汽車感知技術(shù)是車聯(lián)網(wǎng)的末梢神經(jīng),是車聯(lián)網(wǎng)最關(guān)鍵的技術(shù)。汽車感知技術(shù)主要有傳感器技術(shù)、RFID技術(shù)、衛(wèi)星定位感知技術(shù)等,主要用于車況及控制系統(tǒng)感知、道路環(huán)境感知、車與物的感知、車輛位置感知、駕駛輔助系統(tǒng)感知等等。
車況及控制系統(tǒng)感知
現(xiàn)代汽車技術(shù)發(fā)展特征之一就是越來越多的部件采用電子控制。車況與控制系統(tǒng)感知技術(shù)就是利用車用傳感器把汽車運行中各種工況信息,如車速、各種介質(zhì)的溫度、發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)工況等,轉(zhuǎn)化成電訊號輸給計算機(jī),以便發(fā)動機(jī)處于最佳工作狀態(tài)。車用傳感器很多,是汽車計算機(jī)系統(tǒng)的輸入裝置。根據(jù)傳感器的作用,可以分類為測量溫度、壓力、流量、位置、氣體濃度、速度、光亮度、干濕度、距離等功能的汽車傳感器
傳感器在汽車上的作用非常重要,也是車聯(lián)網(wǎng)最終端神經(jīng)末梢。汽車傳感器過去單純用于發(fā)動機(jī)上,現(xiàn)在巳擴(kuò)展到底盤、車身和燈光電氣系統(tǒng)上了。這些系統(tǒng)采用的傳感器有100多種。
車用傳感器種類繁多,常見的有∶進(jìn)氣壓力傳感器:反映進(jìn)氣歧管內(nèi)的絕對壓力大小的變化,是向ECU(發(fā)動機(jī)電控單元)提供計算噴油持續(xù)時間的基準(zhǔn)信號;空氣流量計:測量發(fā)動機(jī)吸入的空氣量,提供給ECU作為噴油時間的基準(zhǔn)信號;節(jié)氣門位置傳感器:測量節(jié)氣門打開的角度,提供給ECU作為斷油、控制燃油/空氣比、點火提前角修正的基準(zhǔn)信號;曲軸位置傳感器:檢測曲軸及發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速,提供給ECU作為確定點火正時及工作順序的基準(zhǔn)信號;氧傳感器:檢測排氣中的氧濃度,提供給ECU作為控制燃油/空氣比在最佳值(理論值)附近的的基準(zhǔn)信號進(jìn)氣溫度傳感器:檢測進(jìn)氣溫度,提供給ECU作為計算空氣密度的汽車傳感器依據(jù);冷卻液溫度傳感器:檢測冷卻液的溫度,向ECU提供發(fā)動機(jī)溫度信息;爆震傳感器:安裝在缸體上專門檢測發(fā)動機(jī)的爆燃狀況,提供給ECU根據(jù)信號調(diào)整點火提前角。應(yīng)用在變速器、方向器的傳感器有:有車速傳感器、溫度傳感器、軸轉(zhuǎn)速傳感器、壓力傳感器等,方向器有轉(zhuǎn)角傳感器、轉(zhuǎn)矩傳感器、液壓傳感器;應(yīng)用在懸架和ABS上 傳感器有車速傳感器、加速度傳感器、車身高度傳感器、側(cè)傾角傳感器、轉(zhuǎn)角傳感器等;
空氣流量傳感器是將吸入的空氣轉(zhuǎn)換成電信號送至電控單元(ECU),作為決定噴油的基本信號之一。進(jìn)氣壓力傳感器可以根據(jù)發(fā)動機(jī)的負(fù)荷狀態(tài)測出進(jìn)氣歧管內(nèi)的絕對壓力,并轉(zhuǎn)換成電信號和轉(zhuǎn)速信號一起送入計算機(jī),作為決定噴油器基本噴油量的依據(jù)。曲軸位置傳感器也稱曲軸轉(zhuǎn)角傳感器,是計算機(jī)控制的點火系統(tǒng)中最重要的傳感器,其作用是檢測上止點信號、曲軸轉(zhuǎn)角信號和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信號,并將其輸入計算機(jī),從而使計算機(jī)能按氣缸的點火順序發(fā)出最佳點火時刻指令。爆震傳感器安裝在發(fā)動機(jī)的缸體上,隨時監(jiān)測發(fā)動機(jī)的爆震情況。目前采用的有共振型和非共振型兩大類。
道路環(huán)境感知
道路環(huán)境感知是車輛與外部進(jìn)行感知的主要技術(shù),也是車輛與智能交通融合的關(guān)鍵技術(shù)。道路環(huán)境感知主要有路面感知、交通狀況感知、交通信號感知、行人感知、智能交通感知等等。
路面感知主要是借助于嵌入路面的電磁感應(yīng)器等于先部署的基礎(chǔ)設(shè)施感知路面形成狀況,借助于各種傳感器感知路況及周邊情況,為車輛聯(lián)網(wǎng)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和感知手段;交通狀況感知主要借助于視頻感知、RFID技術(shù)和傳感器技術(shù)等手段,感知行車速度、交通狀況等信息,作為車聯(lián)網(wǎng)智能控制的基礎(chǔ);交通信號感知是無人駕駛汽車的重要技術(shù),可通過視頻、傳感器等綜合感知技術(shù),判斷交通信號,實現(xiàn)自然道路自動駕駛;行人感知也是汽車安全行駛和自動駕駛的基礎(chǔ),感知手段也需要采用綜合的技術(shù)手段;智能交通感知是車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與智能交通的技術(shù)融合與集成,從而實現(xiàn)不停車收費(ETC)、智能停車場管理等車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用;
實現(xiàn)汽車與馬路的信息交換是典型的道路環(huán)境感知技術(shù),現(xiàn)介紹如下:
?。?)行駛中的汽車與馬路的聯(lián)網(wǎng)是實現(xiàn)車聯(lián)網(wǎng)的第一步。為了兼容傳統(tǒng)車輛,現(xiàn)有的道路交通信號(行車線、紅綠燈、指示牌、速度限制等)都應(yīng)該被保留,因為那是新舊系統(tǒng)兼容的基礎(chǔ)及保障;
(2)將無線數(shù)字傳輸模塊植入到當(dāng)前的道路交通信號系統(tǒng)中去,數(shù)字模塊可向路經(jīng)的汽車發(fā)放數(shù)字化交通燈號信息、指示信息、路況信息,并接受聯(lián)網(wǎng)汽車的信息查詢及導(dǎo)航請求,然后可將有關(guān)信息反饋給相關(guān)的聯(lián)網(wǎng)汽車;
(3)將無線數(shù)字傳輸模塊植入到聯(lián)網(wǎng)汽車中去,令聯(lián)網(wǎng)汽車可接收來自交通信號系統(tǒng)的數(shù)字化信息,并將信息于聯(lián)網(wǎng)汽車內(nèi)顯示,同時還將信息與車內(nèi)的自動/半自動駕駛系統(tǒng)相連接,作為汽車自動駕駛的控制信號;
?。?)聯(lián)網(wǎng)汽車的顯示終端同時作為城市道路交通導(dǎo)航系統(tǒng)來使用,在這個車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中,衛(wèi)星導(dǎo)航將不再需要,因為導(dǎo)航信息直接來自具有更快、更新、更全面導(dǎo)航功能的數(shù)字化交通系統(tǒng);
?。?)聯(lián)網(wǎng)汽車的數(shù)字傳輸模塊包含有聯(lián)網(wǎng)汽車的身份代碼(ID)信息,即 “數(shù)字車牌”信息,這是車聯(lián)網(wǎng)對汽車進(jìn)行通信、監(jiān)測、收費及管理的依據(jù)。
車與物的感知:
車聯(lián)網(wǎng)重在應(yīng)用,車聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用首先在于車與物的聯(lián)網(wǎng)。借助RFID、傳感器等技術(shù)手段,可以感知車內(nèi)物品的信息與狀況,把這些信息借助車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)傳輸?shù)?a target="_blank">物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng),可以對車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的物品進(jìn)行實時聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控、可視化管理、在線調(diào)度,從而實現(xiàn)智慧物流的運作;
車與車外的建筑、物品及前后車輛的感知,是行車安全、防止碰撞和無人駕駛的基礎(chǔ),主要采用的技術(shù)有RFID、激光、紅外、視頻、電磁等感應(yīng)技術(shù)。
行駛中車輛互聯(lián)互動是重要的車與物感知技術(shù),現(xiàn)舉例介紹如下:
?。?)聯(lián)結(jié)路面行駛中的汽車是實現(xiàn)車聯(lián)網(wǎng)的第二步。為了使聯(lián)網(wǎng)汽車與傳統(tǒng)汽車兼容,現(xiàn)有的汽車燈號系統(tǒng)(剎車燈、轉(zhuǎn)向燈、危險信號燈)都會獲得保留,這也是新舊系統(tǒng)兼容的基礎(chǔ)及保障;
?。?)將無線數(shù)字傳輸模塊植入到聯(lián)網(wǎng)汽車中去,數(shù)字模塊可以向周邊聯(lián)網(wǎng)汽車提供數(shù)字化燈號信息及狀態(tài)信息,并且數(shù)字化信息與其傳統(tǒng)燈號信息是同步發(fā)送的;
?。?)聯(lián)網(wǎng)汽車中的無線數(shù)字傳輸模塊可同步接收來自其它聯(lián)網(wǎng)汽車的數(shù)字化信息并在汽車內(nèi)進(jìn)行顯示,同時將信息與車內(nèi)的自動/半自動駕駛系統(tǒng)相連及互動,為聯(lián)網(wǎng)汽車的安全行駛提供依據(jù);
?。?)根據(jù)接收到的由其它聯(lián)網(wǎng)汽車發(fā)送的數(shù)字信息,聯(lián)網(wǎng)汽車便會知道周邊聯(lián)網(wǎng)汽車的狀況,包括位置、距離、相對速度及加速度等,并在緊急剎車情況下,可令隨后的聯(lián)網(wǎng)汽車同步減速,有效防止汽車追尾事故的發(fā)生。
(5)聯(lián)網(wǎng)汽車還可隨時通過數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)與周邊任意聯(lián)網(wǎng)汽車進(jìn)行通話。在有需要時,還可向附近的聯(lián)網(wǎng)汽車進(jìn)行廣播,告知有關(guān)緊急情況;
車輛位置感知:
車聯(lián)網(wǎng)位置感知技術(shù)主要采用衛(wèi)星定位技術(shù),位置感知是車聯(lián)網(wǎng)最重要感知技術(shù)之一,他是車輛行車監(jiān)控、在線調(diào)度、智能交通和輔助駕駛的基礎(chǔ)技術(shù)。目前全球最重要的位置感知技術(shù)體系主要應(yīng)用GPS系統(tǒng),中國北斗星系統(tǒng)也發(fā)展很快,將成為最重要的位置感知技術(shù)體系。
智慧駕駛輔助系統(tǒng):
智慧駕駛輔助系統(tǒng)是感知技術(shù)綜合運用,既需要行人感知、路況感知、駕駛行為感知、車道感知、位置感知、交通標(biāo)志感知、駕駛員視覺增強(qiáng)等技術(shù),也需要智能控制系統(tǒng)的輔助駕駛,是感知技術(shù)集成應(yīng)用。高級的智慧駕駛系統(tǒng)還可以實現(xiàn)無人駕駛、智能停車,把人類車聯(lián)網(wǎng)的未來幻想變?yōu)楝F(xiàn)實。
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