[發明專利]一種采用姿態傳感器實現汽車四輪定位及檢測方法

在審

• 申請號: 201410075620.1
• 申請日: 2014-03-03
• 公開（公告）號: CN103884518A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 程炎星;麻偉民;賀永平;杜穎;楊華西;王金斌;廖小鵬
• 申請（專利權）人: 合肥市強科達科技開發有限公司
• 主分類號: G01M17/013
• 分類號: G01M17/013
• 代理公司: 安徽信拓律師事務所 34117
• 代理人: 鞠翔

技術領域：

本發明屬于汽車電子技術中的車載故障診斷系統，具體是機動車在道路試驗過程中，通過慣性導航技術，測量出汽車四輪定位的儀表。

背景技術：

隨著四輪定位技術的不斷發展，各種各樣的四輪定位儀器不斷推出，根據技術特點，目前市場上常見的四輪定位儀可以細分為前束尺和光學水準定位儀、拉線式定位儀、CCD定位儀、靜態激光定位儀、靜態激光大車定位儀、動態激光定位儀、3D影像定位儀和3D激光定位儀等幾種，其發展趨勢逐漸向激光與影像測量靠攏，3D影像定位儀和3D激光定位儀逐步成為主流機型。以3D影像定位儀為列，其原理主要是利用計算機三維圖像處理技術和用CCD圖像傳感器拍攝裝在車輪上的多點反光板隨車輪滾動和轉向的空間運動圖像，由計算機對時間運動圖像進行處理和坐標變換，計算出車輪前束角、車輪外傾角、主銷后傾角和主銷內傾角。實現了非接觸測量。

隨著微電子技術的飛快發展，慣性導航技術就是用陀螺儀和加速度計提供的測量數據確定所在運載體的位置的過程。通過這兩種測量的組合，就可以確定該運載體在慣性坐標系里的平移運動并計算它的位置，目前市場上出現了價格低廉的姿態傳感器，姿態傳感器是基于MEMS技術的高性能三維運動姿態測量系統。它包含三軸陀螺儀、三軸加速度計，三軸電子羅盤等運動傳感器，通過內嵌的低功耗ARM處理器得到經過溫度補償的三維姿態與方位等數據。利用基于四元數的三維算法和特殊數據融合技術，實時輸出以四元數、歐拉角表示的零漂移三維姿態方位數據。姿態傳感器可廣泛嵌入到航模無人機，機器人，機械云臺，車輛船舶，地面及水下設備，虛擬現實，人體運動分析等需要自主測量三維姿態與方位的產品設備中。

發明內容：

本發明所要解決的技術問題在于提供一種采用姿態傳感器實現四輪定位及檢測方法，采用MEMS微機械慣性導航，卡爾曼濾波等技術，通過對機動車每一個車輪固定安裝一個車輪姿態采集器，分別測量每一個車輪的空間狀態，計算出四輪定位的各種數據，提供了一種采用姿態傳感器實現汽車四輪定位測量儀表。

本發明所要解決的技術問題采用以下技術方案來實現。

一種采用姿態傳感器實現四輪定位由二部分組成，第一部分為車輪姿態采集器，如圖1所示，主要由3只MEMS微機械慣性導航模塊、微處理器、無線藍牙發送模塊、電源組成，微處理器連接無線藍牙發送模塊和3只MEMS微機械慣性導航模塊，微處理器連接電源，3只MEMS微機械慣性導航模塊安裝在四輪定位專用夾具上，將3只MEMS微機械慣性導航模塊相互120°且在同一水平面上，每一個車輪安裝一組車輪姿態采集器，其數量根據需要定位的車輪數量進行增減。

第二部分為四輪定位計算機主機儀表，如圖2所示，主要由無線藍牙車輪信號接收模塊、計算機、3G/GPRS通信模塊、顯示器、打印機和電源組成，無線藍牙車輪信號接收模塊、3G/GPRS通信模塊、顯示器和打印機連接在計算機上，計算機連接電源。

一種采用姿態傳感器實現四輪定位檢測方法，具體包括以下方法步驟，

汽車完全四輪定位就是檢測汽車車架、懸掛構件,車輪三者之間及四個車輪之間,在X.Y.Z軸方向的角度位置關系，前輪和后輪的外傾角，指輪胎與地球重力線的夾角，前輪和后輪的前束角，是指輪胎與汽車前后方向的夾角，前輪的內傾角和后傾角，內傾角是指主銷軸與輪胎的夾角，后傾角是指主銷軸與地球重力方向的夾角，首先，將測量車輛駛入到一個專用平臺上，其平臺精度符合四輪定位測量精度的要求，將一組含有車輪姿態采集器的四輪定位夾具固定在每一個車輪的輪輞上,如圖3、4所示。

本發明的有益效果是：本發明適應與各種4S店、汽車維修企業、汽車產生廠商和汽車研究單位對汽車四輪定位的檢測，利用價格低廉的姿態傳感器，研發一種利用慣性導航技術的對汽車四輪定位成為可能，該儀表的研發可以方便地對汽車四輪定位進行全方位測量，適用于乘用車、客車、中型客貨車、高速客運，公交車、重型貨車、特種車等。它在使用上具有靈活、準確、方便、高效顯著特點。

附圖說明：

圖1車輪姿態采集器原理圖；

圖2四輪定位計算機主機儀表原理圖；

圖3車輪姿態采集器安裝示意圖；

圖4汽車四輪安裝姿態傳感器示意圖；

圖5測量大型車輛車輪姿態采集器安裝示意圖。

具體實施方式：

為了使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本發明。

1.前輪外傾角、前輪前束、后輪外傾角、后輪前束測量方法

實例1：