臺灣博碩士論文加值系統

自動駕駛汽車是結合車輛相關感測器，如衛星導航系統、雷達(Radio Detection and Ranging，簡稱RADAR，又名無線電偵測及定距)、相機、3D(3 dimensions)光學雷達(Light Detection And Ranging，又稱LiDAR，簡稱光達)、超聲波感測器(Sound Navigation And Ranging，SONARS;聲納)、慣性感測器(慣性測量單元感測器，Inertial Measurement Unit，縮寫IMU)，IMU感測器廣泛應用在姿態動作及方位改變的偵測，比方說車輛行駛時車體是否有傾斜、車輛經過路口時左右轉時的訊號差異及車輛行經斜坡時的數值變化，看到自駕車上有IMU元件，因此想開發透過IMU於即時速度檢測的模組設計。
本論文透過慣性感測器LSM9DS1測量車輛行駛各種速度情況下，不同的路面上時，由於車身受到路面起伏會晃動，使得慣性感測器也感測到車身晃動的加速度值，以及慣性感測器晶片出廠時會有的些微誤差，因此提出一個補償係數來補償IMU感測器基線飄移及雜訊問題的方法為透過動態係數補償，透過MATLAB來模擬分析各種車輛行駛速度情況。
最後，本論文實作透過動態係數補償慣性感測器來實際於道路上測驗，及開發一個即時速度檢測系統的模組來實際放置於車輛裡檢測車輛速度。

Autonomous vehicles are combined with vehicle-related sensors, such as satellite navigation systems, Radio Detection and Ranging(RADAR) , cameras, 3D (3 dimensions) Light Detection And Ranging(LiDAR), Sound Navigation And Ranging( SONARS), Inertial Measurement Unit( IMU), IMU sensor Widely used in the detection of posture movements and changes in orientation, such as whether the vehicle body is tilted when the vehicle is running, the signal difference when the vehicle passes left and right when it passes the intersection, and the value change when the vehicle is traveling on the slope. I see the IMU component on the self-driving car , So I want to develop a module design that uses IMU for real-time speed detection.
This paper uses the inertial sensor LSM9DS1 to measure the speed of the vehicle at various speeds. On different roads, the body will shake due to the road surface fluctuations, so the inertial sensor also senses the acceleration value of the body shake, and the inertial sensor There will be slight errors when the chip leaves the factory, so a compensation factor is proposed to compensate for the baseline drift and noise problems of the IMU sensor through dynamic coefficient compensation and MATLAB to analyze the speed of various vehicles.
Finally, this paper implements the actual on-road test through the dynamic coefficient compensation inertial sensor, and develops a real-time speed detection system module to actually place it in the vehicle to detect the vehicle speed.

摘要.............i
Abstract.........ii
誌謝.............iii
目錄.............iv
表目錄...........vi
圖目錄...........vii
第一章 緒論......1
1.1 研究背景 ...1
1.2 研究動機 ...2
1.3 研究方法 ...3
1.4 論文章節架構...4
第二章 相關背景知識介紹....5
2.1 自駕車的相關介紹...5
2.1.1 自駕車等級分類.....5
2.1.2 自駕車感測器.......6
2.2 嵌入式系統.........8
2.3 慣性感測器相關介紹...11
2.3.1 加速度、陀螺儀介紹...11
2.3.2 慣性感測器加速度轉換速度原理...13
第三章 車輛速度MATLAB模擬分析...15
3.1 慣性感測器測量各種車速情況及MATLAB模擬分析...15
3.2 低通巴特沃斯濾波器與MATLAB模擬分析...20
3.3 動態係數補償...30
3.3.1 動態係數補償原理...30
3.3.2 MATLAB模擬分析...34
第四章 實驗成果...40
4.1 慣性感測器即時速度量測模組添加動態係數補償數據...40
4.2 慣性感測器即時速度檢測系統模組...45
4.2.1 慣性感測器即時速度檢測系統模組硬體與軟體設計...45
4.2.2 慣性感測器即時速度檢測系統模組實驗環境...47
4.2.3 慣性感測器即時速度檢測系統模組成果...48
第五章 結論與未來展望...50
參考文獻...51
Extended Abstract...53

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