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摘要车辆运行速度的测量成为人们十分关心的课题。此次研究是对车辆速度测量系统在适应新科学、新技术的发展和人们日益增长的需要而做的探讨。以往的测速技术都是相对测速，测量装置都是在车子外部，研究方向则是车载用的车速测量装置。还要体积小便于安装，不改装车辆本身。采用加速度传感器和GPS，设计出基于两者的车载车速采集装置。采用GPS与加速度计二者信号相结合，采集数据存在相应误差，通过滤波消除GPS和加速度计带来的误差。使用卡尔曼滤波进行滤波，卡尔曼滤波采用的是时域状态空间法，适合处理多变量系统和时变系统，以及非平稳随机过程，且递推特点容易在计算机上实现。通过滤波后，得到更为精确的车辆行驶速度。6237
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关键词 车载 GPS 测速 加速度传感器 卡尔曼滤波
毕业设计说明书（论文）外文摘要
Title The research of the vehicle traffic speed on measuring and technology
Abstract
Vehicles speed measurement become the subject of great concern.This research is on the vehicle speed measurement system to adapt to the new scientist, in the development of new technology and the increasing needs of people and discussed.Even small volume for easy installation, not modified vehicle itself.The research puts forward the acceleration sensor and GPS, designing the vehicle speed acquisition device that based on acceleration sensor and GPS. The two signals of the GPS and accelerometer combination,however,the date collected must have corresponding error,in order to eliminate the error of GPS and accelerometer must be filtered that can eliminate the error.In this we choose Kalman filtering, Kalman filtering is used in time domain, so it is adapts to the multi-variables system And the time-varying system. It also adapts to the un-stability random process. Otherwise, it is realized easily in the computer because its character of recursion. So it gains extensive application. Through the filter, we can get a more accurate vehicle speed.
Keywords Vehicle GPS Speed measurement Accelerometer Sensor Kalman Filtering
目 次
1 绪论 1
1.1 课题研究背景及意义 1
1.2 国内外行车速度测量发展概况 2
1.2.1 机械式速度表 2
1.2.2 测速发电机型速度表 2
1.2.3 霍尔数字式转速表 2
1.2.4 脉冲式转速传感器型测速系统 3
1.2.5 雷达测速 4
1.2.6 卫星定位 4
1.3 测速系统的发展趋势 5
1.4 本课题的研究内容 5
2.1 GPS的测速原理 8
2.1.1 位置差分确定速度 8
2.1.2 原始多普勒频移观测值求解速度 8
2.1.3 载波相位中心差分法 10
2.2 加速度传感器的工作原理 10
3 系统硬件设计 12
3.1 微控制器的模块 12
3.1.1 微控制器芯片选型 12
3.1.2 微控制器控制部分电路原理图设计 14
3.2 GPS模块 16
3.2.1 GPS芯片的选型 16
3.2.2 GPS模块电路原理图 18
3.2.3GPS 信号结构 20
3.3 加速度传感器模块 21
3.3.1 加速度传感器的选型 21
3.3.2 加速度传感器电路原理 24
3.3.3加速度传感器的串行通信 24
4 卡尔曼滤波 26
4.1 卡尔曼滤波简介 26
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