第十二章信息及通信系統(tǒng)(1)

1、 汽車車身電子技術(shù)汽車車身電子技術(shù)主編：李春明主編：李春明主講：趙建勇主講：趙建勇北京理工大學(xué)北京理工大學(xué)出版社出版社高等職業(yè)教育高等職業(yè)教育“十二五十二五”規(guī)劃教規(guī)劃教材材汽車類汽車類先做人先做人 后做事后做事趙建勇趙建勇 第一節(jié)汽車導(dǎo)航系統(tǒng) 第二節(jié)汽車網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 第三節(jié)車載電話第十二章 信息與通信系統(tǒng)趙建勇趙建勇 一一、汽車導(dǎo)航系統(tǒng)的功能 1.導(dǎo)航功能 使用者在車載GPS導(dǎo)航定位系統(tǒng)上任意標(biāo)注兩點(diǎn)后，導(dǎo)航系統(tǒng)便會(huì)自動(dòng)根據(jù)當(dāng)前的位置，為車主設(shè)計(jì)最佳路線。有些系統(tǒng)還有修改功能，假如用戶因?yàn)椴恍⌒腻e(cuò)過路口，沒有走車載GPS導(dǎo)航系統(tǒng)推薦的最佳線路，車輛位置偏離最佳線路軌跡200 in以上時(shí)，車載GP

2、S導(dǎo)航系統(tǒng)會(huì)根據(jù)車輛所處的新位置，重新為用戶設(shè)計(jì)一條回到主航線路線，或?yàn)橛脩粼O(shè)計(jì)一條從新位置到終點(diǎn)的最佳線路。第一節(jié) 汽車導(dǎo)航系統(tǒng)趙建勇趙建勇 2.電子地圖 車載GPS導(dǎo)航定位系統(tǒng)都配備了電子地圖，一般覆蓋全國(guó)各大省會(huì)城市。功能強(qiáng)大的地圖系統(tǒng)還包含了中小城市，城市數(shù)目達(dá)到近400個(gè)，可以隨時(shí)查看目的城市的交通、建筑等情況。趙建勇趙建勇第一節(jié) 汽車導(dǎo)航系統(tǒng) 3.轉(zhuǎn)向語(yǔ)音提示功能 如果前方遇到路口需轉(zhuǎn)彎，系統(tǒng)具有轉(zhuǎn)向語(yǔ)音提示功能，這樣可以避免車主走彎路。此外，可以查閱街道及其周圍建筑物，甚至可能具有一些城市交通中的單行線、禁左、禁右等路況信息供查閱。趙建勇趙建勇第一節(jié) 汽車導(dǎo)航系統(tǒng) 4.定位功能

3、GPS通過接收衛(wèi)星信號(hào)，準(zhǔn)確地定出車輛所在的位置。如果裝置內(nèi)帶地圖的話，就可以在地圖上相應(yīng)的位置用一個(gè)記號(hào)標(biāo)記出來(lái)。同時(shí)，GPS還可以顯示方向，顯示海拔高度等信息。趙建勇趙建勇第一節(jié) 汽車導(dǎo)航系統(tǒng) 5.測(cè)速功能 通過GPS對(duì)衛(wèi)星信號(hào)的接收計(jì)算，可以測(cè)算出車輛行駛的具體速度。趙建勇趙建勇第一節(jié) 汽車導(dǎo)航系統(tǒng) 6.顯示航跡 如果去一個(gè)陌生的地方，GPS帶有航跡記錄功能，可以記錄下用戶車輛行駛經(jīng)過的路線，誤差小于10 m，甚至能顯示2個(gè)車道的區(qū)別。回來(lái)時(shí)，用戶可以啟動(dòng)它的返程功能，可以順著來(lái)時(shí)的路線返回。趙建勇趙建勇第一節(jié) 汽車導(dǎo)航系統(tǒng) 7.信息檢索功能 根據(jù)情況使用不同的檢索功能快速將待查地點(diǎn)顯示

4、在畫面上。 8.娛樂功能 可以接收電視節(jié)目、播放娛樂光盤等。趙建勇趙建勇第一節(jié) 汽車導(dǎo)航系統(tǒng)二、汽車衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原理 汽車衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的定位原理如圖12一1所示。內(nèi)置的GPS天線接收到來(lái)自環(huán)繞地球的24顆GPS衛(wèi)星中至少3顆所傳遞的數(shù)據(jù)信息，由此測(cè)定汽車當(dāng)前所處的位置。車載導(dǎo)航儀內(nèi)部裝有儲(chǔ)存大量電子地圖信息的CD-ROM，通過GPS衛(wèi)星信號(hào)確定的位置坐標(biāo)與此相匹配，便可確定汽車在電子地圖中的準(zhǔn)確位置。 汽車衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)主要由一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)、方位檢測(cè)設(shè)備、電子道路數(shù)據(jù)及顯示器組成，如圖12 -2所示。趙建勇趙建勇第一節(jié) 汽車導(dǎo)航系統(tǒng)圖12一1衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的定位原理趙建勇趙建勇第一節(jié) 汽

5、車導(dǎo)航系統(tǒng)圖12一2汽車導(dǎo)航系統(tǒng)的組成和布置趙建勇趙建勇第一節(jié) 汽車導(dǎo)航系統(tǒng) 1. GPS接收 一臺(tái)GPS接收機(jī)被安裝在車上，接收高達(dá)11顆的衛(wèi)星信號(hào)。這些信號(hào)用來(lái)精確確定車輛的位置，但它可能遭受偶然的干擾，如壞天氣影響、隧道和建筑物遮擋、超寬帶無(wú)線電通信干擾等，為此通常采用航位推算導(dǎo)航(如慣性傳感器)或輔助定位技術(shù)作為GPS信號(hào)丟失時(shí)的補(bǔ)償，以使導(dǎo)航系統(tǒng)功能連續(xù)。趙建勇趙建勇第一節(jié) 汽車導(dǎo)航系統(tǒng) 2.車載傳感器 車載傳感器通常包括測(cè)量轉(zhuǎn)彎速率的陀螺儀、輸出電子速度脈沖的測(cè)速計(jì)以及測(cè)量方向的羅盤。這些數(shù)據(jù)被用來(lái)進(jìn)行航位推算，以便確定車輛相對(duì)道路的運(yùn)動(dòng)。趙建勇趙建勇第一節(jié) 汽車導(dǎo)航系統(tǒng) (1)地

6、磁傳感器 地磁傳感器感應(yīng)元件是在高導(dǎo)磁性材料制成的磁環(huán)上繞勵(lì)磁繞組，繞組在x和Y兩個(gè)正交方向上，每個(gè)方向各繞兩個(gè)檢測(cè)線圈(共4個(gè))。無(wú)地磁場(chǎng)作用時(shí)，檢測(cè)線圈不產(chǎn)生電位差，有地磁場(chǎng)作用則產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。地磁方向與檢測(cè)線圈方向夾角不同，檢測(cè)線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)也不同，這樣就可以確定汽車的行駛方向。圖12一3所示為地磁傳感器導(dǎo)向原理和導(dǎo)向系統(tǒng)電路簡(jiǎn)圖。趙建勇趙建勇第一節(jié) 汽車導(dǎo)航系統(tǒng)圖12 -3地磁傳感器導(dǎo)向原理和導(dǎo)向系統(tǒng)電路簡(jiǎn)圖趙建勇趙建勇第一節(jié) 汽車導(dǎo)航系統(tǒng) (2)陀螺儀。陀螺儀根據(jù)其測(cè)定元件的不同分為慣性陀螺和噴氣陀螺。 慣性陀螺。高速旋轉(zhuǎn)體不受外力作用時(shí)，其軸線方向固定。陀螺由軸承懸浮成球形支撐在汽

7、車車身上。 氣流陀螺儀。氣流陀螺儀是利用氣泵噴嘴噴出穩(wěn)定的氮?dú)饬鲗?duì)兩根熱線的冷卻作用的差異來(lái)測(cè)量汽車行駛方向的改變。其結(jié)構(gòu)原理如圖12一4所示。 光纖維陀螺。圖12一5所示為光纖維陀螺的檢測(cè)原理圖。趙建勇趙建勇第一節(jié) 汽車導(dǎo)航系統(tǒng)圖12一4氣流陀螺儀結(jié)構(gòu)原理趙建勇趙建勇第一節(jié) 汽車導(dǎo)航系統(tǒng)圖12一5光纖維陀螺檢測(cè)原理趙建勇趙建勇第一節(jié) 汽車導(dǎo)航系統(tǒng) 3.導(dǎo)航地圖數(shù)據(jù)庫(kù) 通過GPS和車載傳感器所采集到的數(shù)據(jù)，利用地圖匹配進(jìn)行處理，與存儲(chǔ)在數(shù)字地圖(GIS數(shù)據(jù)庫(kù)中的地形數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。最后，對(duì)來(lái)自這些信息源中的所有信息都要進(jìn)行運(yùn)算，以便實(shí)現(xiàn)定位。采用這些技術(shù)的組合可使系統(tǒng)定位精度達(dá)到米級(jí)。趙建勇趙建勇第一節(jié) 汽車導(dǎo)航系統(tǒng) 地圖的微調(diào)導(dǎo)航法是對(duì)由于位置確定、導(dǎo)航傳感器和地圖與實(shí)際道路之間重合存在的積累誤差的及時(shí)補(bǔ)償。它根據(jù)導(dǎo)航到達(dá)的軌跡與顯示器上道