[发明专利]基于嵌入式系统的车载道路坡度识别装置

说明书

技术领域

本发明属于车载电子技术领域，特别涉及一种基于嵌入式系统的车载道路坡度识别装置。

背景技术

加速度传感器是一种能够测量加速力的电子设备。如今，加速度传感器已经向着越来越小型化，低成本的方向发展，它们在航天、制导、航海以及汽车等领域具有重要的应用价值。尤其在汽车领域，低成本的微机械加速度传感器已经成功地应用于汽车电子领域，包括汽车安全气囊、振动补偿、防滑系统等方面，用于提高汽车的可操纵性、安全性和舒适性。

道路坡度识别是在车辆行驶时利用安装在车辆上的传感元件采集车辆行驶参数，据此计算车辆行驶所在道路的坡度。现有的道路坡度识别方法一般根据车辆动力学方程进行坡度识别。应用这类方法时需要较为精确的采集多个车辆参数，包括发动机转矩，当前档位，轮速以及制动力等。这种方法对于面向产品化的大批量低成本车载应用一般是难以实现的。例如，在车辆导航系统中，需要识别道路坡度以判断车辆是否在上下桥行驶。若利用上述方法实现坡度识别，就存在传感器成本过高，安装布置不便，以及计算过于复杂等问题。

发明内容

本发明的目的是针对低成本产品化车载应用的需求，提出一种基于嵌入式系统的车载道路坡度识别装置。本发明采用低成本加速度传感器，配合车速模块作为传感元件，辅以低成本的计时器，具有成本低、体积小、精度高、安装方便等特点。

本发明提出的基于嵌入式系统的车载道路坡度识别装置，其特征在于，该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。

利用该装置，以计时器设置控制数据采样间隔，当车速模块发出数据时，顺序读取加速度数据和车速数据，根据当前车速和计时器上一时刻车速数据及计时器上一时刻加速度数据即可计算道路坡度。

本发明的特点及效果：

本发明提出的基于嵌入式系统的车载道路坡度识别装置，采用低成本加速度传感器，配合车速模块，如车速表或全球卫星定位模块作为传感元件，具有成本低、体积小、精度高、安装方便等特点。利用该装置实时对车速数据和加速度数据进行测量，根据测量数据即可计算出道路坡度。其计算方法简便，高效，可以满足大部分对于精度和实时性要求不高的低成本产品化车载应用的需求。

附图说明

图1是本发明所述装置的结构图。

具体实施方式

本发明提出的基于嵌入式系统的车载道路坡度识别装置结合附图及实施例详细说明如下：

本发明装置的结构如图1所示，该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。本发明装置的各部件实施例的组成及功能分别说明如下：

(1)加速度传感器，本发明中采用ADI公司生产的低成本单轴加速度传感器ADXL103；用于时实感受车辆加速度，并将车辆加速度转化为模拟信息输出。

(2)单片机，本发明中采用Freescale公司生产的8位单片机MC68H908GZ16；用于定时采集数字加速度信息，并将采集的信息通过串口发送出来。

(3)模拟数字转换模块(简称A/D转换)，本发明中采用单片机自带的10位A/D转换模块；用于将接收到的加速度模拟信息转换成数字信息。

(4)车速模块，本发明中采用全球卫星定位系统(简称GPS)模块，用于获取车速信息；

(5)嵌入式计算机，采用带有三个串口的普通车载嵌入式计算机，用于根据接收到的加速度信息和车速信息计算道路坡度；

(6)计时器，可按照人为设定来设置嵌入式计算机所采取的车速采样时间间隔；

(7)供电模块，通过车载电源为各模块供电。