GPS模塊通過串口2與嵌入式計算機相連。

將車載道路坡度識別裝置安裝在車上，保證加速度傳感器的敏感軸正向對準車頭方向。