第十二章信息及通信系統(tǒng)(1)

1、 汽車車身電子技術汽車車身電子技術主編：李春明主編：李春明主講：趙建勇主講：趙建勇北京理工大學北京理工大學出版社出版社高等職業(yè)教育高等職業(yè)教育“十二五十二五”規(guī)劃教規(guī)劃教材材汽車類汽車類先做人先做人 后做事后做事趙建勇趙建勇 第一節(jié)汽車導航系統(tǒng) 第二節(jié)汽車網(wǎng)絡技術 第三節(jié)車載電話第十二章 信息與通信系統(tǒng)趙建勇趙建勇 一一、汽車導航系統(tǒng)的功能 1.導航功能 使用者在車載GPS導航定位系統(tǒng)上任意標注兩點后，導航系統(tǒng)便會自動根據(jù)當前的位置，為車主設計最佳路線。有些系統(tǒng)還有修改功能，假如用戶因為不小心錯過路口，沒有走車載GPS導航系統(tǒng)推薦的最佳線路，車輛位置偏離最佳線路軌跡200 in以上時，車載GP

2、S導航系統(tǒng)會根據(jù)車輛所處的新位置，重新為用戶設計一條回到主航線路線，或為用戶設計一條從新位置到終點的最佳線路。第一節(jié) 汽車導航系統(tǒng)趙建勇趙建勇 2.電子地圖 車載GPS導航定位系統(tǒng)都配備了電子地圖，一般覆蓋全國各大省會城市。功能強大的地圖系統(tǒng)還包含了中小城市，城市數(shù)目達到近400個，可以隨時查看目的城市的交通、建筑等情況。趙建勇趙建勇第一節(jié) 汽車導航系統(tǒng) 3.轉向語音提示功能 如果前方遇到路口需轉彎，系統(tǒng)具有轉向語音提示功能，這樣可以避免車主走彎路。此外，可以查閱街道及其周圍建筑物，甚至可能具有一些城市交通中的單行線、禁左、禁右等路況信息供查閱。趙建勇趙建勇第一節(jié) 汽車導航系統(tǒng) 4.定位功能

3、GPS通過接收衛(wèi)星信號，準確地定出車輛所在的位置。如果裝置內帶地圖的話，就可以在地圖上相應的位置用一個記號標記出來。同時，GPS還可以顯示方向，顯示海拔高度等信息。趙建勇趙建勇第一節(jié) 汽車導航系統(tǒng) 5.測速功能 通過GPS對衛(wèi)星信號的接收計算，可以測算出車輛行駛的具體速度。趙建勇趙建勇第一節(jié) 汽車導航系統(tǒng) 6.顯示航跡 如果去一個陌生的地方，GPS帶有航跡記錄功能，可以記錄下用戶車輛行駛經(jīng)過的路線，誤差小于10 m，甚至能顯示2個車道的區(qū)別。回來時，用戶可以啟動它的返程功能，可以順著來時的路線返回。趙建勇趙建勇第一節(jié) 汽車導航系統(tǒng) 7.信息檢索功能 根據(jù)情況使用不同的檢索功能快速將待查地點顯示

4、在畫面上。 8.娛樂功能 可以接收電視節(jié)目、播放娛樂光盤等。趙建勇趙建勇第一節(jié) 汽車導航系統(tǒng)二、汽車衛(wèi)星導航系統(tǒng)結構與工作原理 汽車衛(wèi)星導航系統(tǒng)的定位原理如圖12一1所示。內置的GPS天線接收到來自環(huán)繞地球的24顆GPS衛(wèi)星中至少3顆所傳遞的數(shù)據(jù)信息，由此測定汽車當前所處的位置。車載導航儀內部裝有儲存大量電子地圖信息的CD-ROM，通過GPS衛(wèi)星信號確定的位置坐標與此相匹配，便可確定汽車在電子地圖中的準確位置。 汽車衛(wèi)星導航系統(tǒng)主要由一臺電子計算機、方位檢測設備、電子道路數(shù)據(jù)及顯示器組成，如圖12 -2所示。趙建勇趙建勇第一節(jié) 汽車導航系統(tǒng)圖12一1衛(wèi)星導航系統(tǒng)的定位原理趙建勇趙建勇第一節(jié) 汽

5、車導航系統(tǒng)圖12一2汽車導航系統(tǒng)的組成和布置趙建勇趙建勇第一節(jié) 汽車導航系統(tǒng) 1. GPS接收 一臺GPS接收機被安裝在車上，接收高達11顆的衛(wèi)星信號。這些信號用來精確確定車輛的位置，但它可能遭受偶然的干擾，如壞天氣影響、隧道和建筑物遮擋、超寬帶無線電通信干擾等，為此通常采用航位推算導航(如慣性傳感器)或輔助定位技術作為GPS信號丟失時的補償，以使導航系統(tǒng)功能連續(xù)。趙建勇趙建勇第一節(jié) 汽車導航系統(tǒng) 2.車載傳感器 車載傳感器通常包括測量轉彎速率的陀螺儀、輸出電子速度脈沖的測速計以及測量方向的羅盤。這些數(shù)據(jù)被用來進行航位推算，以便確定車輛相對道路的運動。趙建勇趙建勇第一節(jié) 汽車導航系統(tǒng) (1)地

6、磁傳感器 地磁傳感器感應元件是在高導磁性材料制成的磁環(huán)上繞勵磁繞組，繞組在x和Y兩個正交方向上，每個方向各繞兩個檢測線圈(共4個)。無地磁場作用時，檢測線圈不產(chǎn)生電位差，有地磁場作用則產(chǎn)生電動勢。地磁方向與檢測線圈方向夾角不同，檢測線圈產(chǎn)生的電動勢也不同，這樣就可以確定汽車的行駛方向。圖12一3所示為地磁傳感器導向原理和導向系統(tǒng)電路簡圖。趙建勇趙建勇第一節(jié) 汽車導航系統(tǒng)圖12 -3地磁傳感器導向原理和導向系統(tǒng)電路簡圖趙建勇趙建勇第一節(jié) 汽車導航系統(tǒng) (2)陀螺儀。陀螺儀根據(jù)其測定元件的不同分為慣性陀螺和噴氣陀螺。 慣性陀螺。高速旋轉體不受外力作用時，其軸線方向固定。陀螺由軸承懸浮成球形支撐在汽

7、車車身上。 氣流陀螺儀。氣流陀螺儀是利用氣泵噴嘴噴出穩(wěn)定的氮氣流對兩根熱線的冷卻作用的差異來測量汽車行駛方向的改變。其結構原理如圖12一4所示。 光纖維陀螺。圖12一5所示為光纖維陀螺的檢測原理圖。趙建勇趙建勇第一節(jié) 汽車導航系統(tǒng)圖12一4氣流陀螺儀結構原理趙建勇趙建勇第一節(jié) 汽車導航系統(tǒng)圖12一5光纖維陀螺檢測原理趙建勇趙建勇第一節(jié) 汽車導航系統(tǒng) 3.導航地圖數(shù)據(jù)庫 通過GPS和車載傳感器所采集到的數(shù)據(jù)，利用地圖匹配進行處理，與存儲在數(shù)字地圖(GIS數(shù)據(jù)庫中的地形數(shù)據(jù)進行比較。最后，對來自這些信息源中的所有信息都要進行運算，以便實現(xiàn)定位。采用這些技術的組合可使系統(tǒng)定位精度達到米級。趙建勇趙建勇第一節(jié) 汽車導航系統(tǒng) 地圖的微調導航法是對由于位置確定、導航傳感器和地圖與實際道路之間重合存在的積累誤差的及時補償。它根據(jù)導航到達的軌跡與顯示器上道