现代汽车电子技术概论完整版教学课件

12022/11/27?现代汽车电子技术概论?主讲教师：靳涛院系：电气信息学院课程性质：全校选修课22022/11/27

汽车的产生和演化现代汽车的方面经历了梦想、探索、诞生、完善四个阶段。一、梦想期1.运输方式的飞跃〔撬轮子创造牛马车出现〕秦始皇－－铜马车，三国时的“木牛流马〞等。如以下图。2.车的设想二、探索期风帆车1600年，荷兰人西蒙.斯蒂芬，创造双桅杆风帆车。32022/11/272.蒸汽汽车1712年，英国人托马斯.纽科门创造蒸汽机。1769年法国人古诺创造第一辆蒸汽汽车。1774年英国创造家瓦特研制出具有真正意义的动力机械——蒸汽机。42022/11/27三、诞生和完善期

1.汽车的诞生1801年法国化学家勒本提出以煤气为燃料的内燃机工作循环原理；1838年英国人巴尼特研制勒原始的两冲程煤气机；1860年，法国技师列诺尔制成第一辆实用的常压煤气发动机，并申请专利，开始批量生产，使内燃机商品化。1862年法国人罗彻斯发表四冲程发动机循环理论，并取得专利；52022/11/272.汽车的开展完善20世纪初，销量最大的还是蒸汽汽车，电动汽车也比内燃汽车开展充分。在欧洲的城市公共交通中，电车占着优势。德国人创造汽车，但在汽车开展初期，奉献最多的是法国人。1889年法国人标致研制成功齿轮变速器；1891年法国人首次采用前置发动机后驱动，开发出摩擦式离合器；1895年开发出充气式橡胶轮胎；1898年雷诺车采用变速箱、万向节传动轴和齿轮主减速器。62022/11/273.汽车的大量生产美国人奥兹〔olds〕于1897年创立奥兹汽车公司，1901年生产和销售425辆奥兹莫比尔〔oldsmobile〕牌轿车，1905年达6500辆，开始了汽车大量生产的新纪元。1908年被并入通用汽车公司。1913年福特创造勒科学设计的汽车流水生产线。福特T型轿车从1908年到1927年共生产1500万辆，一直到20世纪60年代才被德国群众公司的甲壳虫所打破。72022/11/27汽车工业的形成1.19世纪末20世纪初欧洲、美国相继出现一批汽车制造公司1891年法国标志汽车公司〔标志创立〕；1898年法国雷诺汽车公司〔雷诺三兄弟〕；1899年意大利菲亚特汽车公司；1897年德国欧宝汽车公司；1906年英国劳斯-莱斯汽车公司；1919年法国雪铁龙汽车公司。82022/11/27电控系统的根本组成根本组成任何一种电子控制系统，其主要组成都可分为信号输入装置、电子控制单元〔ECU〕和执行元件三局部。电控系统的根本组成与类型信号输入装置（传感器）电子控制单元（ECU）执行元件92022/11/27信号输入装置——各种传感器，采集控制系统的信号，并转换成电信号输送给ECU；

电子控制单元——ECU，给各传感器提供参考电压，接受传感器信号，进行存储、计算和分析处理后执行器发出指令；

执行元件——由ECU控制，执行某项控制功能的装置。

102022/11/27类型：开环控制系统的控制方式比较简单，ECU只根据传感器信号对执行元件进行控制，而控制的结果是否到达预期目标对其控制过程没有影响。开环控制——ECU根据传感器的信号对执行器进行控制，但不去检测控制结果；

闭环控制——也叫反响控制，在开环的根底上，它对控制结果进行检测，并反响给ECU。112022/11/27给传感器提供电压，接受传感器和其他装置的输入信号，并转换成数字信号；确定计算输出指令所需的程序，并根据输入信号和相关程序计算输出指令数值；将输入信号和输出指令信号与标准值进行比较，确定并存储故障信息。向执行元件输出指令，或根据指令输出自身已储存的信息；自我修正功能〔学习功能〕。三、电子控制单元〔ECU〕的根本功能122022/11/27喷油器、点火器、怠速控制阀、巡航控制电磁阀、节气门控制电动机、EGR阀、进气控制阀、二次空气喷射阀、活性炭罐排泄电磁阀、油泵继电器、风扇继电器、空调压缩继电器、自诊断显示与报警装置、仪表显示器等。四汽车的执行元件的类型

132022/11/27车辆：先进的车辆系统，包括导航系统、报警系统、平安气囊、视觉增强、自动巡航和自动避撞系统等。

交通参与者：驾驶员及行人辅助系统。

道路：先进的交通系统及道路管理系统，包括导航系统、电子收费系统、交通管理系统、交通支援系统。

142022/11/27ＥＴＣ系统152022/11/27自动避撞系统利用装于车辆上的传感器及计算机控制器，实时准确判断发生碰撞的可能，随时提醒驾驶人员注意，并在必要时采取紧急措施以防止或减轻碰撞危险，提高行车平安和交通效率.在跟车距离小于平安距离或前有转弯等紧急情况时，避撞系统会向驾驶员发出警报，提醒注意并采取减速或制动措施，可有效的预防碰撞事故的发生，对降低交通事故发生率和确保道路行车平安有着非常重要的意义。现代汽车电子技术概论

——ABS技术抱死的概念汽车在制动过程中，车轮在路面上的运动是一个边滚变滑的过程。车轮未抱死时：车轮是纯滚动状态。车轮抱死时：车轮在路面上的运动处于纯滑动状态。!抱死的危险当汽车制动前轮抱死时，汽车会失去转向能力。后轮抱死时会造成汽车急转甩尾。ABS〔Anti-LockBrakeSystem)汽车防抱死制动系统ABS是制动过程中防止车轮被制动抱死，提高制动减速度、缩短制动距离，能有效地提高汽车的方向稳定性和转向操纵能力，保证汽车的行驶平安。一、ABS的作用车轮滑动率汽车在制动时，车速与轮速之间产生速度差，车轮发生滑动现象。滑动率的定义为：车轮滑动率对汽车制动性能影响当车速＝轮速时：λ＝0车轮纯滚动当轮速＝0时：λ＝100％车轮被抱死，纯滑动当20<λ<100％时车轮既滚动又滑动车轮滑动率对汽车制动性能影响试验证明：车轮在制动过程中，车轮滑动率为20％左右，制动效果最好，确保汽车平安。2.ABS结构ABS工作原理轮速传感器ECU制动压力调节器ABS工作过程常规制动：ABS不介入制动压力调节，制动过程完全由制动系统控制。制动压力保持：在制动过程中，如果判定一车轮趋于抱死，ABS中的ECU发出指令，控制制动压力保持一定不再增加，而其它车轮未趋于抱死的车轮的制动力继续增加。制动压力减小：当车轮的制动压力保持一定时，ECU判定该车轮仍趋于抱死，ABS中ECU发出指令控制制动力迅速减小。制动压力增大：随着车轮的制动压力减小，该车轮会逐渐加速并完全消除抱死趋势时，ABS中ECU发出指令控制制动力迅速增大，同时车轮开始减速。制动压力调节器回流泵：将制动分泵中排出的制动液泵回到制动总泵。制动压力调节器储压器：为在减压过程中大量回流的制动液提供暂时的储存所。制动压力调节器阻尼器：阻尼器及其下游的节流装置能减少返回到制动总泵中的液压脉冲幅值，使噪声减少。汽车ABS的使用要始终将脚踩住制动踏板不放松，这样才能保证足够和连续的制动力，使ABS有效地发挥作用。不可采用多踩几脚制动踏板的方法来增加制动力，否那么会使ABS电脑得不到正确制动信号，导致制动效果不良。在驾驶有ABS的车时，反复踩制动踏板会使ABS的工作时断时续，导致制动效能降低和制动距离增加。实际上，ABS本身会以更高速率自动增减制动力，并提供有效方向控制能力。汽车ABS的使用不要在制动过程中被ABS的正常液压工作噪声和制动踏板振颤吓住。这种声音和振颤都是正常的，且可让驾驶者由此而感知ABS在工作。注意：ABS制动时，制动分泵的高速收放动作会使高压的制动液被频繁挤压，产生较大的声音，制动踏板也会有抖动和顶脚现象。驾驶时不要被这种现象困扰，在紧急情况下使用ABS制动要毫不犹豫，用力直接把刹车踩到底，不能放松。现代汽车电子技术概论

——倒车辅助系统倒车雷达的组成一、超声波传感器

对车后部的障碍物信息进行捕捉，并发送给智能控制盒进行处理。体积非常小，一般安装在车尾。控制器

报警装置发射波

发射器

障碍物

接收器

倒车雷达的原理反射波

倒车雷达一般采用超声波测距原理，在控制器的控制下，由传感器发射超声波信号，当遇到障碍物时，产生回波信号，传感器接收到回波信号后经控制器进行数据处理、从而计算出车体与障碍物之间的距离，判断出障碍物的位置，由显示器显示距离并发出其他警示信号，驾驶者得到及时警示，使停车和倒车更容易、更平安。倒车雷达的原理超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即停止计时。超声波在空气中的传播速度为340m/s，根据计时器记录的时间t，就可以计算出发射点距障碍物的距离(s)，即：s=340t/2

超声测距原理倒车雷达超声波传感器使得驾驶员可以平安地倒车，其原理是利用探测倒车路径上或附近存在的任何障碍物，并及时发出警告。肾脏的B超图像

B超换能器外形图B型超声波诊断仪激光〔laser〕，在台湾又称镭射。它是人类在20世纪继原子能、计算机、半导体之后的又一重大创造，被称为“最快的刀〞、“最准的尺〞、“最亮的光〞和“奇异的激光〞。

激光的用途极其广泛，有用于舞台装饰的激光灯，课堂演示用的激光投影仪和指示用的激光笔，袪除眼袋和矫正近视的激光手术刀，生活或工作中使用频繁的激光唱片、激光打印和激光照排，用于北京奥运的新型激光投影电视等。激光测距传感器激光技术有着非常广泛的应用，如激光精密机械加工、激光通信、激光音响、激光影视、激光武器和激光检测等。激光检测具有测量精度高、范围大，检测时间短及非接触式测量等优点，主要用来测量长度、位移、速度、振动等参数。

激光测距是激光测量中一个很重要的方面。如飞机测量其前方目标的距离，激光潜艇定位等。激光测距特点 测量距离远，可达几公里甚至更远。 测量精度高〔相对精度〕 测量速度快激光测距方法脉冲测距法 相位差测距法1〕脉冲测距法原理：激光器向被测目标发出单个短脉冲激光信号，返回发射端接收。被测距离：c---光速

(3×108m/s)t---往返飞行时间激光器被测目标时间间隔t可利用精密时间间隔测量仪测量。目前，国产时间间隔测量仪的单次分辨率达±20ps。2〕相位差测距法特点：测量精度高、测量范围大。原理：激光器向被测目标发出连续激光脉冲，返回发射端接收。被测距离：c---光速f0---脉冲频率Φ---相位差激光器被测目标应用：相机自动调焦、建筑测绘、军用目标激光测距原理的产品现代汽车电子技术概论

——平安气囊系统(SRS)平安气囊系统以车速50公里/时进行正面撞车时，其发生时间只有十分之一秒左右。为了在这样短暂的时间中防止对乘员的伤害，必须设置平安装备，目前主要有平安带、防撞式车身和平安气囊系统(SupplementalInflatableRestraintSystem，简称SRS)等。平安气囊系统根本组成碰撞传感器、电控单元ECU，SRS指示灯和气囊组件〔气囊、气体发生器、点火器〕。平安气囊系统工作根本原理当汽车发生正面碰撞事故时，平安气囊控制系统检测到冲击力(减速度)超过设定值时，平安气囊电脑立即接通充气元件中的电爆管电路，点燃电爆管内的点火介质，火焰引燃点火药粉和气体发生剂，产生大量气体，在0.03秒钟的时间内即将气囊充气，使气囊急剧膨胀，冲破方向盘上装饰盖板鼓向驾驶员和乘员，使驾驶员和乘员的头部和胸部压在充满气体的气囊上，缓冲对驾驶员和乘员的冲击，随后又将气囊中的气体放出。充气原理平安气囊的充气原理汽车的平安气囊内有叠氮酸钠〔NaN3〕或硝酸铵〔NH4NO3〕等物质。当汽车在高速行驶中受到猛烈撞击时，这些物质会迅速发生分解反响，产生大量气体，充满气囊。[叠氮化钠分解产生氮气和固态钠；化学方程式：NaN3+NH4NO3------->N2+Na+N2O+H2O(g)注：这只是最根本的化学反响原理方程式，实际的反响是非常复杂的。平安气囊不平安的一面平安气囊同样也有它不平安的一面。据计算，假设汽车以60km的时速行驶，突然的撞击会令车辆在0.2秒之内停下，而气囊那么会以大约300km/h的速度弹出，而由此所产生的撞击力约有180公斤，这对于头部、颈部等人体较脆弱的部位就很难承。因此，如果平安气囊弹出的角度、力度稍有过失，就有可能酿出一场“悲剧〞。平安气囊系统组成驾驶员处的平安气囊是存放在方向盘衬垫内，方向盘上标有“SRS〞或“Airbag〞字样，此车装有平安气囊。平安气囊系统主要由碰撞传感器、电控单元ECU、SRS指示灯和气囊组件四局部组成。碰撞传感器碰撞传感器由壳体、偏心转子、偏心重块、固定触点、旋转触点等局部组成。在传感器外还固定有一个电阻R，电阻R的功用是对系统进行自检时，检测平安气囊电脑与前气囊碰撞传感器之间的联接导线是否断路或短路。滚球式碰撞传感器滚轴式碰撞传感器

水银开关式碰撞传感器

3、平安气囊技术的新开展

随着车辆的不断增加，如何更好的保护人类生命平安已成为新一代平安系统的研究课题，人们对汽车被动平安装置特别是新型智能化平安气囊的开发对新技术提出了更高的要求。今后，在设法增加乘员的保护部位(例如下肢和颈部等)。智能保护系统智能保护系统是世界各气囊厂家和汽车生产厂家所致力研究的新型乘员保护系统。它将平安带、气囊、乘员感知系统、碰撞预测系统等集成在一起，能在各种情况下对乘员起到最正确保护作用。其中，乘员感知系统包括乘员存在探测和乘员位置传感两方面。乘员存在探测系统〔OSS〕乘员存在探测可运用座椅承重传感器、电感变化原理、超声波测距、电容变化等原理来实现。目前使用的气囊ECU属于开环系统。如果使用乘员位置感应系统，就有可能根据乘员的位置变化而进行反响控制。驾驶员侧气囊的充气过程大约是30ms。一般而言，轿车乘员与转向盘之间的距离为12in(英吋)所以，乘员头部前移5in，这一时刻的前30ms为最正确点火时刻。2022/11/2761.车身稳定控制系统〔ESP〕10现代汽车电子技术概论2022/11/2762一、ESP电子车身稳定系统名称：ESP=DSC=VSC电子车身稳定系统

识别：

事故诱因：躲避前方突然出现的障碍物；在急转弯车道上高速行驶；在附着力不同的路面行驶。

ESPVSC2022/11/2763二、平安意义2022/11/2764四、工作过程在车辆刚刚偏离正常行驶轨道，驾驶员还没有觉察到时，对车辆进行力矩控制，点亮指示灯对相应的车轮进行必要的制动，就能防止车辆进一步失去控制。2022/11/2765ESP工作原理ESP在对危急驾驶情况作出反响前，必须获得两个问题的应答：从方向盘角度传感器〔1〕和轮速传感器〔2〕得到a问题答案。a、驾驶者想操纵车驶向哪里？b、车辆实际驶向哪里？从横摆率传感器〔3〕和侧向加速度传感器〔4〕得到b问题答案。ESP控制单元进行比较a≠b车辆出现危急行驶状况，需要ESP进行控制调整。a=b车辆行驶情况正常Ⅰ、当车辆出现缺乏转向，通过对内弧线后部车轮施加相应的制动，并对发动机和变速箱管理系统施加控制，ESP可以阻止车辆向外驶出弯道。Ⅱ、当车辆出现过度转向，通过对外弧线前部车轮施加相应的制动，并对发动机和变速箱管理系统施加控制，ESP可以阻止车辆向内滑移。2022/11/2766ESP首先通过方向盘转角传感器及各车轮转速传感器识别驾驶员转弯方向〔驾驶员意愿〕aESP通过横摆角速度传感器〔英文原称为yawratesensor〕,识别车辆绕垂直于地面轴线方向的旋转角度及侧向加速度传感器识别车辆实际运动方向b假设a〉b,ESP判定为出现缺乏转向，将制动内侧后轮，使车辆进一步沿驾驶员转弯方向偏转，从而稳定车辆。〔图I〕假设a〈b,ESP判定为出现过度转向，ESP将制动外侧前轮，防止出现甩尾，并减弱过度转向趋势，稳定车辆。〔图II〕ESP是如何工作的2022/11/2767三、ESP系统组成电脑车辆稳定状态轮速传感器转向传感器横向加速度传感器旋转传感器ESP开关发动机与变速器电脑液压总成电磁阀电动泵动力与档位压力传感器自诊指示灯制动2022/11/2768横摆角速度传感器G202安装位置：转向柱下方偏右侧，与侧向加速度传感器一体。任务：G202感知作用在车辆上的扭矩，识别车辆围绕垂直于地面轴线方向的旋转运动。失效影响：没有此信号，控制单元不能识别车辆是否发生转向，ESP功能失效。2022/11/2769这意味着，车辆的角加速度使得测量叉与车辆同步运动，而共振叉滞后于车辆的运动。结果，双叉发生扭曲。摇摆的结果是改变了叉上的电荷分配，传感器感知此信号并将其传递给控制单元。横摆角速度传感器G2022022/11/2770此开关安装在仪表板上。按此开关可关闭ESP/TCS功能，并由仪表上的警告灯指示出来。再次按压此开关可重新激活TCS/ESP功能如果司机忘记重新激活TCS/ESP，再次启动发动机后系统可被重新激活。TCS/ESP开关E256以下情况下，有必要关闭ESP-在积雪路面或松软路面上，让车轮自由转动，前后移动车辆。-安装了防滑链的车辆-在测功机上检测车辆ESP正在介入时，系统将无法被关闭。E256失效，ESP将不起作用2022/11/2771制动压力传感器G201安装位置：在主缸上为最大限度的保证平安，有些系统采用了2个传感器〔双重保障，实际1个就够用，本车采用1个〕功能：提供控制预压力2022/11/2772结构原理：两传感器都是电容型传感器.为便于说明，我们用简化的电容来说明如何感知制动压力。电容大小C由两极间间隙决定〔其它因素不变〕，它可吸收一定量电荷。其中一个电极被固定，另一个可在压力作用下移动。制动压力传感器G2012022/11/2773带有ESP功能伺服器不同于传统的制动助力器。在紧急情况下〔急踩制动踏板〕，可实现快速升压.助力器在无制动踏板触动时,靠控制单元内的液压泵建立预压力。制动伺服器2022/11/2774单轮液压回路以其中一个制动回路上的车轮制动过程为例，说明液压单元是如何工作的。根本部件有：控制阀N225,a；动态控制高压阀N227,b；进油阀c；出油阀d；制动缸e,回流泵f；主动伺服器g；低压蓄能器h；增压阶段：助力器建立预压力使回流泵吸入制动液。N225关闭，N227翻开，进油阀保持开启，直到车轮被制动到所需要的制动强度。2022/11/2775单轮液压回路保压阶段：所有阀关闭。减压阶段：出油阀翻开，N225视压力大小翻开或关闭，N227和进油阀关闭。制动液经N225和主缸回到储液罐。——智能轮胎监测系统〔TPMS〕现代汽车电子技术概论二、如何正确使用轮胎1、确保标准气压

气压过高或者过低都会缩短轮胎的寿命，甚至引发爆胎。在气温低的季节，特别是严寒天气，车辆过夜或长时间停放后重新行驶时，为了提高轮胎温度，最好在起步后头几公里以低速驾驶为宜。图左是夏季轮胎，图右是冬季轮胎区别在于他们所用的材料和胎面花纹不一样，因而产生热量的效果也不相同。二、如何正确使用轮胎胎压引起的磨损:如果轮胎充气气压不正确，会使轮胎出现不规那么磨损，从而加快轮胎的正常磨损。轮胎气压经常性的缺乏会导致轮胎胎面两边胎肩过度磨损，如以下图所示:充气量小或负荷重时，轮胎与地面的接触面大，使轮胎的两边与地面接触变形发生早期磨损。

〔四〕轮胎不正常磨损原因轮胎气压经常性过高会导致轮胎胎面中央局部过度磨损，如以下图所示:影响轮胎的减振性能，还会使轮胎变形量过大，与地面的接触面积减小，正常磨损只能由胎面中央局部承担，形成早期磨损〔四〕轮胎不正常磨损原因2.

定位引起的磨损：车轮定位不好会引起轮胎的异常磨损，特别是前轮。

如果前轮的正前束或负前束太大，会使轮胎产生"羽毛状"的异常磨损，胎面显的极为粗糙不平，如以下图所示:

〔四〕轮胎不正常磨损原因五、轮胎的维护与换位〔一〕定期检测轮胎气压，确保标准气压。

〔二〕经常查看轮胎上有无损伤。如扎伤，划伤，鼓包等，假设有损伤应及时处理。

〔三〕定期做平衡和四轮定位〔一般行驶两万公里左右〕防止轮胎异常磨损或抖动等。

〔四〕定期做四轮换位，建议每行驶一万公里左右，应前后循环交叉换位，可保证轮胎的均匀磨损，提高轮胎的使用寿命1.汽车轮胎的维护

2.轮胎换位：目的：使全车轮胎合理分配负荷和均匀磨损，防止偏重与偏磨现象。轮胎换位的根本方法有循环换位法和交叉换位法两种:一次更换轮胎的位置，不能使所有轮胎从轮胎的一侧换到另一侧的换位方法，叫循环换位法。仅一次更换轮胎的位置，便可实现所有轮胎从汽车的一侧完全换到另一侧的换位法，叫交叉换位法。五、轮胎的维护与换位五、轮胎的维护与换位轮胎气压监测系统〔TPMS〕是一项提高汽车主动平安性的新技术。它运用了最新的汽车电子技术、传感器技术、无线发射和接收技术等。高频模块汽车电源ECU及显示器零线信号线KL30KL15KL30零线常通点火轮胎气压监测系统在汽车行驶过程中，只有时刻保持轮胎在标准压力下使用，才能尽可能的防止爆胎事故发生。TPMS能实时监测所有轮胎的气压，对气压过低、气压过高、以及快速漏气等异常状态及时发出报警，提示驾驶员及时处理有效排除了爆胎事故的隐患；并能降低整车的油耗，延长轮胎的寿命，对于提高汽车平安性及经济性具有较大奉献。功能介绍直接式：〔目前流行〕在每个轮胎内安装电子式气压传感器，通过无线发射接收实现气压监测。优点：反响快、准确、直观。间接式：〔已经淘汰〕利用ABS系统的轮速传感器，通过理论计算判断轮速差，进而判断某个轮胎缺气。缺点：静止时不能监测、动态反响时间长达20分钟、四轮同时缺气不能报警、不能显示轮胎气压值、误报率高〔高速〕。胎压监测方式线束总成安装支架显示器模块高频接收模块轮胎电子模块各个模块安装组件工作原理

发射模块通过加速度传感器来识别汽车的行使状态。在汽车行驶时，发射模块开始工作，定期的测量轮胎内的气压和温度，并将采集到的数据处理编码后，通过射频技术发送出去。接收器收到数据信息后，经过译码识别，将相关的信息通过显示器以条形标记动态的显示出来，如果某个轮胎发出的数据信息不在正常范围内，接收器会立刻发出声、光、数字报警，并在显示器上显示出相应轮胎的编号和压力、温度值,同时存储这些故障信息。胎压监测电路板模块--GPS和北斗导航系统全球卫星定位系统GPS现代汽车电子技术概论车辆定位与导航的历史简介一、各国车辆定位与导航的研究历史中国:指南车和计里鼓车〔2600年前〕：相当于现今的磁罗盘和差分里程计；指南针：最早出现的导航设备之一；90年代～现在，ITS开展战略研究。GIS、GPS在交通信息管理控制系统中的应用。二、定位技术简介在车辆定位与导航系统中，定位是实现导航功能的前提和根底，目前移动目标定位技术主要有：航迹推算技术地面无线电定位技术地图匹配技术卫星定位技术GPS系统的组成空间局部：提供星历和时间信息发射伪距和载波信号提供其它辅助信息地面控制局部：中心控制系统实现时间同步跟踪卫星进行定轨用户局部：接收并测卫星信号记录处理数据提供导航定位信息空间局部24颗卫星〔21+3〕6个轨道平面55º轨道倾角20210km轨道高度〔地面高度〕12小时〔恒星时〕轨道周期5个多小时出现在地平线以上〔每颗星〕地面控制局部一个主控站：科罗拉多•斯必灵司三个注入站：阿松森〔Ascencion) 迭哥•伽西亚(DiegoGarcia) 卡瓦加兰(kwajalein)五个监测站=1个主控站+3个注入站+夏威夷〔Hawaii)55HawaiiAscencionDiegoGarciakwajaleinColoradospringsSPS和PPSGPS系统针对不同用户提供两种不同类型的效劳。一种是标准定位效劳(SPS–StandardPositioningService)，另一种是精密定位效劳(PPS–PrecisionPositioningService)。SPS主要面向全世界的民用用户。PPS主要面向美国及其盟国的军事部门以及民用的特许用户。北斗卫星导航系统简介

北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星定位与通信系统〔BDS〕，是继美全球定位系统〔GPS〕、俄〔GLONASS〕和欧盟〔GALILEO〕之后第四个成熟的卫星导航系统。系统由空间端、地面端和用户端组成，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时效劳，并具短报文通信能力。

中国正在建设的北斗卫星导航系统空间段由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成，提供两种效劳方式，即开放效劳和授权效劳〔北斗二代〕。在军事国防的应用单兵作战及人员搜救战机、舰只、车辆导航武器制导联合制导攻击武器〔JDAM-JOINTDIRECTATTACKMUNITION〕交通运输中应用民用航空水上运输陆路交通运输铁路运输物流农业与渔业监控化肥、除草剂和杀虫剂的施放〔精细农业〕正常产量监控，用于维护农业环境船舶导航、定位，鱼资源监视确认渔船在指定水域作业，以防止侵入他国水域农业用地管理登记

个人位置效劳

当你进入不熟悉的地方时，你可以使用装有北斗卫星导航接收芯片的或车载卫星导航装置找到你要走的路线。

气象应用

北斗导航卫星气象应用的开展，可以促进我国天气分析和数值天气预报、气候变化监测和预测，也可以提高空间天气预警业务水平，提升我国气象防灾减灾的能力。

民用功能卫星空间系统组成GPS系统组成卫星组成：24颗〔21+3〕距地表距离：20200km北斗系统组成卫星组成：35颗〔35+5〕卫星地面监控系统GPS地面监控局部1个主控站〔科罗拉多·斯平士〕5个监测站3个注入站北斗由主控站、上行注入站和监测站组成106现代汽车电子技术概论--视觉导航系统107视觉系统的实际应用机器视觉技术的城市交通预警系统近几年来，随着经济的开展，我国各大城市内部的交通根底设施建设也得到了快速开展，但是，尽管城市道路越建越宽，立交桥越建越多，交通信号越来越复杂，道路的拥挤程度和交通事故的发生率却没有得到明显的缓解，交通运输业特别是城市交通承受着越来越大的压力。108目前，随着城市交通现代化、智能化的进程日益加快，国内相关领域的研究也成为新的热点。关于智能交通系统〔IntelligentTransportationSystem；简称为ITS〕的研究得到了欧洲、美国、日本、加拿大等等很多兴旺国家的广泛重视，他们纷纷投入巨资应用于智能交通系统的研究，并进行了大量的模拟实验，很多子系统已经能够初步到达人们所希望的智能化程度。越来越多的事实已经证明，先进的ITS将有效地利用现有交通设施，减少交通负荷和环境污染、保证交通平安、提高运输效率、促进社会经济开展、提高人民生活质量，并能够推动社会信息化及新产业的形成。基于机器视觉技术的城市交通预警系统，是先进交通管理系统的子系统，是通过根据交通状况的变化及早预警，配合交通管理的智能监控系统。109机器人视觉的核心部件CCD

机器人视觉【robotvision】使机器人具有视觉感知功能的系统。机器人视觉可以通过视觉传感器CCD获取环境的二维图像，并通过视觉处理器进行分析和解释，进而转换为符号，让机器人能够辨识物体，并确定其位置。1101．CCD图像传感器的分类CCD图像传感器从结构上可以分为两类：一类是用于获取线图像的，称为线阵CCD；另一类是用于获取面图像的，称为面阵CCD。〔1〕线阵CCD图像传感器对于线阵CCD，它可以直接接收一维光信息，而不能直接将二维图像转换为一维的电信号输出，为了得到整个二维图像的输出，就必须用行扫描的方法来实现。视觉传感器〔CCD〕111〔2〕面阵CCD图像传感器面阵CCD图像传感器的感光单元呈二维矩阵排列，能检测二维平面图像。由于传输与读出方式不同，面阵图像传感器有许多类型，常见的传输方式有行传输、帧传输和行间传输三种。2．CCD图像传感器的特性参数CCD图像器件的性能参数包括灵敏度、分辨率、信噪比、光谱响应、动态范围和暗电流等，CCD器件性能的优劣可由上述参数来衡量。视觉传感器〔CCD〕112计算机视觉视觉是人类观察世界、认识世界的重要功能手段，为人类提供了多达70%以上的外部信息，视觉也被认为是机器人最主要的感知能力。视觉传感器为机器人提供了十分丰富的外界信息，并且在不需要传感器的运动及物体无任何接触的情况下，就可以到达对环境和目标的识别，这是其他传感器难以做到的，因此，机器人视觉技术是机器人智能化水平的一个重要表达。人们研究计算机视觉旨在使计算机具有通过二维图像认知三维环境信息的能力,这就是立体视觉技术。这种能力将不仅使机器能感知三维环境中物体的几何信息，包括它的形状、位置、姿态和运动等，并且能对它们进行描述、存储、识别与理解。113场景中一点，分别在左右图像中产生像点，这一对像点称为共轭点。所以，只要能在左右图像中找到相应于场景中某一点的共轭点，应用上页中的公式就可以计算出该空间点的三维坐标值。立体视觉技术一直都是视觉技术中研究的前沿与焦点问题。根据视觉传感器的个数立体视觉技术可以分为：双目立体视觉和多目立体视觉。立体视觉获取的实质是对视觉图像信息的理解，在这个过程中可以应用许多性能优良的智能算法，如模糊逻辑、人工神经网络和遗传算法等。立体视觉的原理114双目立体视觉导航移动式机器人本系统设计的视觉导航移动式机器人如左图所示，采用双目立体视觉，通过在实验车前安装双摄像机，如右图所示，以模拟人类双目视觉系统，从而实现移动机器人的自主导航、避障功能。

115图像理解所谓图像理解就是指通过对图像数据的处理和分析以获得对图像所反映的场景某些性质的认识。比方场景中有哪些物体，这些物体的形状和位置如何等等。图像理解是与特定的工作任务紧密联系在一起的。一般图像理解算法都有各自适用的条件和环境。对于室外移动机器人而言，道路环境理解和障碍物检测是其自主导航研究中的核心问题之一。机器人对图像理解的要求是不仅能够从背景区域中提取出目标物体，而且还要将目标物体与真实世界中的实际物体对应起来。116道路检测实验结果(a)左摄像机采集图(b)右摄像机采集图(c)左摄像机标线检测结果(d)右摄像机标线检测结果117障碍物检测受应用前景的吸引，障碍物检测在许多研究著作中都受到了广泛关注。大多数现有障碍物检测算法都使用主动范围传感器〔如激光扫描器、雷达等〕和视觉传感器。主动范围传感器的缺点是一般都比较慢〔有时1s只能取2帧环境信息〕，所以在机器人导航中的障碍物检测手段以视觉传感器最为普遍。通过图像匹配来计算物体的景深度信息。这种方法因获取信息丰富、可获得较准确的物体三维信息而得到广泛应用，但需要克服算法计算量偏大的缺点。118立体视觉的全局匹配有了视差空间图像的概念，立体视觉的全局匹配问题就可以转化为沿图像的扫描线由左向右寻找一个最短路径问题，而动态规划那么是解决最短路径的一种很好的方法。图(a)、(b)为摄像机获取的左、右图像，(c)即为就是利用动态规划方法实现双目匹配，图(c)中，中间白色点画线为提取的道路标识线，标线左侧的蓝色方块为检测到的障碍物，红色点画线为延拓的道路信息。(a)左图(b)右图(c)检测结果119自主车辆的视觉导航。左图是具有代表性的美国卡内基·梅隆大学机器人中心研制的Navlab系列机器人。在横穿美国的试验中，实现了90％以上道路的自主行驶。右图为美国索杰纳火星探测车，通过火星车前部安装的两台黑白照相机，第一次传回了火星外表全息图。120机器人视觉系统的其它应用计算机视觉系统除了在视觉导航方面的应用以外，在现代自动化生产过程中还被广泛地用于工况监视、成品检验和质量控制等领域。在一些不适合人工作业的危险工作环境或人工视觉难以满足要求的场合，常用计算机视觉来替代人工视觉；同时在大批量工业生产过程中，用人工视觉检查产品质量效率低且精度不高，用计算机视觉检测方法可以大大提高生产效率和生产的自动化程度。现代汽车电子技术概论--智能汽车与车联网国内外的开展状况(1)德国慕尼黑国防军大学所进行的VaMors和VaMP智能汽车研究。该研究是由奔驰汽车公司和德国慕尼黑国防军大学联合进行的经过几年的努力后，其联合开发的第二辆命名为VaMP的自主车，自主驾驶速度更是到达厂创纪录的160km/h以上，在高速公路上能够平安地进行车道跟踪、自动超车等驾驶动作)。国防科技大学自动化研究所无人驾驶技术课题组长期以来都在进行自主驾驶技术的研究，2001年9月，与中国第一汽车集团公司合作，开始进行高水平的汽车自主驾驶技术的研究—红旗CA7460自主驾驶汽车。2003年七月，该工程实现了巨大的突破，其多项指标均到达或超过了当今世界汽车自主驾驶的先进水平。该项技术被国内50多家汽车媒体联合评为2003年度“最正确汽车技术〞。国内当前汽车智能化技术的研究热点车道偏离报警系统并道碰撞防止系统防撞系统/辅助驾驶系统车联网技术新开展汽车防撞警示系统汽车防撞预警系统是在汽车行驶过程中，对汽车的前后以及左右方向的危险物进行检测，在汽车与危险物具有发生碰撞危险的情况下进行声光报警，提示驾驶员危险物的方向以及危险程度，以便让驾驶员采取相应