子母式汽车平顺测试装置及测试方法

技术领域

本发明涉及汽车性能测试技术领域，尤其涉及一种子母式汽车平顺测试装置及方法。

背景技术

二手车市场庞大，需要对汽车平顺性进行定量的评价，作为汽车交易的参考依据。但由于传统的汽车平顺性测试步骤繁琐，复现成本高，在实际交易过程中，商家是缺乏对汽车平顺性的评价测试的，客户多以直接试驾来体验汽车的平顺性优劣，但面对海量的二手车时，以体验汽车乘坐舒适性(汽车平顺性)为目的的试驾无疑会增加选购时间，降低交易效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何提供一种能够简化汽车平顺性检测流程，提高测试的准确性的子母式汽车平顺测试装置。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种子母式汽车平顺测试装置，其特征在于：包括母装置和子装置，所述母装置安装于被测试汽车内，所述子装置安装于车体外，与车体所在平面平行，母装置和子装置进行配合，对汽车三轴加速度进行测量，并计算汽车测试行驶时的加权加速度均方根值，作为汽车行驶平顺性的评价指标。

进一步的技术方案在于：所述母装置包括机壳，所述机壳内设置有第一电池，所述第一电池上侧的机壳内设置有第一稳压模块以及第一感知测试模块，所述第一稳压模块以及第一感知测试模块上侧的机壳内设置有第一主控板，所述第一主控板上侧的机壳上设置有机顶盖，通过所述机顶盖将所述机壳的上端开口封闭，所述电池的输出端与第一稳压模块的电源输入端连接，所述第一稳压模块的电源输出端与所述第一主控板以及第一感知测试模块的电源输入端连接，用于为其提供工作电源，所述第一感知测试模块的数据输出端与所述第一主控板的数据输入端连接。

进一步的技术方案在于：所述第一稳压模块上设置有充电接口，通过所述充电接口为所述第一电池充电；

进一步的技术方案在于：所述第一感知测试模块上设置有第一USB数据传输接口，所述第一USB数据传输接口用于将所述第一感知测试模块采集的数据进行输出。

进一步的技术方案在于：所述第一感知测试模块包括三轴加速度计、陀螺仪以及数据输出模块，所述三轴加速度计和陀螺仪与所述数据输出模块的信号输入端连接，用于加速地以及与地面坐标系角度的测量。

进一步的技术方案在于：所述子装置包括固定底座，所述固定底座包括竖直部分和水平部分，所述水平部分上设置有机底座，所述机底座内设置有电源及稳压模块，所述稳压模块上侧的机底座内设置有数据采集及传输模块，所述传输模块上侧的机底座上设置有机顶壳，通过所述机顶壳将所述机底座的上端开口封闭，所述稳压装置用于为所述数据采集及传输模块提供工作电源，所述数据采集及传输模块用于采集带有时间戳的汽车平面坐标系的相关数据；所述数据采集及传输模块上设置有第二USB数据传输接口，且所述固定底座的竖直部分设置有安装孔，固定底座的竖直部分与水平部分的连接处设置有加强筋。

本发明还公开了一种使用所述的子母式汽车平顺测试装置进行测试的方法，其特征在于包括如下步骤：

将被测试汽车开入测试场地起点；

按电源键启动装置，取下子装置；

将子装置的固定底座安装在车牌固定处，将子装置安装在固定底座上；

将母装置固定在待测量车内的车座处；

在母装置上选择启动测试后，汽车开始测试场地测试；

汽车驶至终点后，选择测试结束；

将子装置取下，通过USB接口与母装置连接；

选择数据输入，等待数据传输结束；

数据传输完毕，根据测试的数据计算汽车行驶平顺性评价指标，输出测试结果，测试结束。

进一步的技术方案在于：所述汽车行驶平顺性评价指标的计算方法如下：

子母装置配置使用对汽车三轴加速度进行校正：将车开至测试场地水平区域，将测试母装置安装在驾驶员座椅、驾驶员底板等位置，将测试子装置的固定板安装在车牌与汽车之间，将子装置安装在固定板特定位置，此时子装置所处平面为汽车平面，子装置中陀螺仪测得一组初始角度α

ω＝α

κ＝α

汽车实际三轴加速度可通过母装置中加速度计所测加速度通过左边变换得到，计算关系如下：

在右手系下将母装置所在坐标系先绕z轴旋转角度κ：

再绕y轴旋转角度ω：

再绕x轴旋转角度

将三轴旋转融合成一个旋转矩阵则：

其中各元素分别为：

这样即可将母装置中测得的三轴加速度转换为汽车坐标系下的三轴加速度；

最后根据ISO 2631(1997)中舒适性的权重，计算汽车测试行驶时的加权加速度均方根值，作为汽车行驶平顺性的评价指标。

进一步的技术方案在于：分别选用stm32不同款芯片作为子母装置的计算核心；母装置中设置贴片式陀螺仪、线性加速度计处于同一电路板上以保证二者始终处于同一水平面上。

进一步的技术方案在于：母装置中将电源模块与测量单元设计成两块电路板，以隔绝大电流对测试元件的影响；设置安装在车牌处的子装置的固定底座，用以固定子装置与汽车所在平面平行。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本申请相对于传统汽车平顺性检测方法及装置，本产品具有体积小便于携带的优点，本产品使用贴片式元件，大大减小了测试设备的体积，使测试设备便于携带收纳。本产品使用方便、步骤简单，使用三轴陀螺仪测出检测设备所在坐标系与地面坐标系间的夹角，从而对线性加速度计测出的数据进行角度修正，从而得出汽车坐标系下三轴加速度数据，因此本产品在进行汽车平顺性检测时，可以安装在汽车内部任何位置任何角度，而无需相对车身水平放置，大大简化了汽车平顺性测量时，测试装置安装的步骤，使用方便。本产品取平顺性测试的最重要指标作为评价参数，忽略了一些对人体影响不大的次要参数，使非专业人士也可按照本产品的测试流程对汽车平顺性进行测试评价。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明实施例所述装置中母装置的结构示意图；

图2是本发明实施例所述装置中子装置的结构示意图；

图3是本发明实施例所述方法的流程图；

其中：1、母装置；11、机壳；12、第一电池；13、第一稳压模块；14、第一感知测试模块；15、第一主控板；16、机顶盖；17、充电接口；18、第一USB数据传输接口；2、子装置；21、固定底座；22、机底座；23、稳压模块；24、数据采集及传输模块；25、机顶壳；26、第二USB数据传输接口；27、安装孔；28、加强筋。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

本发明实施例公开了一种子母式汽车平顺测试装置，包括母装置1和子装置2，所述母装置1安装于被测试汽车内，所述子装置2安装于被测试车体外，与车体所在平面平行，母装置1和子装置2进行配合，对汽车三轴加速度进行测量，并计算汽车测试行驶时的加权加速度均方根值，作为汽车行驶平顺性的评价指标。

进一步的，如图1所示，所述母装置1包括机壳11，所述机壳11内设置有第一电池12，所述第一电池12上侧的机壳11内设置有第一稳压模块13以及第一感知测试模块14，所述第一稳压模块13以及第一感知测试模块14上侧的机壳内设置有第一主控板15，所述第一主控板15上侧的机壳上设置有机顶盖16，通过所述机顶盖16将所述机壳11的上端开口封闭，所述电池的输出端与第一稳压模块13的电源输入端连接，所述第一稳压模块13的电源输出端与所述第一主控板15以及第一感知测试模块14的电源输入端连接，用于为其提供工作电源，所述第一感知测试模块14的数据输出端与所述第一主控板15的数据输入端连接。

进一步的，如图1所示，所述第一稳压模块13上设置有充电接口17，通过所述充电接口17为所述第一电池12充电。所述第一感知测试模块14上设置有第一USB数据传输接口18，所述第一USB数据传输接口18用于将所述第一感知测试模块14采集的数据进行输出。所述第一感知测试模块14包括三轴加速度计、陀螺仪以及数据输出模块，所述三轴加速度计和陀螺仪与所述数据输出模块的信号输入端连接，用于加速地以及与地面坐标系角度的测量。

机顶壳：保护内部电子原件；主控板：计算核心、按键、OLED显示屏集成在一起的电路板，主要承担计算以及人机交互的任务。稳压模块：将从电池中输入的电压稳定在3.3v，保证装置能够在稳定的电压下工作。感知测试模块：将三轴加速度计与陀螺仪以及数据输出模块集成在一起的电路板，承担提供加速度、与地面坐标系角度等相关数据的测量，以及测试数据接收及输出的任务。电池：为系统工作提供能量。机壳：容纳保护装置各部件，机壳底部光滑，可通过一次性双面粘胶将装置固定在合适的位置。

如图2所示，所述子装置2包括固定底座21，所述固定底座21包括竖直部分和水平部分，所述水平部分上设置有机底座22，所述机底座22内设置有电源及稳压模块23，所述稳压模块23上侧的机底座内设置有数据采集及传输模块24，所述传输模块上侧的机底座上设置有机顶壳25，通过所述机顶壳25将所述机底座22的上端开口封闭，所述稳压装置用于为所述数据采集及传输模块提供工作电源，所述数据采集及传输模块用于采集带有时间戳的汽车平面坐标系的相关数据；所述数据采集及传输模块上设置有第二USB数据传输接口26，且所述固定底座21的竖直部分设置有安装孔27，固定底座21的竖直部分与水平部分的连接处设置有加强筋28。

子装置与子装置固定板之间使用四颗螺栓固定，子装置固定板规格比正常车牌稍大，与车牌一起安装固定在汽车车牌安装处。子装置机顶壳：保护内部电子原件；数据采集及传输模块：采集带有时间戳的汽车平面坐标系的相关数据。USB数据输出接口：输出采集的数据，并承担充电接口的任务；电源及稳压模块：为装置提供能量，并保证输出稳定的电压以保证装置的正常工作。子装置机底座：保护内部元器件，并起到与固定底座相连接的作用。子装置固定底座：安装在车牌位置，提供一个与汽车平面平行的平面，承担子装置的安装固定任务。

如图3所示，本发明还公开了一种使用所述子母式汽车平顺测试装置进行测试的方法，包括如下步骤：

将被测试汽车开入测试场地起点；

按电源键启动装置，取下子装置；

将子装置的固定底座安装在车牌固定处，将子装置安装在固定底座上；

将母装置固定在待测量车内的车座处；

在母装置上选择启动测试后，汽车开始测试场地测试；

汽车驶至终点后，选择测试结束；

将子装置取下，通过USB接口与母装置连接；

选择数据输入，等待数据传输结束；

数据传输完毕，根据测试的数据计算汽车行驶平顺性评价指标，输出测试结果，测试结束。

进一步的，所述方法包括如下步骤：

1)分别选用stm32不同款芯片作为子母装置的计算核心。

2)母装置中设置贴片式陀螺仪、线性加速度计处于同一电路板上以保证二者始终处于同一水平面上。

3)母装置中将电源模块与测量单元设计成两块电路板，以隔绝大电流对测试元件的影响。

4)百分之九十以上的车的车牌安装位置都是垂直于汽车四轮所在平面的，因此设置安装在车牌处的子装置固定板，用以固定子装置与汽车所在平面平行。

5)子母装置配置使用对汽车三轴加速度进行校正：将车开至测试场地水平区域，将测试母装置安装在驾驶员座椅、驾驶员底板等位置，将测试子装置的固定板安装在车牌与汽车之间，将子装置安装在固定板特定位置，此时子装置所处平面为汽车平面，子装置中陀螺仪测得一组初始角度α

ω＝α

κ＝α

6)汽车实际三轴加速度可通过母装置中加速度计所测加速度通过左边变换得到，计算关系如下：

在右手系下将母装置所在坐标系先绕z轴旋转角度κ：

再绕y轴旋转角度ω：

再绕x轴旋转角度

将三轴旋转融合成一个旋转矩阵则：

其中各元素分别为：

这样即可将母装置中测得的三轴加速度转换为汽车坐标系下的三轴加速度，从而为后续的计算提供更精确的数据，从而更好的评价汽车的行驶平顺性。

Stm32作为计算单元，从传感器中得到测量数据从而计算出车辆坐标系下三轴加速度，最后根据ISO 2631(1997)中舒适性的权重，计算汽车测试行驶时的加权加速度均方根值，作为汽车行驶平顺性的评价指标。

综上，本申请相对于传统汽车平顺性检测方法及装置，本产品具有体积小便于携带的优点，本产品使用贴片式元件，大大减小了测试设备的体积，使测试设备便于携带收纳。本产品使用方便、步骤简单，使用三轴陀螺仪测出检测设备所在坐标系与地面坐标系间的夹角，从而对线性加速度计测出的数据进行角度修正，从而得出汽车坐标系下三轴加速度数据，因此本产品在进行汽车平顺性检测时，可以安装在汽车内部任何位置任何角度，而无需相对车身水平放置，大大简化了汽车平顺性测量时，测试装置安装的步骤，使用方便。本产品取平顺性测试的最重要指标作为评价参数，忽略了一些对人体影响不大的次要参数，使非专业人士也可按照本产品的测试流程对汽车平顺性进行测试评价。