汽车车身电子与控制技术 作者 陈无畏 第七章.ppt

(2)惯性导航的关键技术 1)惯性导航系统方案问题。惯性导航系统有不同类型的方案，不同方案的技术关键也不同。 2)初始校准问题。要使惯性导航系统正常工作，必须进行初始校准，它是建立机构设计的初始条件。如果初始条件给定得不准确，惯性导航系统要产生初始误差。 3)有害加速度消除问题。加速度计是根据牛顿惯性原理制成的，它所测量的加速度是相对惯性空间的加速度，是绝对加速度；而用来计算导航参数的加速度是相对地球的加速度。 4)惯性器件的精度问题。惯性元件的误差将影响惯性导航系统的精度。陀螺仪的精度主要决定了系统的定位及方位的精度，而加速度计的误差主要决定稳定平台的水平基准精度。 5)滤波提高精度问题。基于现代控制理论的最优控制，采用卡尔曼滤波技术，以提高惯性导航系统的精度；还有补偿技术，它是无平台式惯性导航提高系统精度必不可少的措施。 2.惯性导航系统的主要类型 第一类惯性导航系统是平台式惯性导航系统，其运载体的运动是在三维空间里进行的。它的运动形式，一是线运动，另一是角运动。不论线运动还是角运动，都是三维空间的，要建立一个三维空间坐标系，势必要建立一个三轴惯性平台。有了三轴惯性平台，才能够提供测量三自由度线加速度的基准。测得已知方位的三个线加速度分量，通过计算机可计算出运载体的运动速度及位置。当然，有了三轴惯性平台，运载体的三个角运动测量也就解决了，所以第一类惯性导航系统是平台式惯性导航系统。 (三)汽车内部信息导航系统应用实例 1.地磁导航系统应用实例2.汽车惯性导航系统应用实例 1.地磁导航系统应用实例 图7-20　丰田皇冠轿车导航系统操纵部分结构原理 1.地磁导航系统应用实例 图7-21　丰田皇冠轿车导航系统工作原理及显示图 2.汽车惯性导航系统应用实例 图7-22　惯性导航系统框图 2.汽车惯性导航系统应用实例 图7-23　惯性方向传感器a)构造原理　b)电路1—壳体　2—输入轴　3—泵　4—探测部　5—喷嘴 三、无线电导航系统 (一)无线电导航系统的组成(二)电子地图(三)GPS(四)汽车无线电导航系统应用实例 (一)无线电导航系统的组成 1.高精度的GPS2.自律导航系统3.地图匹配器4.LCD显示器 (一)无线电导航系统的组成 图7-24　汽车无线电导航系统框图 1.高精度的GPS 　　GPS是英文Navigation Satellite Timing and Ranging/Global Positioning System的字头缩写词Navistar/GPS的简称。它的含义是利用导航卫星进行测时和测距，以构成全球定位系统。现在国际上已经公认，将这一全球定位系统简称为GPS。 2.自律导航系统 　当汽车进入地下隧道、高层楼群、高架公路桥下、高山群间时，会出现与卫星中断联系的瞬间，此时可自动导入自律导航系统。汽车计算机直接对车速传感器检测到的车速脉冲数进行数据处理，通过速度和时间算出汽车前进的距离。陀螺仪可以测出汽车前进中的微小误差并进行自动修正(因为陀螺仪能自动存储各种数据，即使在更换轮胎暂时停车时，也可以重新设定)。 3.地图匹配器 　由GPS和自律导航系统测得汽车的坐标数据与实际行驶道路的数据存在一定误差，为了修正误差，须加一个地图匹配器对汽车位置与地图上道路的误差进行自动修正，使得汽车行驶路线与地图上的道路相匹配，从而指示出正确的前进路线。 4.LCD显示器 它是一种模拟三基色输入的彩色液晶显示器，具有高解像度、高辉度、长寿命、画面鲜明等特点，尺寸有5in和6in，具有照明亮度随外界光线自动调整的功能，附设TV／CD开关。显示器有一种由平面到鸟瞰图的转换功能，可把平面图转换成鸟瞰图，以解除驾驶员长时间观看屏幕时眼睛的疲劳。由平面图转换到鸟瞰图，可以通过画面使起始点到目的地的全貌一目了然。它既可用硬件实现，也可用软件实现，按地上300m高，汽车后方约1000m设计，这样前方视野景深可达6300m，景宽约4400m，上下三段的视野可实现汽车周围60°的瞭望功能。该功能可由遥控器单触键按钮选择。为使遥控器操作简单灵活，可按手形设计。 (二)电子地图 (１)地址匹配　该功能可把坐标转换成地址，把地址转换成坐标。(２)地图匹配　移动目标(如汽车)在电子地图上显示时，由于地图和定位误差，使车辆不显示在公路上，而显示在公路附近的建筑物或空地上。(３)最佳路径计算　在计划行车路线时，最佳路径计算可为用户的决策提供最直接的帮助。(４)路径导航　当车辆在公路上运行时，路径导航可为用户提供有效的帮助。 (1)空间卫星　 图7-25　GPS空间卫星示意图 (2)用户接收机　 图7-26　GPS接收机的基本构成 2.GPS卫星信号 (1)卫星的载波信号　GPS卫星信号包含载波、测距码和数据码三种信号分量。(2)G