汽车二自由度数据采集系统设计

由于传感器ADIS16355输出的数据是16位的，所以传送数据也是以16为周期。最高位代表读写控制位，如果为0代表向传感器中写入命令，为1则代表从传感器中读出当前状态；次高位为0，紧接着的6位代表对应寄存器的地址，最后面8位不关心。注意，在这个地址下读出来的数据是对应上一个地址的数据；与此同时从控制器把对应的采集到的16位数据发送到主机中去。

3 系统软件设计与数据分析
该系统针对汽车二自由度的数据采集，而汽车二自由度是指汽车横摆角速度与侧向加速度，所以利用ADIS16355传感器采集这两个数据。由ADIS16355的说明书可知，反映横摆角速度的寄存器的地址为0x08或0x09，而侧向加速度对应的寄存器地址为0x0A或0x0B，要想得到汽车横摆角速度与侧向加速度，按照时序读出相应寄存器地址的数据即可。其工作流程如图5所示。

然而汽车运行中不可避免会受到其他因素的干扰，采集到的数据可能存在一定程度上的失真性，因此需要找出干扰源的类型，从而选择适当的方法把杂波滤掉，得到相对准确的数据。为此设计汽车怠速与正常运行两种模式。汽车在怠速状态下，由于汽车是相对静止状态，理论上测到的汽车横摆角速度与侧向加速度为0，然而由于存在其他的干扰因素，因而实际测得的数据并不为0。通过对测试数据的分析可以得到干扰源的类型，从而根据干扰类型而设计出相应的滤波方式。下面分别就汽车的怠速模式与正常运行模式两种运动方式具体分析。
3．1 汽车怠速模式
汽车怠速模式是指发动机处于启动状态，但是汽车处于停止不前的状态，可以测得相应的数据。这里以汽车的横摆角速度数据进行分析，取了2500个采样点，利用数据的统计特性对数据分别求均值、协方差与功率谱密度，求得的均值为-7．7682e-005，近似为0。为了直观，把采集到的源数据、协方差与功率谱密度通过MATLAB作图的方式显示出来，如图6所示。