汽车场景中传感器数据捕获与SEMPROM数据格式解析

### 汽车场景中传感器数据捕获与SEMPROM数据格式解析 #### 1. 汽车场景传感器数据捕获原型开发 在汽车领域，为了实现传感器数据的有效捕获和处理，进行了相关的原型开发，主要涉及两个用例。 ##### 1.1 用例1：加速度测量 - **硬件连接**：当前系统使用的加速度传感器连接到ITS400传感器板的模拟/数字转换器。因为ITS400的内部加速度传感器量程仅为±2g，无法满足测量前轴加速度的要求。同时，开发了一个适配板，用于比较当前系统和采用DPM架构组件的提议版本。 - **数据聚合与分析**：两个系统的测量数据在数据记录器组件中聚合，用于分析和可视化。 - **系统集成**：该系统集成到一辆宝马长轴距7系汽车中，无线基站位于后备箱，两个DPM传感器平台分别安装在换挡杆后方（测量质心加速度）和发动机舱，而配套的加速度传感器安装在右前轮轴上。这样的设置确保了无线基站和DPM传感器平台之间的最大空间距离，采用星型拓扑结构测试通信通道。 - **测试结果**：测试运行结果表明，尽管原型与专门用于此类测量的现成系统进行比较，但两个系统相当可比。除了不同量化分辨率的影响外，还可以通过水平直线识别数据包丢失情况，这是由于未使用缓冲或数据包重传机制以获取基本无线系统的使用经验。总体信号序列匹配良好，进一步改进的DPM传感器平台在这种设置中具有很大潜力。 以下是用例1的硬件组件及安装位置表格： | 硬件组件 | 安装位置 | | ---- | ---- | | 无线基站 | 后备箱 | | DPM传感器平台1 | 换挡杆后方 | | DPM传感器平台2 | 发动机舱 | | 加速度传感器 | 右前轮轴 | mermaid格式流程图展示用例1的流程： ```mermaid graph LR A[加速度传感器测量] --> B[模拟/数字转换] B --> C[数据记录器聚合] C --> D[数据分析与可视化] ``` ##### 1.2 用例2：应变测量 - **硬件连接**：将惠斯通电桥电路中的应变计应用于前轴叉骨，并连接到ITS400的模拟/数字转换器。为了增强电路低输出电压的功率，在模拟/数字转换器前连接了一个测量放大器。此外，选择了一个具有4 - 20 mA电流回路的测量放大器，以消除寄生耦合并检测回路中的故障。为了在DPM传感器平台上测量电压（量程为0 - 3 V），使用了一个120欧姆的电阻。 - **测试情况**：在实验室条件下，将前轴叉骨安装在桌子上并测量冲击力。测试运行结果显示了DPM传感器平台的原始和预处理值，以及汽车SEMPROM平台（更确切地说是精炼器）的后处理值。较低的叉骨应变水平以增加的步长进行量化，并且与应变值的增加成反比减小，从而减少了无关信息并实现了传感器数据的预压缩。使用的后处理函数（如窗口最大值和窗口平均值）是为了便于可视化，但当然也可以应用更复杂的后处理。 以下是用例2的硬件组件及作用表格： | 硬件组件 | 作用 | | ---- | ---- | | 应变计 | 测量前轴叉骨应变 | | 测量放大器 | 增强电路输出电压功率，消除寄生耦合和检测故障 | | 120欧姆电阻 | 在DPM传感器平台上测量电压 | mermaid格式流程图展示用例2的流程： ```mermaid graph LR A[应变计测量] --> B[测量放大器处理] ```