基于GPS的汽车运动参数检测与估算

发布时间：2019-09-26 14:12

【摘要】：随着经济的日益提升和人们生活质量的不断改善，人们的安全意识也随之增强，对汽车的安全性要求也逐渐提高，汽车安全技术也成为研究的主流方向之一。以往人们增强汽车的安全性多采用安全带，气囊，保险杠等装置，由于汽车行驶路况的复杂性，这些硬性条件在道路交通上已经不再能够有效的预防事故的发生。因此，降低和预防交通事故的发生，，已经成为研究车辆安全技术要解决的首要问题。汽车运动状态参数能够表征汽车的运动状况，也是汽车主动安全性能的主要指标。及时而精确的掌握汽车运动状态参数对提升汽车行驶的安全性和汽车主动安全技术具有十分重要的意义。以往有些汽车运动状态参数的获得都是依靠仪器单独的进行测试,这不仅会使得所检测的参数不全面而且造成测试系统信息量少并且使用不方便，而对不同的参数检测需要相对应的专用传感器，从而无形中提高了成本，并且误差也随着器件使用的数量增多而累积增大。因此,研究一种体积小、功能集中、使用方便的便携式汽车运动状态检测设备具有重要的实际意义和经济价值。本课题基于嵌入式技术，利用Trimble Condor GPS C2626模块实时采集车辆运行状态的卫星数据，并在ARM开发板上处理显示，依据这些数据信息，再结合汽车三自由度模型，估算出车辆的运动状态参数（如汽车质点的质心侧偏角、纵向速度和侧向速度），以作为研究车辆安全性及主动控制的依据。本课题主要是从以下几个方面进行研究的： (1) GPS模块的外围接口电路设计、串口扩展电路设计以及显示模块、电源模块的硬件电路设计。 (2)在Visulstudio2005(简称VS2005)编程环境下设计出能够实现对GPS信息采集的应用程序。 (3)将GPS模块通过相应的串口电路与装有嵌入式系统Wince6.0的ARM开发板相连接，进行实车检测，根据所得到的数据信息，如汽车运行时的经度、纬度、速度、时间、方向角等数据，定位汽车在某时刻的质点坐标，再利用坐标结合汽车三自由度模型及相应的算法，以完成对汽车运行时的某些参数进行估算。最后结合仿真对估计的参数进行验证。论文研究成果为车辆主动安全控制提供依据，对后期进一步复杂环境测试奠定了必要的基础。
【图文】：

卫星星座,卫星

技大学硕士学位论文第二章 GPS 介绍第二章 GPS 介绍S 系统的组成系统它包括了 27 颗在不同轨道上的绕地球旋转的卫星，这些不同轨道持续不断的发送时间信号，并且能够适时传送其地理位置和海拔高度正常使用的是 24 颗卫星，而另外 3 个是备用卫星，这些卫星的分布的这 24 颗卫星能够平均分布运行在六个轨道上。如图 2-1 所示。

电文,卫星,内容,基准频率

由卫星上的原子钟直接产生，其频率为10.23MHz，卫星信号的所有成分均是该基准频率的倍频或分频。卫星电文的作用是向用户提供卫星轨道参数、卫星钟参数、卫星状态信息及其它信息。卫星（导航）电文基本内容如图2-4信号通道数据输出变频器电源GPS 天线存储器CPU显示器频率变换频率综合基准频率信号解扩解调C/A 码 P 码发生器发生器D(t)伪码测量载波相位测量前置放大器控制信号×120÷10×154L1：1575.42MHzC/A CODE1.023MHz(C/A 码)P-CODE10.23MHz(P 码)基准频率10.23MHzL2：1227.60MHzP-CODE10.23MHz(P 码)50BPS 卫星电文
【学位授予单位】：广西科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：P228.4;U467.4

【参考文献】