汽车坐标系是用于描述汽车运动状态、部件位置及动力学特性的标准化参考体系,在汽车设计、仿真、控制及测试等领域具有重要作用。
01 汽车坐标轴方向定义
● X 轴(纵向):指向汽车前进方向(正方向),用于描述车辆的前后运动(如加速、减速);
● Y 轴(横向):指向驾驶员左侧(正方向),用于描述车辆的左右偏移(如转向、侧滑);
● Z 轴(垂直方向):垂直于地面向上(正方向),用于描述车辆的上下振动(如悬架运动、路面颠簸)。

图一:汽车坐标系
02
汽车坐标系遵从ISO 8855标准(国际通用),SAE(美国汽车工程师学会)标准也是和ISO保持一致,因此该汽车坐标系在汽车行业得到高度认可和广泛应用。
● 车身部件定位(如发动机、悬架、轮胎的安装位置);
● 车辆动力学仿真(如加速时的俯仰力矩、转向时的侧倾角度);
● 传感器安装校准(如摄像头、雷达的朝向与坐标转换);
● 轮胎力学分析(如;路谱测试、侧偏特性、滑移率计算);
● ABS(防抱死制动系统)、ESP(车身电子稳定系统)的控制算法设计。
多维力传感器坐标系遵循笛卡尔坐标系的直角坐标系原理,通常把x轴和y轴配置在水平面上,而z轴则是铅垂线,也就形成了三维力坐标。

图二:三维力传感器坐标系(遵循笛卡尔坐标原理)
在实际应用中又遵从以ISO 国际标准和行业专属规范为核心,统一了度量方法、校准规范并形成传感器行业通用的规范。结合各行各业,又形成了针对不同行业的规范,如:
● 国家标准 GB/T 43199-2023《机器人多维力/力矩传感器检测规范》;
● ISO 8015:机械振动与冲击-传感器校准和使用规范;
● ISO 6487:道路车辆 - 电气及电子设备的环境条件和试验。
M56六维力车轮力传感器(WFT)用于测量车辆试驾过程中车轮上的力和扭矩。可同时且准确的测量全部六个分量的力或力矩。其特点:
● 独特的数字遥测技术;
● 精度高、串扰低、采集快;
● 最高可以承受50g的加速度的瞬间冲击;
● 通过轮辋适配器可以测试不同尺寸的轮胎 ;
● 可以输出CAN、USB、模拟量等信号的输出;
● 采样频率高达5KHZ ;
● 16位AD转换 ;
● 软件最高可以接八个M56六分力传感器;
● 广泛用于乘用车、卡车、拖拉机等行业。
图三、M56车轮六分量传感器坐标系
02 M56车轮六维力传感器坐标系和汽车坐标系的区别
M56车轮六维力传感器在选型过程中,需要注意汽车的重力方向和前进方向的力以及车轮旋转方向的扭矩偏大,在选型时候需要注意匹配。
表一、汽车&传感器坐标系区别及选型参考
传感器和汽车及其他行业的坐标系的不完全相同,其实不影响实际使用,但是在我们选型和使用过程中,要了解其中的区别,针对两者的区别而选择合适的量程即可。