一种车载加速传感器的三轴自校准方法
【专利摘要】本发明揭示了一种车载加速传感器的三轴自校准方法，包括以下步骤：（1）定义加速度传感器受力模型；（2）确定坐标系O-XnewYnewZnew中的Znew轴；（3）确定坐标系O-XnewYnewZnew中的Xnew轴；（4）确保Znew轴和Xnew轴垂直；（5）确定坐标系O-XnewYnewZnew中的Ynew轴；以及（6）优化Xnew轴、Znew轴，本发明通过上述步骤，实现加速度传感器在车辆中任意放置，依旧可以建立以车辆前进方向为X轴正向、水平向左为Y轴正向、垂直地面为Z轴正向的新坐标系，作为车辆驾驶习惯，车辆碰撞现场还原的依据。
【专利说明】[0001] 一种车载加速传感器的三轴自校准方法

【技术领域】
[0002] 本发明涉及加速传感器校准领域，特别涉及一种车载加速传感器的三轴自校准方 法。

【背景技术】
[0003] 车载电子产品需要准确提供车辆实时三轴方向受力情况，作为驾驶习惯培养、车 辆碰撞还原的依据。目前市面上的加速度传感器只能提供传感器方向固定的三轴受力的大 小，同时车载电子产品放置在车辆上的位置、水平角具有很多不确定因素，最终导致加速度 传感器无法提供实时三轴(前进方向、侧方向、垂直方向）的受力变化。通过本专利，可以实 现车载电子产品任意放置情况下，依旧能提供实时车辆三轴方向的受力变化。
[0004] 有鉴于此，本领域发明人针对上述问题，提供了一种车载加速传感器的三轴自校 准方法。


【发明内容】

[0005] 本发明提供了一种车载加速传感器的三轴自校准方法，克服了现有技术的困难， 通过上述步骤，实现加速度传感器在车辆中任意放置，依旧可以建立以车辆前进方向为X 轴正向、水平向左为Y轴正向、垂直地面为Z轴正向的新坐标系。作为车辆驾驶习惯，车辆 碰撞现场还原的依据。
[0006] 本发明提供了一种车载加速传感器的三轴自校准方法，包括以下步骤： (1) 建立基于加速度传感器的三维坐标系0-ΧΥΖ ; 建立基于汽车行驶方向的三维坐标系Ο-XnewYnewZnew，其中，Xnew轴为汽车前进的加 速度方向，Ynew轴为垂直于汽车前进方向的水平左方，Znew轴为重力的反方向， 建立三维坐标系0-ΧΥΖ与三维坐标系Ο-XnewYnewZnew的转换方程组为： Xnew = al ^ X + bl ^ Y + cl ^ Z ； Ynew = a2*X + b2*Y + c2*Z; Znew = a3*X + b3*Y + c3*Z; (2) 在车辆点火瞬间，加速度传感器只受重力G作用，重力G的反方向即是 Ο-XnewYnewZnew中的Znew轴，设三维坐标系0-ΧΥΖ三轴受力分别为gx, gy，gz，重力为G， 计算出三轴XYZ和Znew轴的夹角，假设夹角分别是

【权利要求】
1. 一种车载加速传感器的三轴自校准方法，其特征在于，包括以下步骤： (1) 建立基于加速度传感器的三维坐标系0-ΧΥΖ ; 建立基于汽车行驶方向的三维坐标系O-XnewYnewZnew，其中，Xnew轴为汽车前进的加 速度方向，Ynew轴为垂直于汽车前进方向的水平左方，Znew轴为重力的反方向， 建立三维坐标系0-ΧΥΖ与三维坐标系O-XnewYnewZnew的转换方程组为： Xnew = al ^ X + bl ^ Y + cl ^ Z ； Ynew = a2*X + b2*Y + c2*Z; Znew = a3*X + b3*Y + c3*Z; (2) 在车辆点火瞬间，加速度传感器只受重力G作用，重力G的反方向即是 O-XnewYnewZnew中的Znew轴，设三维坐标系0-ΧΥΖ三轴受力分别为gx, gy，gz，重力为G， 计算出三轴XYZ和Znew轴的夹角，假设夹角分别是
到如下公式：
(3) 在车辆启动后，刹车时，加速度传感器三轴分力变化的合力为摩擦力，摩擦 力的反方向即是O-XnewYnewZnew中的Znew轴，设各轴上增加的加速度分量分别是
则合加速度：
假设三轴XYZ和Xnew轴的夹角分别 是
得到如下公式：
(4) 调整Znew轴与Xnew轴垂直，假设向量
向量
则正交化之后的Z轴向量应为： 上式中，

则得到：
将其单位化后的Z轴
上式中，
(5)利用右手螺旋法则求出O-XnewYnewZnew中的Ynew轴，通过向量外积计算a2, b2， c2,假设向量
=(al，bl，cl),
= (a2, b2, c2),
= (a3, b3, c3),则
2. 如权利要求1所述的车载加速传感器的三轴自校准方法，其特征在于：保存并统计 点火瞬间20组Znew，计算平均值最为新的Znew。
3. 如权利要求1或2所述的车载加速传感器的三轴自校准方法，其特征在于：保存并 统计刹车时的10组Xnew，计算平均值最为新的Xnew。
4. 如权利要求3所述的车载加速传感器的三轴自校准方法，其特征在于：若保存的 Xnew大于10组时，如果后续刹车的加速度大于当前保存的任一组数据，则进行替换，数组 每次更新一次就重新计算一次al, a2，a3，bl，b2，b3，cl, c2，c3。
【文档编号】G01P21/00GK104090127SQ201410332793
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年7月14日 优先权日:2014年7月14日
【发明者】袁学涛 申请人:上海移为通信技术有限公司