汽车工程师通常使用高端系统来测试和提高设备性能，这些系统十分准确，但价格昂贵，较为笨重；但使用MTi-G的所得到的测量数据，许多参数的准确性与高端设备相同，价格却仅是高端设备的一小部分，还具有重量轻、功耗低的优势。

测量设置
采用MTi-G装置、GPS天线、和一个便携式RS232测井设备进行数据记录。采用小型的6V电池组进行供电。MTi-G安装于汽车的中心框架内，汽车顶部安装有GPS天线，用于接收GPS信号（图1）。

图1：GPS天线视图（在银带下）和车内的MTi-G装置（重约68克）

MTi-G安装在合适的振动阻尼器顶部。采用有效的抗振动装置可以有效地减少MTi-G设备遇到的震动。较大的震动可以影响MTi-G装置的测量精度。

图2

理论
MTi-G可以输出三维定位、三维位置、三维速度以及三维校正惯性数据，包括实时加速度和角速度等。通过使用这些数据，可以从MTi-G测量设备得出下列赛车参数：

过度转向和转向不足
过度转向和转向不足可以通过MTi-G的DiffGyro数据进行判定。DiffGyro是陀螺仪测量出的轨道转弯率与汽车转弯速度之间的差值。在DiffGyro信号的基础上，我们分析处在各圈中车辆转向的情况。

如果速度除以半径，减去车辆的转率（Gz），也可以计算出DiffGyro参数。DiffGyro参数可以测定出过度转向或转向不足的问题。

图3 如DiffGyro小于0，则车辆为过渡转向；
如DiffGyro大于0，则车辆为转向不足。

图3：过度转向的情况。赛车的转弯速度可以通过陀螺仪速率测出，弯道速度是采用MTi-G设备通过全球定位系统数值计算得出。DiffGyro小于零或陀螺仪转弯速度高于赛道的弯道速度。θ是汽车在重心的滑移角。

滑移角（图3）
滑移角（θ）在GPS天线的位置给出，由设备的前进（与车辆方向对齐）与轨道的切数（由速度向量V得出）差异得出。可以使用公式(VB = VA + BA ˄ W)计算出赛车任何点的滑移角，因为MTi-G提供了全部动态信息以确定与GPS天线相应距离的速度向量。

轨道半径
在转弯率W已知的情况下，轨道半径R可以使用R =速度（V）/转弯率（W）的公式轻松计算得出。

加速度和方向属性
MTi-G输出的方向数据包括滚动的倾斜。因此，该设备的原始数据，如Ax、Ay和Gz，可以在水平面上进行轻松修正。修正在计算Ax、Ay、Gz时进行。

结果

从MTi-G数据得出如下结论：

过度转向和转向不足
使用转弯速度和加速度来计算DiffGyro值。图4显示了指定圈内DiffGyro值的二维图，表示了汽车和/或司机的方向盘行为。

图4

由这张图可以迅速注意到以下几点：
一些转向不足现象发生在第四曲线，即，“刹车和100%油门”曲线。因此，司机在入口处应该有一个过度转向（如曲线5所示）。相反，则司机应转向不足，这意味着提早刹车。有一种转向不足的曲线2是最严格的一个地段。这意味着驾驶者不进行转向，可能是因为汽车没有调整好这个曲线。可以分析不同的车辆设置，调查如何影响结果。

确定最佳的比赛线路
理想的比赛线路可从刹车和加速状态分析得出，驾驶轨道由MTi-G数据得出。在此例中，图4种的曲线1值得特别研究。

图5

图5显示了数据采集图（从MTi-G数据单独提取），与曲线1轨道上相应的点A、B和C。 X轴显示了A的样本数量（直接与时间有关：样本速率为200Hz）。图5是曲线1加速的平面图，其中司机测试了连续两圈中两个不同的轨迹（“由内到外”和“由外到内”）。

图6

使用MTi-G数据，可以计算出刹车点的精确位置和两个刹车点之间的精确距离：5.2米（“由外到内”轨迹必须提前刹车，首先是为了赶上的弯道内侧，其次是因为A点的进入速度较高）。MTi-G与两个轨迹的对应时间是完全一致的。因此，可以立即推断出，由内到外的线路比由外到内的线路速度更快，因为在同一时间内，司机多行驶了8.0米。如果采用由内到外线路，司机可以节省0.27秒时间。由内到外的线路更像是一个V字型方程式轨迹，曲线内部的第二个轨迹更加平滑。这可以通过计算轨道半径（B点周围）的最低值来判定：37.7米，另一个则为40.4米。

仅从图6所采集到的数据来看，‘内-外’轨道中C点的速度看起来有点高，这是因为它是时间的函数：在C点有一个0.27秒的延迟对应8.0米的路程。所以C点的速度即V3应该是109.4公里/小时，而不是106.7公里/每小时（见图5）。有趣的是，由外到而内的轨迹中，B点的速度加快，从而以更快的109.0公里/小时的速度驶离这条轨迹，这是因为在该轨道的这一部分，赛车有更多的抓地力。现在我们来纵观一下整个转向过程，在由内而外的转向轨道中，‘V’形部分（即在图5中DiffGyro值为负的黑色椭圆曲线部分）是整个行驶过程中速度最快的部分，由此可以推断出，‘V’形部分的初期开始加速，如图5B点速度所示，之后则开始减速。

结论
MTi-G微型姿态方位参考系统已经在法国南部的Nogaro赛车场测试过生物赛车，为确定最佳比赛线路，刹车/加速配置，过度转向和转向不足的行为，偏角，半径的轨迹和赛道上的速度剖面提供了大量的准确数据。

无论是体积，功耗还是成本，相较于高端测量系统，MTi- G是分析改进赛车应用数据的理想选择。