智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)概論 課件 譚武明 項目4、5 智能網(wǎng)聯(lián)汽車導航定位技術(shù)；智能網(wǎng)聯(lián)汽車底盤線控技術(shù)

《智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)概論》單元一GPS/北斗導航系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與應用

單元二

慣性測量單元（IMU）結(jié)構(gòu)原理與應用

項目四智能網(wǎng)聯(lián)汽車導航定位技術(shù)單元一GPS/北斗導航系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與應用學習目標1.了解GPS/北斗導航系統(tǒng)的基本概念2.了解GPS/北斗導航系統(tǒng)的工作原理單元一GPS/北斗導航系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與應用一、全球定位系統(tǒng)和北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的定義全球定位系統(tǒng)GPS是美國于1958年研制，1964年投入使用的一種系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用GPS定位衛(wèi)星，在全球范圍內(nèi)實時進行定位及導航。單元一GPS/北斗導航系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與應用北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)BDS是中國自行研制的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)，也是繼GPS、GLONASS之后的第三個成熟的衛(wèi)星導航系統(tǒng)。單元一GPS/北斗導航系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與應用二、全球定位系統(tǒng)和北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)技術(shù)特點1.全球定位系統(tǒng)技術(shù)特點（1）全球范圍內(nèi)連續(xù)覆蓋（2）實現(xiàn)實時定位（3）定位精度高（4）靜態(tài)定位觀測效率高（5）應用廣泛單元一GPS/北斗導航系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與應用2.北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)技術(shù)特點（1）使用三頻信號（2）有源定位及無源定位相結(jié)合（3）短報文通信服務（4）關(guān)聯(lián)緊密，境內(nèi)監(jiān)控（5）覆蓋范圍廣單元一GPS/北斗導航系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與應用三、全球定位系統(tǒng)和北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的工作原理1.全球定位系統(tǒng)的工作原理GPS實施的是“到達時間差”（時延）的概念，利用每一顆GPS衛(wèi)星的精確位置和連續(xù)發(fā)送的星上原子鐘生成的導航信息獲得從衛(wèi)星至接收機的到達時間差。GPS衛(wèi)星在空中連續(xù)發(fā)送帶有時間和位置信息的無線電信號，供GPS接收機接收。單元一GPS/北斗導航系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與應用2.北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的工作原理首先由中心控制系統(tǒng)向衛(wèi)星I和衛(wèi)星II同時發(fā)送詢問信號，經(jīng)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器向服務區(qū)內(nèi)的用戶廣播。用戶響應其中一顆衛(wèi)星的詢問信號，并同時向兩顆衛(wèi)星發(fā)送響應信號，經(jīng)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)回中心控制系統(tǒng)。中心控制系統(tǒng)接收并解調(diào)用戶發(fā)來的信號，然后根據(jù)用戶的申請服務內(nèi)容進行相應的數(shù)據(jù)處理。單元一GPS/北斗導航系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與應用四、GPS/DR組合定位技術(shù)介紹車輛航位推算DR方法是一種常用的自主式車輛定位技術(shù)。相對于GPS，它不用發(fā)射接收信號，不受電磁波影響，只要車輛能達到的地方都能定位。但由于這種定位方法的誤差隨時間推移而發(fā)散，所以只能在短時間內(nèi)獲得較高的精度，不宜長時間單獨使用。單元二慣性測量單元（IMU）結(jié)構(gòu)原理與應用學習目標1.了解慣性測量單元的基本概念2.掌握慣性測量單元工作原理單元二慣性測量單元（IMU）結(jié)構(gòu)原理與應用一、慣性測量單元的定義慣性測量單元IMU是測量物體三軸姿態(tài)角或角速率，以及加速度的裝置。單元二慣性測量單元（IMU）結(jié)構(gòu)原理與應用二、慣性測量單元技術(shù)特點1.慣性測量單元優(yōu)點（1）只用內(nèi)部傳感器就可以得到測量數(shù)據(jù)，而不需要任何外界幫助。（2）慣性測量單元的測量輸出能與計算機的采樣計算同步。（3）高采樣率和運算速度可實現(xiàn)很短的時延，更新頻率高，工作頻率可達100Hz以上。（4）短時間內(nèi)的推算精度高，不會有太大的誤差。單元二慣性測量單元（IMU）結(jié)構(gòu)原理與應用2.慣性測量單元缺點（1）具有足夠精度的慣性傳感器很昂貴。（2）慣性測量單元的系統(tǒng)初始化時間較長。（3）即使慣性測量單元的初始化估計精度很高，當由包含漂移或偏差誤差和噪聲的慣性測量數(shù)據(jù)，積分求解導航狀態(tài)時，仍會有誤差積累。單元二慣性測量單元（IMU）結(jié)構(gòu)原理與應用三、慣性測量單元工作原理慣性測量單元屬于捷聯(lián)式慣導，該系統(tǒng)有三個加速度傳感器與三個角速度傳感器（陀螺）組成，加速度計用來感受汽車相對于地垂線的加速度分量，角速度傳感器用來感受汽車的角度信息，該部件通過A/D轉(zhuǎn)換器采集IMU各傳感器的模擬變量，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息后經(jīng)過CPU計算，最后輸出汽車的俯仰角度、傾斜角度與側(cè)滑角度，存儲器主要存儲了IMU各傳感器的線性曲線圖與IMU各傳感器的件號與序號，慣性測量單元在剛開機時，CPU讀取內(nèi)存的線性曲線參數(shù)為后續(xù)角度計算提供初始信息。單元二慣性測量單元（IMU）結(jié)構(gòu)原理與應用四、GPS/IMU組合定位技術(shù)介紹單元二慣性測量單元（IMU）結(jié)構(gòu)原理與應用五、實訓操作實訓項目名稱：組合慣導傳感器安裝調(diào)試1.安裝組合慣導傳感器2.繪制組合慣導傳感器安裝電路圖3.完成組合慣導傳感器調(diào)試4.分析組合慣導傳感器調(diào)試結(jié)果《智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)概論》單元一線控油門系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理單元二線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理項目五智能網(wǎng)聯(lián)汽車底盤線控技術(shù)單元三線控制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理單元一線控節(jié)氣門系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理學習目標1.了解線控油門系統(tǒng)的基本概念2.了解線控油門系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理單元一線控節(jié)氣門系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理一、底盤線控技術(shù)的定義線控技術(shù)即用線（電信號）的形式來取代機械、液壓或氣動等形式的連接，從而不需要依賴駕駛員施加的力或者扭矩輸入的一種控制系統(tǒng)。單元一線控節(jié)氣門系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理二、線控油門的定義及原理線控油門TBW，即使用電信號的形式來控制油門的一種電子控制技術(shù)。單元一線控節(jié)氣門系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理三、線控油門的優(yōu)勢1.舒適性、經(jīng)濟性好。2.穩(wěn)定性高且不易熄火。單元一線控節(jié)氣門系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理四、線控油門的應用線控油門當前應用技術(shù)主要為單踏板駕駛模式，目前該技術(shù)主要應用于純電動汽車中。單元二線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理學習目標1.了解線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基本概念2.了解線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理單元二線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理一、線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的定義線控轉(zhuǎn)向SBW，即使用電信號的形式來控制轉(zhuǎn)向的一種電子控制技術(shù)。單元二線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理二、電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)EPS主要由ECU、轉(zhuǎn)向扭矩傳感器、助力電動機和減速機構(gòu)等組成。單元二線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理三、線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的區(qū)別1.省略了轉(zhuǎn)向系功能模塊間的機械連接，降低了車輛的噪聲和震動。2.節(jié)省空間，省下的空間可以用來布置傳感器、計算單元或其它信息娛樂系統(tǒng)。3.消除了碰撞事故中轉(zhuǎn)向柱后移引起傷害駕駛員的安全隱患。4.轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)向力矩可以獨立設計，實現(xiàn)不同主觀駕駛感受的轉(zhuǎn)向感，提高駕駛性能。單元二線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理四、線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的應用單元三線控制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理學習目標1.了解線控制動系統(tǒng)基本概念2.了解線控制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理單元三線控制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理一、線控制動系統(tǒng)的定義線控制動BBW，即使用電信號的形式來控制制動的一種電子控制技術(shù)。單元三線控制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理二、電子液壓制動系統(tǒng)液壓式線控制動EHB是以傳統(tǒng)的液壓制動系統(tǒng)為基礎，用電子器件代了一部分機械部件的功能。用制動液作為動力傳遞媒介，控制單元及執(zhí)行機構(gòu)布置的比較集中，有液壓備份系統(tǒng)，也可以稱之為集中式、濕式制動系統(tǒng)。單元三線控制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理三、電子機械制動系統(tǒng)電子機械制動系統(tǒng)EMB是一種無需制動液和液壓部件的制動系統(tǒng)，其制動力矩完全是通過安裝在車輪上的由電機驅(qū)動的執(zhí)行機構(gòu)產(chǎn)生。單元三線控制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理四、電子機械制動系統(tǒng)的優(yōu)勢1.執(zhí)行機構(gòu)和制動踏板間無機械或液壓連接，縮短了制動器的作用時間，有效減小了制動距離，大大提高了系統(tǒng)的響應速度。2.無需制動助力器，節(jié)省了空間，增強了布