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车辆横摆角速度的智能手机提取方法

陈志军 吴超仲 黄珍 马杰 高岩

陈志军, 吴超仲, 黄珍, 马杰, 高岩. 车辆横摆角速度的智能手机提取方法[J]. 交通运输工程学报, 2013, 13(6): 61-68.
引用本文: 陈志军, 吴超仲, 黄珍, 马杰, 高岩. 车辆横摆角速度的智能手机提取方法[J]. 交通运输工程学报, 2013, 13(6): 61-68.
CHEN Zhi-jun, WU Chao-zhong, HUANG Zhen, MA Jie, GAO Yan. Measurement method of vehicle yaw rate with smartphone[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2013, 13(6): 61-68.
Citation: CHEN Zhi-jun, WU Chao-zhong, HUANG Zhen, MA Jie, GAO Yan. Measurement method of vehicle yaw rate with smartphone[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2013, 13(6): 61-68.

车辆横摆角速度的智能手机提取方法

基金项目: 

国家自然科学基金项目 51178364

国家自然科学基金项目 61104158

国家自然科学基金项目 61203236

教育部新世纪优秀人才支持计划项目 NCET-10-0663

中央高校基本科研业务费专项资金项目 2013-YB-011

详细信息
    作者简介:

    陈志军(1983-), 男, 河南周口人, 武汉理工大学工学博士研究生, 从事车辆安全辅助驾驶研究

    吴超仲(1972-), 男, 湖北天门人, 武汉理工大学教授, 工学博士

  • 中图分类号: U461.6

Measurement method of vehicle yaw rate with smartphone

More Information
  • 摘要: 使用智能手机和高精度惯导设备测量了车辆横摆角速度, 分析了手机放置位置对测量精度的影响。针对智能手机的测量误差, 采用自适应加权融合算法对智能手机中陀螺仪和方向传感器的测量数据进行融合修正。根据多元函数极值理论求出2个传感器的最优加权因子, 加权求和得到最优的横摆角速度。分析结果表明: 智能手机的放置位置对车辆横摆角速度测量精度影响很小, 重心位置与非重心位置上的手机陀螺仪和方向传感器测量结果最大相对误差分别为0.739 7%和0.923 8%。融合修正后的数据与高精度惯导设备数据相比, 平均绝对误差为0.607 7 (°) ·s-1, 相比陀螺仪和方向传感器平均绝对误差分别降低了34.3%和50.0%。融合后的数据均方差随测量次数增加呈下降趋势, 并快速收敛, 收敛时间约为6s。

     

  • 图  1  试验车辆

    Figure  1.  Test vehicle

    图  2  试验路段

    Figure  2.  Test road section

    图  3  试验设备

    Figure  3.  Test equipment

    图  4  手机位置

    Figure  4.  Locations of phone

    图  5  手机坐标系

    Figure  5.  Coordinate system of phone

    图  6  传感器测量值

    Figure  6.  Data measured by sensors

    图  7  陀螺仪数据绝对误差曲线

    Figure  7.  Absolute error curve of gyroscope data

    图  8  方向传感器数据绝对误差曲线

    Figure  8.  Absolute error curve of orientation sensor data

    图  9  位置2陀螺仪测量值

    Figure  9.  Measurement values of gyroscope at location 2

    图  10  位置2陀螺仪测量误差曲线

    Figure  10.  Measurement error curve of gyroscope at location 2

    图  11  位置2方向传感器测量值

    Figure  11.  Measurement values of orientation sensor at location 2

    图  12  位置2方向传感器测量误差曲线

    Figure  12.  Measurement error curve of orientation sensor at location 2

    图  13  自适应加权算法

    Figure  13.  Self-adaptive weighted algorithm

    图  14  数据对比

    Figure  14.  Data comparison

    图  15  均方差曲线

    Figure  15.  Curves of standard variances

    图  16  融合数据均方差曲线

    Figure  16.  Curve of standard variance for fused data

    表  1  平均绝对误差

    Table  1.   Average absolute errors

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    表  2  平均相对误差

    Table  2.   Average relative errors

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    表  3  误差比较

    Table  3.   Comparison of measurement errors

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  • 收稿日期:  2013-08-18
  • 刊出日期:  2013-12-25

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