基于Android的車載姿態(tài)感知和危險預警功能的應用開發(fā).pdf

1、“車聯(lián)網(wǎng)”和“高級駕駛輔助技術”作為近年來汽車行業(yè)的兩大關注熱點，前者側重于“互聯(lián)網(wǎng)+汽車”的發(fā)展模式，而后者側重于駕駛輔助功能智能化的發(fā)展方向。車載手機應用作為互聯(lián)網(wǎng)和汽車相結合的典型研究之一，雖已有產(chǎn)品推向市場，但是與駕駛輔助相關的手機應用在國內(nèi)尚無成功產(chǎn)品。本文希望通過在Android手機端開展車輛側翻和橫擺危險預警的相關研究，對駕駛輔助功能在手機移動終端上的實現(xiàn)做出了一些探索實踐。
　?。?）依托“駕駛輔助功能系統(tǒng)化實現(xiàn)”

2、的研究背景，提出了基于Android的駕駛輔助功能車載應用的總體設計方案，并從“感知層”和“應用層”兩方面開展研究，實現(xiàn)了車輛運行數(shù)據(jù)在線監(jiān)測和姿態(tài)危險預警兩大功能。
　　（2）建立了車輛側翻和橫擺危險預警的理論模型，從預測原理、定階準則和預測過程等方面對AR(Auto-Regressive)自回歸模型的在線預測方法進行了研究。針對側翻危險預警，采用四自由度車輛運動簡化模型，選取橫向載荷轉移率LTR(Lateral-Load Tr

3、ansfer Ratio)值為判別指標；針對橫擺危險預警，采用線性二自由度車輛簡化模型，選取實際與理想橫擺角速度的差值和門限值的比值K為判別指標。
　?。?）為實現(xiàn)感知層設計，通過在車輛的四個位置（質心、方向盤、前轉向輪和OBD接口），布置了兩種類型感知源（車載運動感知模塊和OBD檢測模塊），實現(xiàn)三種類型數(shù)據(jù)（姿態(tài)信息、發(fā)動機工況信息和駕駛行為信息）的采集，初步搭建了基于自身車輛的多源信息感知平臺。其中，車載運動感知模塊為自行研發(fā)

4、，內(nèi)含MPU-6050運動組件和ARM內(nèi)核的芯片，并集成了四元素解算和卡爾曼濾波法，實現(xiàn)了對姿態(tài)角的解算。
　?。?）為實現(xiàn)應用層開發(fā)，本文在Eclipse開發(fā)環(huán)境下實現(xiàn)了Android手機端與多個感知源之間的藍牙通訊、感知源的數(shù)據(jù)解析、AR預測功能、側翻和橫擺危險預警功能、數(shù)據(jù)保存功能、危險消息遠程發(fā)送功能以及圖形化用戶界面的程序設計。設計中不僅采用Android的多線程機制，保證了程序在后臺的流暢運行，而且根據(jù)面向對象的編程思

5、想編寫了功能不同的類文件，為后續(xù)程序升級提供方便。
　　（5）為提高數(shù)據(jù)采集的精度和驗證側翻、橫擺危險預警的效果，設計了車載運動感知模塊的標定試驗和實車道路試驗。標定試驗中利用“轉臺法”分別對角速度陀螺和加速度計進行了標定工作，得到誤差補償模型；實車道路試驗中分別對側翻和橫擺危險預警在各自典型工況下的預測效果進行了對比，并對誤差產(chǎn)生的原因做出了分析。試驗證明，這一套基于數(shù)據(jù)在線監(jiān)測和側翻、橫擺危險預警功能的車載Android應用整