[发明专利]基于嵌入式系统的车载道路坡度识别装置

权利要求书

1.一种基于嵌入式系统的车载道路坡度识别装置，包括：具有三个串口的车载嵌入式计算机，通过第一个串口与车载嵌入式计算机相连的加速度模块，通过第二个串口与车载嵌入式计算机相连的车速模块，以及通过第三个串口与嵌入式计算机相连的计时器；所述加速度模块由一个加速度传感器，一个模拟-数字转换模块和一个单片机构成，该加速度传感器的输出端通过模拟-数字转换模块与单片机相连，所述单片机通过串口与所述嵌入式计算机的输入端相连，供电模块通过车载电源为各模块供电。

2.如权利要求1所述的识别装置，其中，所述加速度传感器为单轴加速度传感器。

3.如权利要求2所述的识别装置，其中，所述车速模块为全球卫星定位系统(GPS)。

4.如权利要求2所述的识别装置，其中，所述单片机为Freescale公司生产的8位单片机MC68H908GZ16。

5.如权利要求2所述的识别装置，其中，所述模拟-数字转换模块为单片机自带的10位A/D转换模块。

6.如权利要求1所述的识别装置，其中，各个模块被集成在同一块集成电路板上。

7.如权利要求2所述的识别装置，其中，所述加速度传感器的敏感轴正对车头方向。

8.如权利要求2所述的识别装置，其中，测量道路坡度是按照如下步骤进行的，(1)设置上一时刻车速v(t-1)和上一时刻传感器加速度a_s(t-1)为无效值；

(2)等待串口2接收车速数据；

(3)当串口2接收到车速数据时，顺序读取串口1缓存中接收到的t-1时刻到t时刻的所有加速度数据和串口2缓存中的车速数据；

(4)清空串口1和串口2缓存；

(5)对所述步骤(3)得到的加速度数据取代数平均值，作为当前传感器加速度a_s(t)；

(6)若当前车速v(t)和上一时刻车速v(t-1)均有效，则根据当前车速v(t)和上一时刻车速v(t-1)计算得到上一时刻的运动加速度a_m(t-1)，否则设置上一时刻的运动加速度a_m(t-1)为无效值；

(7)若上一时刻的传感器加速度a_s(t-1)和上一时刻的运动加速度a_m(t-1)均有效，则根据传感器加速度a_s(t-1)和上一时刻的运动加速度a_m(t-1)计算得到道路坡度θ，作为当前识别的道路坡度值；否则设置道路坡度θ为无效值；

(8)更新当前车速v(t)为上一时刻车速v(t-1)，更新当前传感器加速度a_s(t)为上一时刻传感器加速度a_s(t-1)；

(9)重复步骤(3)-(8)，完成时实道路坡度的识别。

上述步骤(6)中，根据当前车速v(t)和上一时刻车速v(t-1)计算上一时刻的运动加速度a_m(t-1)的方法如下式所示：

a_m(t-1)＝[v(t)-v(t-1)]/T

其中，T是接收车速数据的时间间隔，可以通过计时器来设定。

上述步骤(7)中，根据上一时刻的传感器加速度a_s(t-1)和上一时刻的运动加速度a_m(t-1)计算道路坡度θ的方法如下式所示：

θ＝[a_s(t-1)-a_m(t-1)]/g

9.其中，g是重力加速度常量，取为9.8m/s²。