基于WEIS的机动车快速检测平台的实现

论文摘要

针对目前机动车定期检测方法中检测设备复杂、参数不全,机动车无法按照实际需要及时进行检验等技术难题,论文基于轮载嵌入式智能传感器(Wheel Flmbedded Intelligent Sensor,WEIS)的理念,建立了车轮运动模型、车身运动模型,探索机动车姿态快:速检测机理,设计了一个完整的、独立的机动车快:速检测平台。论文分析了机动车快速检狈相关技术的国内外研究进展,提出基于WEIS的机动车快:速检测的方法,主要工作包括:①研究无陀螺捷联惯性测量组合(Gyroscope Free Strapdown Inertial Measurement Unit,GFSIMU)测量机理,结合机动车运动的特点建立基于WEJIS的机动车快:速姿态检测模型,并研究其实现方法。②研究重要功能模块的实现方法,选取合适的传感器及其他关键元器件,将GFSIMU姿态测量技术应用于机动车车身的快速姿态检测,研究十二加速度计的姿态测量求解算法。③采用MEMS传感、Zigbee无线通信、高性能生DSP等新技术开发了基于WEIS的机动车快:速检测平台,实现对机动车安全性能指标的快速检测。④考虑研究目标的要求,对检测平台软件系统进行需求分析,探讨机动车快速检测平台功能的实现,并进行系统软件设计。在对系统硬件进行标定的基础上,提出对加速度传感信号采取小波包降噪、STFT特征辨识的信号处理方法,实现加速度测量的智能补偿。测量实验表明,基于WEIS的机动车快速检测平台能够实现机动车姿态参数的快速测量任务,具有安装灵活、使用简单、成本低廉的特点。课题研究对于机动车检测技术和智能传感器在机动车检测中的应用和发展,具有重要的学术价值和实际意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的提出及意义
• 1.2 机动车检测技术及其发展
• 1.3 相关内容的国内外研究现状
• 1.4 论文的主要研究内容
• 第二章 基于 WEIS 的机动车快速检测模型与方法
• 2.1 引言
• 2.2 机动车快速检测参数选取
• 2.3 基于 WEIS 的机动车快速检测方法原理
• 2.4 车身姿态快速检测模型
• 2.4.1 车身十二加速度计酉己置方案
• 2.4.2 车身姿态检测原理
• 2.4.3 车身姿态求解
• 2.5 车轮姿态快速检测模型
• 2.5.1 车轮姿态表示
• 2.5.2 车轮速度计算方法
• 2.5.3 车轮姿态求解
• 2.6 机动车姿态检测传感信号时频分析
• 2.6.1 姿态传感信号小波包降噪
• 2.6.2 姿态传感信号特征提取
• 2.7 本章小结
• 第三章 基于WEIS 的机动车快速检测平台硬件设计
• 3.1 引—言
• 3.2 平台硬件结构
• 3.3 型MEMS 惯性传感器件及选型
• 3.3.1 车轮加速度传感器
• 3.3.2 车身加速度传感器
• 3.4 WEIS 模块电路设计
• 3.4.1 惯性测量单元设计
• 3.4.2 无线通信单元设计
• 3.5 DSP的中央控制模块设计
• 3.5.1 中央处理单元设计
• 3.5.2 Zigbee 无线通信单元设计
• 3.5.3 CAN 总线接口设计
• 3.6 本章小结
• 第四章 基于 WEIS 的机动车快速检测平台软件设计
• 4.1 引言
• 4.2 WEIS 的机动车快速检测平台软件总体设计
• 4.2.1 检测平台软件要求分析
• 4.2.2 开发平台选择
• 4.2.3 软件总体设计
• 4.3 基于ZIGBEE 的无线通信程序设计与实现
• 4.3.1 Zigbee 协议
• 4.3.2 网络拓扑及数据帧定义
• 4.3.3 Zigbee 无线通信程序设计
• 4.4 WEIS 模块姿态传感信息采集与处理任务
• 4.5 DSII 中央处理模块核心任务
• 4.5.1 GFSIMU 车身姿态传感信号采集
• 4.5.2 姿态记录程序设计
• 4.5.3 CAN 通信程序设计
• 4.6 本章小结
• 第五章 基于 WEIS 的机动车快速检测平台测量实验
• 5.1 引言
• 5.2 系统硬件标定
• 5.3 机动车姿态检测实验
• 5.3.1 实验设备及仪器
• 5.3.2 实验设备安装
• 5.3.3 实验数据采集与处理
• 5.4 实验结果分析
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录