基于智能手機(jī)的汽車數(shù)據(jù)采集研究

越來越多的電子電器被應(yīng)用在汽車上，用來提高汽車的安全性、舒適性和操縱性。在這些電子電器系統(tǒng)中,多數(shù)需要汽車行駛速度和行駛軌跡作為參數(shù)。因而，攝影測(cè)量學(xué)和專門設(shè)計(jì)的非接觸式汽車測(cè)試儀（VBOX）被廣泛用于確定這些信息。但是這些技術(shù)的實(shí)現(xiàn)或者需要笨重的設(shè)備或者需要昂貴的傳感器，因而限制了電子電器系統(tǒng)的使用。在目前普及的智能手機(jī)中，通常內(nèi)置全球定位系統(tǒng)（GPS）接收器，可用于追蹤使用者的位置和速度。因而，設(shè)想利用智能手機(jī)通過安裝相應(yīng)的應(yīng)用程序來測(cè)量汽車的行駛速度和行駛軌跡，并通過試驗(yàn)驗(yàn)證該方法的有效性。

設(shè)計(jì)試驗(yàn)時(shí)，選擇了3部不同的智能手機(jī)：運(yùn)行iOS9.0.2操作系統(tǒng)的蘋果IPhone6、運(yùn)行安卓4.4.4操作系統(tǒng)的摩托羅拉Droid Maxx和運(yùn)行安卓5.0操作系統(tǒng)的三星Galaxy S5。每部手機(jī)都配備了用來支持Wi-Fi的射頻芯片、GPS接收器、語音通信系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)和加速度計(jì)。3部手機(jī)中的射頻芯片均由美國高通公司制造，最大采樣頻率均為1Hz，但型號(hào)不同。蘋果IPhone6采用QFE1000芯片組、摩托羅拉Droid Maxx采用雙模MDM6600芯片組、三星Galaxy S5采用WTR1625L芯片組。試驗(yàn)前，對(duì)應(yīng)用較為廣泛的15個(gè)應(yīng)用程序進(jìn)行篩選。首先，應(yīng)用程序需要能夠在不同的操作系統(tǒng)上運(yùn)行。其次，應(yīng)用程序沒有最大加速度的限制。最后，應(yīng)用程序需要能夠以圖形的形式輸出行駛軌跡。最終確定了3個(gè)應(yīng)用程序：騎行測(cè)速程序Strava、健身跟蹤程序MapMyFitness和公路自行車程序Runtastic。為了模擬汽車不同的行駛速度，設(shè)計(jì)了3種行駛工具旱冰鞋、自行車和摩托車，分別模擬汽車低、中、高速行駛。整個(gè)試驗(yàn)共27種情況，試驗(yàn)裝置由測(cè)試人員背負(fù)攜帶，行駛路線完全相同。此外，采用VBOX-VB20SL3進(jìn)行相同試驗(yàn)，將其結(jié)果與智能手機(jī)測(cè)試結(jié)果對(duì)比。結(jié)果顯示：①采用智能手機(jī)記錄的行駛速度和行駛軌跡具有較高的精確度，其平均誤差最大僅為6%，采用Runtastic應(yīng)用程序的誤差最低（僅為2.5%）；②若智能手機(jī)的最大采樣頻率升至10Hz，精度將進(jìn)一步提升。

WilliamT.Nealeetal. SAE 2016-01-1461.

編譯：張振偉