新型智能交通车载信息采集系统的研究

　　获得实时可靠的交通信息一直是智能交通系统发展的瓶颈问题，建立智能交通车载信息采集系统，可以为智能交通系统中驾驶行为特性的研究、交通数据采集、现场测试等提供良好的辅助测试、验证平台，还可以为我国智能交通系统多功能实验车的建设和发展提供强有力的技术支持。本文介绍的就是基于虚拟仪器技术的智能交通车载信息采集系统的设计和研究。

　　智能交通车载信息采集平台主要是采用卫星定位技术、传感器技术和数据采集技术，建立智能交通系统相关技术开发、研究和实验所必需的环境，为智能交通系统中驾驶行为特性研究、交通数据采集和现场测试提供良好的辅助测试和验证平台。其主要功能为：实时同步采集各种车载传感器数据，并按照一定格式保存这些记录;采用多种多传感器信息融合算法对各个传感器数据进行离线处理，从而验证各种多传感器信息融合算法，并比较各个算法的优劣;用多传感器信息融合算法处理后的结果可以用来改善定位系统的精度，提高系统可靠性，通过对速度和加速度等信息的采集和处理，可以对驾驶员的驾驶行为进行分析，研究其驾驶行为特性。

　　本设计的智能交通车载信息采集平台的硬件主要包括各种车载传感器、I/O接口设备和车载计算机三个部分。平台的软件使用LabView，它是NI公司利用虚拟仪器技术开发的32位面向计算机测控领域虚拟仪器的软件开发平台，可以在多操作系统下运行。整个数据采集平台的软件设计采用了模块化、结构化的设计思想，其中又包括了许多功能模块。实时控制部分模块包括I/O接口设备初始化模块、数据采集模块、数据显示模块、数据存储模块和移动检测模块、数据读取模块和多传感器信息融合模块。

　　系统硬件的设计

　　本系统硬件由GPS OEM板、MicroGyro100双轴陀螺仪、ADXL202EA双轴加速计、SCC信号调理模块、数据采集卡DAQPad-6015和计算机等组成。

　　GPS ITrax02直接连接到PC的串口，ADXL202EA、MicroGyro100经SCC信号调理后，利用DAQpad-6015进行数据采集。系统结构框图如1所示。

　　图1 系统结构框图

　　GPS供电电压范围是3.4～6V，ADXL202EA供电电压范围是3～ 5.25V，陀螺仪供电电压范围是2.2～ 5.5V，因此，统一选取输出5V的电源作为供电电源。GPS ITrax02输出的数据通过RS232输入计算机完成时间和位置信息的提取，加速度计与陀螺仪信号通过信号调理电路SCC完成放大与隔离，再利用 DAQpad-6015完成A/D转换输入计算机，从而计算出车辆的加速度、速度、位置和姿态角等信息。

　　加速度计是惯性测量单元中一个关键性元件，它是用来测量运动车辆相对惯性坐标系运动的。加速度在载体坐标系的分量经过捷联矩阵变换到沿地理坐标系的分量，再经过一次积分和二次积分就可以分别得到运载体的速度和位置。随着惯性技术发展的需求，加速度计也不断发展完善。ADI公司的 ADXL202EA属于微机械加速度计，以集成电路工艺和微加工工艺为基础，其体积小、重量轻、功耗小、成本低、易集成且过载能力强。