通过车辆运动学模型和车轮力可以推算出车辆在任意时刻的运动状态。车轮力传感器能够测量车轮的受力情况,为汽车的测试和安全性能评估提供重要参考依据,对智能车辆的运行状态和控制起到一定的指导意义。但是,由于车轮力传感器与车轮固定连接,车轮力测量坐标系与解算坐标系不一致,从而存在测量结果与车轮姿态（旋转、偏转、倾侧）相互耦合的问题。而目前车轮力传感器采用的是光电编码器,只能测量车轮的旋转角度,同时车轮的偏转会导致车轮力解算不准确,车轮的振动会造成编码器的晃动、偏转及损坏。因此,车轮姿态的测量对车轮力传感器十分重要,本文研究了基于MIMU车轮力传感器姿态解耦方法,设计了具有姿态解耦功能的车轮力传感器,不仅可以获取车轮力数据,还能根据车轮的运动状态进行姿态解算,主要研究内容如下:（1）对车轮力传感器感知原理和设计进行了研究。硬件电路主要由微处理器、电源电路、信号调理电路、A/D采样电路、蓝牙无线传输电路组成。其中,信号调理电路是对弹性体输出的车轮力信号进行调理和放大。A/D采样电路使用AD7606高速A/D采样芯片进行高速采样,同时保证了采样精度。蓝牙无线传输电路将车轮力数字信号和MIMU动态参数进行数据传输。根据系统的指令和应答,设计了系统通信协议,便于数据的收集与处理。（2）对车轮力传感器的耦合原理与高低动态角速度、姿态角度等动态参数测量方法进行了研究,建立了传感器坐标系、汽车坐标系和导航坐标系,给出了车轮力与车轮姿态的关系。由于车轮的转动角速度会超出MIMU中陀螺仪的量程,所以使用加速度计设计了一种大量程角速度的测量方案,同时针对加速度计的安装所导致的姿态和位置误差进行了理论分析并给出了标定方法,确保角速度的解算精度。（3）对车轮姿态解算与车轮力解耦处理方法进行了研究,提出了采用姿态四元数递推方式解算车轮姿态的方案,使用梯度下降法融合加速度计和磁力计解算车轮姿态。对MIMU中的加速度计、陀螺仪以及磁力计进行误差分析。针对加速度计的输出利用自适应滤波算法进行去噪处理,针对陀螺仪利用互补滤波法结合加速度计进行误差补偿,针对磁力计利用椭球拟合法进行误差校正。使用求积分点卡尔曼滤波对车轮力解算模型进行分析和数据处理,有效提高姿态的测量精度。（4）对车轮力传感器的姿态解耦进行实验与测试,包括大量程角速度传感器实验,确保角速度测量的精度,利用自行设计的转台进行静态姿态测试和高、低动态角速度姿态测试,最后进行了半实物仿真测试,测试结果满足车轮力解算精度的要求。