引言隨著定位導(dǎo)航技術(shù)的飛速發(fā)展和日臻成熟,車載導(dǎo)航系統(tǒng)在相關(guān)領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用。車載導(dǎo)航系統(tǒng)的功能是幫助用戶確定車輛位置并提供正確的操縱指示,因此定位的精確程度成為衡量一套系統(tǒng)性能優(yōu)劣的重要指標(biāo)。目前,常用的定位手段有GPS衛(wèi)星定位、慣性導(dǎo)航定位和組合導(dǎo)航定位等。本文介紹的基于加速度傳感器ADXL202的定位方法是慣性導(dǎo)航定位中的一種。在車載導(dǎo)航系統(tǒng)中,加速度傳感器完成數(shù)據(jù)采集任務(wù),獲得車輛瞬時(shí)加速度值,
引言
隨著定位導(dǎo)航技術(shù)的飛速發(fā)展和日臻成熟,車載導(dǎo)航系統(tǒng)在相關(guān)領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用。車載導(dǎo)航系統(tǒng)的功能是幫助用戶確定車輛位置并提供正確的操縱指示,因此定位的精確程度成為衡量一套系統(tǒng)性能優(yōu)劣的重要指標(biāo)。目前,常用的定位手段有
GPS衛(wèi)星定位、慣性導(dǎo)航定位和組合導(dǎo)航定位等。本文介紹的基于加速度
傳感器ADXL202的定位方法是慣性導(dǎo)航定位中的一種。在車載導(dǎo)航系統(tǒng)中,加速度傳感器完成數(shù)據(jù)采集任務(wù),獲得車輛瞬時(shí)加速度值,然后由推算定位法（dead reckoning）計(jì)算出當(dāng)前位置相對于已知參考位置之間的偏移,從而得到車輛的絕對位置。在短時(shí)間內(nèi),利用這種方法得到的定位精度很高,例如：在平均加速度28.4mg的情況下,
10s鐘范圍內(nèi),得到的定位誤差大約是0.5m,與GPS單點(diǎn)平均定位誤差
15m―20m相比,是微不足道的;但是可以想象,由于時(shí)間的增加,誤差積累效應(yīng)會越來越大,嚴(yán)重影響導(dǎo)航的精度。因此,加速度傳感器通常和GPS一起組合成為組合導(dǎo)航系統(tǒng),以提高定位精度,增強(qiáng)系統(tǒng)性能。
ADXL202工作原理
ADXL202是Analogy Devices公司出品的一款雙軸加速度測量系統(tǒng),模擬輸入,可測量動態(tài)加速度和靜態(tài)加速度,輸出為周期可調(diào)的脈寬調(diào)制信號,可以直接與單片機(jī)或
計(jì)數(shù)器連接。并且具有性能高、準(zhǔn)確度高、功耗低的特點(diǎn)（輸入
電流小于0.6mA）。
ADXL202有很廣泛的應(yīng)用。主要用于慣性導(dǎo)航、傾斜感應(yīng)、地震監(jiān)控及汽車保險(xiǎn)等領(lǐng)域。ADXL202集成度高、結(jié)構(gòu)簡單,為一單片集成電路,其內(nèi)部包含多晶硅表面微處理傳感器和信號控制電路以實(shí)現(xiàn)開環(huán)加速度測量結(jié)構(gòu)。與
其它加速度計(jì)相比較,ADXL202可在很大程度上提高工作帶寬,降低噪聲影響,零重力偏差和溫度漂移也相對較低。它的結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示：
ADXL202傳感器是由震蕩器,X、Y方向傳感器,相位檢波電路以及占空比調(diào)制器組成（如圖1所示）,而且使用簡單,具有數(shù)字輸出接口和模擬電壓信號輸出接口。
X、Y方向傳感器是兩個(gè)相互正交的加速度傳感器。這兩個(gè)傳感器同時(shí)工作,可以測量動態(tài)變化的加速度和恒定的加速度。ADXL可以測量正、負(fù)兩個(gè)方向的加速度,而且具有很廣的測量范圍,可以測量 2g/ 10g的加速度。圖2表明,ADXL202相對于地平面方向變化時(shí),X、Y方向?qū)?yīng)不同的輸出,從而可以計(jì)算出恒定的加速度。
傳感器之后,級連相位檢波器,主要是用來修正信號,并對信號的方向做出判斷。
從檢波器輸出的信號,通過一個(gè)32K 的
電阻來驅(qū)動占空比調(diào)制器。我們可以通過在XFILT和YFILT 引腳外接
電容CX和
CY來改變帶寬。外接電容對于濾除噪聲和抑制零點(diǎn)漂移都有好處。
信號通過低通
濾波器之后,占空比調(diào)制器把信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號輸出。通過T2腳的外接電阻可以改變T2的周期（0.5
ms 到10ms）,這很適合于在精度要求不同的場合下使用。
