智能車的傳感器知識總結(jié)

1、智能車的檢測元件智能車系統(tǒng)主要表現(xiàn)為由一系列的硬件組成，包括組成車體的底盤、輪胎、舵機(jī)裝置、馬達(dá)裝置、道路檢測裝置、測速裝置和控制電路板等。本文主要總結(jié)智能車設(shè)計(jì)中使用到的傳感器(包括光電式傳感器、圖像傳感器和測速傳感器等)傳感器由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。敏感元件能夠隨著被測量的變化而引起某種易被測量的信號的變化，而轉(zhuǎn)換元件則將敏感元件感受或響應(yīng)的被測量轉(zhuǎn)換成適于傳輸或測量的電信號部分，具體的電量形式取決于敏感元件的原理。除此之外，由于轉(zhuǎn)換元件的輸出信號一般都很微弱，為方便傳輸、轉(zhuǎn)換、處理及顯示，通常有信號調(diào)理轉(zhuǎn)換電路、輔助電路等，將轉(zhuǎn)換元件輸出的電信號進(jìn)行放大或運(yùn)算調(diào)制。因此，傳感器的組成通

2、常包括敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、信號調(diào)理轉(zhuǎn)換電路和輔助電路，如圖1所示。隨著半導(dǎo)體器件與集成技術(shù)的發(fā)展，傳感器的信號調(diào)理轉(zhuǎn)換電路與敏感元件、轉(zhuǎn)換元件等一起集成在同一芯片上，安裝在傳感器的殼體里。圖1精選word范本!智能汽車設(shè)計(jì)中涉及到的傳感器主要有三種：光電式傳感器、圖像傳感器和測速傳感器。一、光電式傳感器光電式傳感器是利用光電器件把光信號轉(zhuǎn)換成電信號的裝置。光電式傳感器工作時，先將被測量轉(zhuǎn)換為光量的變化，然后通過光電器件再把光量的變化轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電量變化，從而實(shí)現(xiàn)非電量的測量。光電式傳感器的核心(敏感元件)是光電器件，光電器件的基礎(chǔ)是光電效應(yīng)。光電式傳感器的結(jié)構(gòu)簡單，響應(yīng)速度快，可靠性較高，能實(shí)

3、現(xiàn)參數(shù)的非接觸測量，因此廣泛地應(yīng)用于各種工業(yè)自動化儀表中。光電式傳感器可用來測量光學(xué)量或測量已先行轉(zhuǎn)換為光學(xué)量的其他被測量，然后輸出一定形式的電信號。在測量光學(xué)量時，光電器件是作為敏感元件使用；而測量其他物理量時，它是作為轉(zhuǎn)換元件使用。光電式傳感器由光路及電路兩大部分組成，光路部分實(shí)現(xiàn)被測量信號對光量的控制和調(diào)制，電路部分完成從光信號到電信號的轉(zhuǎn)換。圖2(a)所示為測量光量時的組成框圖，圖2(b)所示為測量其他物理量時的組成框圖。*光學(xué)元件舞學(xué)兒何此學(xué).-L號劃口二、圖像傳感器圖像傳感器在智能車設(shè)計(jì)中非常常見。智能車路徑識別模塊中的攝像頭的重要組成部分就是圖像傳感器。圖像傳感器又稱為成像器件或

4、攝像器件，可實(shí)現(xiàn)可見光、紫外線、X射線、近紅外光等的探測，是現(xiàn)代視覺信息獲取的一種基礎(chǔ)器件。因其能實(shí)現(xiàn)信息的獲取、轉(zhuǎn)換和視覺功能的擴(kuò)展（光譜拓寬、靈敏度范圍擴(kuò)大），能給出直觀、真實(shí)、多層次、多內(nèi)容的可視圖像信息，圖像傳感器在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中得到越來越廣泛的應(yīng)用。1. CCD圖像傳感器CCD圖像傳感器從結(jié)構(gòu)上可以分為兩類：一類是用于獲取線圖像的，稱為線陣CCD另一類是用于獲取面圖像的，稱為面陣CCD（1）線陣CCD圖像傳感器對于線陣CCD它可以直接接收一維光信息，而不能直接將二維圖像轉(zhuǎn)換為一維的電信號輸出，為了得到整個二維圖像的輸出，就必須用行掃描的方法來實(shí)現(xiàn)。（2）面陣CCD圖像傳感器面P$CC

5、D圖像傳感器的感光單元呈二維矩陣排列，能檢測二維平面圖像。由于傳輸與讀出方式不同，面陣圖像傳感器有許多類型，常見的傳輸方式有行傳輸、幀傳輸和行間傳輸三種。3.攝像頭的工作原理攝像頭以隔行掃描的方式采樣圖像，當(dāng)掃描到某點(diǎn)時，就通過圖像傳感芯片將該點(diǎn)處圖像的灰度轉(zhuǎn)換成與灰度對應(yīng)的電壓值，然后將此電壓值通過視頻信號端輸出。具體而言（參見圖3）,攝像頭連續(xù)地掃描圖像上的一行，就輸出一段連續(xù)的視頻信號，該電壓信號的高低起伏正反映了該行圖像的灰度變化情況。當(dāng)掃描完一行，視頻信號端就輸出一個低于最低視頻信號電壓的電平（如0.3V）,并保持一段時間。這樣相當(dāng)于緊接著每行圖像對應(yīng)的電壓信號之后會有一個電壓“凹槽

6、”，此“凹槽”叫做行同步脈沖，它是掃描換行的標(biāo)志。然后掃描新的一行，如此下去，直到掃描完該場的信號，接著會出現(xiàn)一段場消隱信號。其中有若干個復(fù)合消隱脈沖（簡稱消隱脈沖），在這些消隱脈沖中，有一個消隱脈沖遠(yuǎn)寬于其他的消隱脈沖（即該消隱脈沖的持續(xù)時間遠(yuǎn)長于其他的消隱脈沖的持續(xù)時間），該消隱脈沖又稱為場同步脈沖，標(biāo)志著新的一場的到來。攝像頭每秒掃描25幀圖像，每幀又分奇、偶兩場，故每秒掃描50場圖像。行同相沖心岫厥沖馴步知行同步脈沖圖3三、測速傳感器在智能汽車設(shè)計(jì)中，測速傳感器的設(shè)計(jì)主要有兩種方案：霍爾傳感器和光電式脈沖編碼器。1 .霍爾傳感器霍爾傳感器是基于霍爾效應(yīng)原理，將電流、磁場、位移、壓力、壓

7、差轉(zhuǎn)速等被測量轉(zhuǎn)換成電動勢輸出的一種傳感器。雖然轉(zhuǎn)換率低、溫度影響大、要求轉(zhuǎn)換精度較高時必須進(jìn)行溫度補(bǔ)償，但霍爾傳感器具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、堅(jiān)固、頻率響應(yīng)寬（從直流到微波）、動態(tài)范圍（輸出電動勢的變化）大、無觸點(diǎn)、壽命長、可靠性高，以及易于微型化和集成電路化等優(yōu)點(diǎn)。霍爾式轉(zhuǎn)速傳感器的結(jié)構(gòu)，圖4是三種不同結(jié)構(gòu)的霍爾式轉(zhuǎn)速傳感器。轉(zhuǎn)盤的輸入軸與被測轉(zhuǎn)軸相連，當(dāng)被測轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)盤隨之轉(zhuǎn)動，固定在轉(zhuǎn)盤附近的霍爾傳感器便可在每一個小磁鐵通過時產(chǎn)生一個相應(yīng)的脈沖，檢測出單位時間的脈沖數(shù)，便可知被測轉(zhuǎn)速。根據(jù)磁性轉(zhuǎn)盤上小磁鐵數(shù)目多少，就可以確定傳感器測量轉(zhuǎn)速的分辨率。圖42 .光電式脈沖編碼器光電式脈沖編碼器可將機(jī)械位移、轉(zhuǎn)角或速度變化轉(zhuǎn)換成電脈沖輸出，是精密數(shù)控采用的檢測傳感器。光電編碼器的最大特點(diǎn)是非接觸式，此外還具有精度高、響應(yīng)快、可靠性高等特點(diǎn)。光電編碼器采用光電方法，將轉(zhuǎn)角和位移轉(zhuǎn)換為各種代碼形式的數(shù)字脈沖，如圖5所示光電式脈沖編碼器，在