车辆操纵稳定性测试系统

车辆操纵稳定性测试系统建议书广州智维电子科技有限公司2015年06月测量系统技术方案测量标准系统满足如下国家标准规定的所有试验项目：l GB6323.1 汽车操纵稳定性试验方法之蛇形试验l GB6323.2汽车操纵稳定定性试验方法之转向瞬态响应试验（方向盘转角阶跃输入） l GB6323.3汽车操纵稳定定性试验方法之转向瞬态响应试验（方向盘转角脉冲输入）l GB6323.4汽车操纵稳定定性试验方法之转向回正性能试验l GB6323.5 汽车操纵稳定性试验方法之 转向轻便性试验l GB6323.6汽车操纵稳定性试验方法 稳态回转试验测量变量 根据国家汽车操纵稳定性试验标准，完成以上六大试验所对应的测量变量有：蛇形试验：转向盘转角、横摆角速度、车身侧倾角、通过有效标桩区时 间、侧向加速度、车速角阶跃试验：前进速度、转向盘转角、横摆角速度、车身侧倾角、侧向 加速度、重心侧偏角角脉冲试验：前进速度、转向盘转角、横摆角速度、侧向加速度转向回正试验：横摆角速度、前进车速、车身侧向加速度稳态回转试验：横摆角速度、前进车速、车身侧倾角、纵向加速度、侧 向加速度转向轻便性试验：转向盘作用力矩、转向盘转角、汽车前进车速、转向 盘直径系统总体构成 根据以上测量变量，我公司拟提供如下先进的测量系统： 1个高精度车辆姿态测量子系统，可精确测量车辆X,Y,Z三方向的加速度，角速度和车辆的运行速度，运行距离，运行状态的俯仰、横摆和侧倾角。通过CAN总线和便携式车载数据记录仪器相连。 1个DL1-MK数据采集器，共12通道模拟电压量输入、4通道计数器输入和1个CAN/串行输入节点,外加4路视频记录. 1个方向盘力矩/转角传感器 1个工业级笔记本电脑用于设备试验设置，数据存储和后端分析。 1套根据国家标准自主开发的后处理分析软件系统的独有特点是对于车辆的运行姿态测量，不需要采用陀螺仪，取而代之的是基于GPS技术和实时运动学理论研制出的，高精度车辆运行姿态测量传感器。该系统将车速/距离传感器和车辆姿态（俯仰、侧倾、横摆角度）传感器（陀螺仪）合二为一，可同时精确获得包括车辆行驶速度、加速度、姿态等所有的车辆运行参数。采集系统具有视频记录功能，可同步记录车辆测量变量和运行状态的视频信号。系统采用CAN和USB总线进行数据传输，测量前端、数据采集和计算机之间一线连接，系统稳定、可靠，操作简单。系统构成框图如下INS 姿态测量传感器 计算机DL-MK(或DEWE43A)数据采集测力方向盘（力，力矩，转角） CAN USB系统各部分特性1. 高精度车辆姿态测量 车辆高精度姿态测量系统SPEEDBOX-INS系列，可以为汽车性能测试提供极高的准确度和灵活性。该系统由一个SPEEDBOX车速测量单元，一个高精度传感器和安装在汽车顶部的天线所组成。系统配置了更大的车顶天线，双天线SPEEDBOX-INS系统可以在几分钟之内完成安装和测试准备，只要它锁定了GPS，就会立刻输出数据，非常适合汽车性能测试，其安全、简单的安装方式和快速的参数设置，极大地提高了测量效率，同时，也保证了非常精确的测量结果。该系统具有以下特点：v 在200Hz采样频率下，完成侧倾，俯仰，横摆，航向，坡度，速度，加速度和距离等参数的精确测量v 信号可以通过串口，CAN和模拟端口等多种方式输出至采集设备v 横摆角度精度0.05度，侧倾和俯仰角精度0.025度。v 军工级惯性测量单元确保无GPS信号时，输出信号的连续性。1.1 基本测量原理 双天线SpeedBox-INS系统中，INS传感器被内置于SPEEDBOX内，通过复杂的数学算法和卡尔曼滤波，系统将原始的惯性测量数据和GPS输出信号有机地相结合，实现了车辆侧倾、俯仰、横摆、加速度，行驶速度、行驶距离、倾斜度、航向和位置的实时精确测量。所有的测量参数仅有几微秒的延迟，且信号的无插值刷新速率可达200Hz。由于采用了高精度的加速度计和陀螺仪，即使在记录时间内，有短暂的GPS信号丢失，也可以通过加速度信号和位置信号给出以上测量参数高精度的补偿。右图的例子显示了SPEEDBOX INS系统跟单纯GPS系统在无GPS信号，或GPS信号很弱的不利条件的性能比较。结果表明，当道路两旁有一排树木或者车辆穿行在道路桥梁下时，SPEEDBOX INS系统始终能够给出稳定、连续的测量数据。1.2 技术参数（性能指标）标准双天线军用级双天线加速度0.05 m/s20.025 m/s2速度0.0150.015位置2cm/50m2cm/50m距离2m2m侧倾/俯仰/横摆角速率0.05 deg/s0.01 deg/s横摆角0.15 deg0.05 deg侧倾/俯仰角0.1 deg0.025 deg 2. 数据采集DL1Pro DL1数据记录仪是一个小巧，坚固的数据记录“黑匣”，用于本地记录车辆的多种物理测量参数，如GPS信号，加速度信号，轮速信号，发动机转速信号，温度/压力信号，以便进行后续处理和分析。2.1.1 DL1 功能及指标 内置5Hz刷新率的GPS接收器，结合内置高精度加速度传感器的输出，可达到100Hz刷新率的速度和位置测量 内置量程2g的三轴向加速度计（6g可选） SD卡存储,最大32G存储容量 12个高精度模拟信号测量输入端，所有通道的幅值分辨率为12bit，最大满量程为5V 2个RPM输入通道，其中一个固定为高电平测量信号，如点火线圈信号，另一个为低电平信号，如来自ECU的反馈信号 4个轮速/转轴速度测量通道，可用于4个车轮的速度测量和滑移率（across a toque converter for example) 两个串口数据通信端口，配合适配器，可读取CAN总线信号 一个CAN数据传输端口，最大速率1Mbit/s 外形尺寸：110 mm x 75 mm x 30 mm 操作简单，一键式开始/停止试验记录 供电：12V 直流 工作温度：-20 - 702.1.2 视频记录技术指标VIDEO4 是是专为车辆应用而设计的,一台视频和模拟信号同步记录系统，适合于道路车辆、铁路车辆和赛车。它具有四路视频信号输入和一路视频信号输出，可同时重叠显示高质量的图像和曲线并同步记录于可插拔的记录卡上。当独立使用时，通过数据卡记录的数据可在PC计算机上重放或自动生成DVD文件。记录数据也可直接输入到随机软件包进行后续处理分析。VIDEO4采用铝制外壳，具有IP67防护等级并具有高质量的，满足德国航空标准的数据连接端子。非常适合野外环境的使用。VIDEO4 主要功能4路摄像头输入的视频信号画中画功能，可任意组合四路视频信号显示同步记录视频和模拟信号既可独立使用，也可和PC计算机联合使用测量通道4路摄像头输入同步性视频图像和模拟输入信号（包括GPS信号）自动同步采集与存储防护等级IP67,防水，防尘存储视频图像和模拟输入信号（包括GPS信号）同步存储于可插拔闪存图像质量高精度，全彩色分析功能对视频信号和模拟信号同步分析处理制式PAL和NTSC双制式图像输入PAL 或 NTSC图像解码MPEG2,帧格式，GOP长度=15，IP和B帧存储方式CF卡处理器900MHz,64位DSP (数字信号处理器），64M DDR内存工作温度80摄氏度具有PIP(Picture in Picture)功能，- 画中画功能3. 测力方向盘方向盘转角与力矩传感器是用于汽车动力学试验(例如ISO3888，DIN/ISO4138，DIN/ISO7975等)中测量方向盘力矩()、方向盘转角()与方向盘角速度的测量装置()。拟提供的传感器设计紧凑，易于安装，可和任意方向盘相配。3.1 技术参数数据刷新率：1000Hz工作温度：-20 - 800C模数转换位数：16 bit工作电压： 10 VDC 28 VDC转向力矩 力矩测量范围： 乘用车： 50 N.m 载重车： 250N.m 输出： 10V DC FS 力矩精度： 满量程的0.15% 线性偏差： 满量程的0.15% 方向盘转角 角度测量范围：大于等于 1250 角速度测量范围：小于等于2000/s 输出： 10 VDC 角度精度： 0.1度 分辨率： 0.015度 数据输出/接口 模拟、数字输出 CAN2.0接口(Motorola，Inter) USB（全速) 网络4. 数据采集软件主要功能4.1 Performance Monitor主要功能 用户自编试验流程的运行 设置结果显示界面 使结果数据库方便的存储 输出测量结果到后分析软件 与数据记录仪和SpeedBox相匹配 主界面程序语言（试验流程的编制）编程区域（源程序）常数（风阻，温度等）变量（每个变量数字代表一个测量变量，程序中直接修改关键字4.2 Monitor Software 构建结果显示布局（界面） 多种显示方法（表盘、曲线、数字） 仪表，图形，数字显示 与数据记录仪和SpeedBox相匹配 4.3 Analysis Softwarel 多文件同时调入（取决于计算机内存） l 数据库特征 l 对大型文件的轻松管理 l 多种绘图能力 l 用户自定义变量 l 数据输出至matlab和excel4.3.1 Track maps(轨迹图)u Plots the path of where the car has been drivenu 车辆行驶轨迹的绘制 u Is used to add track markers for laps and sectorsu 增加圈数和路段标记 u You can display a map graphic for the backgroundu 可用地图作为轨迹的背景 u You can colour the map based on a variableu 可基于变量对地图的颜色进行控制 u Can be “static” or interactive and show the data that is selectedu 可以对选择的数据“静态”或交互式显示 4.3.2 快速绘图l A very quick and simple way of graphing resultsl 简单、快速的结果曲线表达 l Displays the data for the ranges selected elsewherel 所选范围内的数据显示 l You can select whatever variables you want to display and plot against time or distancel 用户可选择任意变量，并图形显示对时间或距离的变化曲线 l For more complicated graphs, please see the XY graphs. They can plot almost “anything” and have many options, but they are more complicated to use.l 对于更加完整的图形绘制，请选择“XY记录仪”. 在此选项下，用户可以绘制几乎所有的内容并可以拥有更多的选项。 4.3.3 XY绘图n Plot up to 5 variables from up to 5 separate runsn 最多从5个不同的.run文件中绘制5个变量 n Interactive mode to select data for quick graphsn 交互模式可对所选择的数据进行快速绘制 n Read variable data directly from the graphn 从图形曲线中直接读取变量 n Zoom, pan, configure axis manuallyn 手动放大、移动、编辑坐标 4.3.4 性能计算l Speed vs time, speed vs distance, distance vs time, braking statusl 速度时间，速度距离，距离 时间，制动状态 l MFDD with configurable start speed and test start/end percentagesl 可设置起始速度和试验开始/结束百分比 下 的MFDD(平均减速度),即汽车制动性能试 验过程中，汽车在整个减速过程中减速 度的平均值， l Two custom tables for a number of parametersl 针对一组参数的两个用户用表格 l Vehicle power measurement l 车辆功率测量 4.3.5 视频同步p Video camera views synchronised with datap 视频摄像机与模拟信号的同步观察 p Manually synchronise from external source, or automatically from VIDEO4p 对于外部第三方视频源文件的手动同步，或VIDEO4的自动同步 p Configure data overlays for video exportp 数据可设置为覆盖在输出的视频上 p Clicking on any data source will show synchronised video footagep 点击任意数据源（轨迹，测量参数等）均可得到同