结果表明，预警算法能够及时准确预测汽车侧翻危险[14]。为进一步提高车辆侧翻预警算法在车辆动态行驶过程中预警的可靠度,我基于动态稳定性的车辆防侧翻预警算法，综合考虑了车轮的侧倾，及悬架变形对车辆轮胎侧偏特性的影响,参考网上的三自由度车辆侧翻模型[15]；应用车辆动力学理论，根据劳斯稳定性来分析车辆的平衡稳定条件及汽车侧翻动平衡状态的抗干扰稳定条件,从而判据获得汽车侧翻动并提出侧翻动态稳定因子作为汽车动态稳定性的评价指标[16];融合汽车侧翻预警机理及侧翻动态稳定因子设计出基于动态稳定性的汽车侧翻预警算法;针对高速紧急工况下运动型多功能车侧翻过程进行动态侧翻预警仿真分析。结果表明,基于动态稳定性的汽车侧翻预警算法预警结果准确、实时,可提高动态过程汽车侧翻预警精度,降低侧翻危险的误报警率,有助于改善汽车防侧翻的主动安全性能[17]。

MPU6050模块设置在车架下方，用于接收3轴加速度值，并依照一定的算法积分得出倾斜角度值，并将计算所得值与阈值相比较，从而实现预警功能。MPU6050模块可以将测得的数据发送到Arduino开发板中，Arduino开发板处理完数据后，才将处理后的数据在电脑显示器上显示，Arduino开发板还将得到的侧向加速度值ay的绝对值与之前设定的阈值进行比较，当测得的数据大于之前定义的阈值时，Arduino开发板将控制它连接的LED灯与蜂鸣器进行报警。

所求得得车辆侧向的横向动力学的参数：横向加速度ay，与车辆在运动过程中的侧翻紧密相关，所以将横向加速度ay与设定的阈值进行比较,并通过比较结果来实施防侧翻的预警是可行的。由于车辆运动中可以得到的参数有限,故可采用卡尔曼滤波进行车辆侧翻状态参数的各种数据估计,然后再采用较为准确可靠TTR预警算法推算预警值并且作为主要阈值参数。并可利用MATLAB对得到的各种参数进行了车辆运动的仿真[18]。

本系统利用MPU6050模块，Arduino平台，蜂鸣器，LED灯等元器件,主要用来实现算法的功能，最终实现车辆侧翻预警及测得数据的处理。我通过查阅各种资料，搭建了汽车防侧翻预警系统的硬件平台，可为我之后研究车辆的防侧翻控制算法提供借鉴[19]。

2  车辆侧翻因素的研究

2.1  利用侧向加速设定阈值

   将车辆的各项运动参数与侧向加速度联系在一起，以此计算得到侧向加速度的阈值。[11]并根据所得到的阈值按程度将报警等级分为3级：报警等级第0级为大于等于0，小于等于0.5倍侧向加速度阈值，此时车辆处于正常行驶状态，检测系统不报警；报警等级第1级为大于0.5倍侧向加速度阈值，小于等于0.8倍侧向加速度阈值[20]，此时报警状态为LED灯以一定频率闪烁以达到报警目的，此时为第一阶段报警；报警等级第2级为大于0.8倍侧向加速度阈值，此时车辆侧翻危险性极大，故需要驾驶员引起足够的重视，此时报警状态为蜂鸣器以一定频率鸣叫达到报警目的，为第二阶段报警。[21]此法虽能实现一定的汽车防侧翻预警功能，但由于不同车型之间各类参数存在较大差异，故精确度不高，故本系统只借鉴该方法得思想来设定阈值。

2.2  利用倾斜角度设定阈值

   由MPU6050模块中的陀螺仪测得各轴角速度，通过对测得的角速度进行数据处理及积分可测得的汽车的倾斜角度，同样，可根据角度将车辆防侧翻报警等级分为3档:报警等级第0级为车辆倾斜角度大于等于0度，小于等于10度，此时车辆处于正常行驶状态，检测系统不报警；报警等级第1级为车辆倾斜角度大于10度，小于等于19度，此时报警状态为LED红灯以一定频率闪烁以达到报警目的，此时为第一阶段报警；报警等级第2级为车辆倾斜角度大于19度，小于40度[22]，此时车辆侧翻危险性极大，故需要驾驶员引起足够的重视，此时报警状态为蜂鸣器以一定频率鸣叫达到报警目的，为第二阶段报警。此方法对于车辆防侧翻阈值的设定有一定的参考价值，在本系统中会有所体现。