工控摘要：三軸加速度傳感器MMA7260Q可以測(cè)量智能車(chē)慣性大小，選取*重心位置，并能準(zhǔn)確定位智能車(chē)處于直線(xiàn)、彎道、坡道、漂移等運(yùn)行狀態(tài)；利用加速度傳感器能夠提前預(yù)測(cè)路徑，并判斷何時(shí)剎車(chē)效果*。并且很好的解決了在直立行走車(chē)模的平衡與方向識(shí)別。
　　
　　由此提出了一種基于三軸加速度傳感器在智能車(chē)中的控制以及路徑識(shí)別的設(shè)計(jì)。該設(shè)計(jì)采用三軸加速度傳感器MMA7260Q測(cè)量智能車(chē)在運(yùn)動(dòng)中的加速度信號(hào)，以嵌入式單片MC9S12XSl28B作為核心控制器，對(duì)加速度信號(hào)進(jìn)行采樣，A/D轉(zhuǎn)換，再將特征數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在EEPROM中。很好地解決了智能車(chē)運(yùn)動(dòng)路徑分析的問(wèn)題以及在。實(shí)時(shí)獲取小車(chē)加速度，從而更加全面的獲取小車(chē)的運(yùn)行狀態(tài)，為控制的流暢性和更好的路況識(shí)別提供了可能。
　　
　　在直立行走的車(chē)模中，應(yīng)用同樣的原理，選擇*重心，可以很好地解決直立行走車(chē)模的平衡以及方向識(shí)別，從而加快車(chē)模的行車(chē)速度。
　　
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明：結(jié)合加速度傳感器具有很強(qiáng)的抗干擾性，提取角度信息更準(zhǔn)確，確保了智能車(chē)在直道上能夠以較高的速度行駛，在彎道則能基本不失速平滑地過(guò)彎。
　　
　　1.智能車(chē)現(xiàn)存問(wèn)題
　　
　　在車(chē)模運(yùn)行當(dāng)中，人無(wú)法判斷小車(chē)的運(yùn)行狀態(tài)，使用加速度傳感器來(lái)監(jiān)控小車(chē)的加速度，這樣可以更加地知道小車(chē)的運(yùn)行狀態(tài)，而且可以通過(guò)對(duì)某個(gè)方向加速度的變化的檢測(cè)來(lái)區(qū)分出坡道和非坡道。從而進(jìn)行相應(yīng)的策略應(yīng)對(duì)。避免小車(chē)在比賽時(shí)出現(xiàn)停車(chē)與翻車(chē)現(xiàn)象。以及很好地解決了直立行走的車(chē)模中在行走過(guò)程中的平衡性。
　　
　　2.MMA7260Q簡(jiǎn)介
　　
　　加速度傳感器是Freescale公司出品的MMA7260Q。
　　
　　2.1MMA7260Q的特性：
　　
　　在一個(gè)設(shè)備中提供三軸向XYZ檢測(cè)靈敏度，可選靈敏度：1.5g、2g、4g和6g;功耗低，具有休眠模式，低壓運(yùn)行一般在2.2V~3.6V，能夠快速啟動(dòng)，一般啟動(dòng)時(shí)間為1ms;其低噪音，封裝一般為16針腳6mmx6mmx1.45mm無(wú)針腳型方體扁平封裝（QFN）。
　　
　　2.2MMA7260Q的優(yōu)點(diǎn)
　　
　　為多功能應(yīng)用提供靈活的可選量程：包括1.5g、2g、4g和6g;功耗低，可延長(zhǎng)電池使用壽命開(kāi)機(jī)響應(yīng)時(shí)間短，電池供電手持設(shè)備的休眠模式，組件數(shù)量少-節(jié)約成本和空間噪音低、靈敏度高，具有自適應(yīng)功能，頻率及解析度高，提供的墜落、傾斜、移動(dòng)、放置、震動(dòng)和搖擺感應(yīng)靈敏度不同應(yīng)用的建議重力加速度級(jí)別自由落體檢測(cè)：1g~2g傾斜控制：1g~2g。
　　
　　2.3加速度傳感器應(yīng)用分析
　　
　　2.3.1干擾因素分析
　　
　　芯片可以測(cè)試一個(gè)方向上的加速度變化。所以采用了不同的安裝方式，其間要考慮到比較多的干擾因素。
　　
　　一、車(chē)體行進(jìn)過(guò)程中的機(jī)械振動(dòng)
　　
　　二、速度控制不平滑對(duì)車(chē)體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的影響
　　
　　三、常規(guī)情況下的誤差和正常時(shí)，加速度傳感器產(chǎn)生的輸出區(qū)別大小
　　
　　2.3.2安裝方式分析
　　
　　若安裝于安裝攝像頭的立桿上，桿子在小車(chē)加減速的時(shí)候有比較明顯的左右晃動(dòng)，通過(guò)Labview觀察發(fā)現(xiàn)干擾過(guò)大。若安裝于小車(chē)后部，由于電機(jī)自身的振動(dòng)，對(duì)MEMS產(chǎn)生的影響會(huì)較之前更為明顯。
　　
　　經(jīng)測(cè)試，如果測(cè)量水平X方向的加速度，宜將裝有MMA2260的電路板裝載在車(chē)前部。
　　
　　若在直立行走車(chē)模上安裝，則要測(cè)量豎直Z方向上的加速度。
　　
　　2.4硬件電路設(shè)計(jì)
　　
　　MMA7260Q信號(hào)采集模塊設(shè)計(jì)加速度信號(hào)采集模塊如圖1所示。x，y，z3個(gè)相互垂直方向上的加速度由G-Gell傳感單元感知，電容值經(jīng)過(guò)容壓變換器轉(zhuǎn)換為電壓值，經(jīng)過(guò)增益放大器、濾波器和溫度補(bǔ)償以電壓的形式作為輸出信號(hào)拉J，經(jīng)過(guò)放大濾波處理，將所需模擬信號(hào)調(diào)整至一個(gè)合適的范圍，再轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)送數(shù)據(jù)處理單元。
　　
　　加速度傳感器與單片機(jī)的接口電路MMA7260Q與MC9S12XSl28B的硬件接口電路如圖2所示。微處理器內(nèi)部包含完整的地輸入緩存器、模擬開(kāi)關(guān)電路、可編程增益放大器和A/D轉(zhuǎn)換器以及數(shù)字濾波器，使用非常方便。G1，G2輸入低電平，靈敏度達(dá)到800mV/g。。當(dāng)Mode=l時(shí)，加速度傳感器處于正常工作狀態(tài)。x，y，z輸出端分別接RC濾波器，再通過(guò)高輸出驅(qū)動(dòng)運(yùn)算放大器TLV4112構(gòu)成電壓跟隨作用，輸出穩(wěn)定的直流電壓信號(hào)。
　　
　　2.5軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)
　　
　　本設(shè)計(jì)采用CodeWamor軟件與BDM作為調(diào)試工具，編程環(huán)境支持c語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言的程序設(shè)計(jì)，大大方便了用戶(hù)的程序設(shè)計(jì)，提高了系統(tǒng)開(kāi)發(fā)效率。本設(shè)計(jì)程序代碼使用C語(yǔ)言編寫(xiě)。
　　
　　2.6A/D采樣流程設(shè)計(jì)
　　
　　本設(shè)計(jì)主要包括單片機(jī)初始化模塊和實(shí)時(shí)路徑檢測(cè)模塊。
　　
　　3結(jié)束語(yǔ)
　　
　　MMA7260Q是一種電容式加速度傳感器，融合了信號(hào)調(diào)理，單極低通濾波和溫度補(bǔ)償技術(shù)。成本低，功耗低，測(cè)試中加速度信號(hào)穩(wěn)定性與靈敏度都達(dá)到了預(yù)期的效果，從而提高了系統(tǒng)的控制精度，使舵機(jī)響應(yīng)速度變快。
　　
　　基于三軸加速度傳感器在智能車(chē)的控制與路徑識(shí)別的設(shè)計(jì)，相比傳統(tǒng)的路徑識(shí)別具有數(shù)據(jù)處理簡(jiǎn)單，控制精度高的特點(diǎn)，使舵機(jī)響應(yīng)變快?？梢詮V泛應(yīng)用與無(wú)人駕駛智能車(chē)，智能儀表，機(jī)器人等技術(shù)領(lǐng)域。