現(xiàn)代汽車(chē)電子技術(shù)概論--智能汽車(chē)與車(chē)聯(lián)網(wǎng)國(guó)內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r

(1)德國(guó)慕尼黑國(guó)防軍大學(xué)所進(jìn)行的VaMors和VaMP智能汽車(chē)研究。該研究是由奔馳汽車(chē)公司和德國(guó)慕尼黑國(guó)防軍大學(xué)聯(lián)合進(jìn)行的經(jīng)過(guò)幾年的努力后，其聯(lián)合開(kāi)發(fā)的第二輛命名為VaMP的自主車(chē)，自主駕駛速度更是達(dá)到廠創(chuàng)紀(jì)錄的160km/h以上，在高速公路上能夠安全地進(jìn)行車(chē)道跟蹤、自動(dòng)超車(chē)等駕駛動(dòng)作)。國(guó)防科技大學(xué)自動(dòng)化研究所無(wú)人駕駛技術(shù)課題組長(zhǎng)期以來(lái)都在進(jìn)行自主駕駛技術(shù)的研究，2001年9月，與中國(guó)第一汽車(chē)集團(tuán)公司合作，開(kāi)始進(jìn)行高水平的汽車(chē)自主駕駛技術(shù)的研究—紅旗CA7460自主駕駛汽車(chē)。2003年七月，該項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了巨大的突破，其多項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到或超過(guò)了當(dāng)今世界汽車(chē)自主駕駛的先進(jìn)水平。該項(xiàng)技術(shù)被國(guó)內(nèi)50多家汽車(chē)媒體聯(lián)合評(píng)為2003年度“最佳汽車(chē)技術(shù)”。國(guó)內(nèi)當(dāng)前汽車(chē)智能化技術(shù)的研究熱點(diǎn)車(chē)道偏離報(bào)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(chē)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)新發(fā)展汽車(chē)防撞警示系統(tǒng)汽車(chē)防撞預(yù)警系統(tǒng)是在汽車(chē)行駛過(guò)程中，對(duì)汽車(chē)的前后以及左右方向的危險(xiǎn)物進(jìn)行檢測(cè)，在汽車(chē)與危險(xiǎn)物具有發(fā)生碰撞危險(xiǎn)的情況下進(jìn)行聲光報(bào)警，提示駕駛員危險(xiǎn)物的方向以及危險(xiǎn)程度，以便讓駕駛員采取相應(yīng)的措施，避免追尾碰撞和側(cè)掛等交通事故的發(fā)生。超聲波一般指頻率在20kHz以上的機(jī)械波，具有穿透性較強(qiáng)、衰減小、反射能力強(qiáng)等特點(diǎn)。超聲波測(cè)距儀器一般由發(fā)射器、接收器和信號(hào)處理裝置三部分組成。工作時(shí)，超聲波發(fā)射器不斷發(fā)出一系列連續(xù)的脈沖，并給測(cè)量邏輯電路提供一個(gè)短脈沖。超聲波接收器則在接收到遇障礙物反射回來(lái)的反射波后，也向測(cè)量邏輯電路提供一個(gè)短脈沖。最后由信號(hào)處理裝置對(duì)接收的信號(hào)依據(jù)時(shí)間差進(jìn)行處理，自動(dòng)計(jì)算出車(chē)與障礙物之間的距離。（一）超聲波汽車(chē)防撞預(yù)警系統(tǒng)（二）雷達(dá)汽車(chē)防撞預(yù)警系統(tǒng)雷達(dá)汽車(chē)防撞預(yù)警系統(tǒng)利用電磁波發(fā)射后遇到障礙物反射的回波對(duì)其不斷檢測(cè)和計(jì)算與前方或后方障礙物的相對(duì)速度和距離，經(jīng)過(guò)分析判斷對(duì)構(gòu)成危險(xiǎn)的目標(biāo)按程度不同進(jìn)行報(bào)警。該系統(tǒng)由收發(fā)天線、定向耦合器、混頻器、調(diào)頻振蕩器和處理單元組成。目前在汽車(chē)上應(yīng)用較廣的激光測(cè)距系統(tǒng)可分為非成像式激光雷達(dá)和成像式激光雷達(dá)。非成像式激光雷達(dá)根據(jù)激光束傳播時(shí)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(chē)輛或其他目標(biāo)上。利用掃描鏡系統(tǒng)中的位置探測(cè)器測(cè)定反射鏡的角度即可測(cè)出目標(biāo)的方位。（三）激光汽車(chē)防撞預(yù)警系統(tǒng)機(jī)器視覺(jué)汽車(chē)防撞預(yù)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(bào)警裝置組成。通過(guò)CCD攝像機(jī)模仿人眼的光電探測(cè)汽車(chē)周?chē)膱D像，然后利用高速的數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）來(lái)分析處理，由于汽車(chē)防撞預(yù)警系統(tǒng)要求實(shí)時(shí)性能高，故要求數(shù)字信號(hào)處理器處理速度高。利用圖像分析、圖像識(shí)別、圖像跟蹤的方法，對(duì)危險(xiǎn)物進(jìn)行識(shí)別和跟蹤，并及時(shí)計(jì)算出危險(xiǎn)物與本車(chē)的距離、相對(duì)速度、相對(duì)加速度等，利用專家系統(tǒng)的報(bào)警決策提前4～5s對(duì)危險(xiǎn)情況報(bào)警。（四）機(jī)器視覺(jué)汽車(chē)防撞預(yù)警系統(tǒng)使用攝像頭探測(cè)與前車(chē)的距離交互式智能化防撞預(yù)警系統(tǒng)由一個(gè)基于Internet的信息交換網(wǎng)絡(luò)、MMDS寬帶數(shù)字通信子站、車(chē)距信息無(wú)線交互車(chē)后單元、無(wú)線車(chē)載前機(jī)單元等組成。交互式智能化防撞預(yù)警系統(tǒng)不受天氣條件等因素的制約、精度高、測(cè)量準(zhǔn)確、信息化強(qiáng)、監(jiān)控全面。它的使用將對(duì)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(yù)警系統(tǒng)智能交通系統(tǒng)與車(chē)聯(lián)網(wǎng)智能交通系統(tǒng)就是利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)、信息、通信、控制技術(shù)把車(chē)輛、道路、使用者緊密結(jié)合起來(lái)，以解決汽車(chē)交通事故、堵塞、環(huán)境污染及能源消耗等問(wèn)題為目的，基于智能化、信息化的汽車(chē)交通系統(tǒng)。智能交通系統(tǒng)的目標(biāo)就是建立一個(gè)高效、便捷、安全、環(huán)保、舒適的綜合交通運(yùn)輸體系。車(chē)聯(lián)網(wǎng)，是指裝載在車(chē)輛上的電子標(biāo)簽通過(guò)無(wú)線射頻等識(shí)別技術(shù)，實(shí)現(xiàn)在信息網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上對(duì)所有車(chē)輛的屬性信息和靜、動(dòng)態(tài)信息進(jìn)行提取和有效利用，并根據(jù)不同的功能需求對(duì)所有車(chē)輛的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行有效的監(jiān)管和提供綜合服務(wù)。車(chē)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將緩解城市交通堵塞、減少車(chē)輛尾氣污染以及減小車(chē)輛安全隱患。智能汽車(chē)及其部分單項(xiàng)技術(shù)激光測(cè)距儀汽車(chē)防撞系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(cè)距儀感知車(chē)輛前方障礙物距離，依靠輪速傳感器檢測(cè)當(dāng)前車(chē)速，ECU通過(guò)計(jì)算障礙物距離和當(dāng)前車(chē)速的狀態(tài)判斷是否有碰撞危險(xiǎn)，判斷依據(jù)是當(dāng)前方障礙物距離小于當(dāng)前車(chē)速下設(shè)定的安全距離時(shí)判斷為有危險(xiǎn)，此時(shí)ECU控制蜂鳴器報(bào)警來(lái)提醒駕駛員。當(dāng)前方障礙物距離大于當(dāng)前車(chē)速下設(shè)定的安全距離時(shí)，消除蜂鳴器報(bào)警。該系統(tǒng)使用方法：駕駛安裝了該系統(tǒng)的車(chē)輛時(shí)，聽(tīng)到警報(bào)聲音后，減速行駛確保安全。輪速傳感器方向方盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器電子轉(zhuǎn)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(pán)轉(zhuǎn)角傳感器感知駕駛員的轉(zhuǎn)向輸入，依靠輪速傳感器檢測(cè)當(dāng)前車(chē)速，ECU通過(guò)計(jì)算當(dāng)前轉(zhuǎn)角和當(dāng)前車(chē)速控