智能汽車與車聯(lián)網(wǎng)(第九講)

現(xiàn)代汽車電子技術概論--智能汽車與車聯(lián)網(wǎng)國內外的發(fā)展狀況

(1)德國慕尼黑國防軍大學所進行的VaMors和VaMP智能汽車研究。該研究是由奔馳汽車公司和德國慕尼黑國防軍大學聯(lián)合進行的經(jīng)過幾年的努力后，其聯(lián)合開發(fā)的第二輛命名為VaMP的自主車，自主駕駛速度更是達到廠創(chuàng)紀錄的160km/h以上，在高速公路上能夠安全地進行車道跟蹤、自動超車等駕駛動作)。國防科技大學自動化研究所無人駕駛技術課題組長期以來都在進行自主駕駛技術的研究，2001年9月，與中國第一汽車集團公司合作，開始進行高水平的汽車自主駕駛技術的研究—紅旗CA7460自主駕駛汽車。2003年七月，該項目實現(xiàn)了巨大的突破，其多項指標均達到或超過了當今世界汽車自主駕駛的先進水平。該項技術被國內50多家汽車媒體聯(lián)合評為2003年度“最佳汽車技術”。國內當前汽車智能化技術的研究熱點車道偏離報警系統(tǒng)并道碰撞避免系統(tǒng)防撞系統(tǒng)/輔助駕駛系統(tǒng)車聯(lián)網(wǎng)技術新發(fā)展汽車防撞警示系統(tǒng)汽車防撞預警系統(tǒng)是在汽車行駛過程中，對汽車的前后以及左右方向的危險物進行檢測，在汽車與危險物具有發(fā)生碰撞危險的情況下進行聲光報警，提示駕駛員危險物的方向以及危險程度，以便讓駕駛員采取相應的措施，避免追尾碰撞和側掛等交通事故的發(fā)生。超聲波一般指頻率在20kHz以上的機械波，具有穿透性較強、衰減小、反射能力強等特點。超聲波測距儀器一般由發(fā)射器、接收器和信號處理裝置三部分組成。工作時，超聲波發(fā)射器不斷發(fā)出一系列連續(xù)的脈沖，并給測量邏輯電路提供一個短脈沖。超聲波接收器則在接收到遇障礙物反射回來的反射波后，也向測量邏輯電路提供一個短脈沖。最后由信號處理裝置對接收的信號依據(jù)時間差進行處理，自動計算出車與障礙物之間的距離。（一）超聲波汽車防撞預警系統(tǒng)（二）雷達汽車防撞預警系統(tǒng)雷達汽車防撞預警系統(tǒng)利用電磁波發(fā)射后遇到障礙物反射的回波對其不斷檢測和計算與前方或后方障礙物的相對速度和距離，經(jīng)過分析判斷對構成危險的目標按程度不同進行報警。該系統(tǒng)由收發(fā)天線、定向耦合器、混頻器、調頻振蕩器和處理單元組成。目前在汽車上應用較廣的激光測距系統(tǒng)可分為非成像式激光雷達和成像式激光雷達。非成像式激光雷達根據(jù)激光束傳播時間確定距離。它的工作原理是：從高功率窄脈沖激光器發(fā)出的激光脈沖經(jīng)發(fā)射物鏡聚焦成一定形狀的光束后，用掃描鏡左右掃描向空間發(fā)射，照射在前方車輛或其他目標上。利用掃描鏡系統(tǒng)中的位置探測器測定反射鏡的角度即可測出目標的方位。（三）激光汽車防撞預警系統(tǒng)機器視覺汽車防撞預警系統(tǒng)是由圖像傳感器、圖像采集裝置、圖像分析處理裝置以及報警裝置組成。通過CCD攝像機模仿人眼的光電探測汽車周圍的圖像，然后利用高速的數(shù)字信號處理器（DSP）來分析處理，由于汽車防撞預警系統(tǒng)要求實時性能高，故要求數(shù)字信號處理器處理速度高。利用圖像分析、圖像識別、圖像跟蹤的方法，對危險物進行識別和跟蹤，并及時計算出危險物與本車的距離、相對速度、相對加速度等，利用專家系統(tǒng)的報警決策提前4～5s對危險情況報警。（四）機器視覺汽車防撞預警系統(tǒng)使用攝像頭探測與前車的距離交互式智能化防撞預警系統(tǒng)由一個基于Internet的信息交換網(wǎng)絡、MMDS寬帶數(shù)字通信子站、車距信息無線交互車后單元、無線車載前機單元等組成。交互式智能化防撞預警系統(tǒng)不受天氣條件等因素的制約、精度高、測量準確、信息化強、監(jiān)控全面。它的使用將對交通管理、交通安全具有全面信息化的作用。（五）交互式智能化防撞預警系統(tǒng)智能交通系統(tǒng)與車聯(lián)網(wǎng)智能交通系統(tǒng)就是利用現(xiàn)代計算機、信息、通信、控制技術把車輛、道路、使用者緊密結合起來，以解決汽車交通事故、堵塞、環(huán)境污染及能源消耗等問題為目的，基于智能化、信息化的汽車交通系統(tǒng)。智能交通系統(tǒng)的目標就是建立一個高效、便捷、安全、環(huán)保、舒適的綜合交通運輸體系。車聯(lián)網(wǎng)，是指裝載在車輛上的電子標簽通過無線射頻等識別技術，實現(xiàn)在信息網(wǎng)絡平臺上對所有車輛的屬性信息和靜、動態(tài)信息進行提取和有效利用，并根據(jù)不同的功能需求對所有車輛的運行狀態(tài)進行有效的監(jiān)管和提供綜合服務。車聯(lián)網(wǎng)技術將緩解城市交通堵塞、減少車輛尾氣污染以及減小車輛安全隱患。智能汽車及其部分單項技術激光測距儀汽車防撞系統(tǒng)設計框圖（方案1）電子控制單元ECU蜂鳴器電源系統(tǒng)系統(tǒng)工作原理：系統(tǒng)依靠激光測距儀感知車輛前方障礙物距離，依靠輪速傳感器檢測當前車速，ECU通過計算障礙物距離和當前車速的狀態(tài)判斷是否有碰撞危險，判斷依據(jù)是當前方障礙物距離小于當前車速下設定的安全距離時判斷為有危險，此時ECU控制蜂鳴器報警來提醒駕駛員。當前方障礙物距離大于當前車速下設定的安全距離時，消除蜂鳴器報警。該系統(tǒng)使用方法：駕駛安裝了該系統(tǒng)的車輛時，聽到警報聲音后，減速行駛確保安全。輪速傳感器方向方盤轉角傳感器電子轉向助力系統(tǒng)框圖（方案1）電子控制單元ECU系統(tǒng)工作原理：系統(tǒng)依靠方向方盤轉角傳感器感知駕駛員的轉向輸入，依靠輪速傳感器檢測當前車速，ECU通過計算當前轉角和當前車速控