论文格式字体:标准论文格式字体的第一页:论文题目(黑体、居中、三号字)(空一行)作者(宋体、小三)(空一行)[摘要](四号黑体)空一格打印内容(四号宋体,200-300字)……(空一行)[关键词](四号黑体)关键词内容(小四号宋体、每两个关键词之间空两格)标准论文字体格式的第二页:目录(居中、四号黑体)(空一行)(空一行)引言(小四号宋体)……页码(小四号宋体)一、标题(小四号宋体)……页码(小四号宋体)1.(小标题)(小四号宋体)……页码(小四号宋体)(1)(下级标题)(小四号宋体)……页码(小四号宋体)二、(标题)(小四号宋体)……页码(小四号宋体)1.(小标题)(小四号宋体)……页码(小四号宋体)(1)(下级标题)(小四号宋体)……页码(小四号宋体)参考文献(小四号宋体)……页码(小四号宋体)附录(小四号宋体)……页码(小四号宋体)致谢语(小四号宋体)……页码(小四号宋体)英文题目、摘要、关键词(小四号宋体)……页码(小四号宋体)第三页开始:毕业论文正文引言(居中、四号黑体)(空一行)(空一行)引言内容用小四号宋体打印(空一行)(空一行)一、(标题)(居中、四号黑体)(空一行)(空一行)1、(小标题)(四号宋体)(空一行)(1)(下级小标题)(小四号黑体)(正文内容用小四号宋体、下同)(空一行)(空一行)1、(小标题)(四号宋体)(空一行)(1)(下级小标题)(小四号黑体)···(空一行)(空一行)结论(内容用小四号宋体)(空一行)(空一行)附录(居中、四号黑体)附录内容(内容用小四号宋体)(空一行)(空一行)参考文献(居中、四号黑体)参考文献(内容用五号宋体)(空一行)(空一行)致谢(居中、四号黑体)(空一行)(空一行)致谢语(内容用小四号宋体)(空一行)(空一行)最后一页(英文题目)(居中、小四号Arial体)(空一行)(空一行)摘要(小四号Arial体)(内容用五号Arial体)关键词(小四号Arial体)(内容用五号Arial体、每个单词间空二格)备注:1、英文译文打印格式:标题用四号黑体、内容用小四号宋体.(本回答来源于学术堂)
无人驾驶汽车的正面影响是可以节约人工负面影响,是可能安全性能有隐患
学术堂整理了一份汽车系毕业论文范文,供大家进行参考:范文题目《浅谈混合动力汽车的检测与维修》摘要:目前已研制成功并投入使用的混合动力电动汽车主要是内燃机与蓄电池混合的混合动力电动汽车,它被称为油电混合动力汽车。首先,随着汽车电控化程度的提高,特别是未来混合动力汽车、纯电动汽车以及燃料电池汽车的发展,汽车的主要故障将出现在电路方面,面对复杂、纷乱的汽车电路时,只有具备了过硬的理论知识后才有可能将它们理清楚、弄明白,才有可能进一步的形成正确的诊断思路,找到正确的维修方法。我们知道不同的混合动力系统其结构和工作原理各不相同,这就使得不同的混合动力汽车其检测与维修的方法也会有很大的差异。关键词:混合动力汽车,检测,维修混合动力电动汽车的英文是“Hybrid Electric Vehicle”,简称“HEV”。根据国际机电委员会下属的电力机动车技术委员会的建议,混合动力电动汽车是指有两种或两种以上的储能器、能源或转换器作驱动能源,至少有一种能提供电能的车辆称为混合动力电动汽车。目前已研制成功并投入使用的混合动力电动汽车主要是内燃机与蓄电池混合的混合动力电动汽车,它被称为油电混合动力汽车。本论文所述的混合动力汽车也只局限于这类油电混合动力汽车。所谓油电混合动力电动汽车(以下简称混合动力汽车),是指采用传统的内燃机和电动机(电池) 做为动力源,通过使用热能和电力两套系统驱动汽车。混合动力汽车采用的内燃机既可是汽油机也可以是柴油机,而使用的电动系统包括高效强化的电动机、发电机和蓄电池。两套系统的联合使用使得内燃机、电动机都可在高效区经济内运行,输出功率相对稳定。燃油提供了车辆运行所需的大部分能量来源,而辅助动力单元即动力电池通过电机使车辆具有更好的动力性和经济性。一、混合动力汽车的检测与维修概述汽车维修工作主要分为保养、机械维修、电器及电控系统维修、钣金和喷漆这几个部分。对于混合动力汽车来说,它与传统的内燃机汽车的主要差别在于增加了一套电驱动系统,这套系统的增加使得原本就复杂的电控系统变得更加复杂,电器及电控系统的维修难度之大不言而喻。由于增加了一套电驱动系统并对原有内燃机汽车的结构作了相应的改造,这决定了混合动力汽车必将产生出新的特有的故障类型,原本适用于传统内燃机汽车的一些维修经验、诊断思路和检测方法在混合动力汽车上可能将不再适用,所以,作为一名维修人员如果墨守成规、依赖经验,不注重理论知识的学习和诊断思维的培养,将很快被淘汰。那么我们应该如何来面对接下来的挑战呢?首先,随着汽车电控化程度的提高,特别是未来混合动力汽车、纯电动汽车以及燃料电池汽车的发展,汽车的主要故障将出现在电路方面,面对复杂、纷乱的汽车电路时,只有具备了过硬的理论知识后才有可能将它们理清楚、弄明白,才有可能进一步的形成正确的诊断思路,找到正确的维修方法。其次,多观察、多比较。在掌握相关理论知识的基础上要回到实践当中来,多观察、多比较。仔细观察汽车的结构,认真的比较它与传统的内燃机汽车的异同点,将理论与实践紧密的连接起来。再次,勤总结。混合动力汽车必然会出现不同于现有传统内燃机汽车的特有的故障类型,应该在维修实践中将其详细的记录下来并认真的分析和总结,日积月累便能形成一套适合于混合动力汽车的行之有效的维修方法。二、混合动力汽车的检测与维修我们知道不同的混合动力系统其结构和工作原理各不相同,这就使得不同的混合动力汽车其检测与维修的方法也会有很大的差异。本文以丰田普锐斯混合动力汽车为例简单的介绍一下与混合动力汽车的检测与维修相关的问题。1、普锐斯混合动力汽车检测与维修注意事项普锐斯采用的是高压电路,动力电池组的额定电压为201.6V,发电机和电动机发出(或使用)的电压为500V。在普锐斯的电路系统中,高压电路的线束和连接器都为橙色,而且蓄电池等高压零件都贴有“高压”的警示标志,注意!不要触碰这些配线。论文格式。在检修过程中一定要严格按照正确的操作步骤操作。在检修过程中(如安装或拆卸零部件、对车辆进行检查等)必须注意以下几点:(1)对高压系统进行操作时首先应将车辆电源开关关闭;(2)穿好绝缘手套(戴绝缘手套前一定要先检查手套,不能有破损,哪怕针眼大的也不行,不能有裂纹,不能有老化的迹象,也不能是湿的);(3)将辅助蓄电池的负极电缆断开(在此之前应先查看故障码,有必要的化将故障码保存或记录下来,因为与传统内燃机汽车一样,断开蓄电池负极电缆故障码将被清除);(4)拆下检修塞,并将检修塞放在衣袋里妥善保管,这样可以避免其他人员误将检修塞装回原处,造成意外;(5)拆下检修塞后不要操作电源开关,否则可能损坏混合动力ECU;(6)拆下检修塞后至少将车辆放置5分钟后再进行其他操作,因为至少需要5分钟的时间对变频器内的高压电容器进行放电;(7)在进行高压系统的作业时,应在醒目的地方摆放警告标志,以提醒他人注意安全;(8)不要随身携带任何金属物体或其他导电体,以免不小心掉落引起线路短路;(9)拆下任何高压配线后应立刻用绝缘交代将其包好,保证其完全绝缘;(10)一定要按规定扭矩将高压螺钉端子拧紧。扭矩过大或过小都有可能导致故障;(11)完成对高压系统的操作后,在重新安装检修赛前,应再次确认在工作平台周围没有遗留任何零件或工具,并确认高压端子已拧紧,连接器已插好。论文格式。2、普锐斯的基本检修程序(1)车辆进入车间。(2)分析各户所述的故障。(3)将智能诊断仪II连接到车辆的诊断插座上。(4)读取故障码和定格数据,并将其记录下来。如果出现与CAN通信系统有关的故障码则应首先检查并修复CAN通信。(5)清除故障码。(6)故障症状确认。若故障未出现则进行故障症状模拟;若故障出现则查看故障码及相关数据流以获取相关信息。(7)进行基本检查,查阅相关资料。(8)根据故障现象、故障码、相关数据流并结合其他的检测手段进行故障诊断,找出故障原因。(9)排除故障。(10)确认故障排除。3、普锐斯混合动力汽车混合动力控制系统的检测与维修(1)对混合动力汽车控制系统进行操作前必须弄清楚混合动力汽车控制系统的组成和工作原理并结合电路图和相关的维修资料严格按规范的操作步骤进行。(2)普锐斯混合动力系统的相关检查①检查变频器查看故障码;清除故障码;戴上绝缘手套;关闭电源开关;拆下检修塞;拆下变频器盖,断开端子A和B。将电源开关拨到IG位置,此时会产生互锁开关系统的故障码;在线束侧用电压表测电压,同时用欧姆表测电阻。②检查转换器(戴上绝缘手套操作)若混合动力系统警告灯、主警告灯和充电警告灯同时点亮,则检查故障码并进行相应的故障排除。③检查速度传感器用欧姆表测量端子间的电阻,其值应符合标准值,否则更换变速驱动桥总成。④检查温度传感器用欧姆表测量端子间的电阻,应符合标准值,否则更换变速驱动桥总成。⑤检查加速踏板位置信号将电源开关拨到IG位置;用电压表测量混合动力车辆控制ECU连接器B中相应端子的电压,应符合标准值,否则更换加速踏板连杆总成。4、普锐斯混合动力汽车电池系统的检测与维修普锐斯混合动力汽车电池系统主要由以下几部分组成:动力电池组、12V辅助电池、电池ECU、冷却系统、电流传感器、检修塞系统主继电器等组成。动力电池组:普锐斯采用的是镍-氢动力电池组,它具有高功率密度和常使用寿命的特点。该电池组由28个电池模块串联而成,每个模块由6个1V或2V的单节电池串联而成。所以整个电池组共168个单节电池,可以得到201.6V的高电压。论文格式。电池ECU:电池ECU的功能是用来检测电池组的充电状态(SOC)、温度、电压、电流以及是否漏电,并将这些信息发送到HV ECU(混合动力ECU)。电池ECU还负责控制冷却风扇的工作,确保电池组处于正常的温度范围内。电池组冷却系统:电池组冷却系统由冷却风扇,一个进气温度传感器和3个位于电池内的温度传感器以及通风管路组成。3个温度传感器和一个进气温度传感器随时检测蓄电池及进气口的进气温度,若温度升高到一定值,电池ECU将启动冷却风扇,直到温度下降到规定值,从而使电池组的温度始终保持在正常的范围内。检修塞:检修塞位于电池组第19模块和第20模块中间,在检查或维修前拆下检修塞便可以切断电池组中部的高压电路,可以保证维修期间的人员安全。系统主继电器(SMR):系统主继电器的作用是按照HV ECU的指令连接和断开到高压电路的动力。系统主继电器共由3个继电器组成,两个位于正极分别为SMR1、SMR2,一个位于负极SMR3。电路接通时,SMR1和SMR3工作,而后SMR2工作而SMR1关闭。辅助蓄电池:普锐斯采用的是12V的免维护电池,它与传统的汽车用蓄电池类似,负极也是通过车身接地的。该电池对高压很敏感,对其充电时应将它从车上拆下,用丰田专用的充电机充电,普通充电器没有专用的电压控制功能,有可能毁坏电池。参考文献[1] 陈清泉,孙逢春 编译. 混合电动车辆基础[M]. 北京:北京理工大学出版社,2001.[2] 张金柱. 混合动力汽车结构、原理与维修[M]. 北京:化学工业出版社,2008.[3] 耿新. 混合动力技术的原理和应用[J]. 汽车维修与保养,2008.[4] Jon Munson. 用于混合动力/电动汽车的可靠锂离子电池监视系统[J]. CompoTechChina,2008(10)[5] 陈宗璋,吴振军. 电动汽车动力源类型[J]. 大众英雄,2008,(3)
文章题目不超过20个字,不用不常见的英文缩写(三号、黑体、加粗,居中)摘 要(黑体、小四、加粗,左对齐):中文摘要要求200字左右。中文摘要用第三人称编写,简短精炼,明确具体。摘要格式要规范,不能出现本文、论文等类似字样,不能出现数学公式、插图、表格、参考文献序号等。摘要中应用黑体明确列述该文的创新点(新理论,新观点,新技术,新工艺等等),以便于创新性知识的发现,提取和评价,。英文摘要同中文一致,创新点用斜体标出。(宋体、小四)关键词(黑体、小四、加粗,左对齐):词1;词2;词3(宋体,小四,要求3-8个,用分号隔开)Title(三号、Times New Roman体、加粗、居中)Abstract(小四、Times New Roman体、加粗):Abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract.abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract. abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract abstract. abstract abstract (小四、Times New Roman体)Key words(小四、Times New Roman体、加粗):word1; word2; word3(小四、Times New Roman体,一律小写,英文缩写除外)(以上单独成1-2页)目 录(三号、黑体、加粗、居中、字间空两字符)1 一级标题(绪论、前言或引言)(小四、黑体、加粗、左对齐)……….………………11.1 二级标题1(小四、宋体、首行缩进2字符)…………………………………….11.1.1三级标题1(小四、宋体、首行缩进2字符)……………….…………………..11.2 二级标题2…………………………………..…………………………….252 一级标题(实验)……………………………….………………………………302.1二级标题1 …………………………………..…………………………….302.1.1三级标题1………………………………….……………………………..403 一级标题(结论、结束语)……………………………………………………..100参考文献(不加标题编号)…………………………………………………………102附录(不加标题编号)…………………………………………………………………104附录1………………………………………………………………………………110附录2………………………………………………………………………………115附录3 …………………………………………………………………………….120致谢(不加标题编号) ………………………………………………………………130(以上单独成页)1 一级标题(四号、黑体、加粗、左对齐)(三级标题,不得出现四级)1.1 二级标题式样(小四、黑体、加粗、左对齐)1.1.1 三级标题式样(小四、宋体、加粗、左对齐)正文内容。(小四,宋体,1.5倍行距,字符不缩放,字符间距为“标准”;参考文献标识符号[1],方括号加数字,小四,Times New Roman,上标表示;所有数字和英文全部为Times New Roman字;除目录可适当调整行距外,其他部分全部为1.5倍行距。页面上下边距为2.54cm,左右边距为3.17cm;中英文题目、摘要和关键词页面用罗马数字注页码,其他部分用阿拉伯数字注页码,页码为页脚标识,六号、宋体、居中。)表(一律用三线表)表1.1 表的名称(表序分两级,小四、宋体、加粗、居中)表内文字:小四号、宋体、上下左右居中注(五号、宋体、加黑):内容(五号、宋体),有多条注释,用“①、②……”分列。2 一级标题(四号、黑体、加粗、左对齐)2.1 二级标题式样(小四、黑体、加粗、左对齐)2.1.1 三级标题式样(小四、宋体、加粗、左对齐)正文内容。(小四,宋体,1.5倍行距,字符不缩放,字符间距为“标准”;参考文献标识符号[1],方括号加数字,小四,Times New Roman,上标表示;所有数字和英文全部为Times New Roman字;除目录可适当调整行距外,其他部分全部为1.5倍行距。页面上下边距为2.54cm,左右边距为3.17cm;中英文题目、摘要和关键词页面用阿拉伯数字注页码,其他部分用罗马数字注页码,页码为页脚标识,六号、宋体、居中。)图(图序一级,依次标识,小四号、宋体、加黑、居中)图1 图片名称3 一级标题(四号、黑体、加粗、左对齐)3.1 二级标题式样(小四、黑体、加粗、左对齐)3.1.1 三级标题式样(小四、宋体、加粗、左对齐)正文内容。(小四,宋体,1.5倍行距,字符不缩放,字符间距为“标准”;参考文献标识符号[1],方括号加数字,小四,Times New Roman,上标表示;所有数字和英文全部为Times New Roman字;除目录可适当调整行距外,其他部分全部为1.5倍行距。页面上下边距为2.54cm,左右边距为3.17cm;中英文题目、摘要和关键词页面用罗马数字注页码,其他部分用阿拉伯数字注页码,页码为页脚标识,六号、宋体、居中。)公式(公式格式:公式居中,公式编号右对齐,英文字母和数字为Times New Roman体,小四号字)≤Q≤ 1-1(以上单独成页)[参考文献](五号、黑体、加粗、居中):1) 期刊文献的著录格式[序号] 主要责任者.文献题名[文献类型标识].刊名,年,卷(期):起止页码. (五号、宋体、下同)2)普通图书(专著)的著录格式[序号] 主要责任者.书名[文献类型标识]. 其他责任者(选择项).版本(第1版不标注).出版地:出版者,出版年:页码(选择项).3)析出文献的著录格式[序号] 主要责任者.析出文献题名[文献类型标识] // 编者.原文献名.出版地:出版者,出版年:析出文献起止页码.4)学位论文的著录格式[序号] 作者.题名:[文献类型标识].保存地:保存者,年份.5)报纸文章的著录格式[序号] 主要责任者.文献题名[文献类型标识].报纸名,出版日期(版次).6)电子文献的著录格式[序号] 主要责任者.电子文献题名[电子文献及载体类型标识].电子文献的出处或可获得地址,发表或更新日期/引用日期(任选).7)专利文献的著录格式[序号] 专利申请者.专利题名[文献类型标识].专利国别,专利号,出版日期.8)技术标准(规范)的著录格式[序号] 起草责任者.标准代号 标准顺序号—发布年 标准名称[文献类型标识].出版地:出版者,出版年(也可略去起草责任者、出版地、出版者和出版年).9)各种未定义类型文献的著录格式[序号] 主要责任者.文献题名[Z].出版地:出版者,出版年.10)外文文献的引用格式各类外文文献的文后参考文献格式与中文格式相同,其中题名的首字母及各个实词的首字母应大写,为了减少外文刊名引用不规范所造成的引文统计及链接误差,用(SXXXX-XXXX)格式在刊名后加ISSN号例如[1] KANAMORI H. Shaking without Quaking [J]. Science (S0036-8075), 1998, 279: 2063.附: 参考文献类型及标识代码文献类型 标识代码 文献类型 标识代码 文献载体类型 标识代码普通图书 M 报告 R 磁带 MT会议录 C 标准 S 磁盘 DK汇编(论文集) G 专利 P 光盘 CD报纸 N 数据库 DB 联机网络 OL期刊 J 计算机程序 CP学位论文 D 电子公告 EB(以上单独成页)附 录附录1:附录2:附录3:(以上单独成页)致 谢感谢院系领导感谢指导老师感谢父母(以上单独成页)
当前,无人驾驶技术已成为汽车领城的发展趋势,障碍物探测是无人驾驶技术中的亚要环节。激光留达作为一种主到探测方法,具有测量速度快,精度高等优点,在障碍检测方面优势明显。本文以无人驾驶车障得探测为应用背最,针对扫描式多线徽光雷达成本较高、测距精度较低的不足,开展了激光香达测距技术研究,综合考应车载环境以及实际应用需求,设计了一种扫描式测距激光省达系统。论文主要工作如下:(1)对比分析了脉冲式和相位.式激光测距原理,根据无人驾驶车障碍探测的实时性要求,选择脉冲式测距方案,综合考忠影响脉冲式测量精度的关键因素,设计了一种改进型的时刻鉴别以及时间间隔测量方法,优化系统采测性能。(2)针对半导体激光器和光电探测器的具体特性,设计了发射端和接收端光学系统,在 zEMAx 软件中进行光线追迹仿真,验证了其对发射光束的准直压缩和对回波光束的有效聚焦,从而可以提高系统探测范围和精度。(3)设计并搭建了窄脉冲激光发射和信号接收电路系统,系统以 FPGA 器件和C8051F206 单片机作为主控制器,可实现重复频常为 1kHz,脉宽为 60ns 的窄脉冲激光发射:为提高接收系统的信噪比,选用高灵敏度的 APD 作为光电探测器,结合信号调理电路,从而实现微弱回波信号的有效提取:设计高精度时间差测量模块和机械旋转模块,验证扫描式激光雷达系统的测距性能。(4)为了验证测距激光雷达在无人驾驶车障碍探测中的性能,在 Visual Studio 2010平台下开发了基于 MFC 的数据重构界面,根据测量得到的距商数据实现障碍物信息重构。搭建实验平台,对近处目标物进行测量,测试并验证系统样机的探测性能,最终结果表明,所设计的脉冲式激光雷达系统基本满足预期的探测要求,并具有一定的实际应用价值。
无人驾驶汽车的正面影响是可以节约人工负面影响,是可能安全性能有隐患
1、研究背景:随着科技的发展,时代的进步,无人驾驶汽车逐渐兴起,然而对无人驾驶汽车周围的环境进行探测便成为了一项十分重要的问题。2、意义:通过检测目标物体的空间方位和距离,提供目标的激光反射强度信息,提供被检测目标的详细形状描述,在光照条件好的环境下表现优秀,而且在黑夜和雨天等极端情况下也有较好表现。
无人驾驶汽车的正负面影响:Driverless vehicles can greatly reduce the occurrence of traffic accidents, thus reducing the probability of traffic congestion caused by accidents. Secondly, smart cars can monitor real-time road conditions through satellite navigation, so as to plan the best route, rather than the phenomenon of vehicles getting together now.
Driverless technology greatly depends on satellite navigation technology. Once the signal is disturbed or even interrupted, driverless is impossible to talk about. Imagine that Google driverless car can't receive the information from Google map on the way, wouldn't it lead to great disaster.
翻译:
无人驾驶汽车可以大幅减少交通事故的发生,从而降低了因为事故而导致的交通拥堵出现的概率。其次,智能汽车可以通过卫星导航监控实时的路况,从而规划出最优的路线,而不是像现如今出现车辆扎堆的现象。
无人驾驶技术极大的依赖于卫星导航技术,一旦信号受到干扰甚至中断,无人驾驶就无从谈起,试想谷歌无人驾驶汽车在行进途中无法接受到来自谷歌地图的讯息,岂不是会酿成大祸。
1、无人驾驶汽车快速发展
目前,全球的无人驾驶汽车行业发展态势较好,但还量产投入使用的地区较少。无人驾驶技术与5G通讯技术、新能源汽车的相关技术共同发展。国际领先机构嫌疑完成无人驾驶汽车的研发,进入试运行、调试阶段。国内大多数研发无人驾驶汽车的企业现在都处于试验阶段,即行业发展正处于起步阶段。
随着无人驾驶技术的不断成熟,以及政府政策的出台调整,预计无人驾驶汽车将优先运用于工业发展,再到商用领域,最后逐步发展至民用。预计在2035年前后,全球无人驾驶汽车将逐渐取代传统汽车,进入销量的爆发阶段。
2、无人驾驶技术进展较快
现阶段无人驾驶汽车的人工智能主要细分技术包括,计算机视觉与深度学习。同时以传感器以及高速芯片、GPU等为主的硬件发展也是无人驾驶领域研发的重要板块。无人驾驶是智能化的终极体现,集中运用了计算机、现代传感,信息融合、通信、人工智能及自动控制等及技术,是典型的高新技术综合体。随着无人驾驶技术的不断提高,无人驾驶汽车行业市场规模将会快速增长。
3、无人驾驶汽车客户意愿度仍待提高
目前消费者对无人驾驶汽车的购买与否大多持观望态度,主要因素在于无人驾驶汽车的技术成熟情况,能否真的突破驾驶安全问题成为消费者关注的核心问题。因此从车辆上市到消费者大量购买还会经过一段观望期。无人驾驶汽车需要提高消费者认知并建立消费者信心,才能促成消费者购买。
4、中国无人驾驶汽车行业市场规模迅速扩增
根据Statista数据显示,2015年到2019年我国无人驾驶汽车行业市场规模扩张迅速,2019年我国无人驾驶汽车市场规模达到98.4亿元,2020年受疫情影响市场规模将有所下滑,前瞻估计为95.4亿元。在Research And Markets的预测下,2021年全球无人驾驶汽车的市场规模将达273亿美元,2026年全球无人驾驶汽车市场规模将达到594亿美元,年复合增长率为16.84%。
虽然目前无人驾驶汽车产业化仍存在各种问题,但无人驾驶汽车实质上是建立在汽车主动安全技术、智能化技术逐步升级的基础上的,只要市场对这些技术有持续的需求,就能推动汽车向完全无人化演进。未来,人类交通系统或将发生翻天覆地的变化,无人驾驶技术现阶段的发展重点还是辅助驾驶,以提高人工驾驶的安全性,要真正实现完全无人驾驶商业化运行还需要人工智能技术的突破。
综上所述,无人驾驶汽车行业尚有较多的技术壁垒需要突破,但总体行业规模增速较快,前景广阔。
—— 以上数据参考前瞻产业研究院《中国无人驾驶汽车行业发展前景预测与投资战略规划分析报告》
按照美国汽车工程学会(SAE)对自动驾驶汽车的定义,自动驾驶技术可分为1到5级。第1级L1是以人为主,提供一项以上的驾驶支援功能,第2级L2为部分自动辅助驾驶,可以实现自动转向、自动加减速等,但驾驶者仍要随时监控周边的环境;第3级L3为有条件自动化驾驶,从这一阶段开始转向以车辆为主,驾驶员只提供适当操作;第4级(L4)为高度自动化驾驶,在限定的条件下可由无人驾驶系统完成,第5级L5为完全自动驾驶即是无人驾驶。
发达国家从20世纪70年代开始进行无人驾驶汽车研究,目前在可行性和实用性方面,美国和德国走在前列。美国是世界上研究无人驾驶车辆最早、水平最高的国家之一。早在20世纪80年代,美国就提出自主地面车辆(ALV)计划,这是一辆8轮车,能在校园的环境中自主驾驶,但车速不高。美国其它一些著名大学,如卡耐基梅隆大学、麻省理工学院等都先后于20世纪80年代开始研究无人驾驶车辆。然而,由于技术上的局限和预期目标过于复杂,到20世纪80年代末90年代初,各国都将研究重点逐步转移到问题相对简单的高速公路上的民用车辆的辅助驾驶项目上。1995年,一辆由美国卡耐基梅隆大学研制的无人驾驶汽车Navlab.V,完成了横穿美国东西部的无人驾驶试验。在全长5000km的美国州际高速公路上,整个实验96%以上的路程是车辆自主驾驶的,车速达50~60km/h。尽管这次实验中的Navlab.V仅仅完成方向控制,而不进行速度控制(油门及档位由车上的参试人员控制),但这次实验已经让世人看到了科技的神奇力量。丰田汽车公司在2000年开发出无人驾驶公共汽车。这套公共汽车自动驾驶系统主要由道路诱导、车队行驶、追尾防止和运行管理等方面组成。安装在车辆底盘前部的磁气传感器将根据埋设在道路中间的永久性磁石进行导向,控制车辆行驶方向。2005年,美国国防部“大挑战”比赛上,最终由美国斯坦福大学工程师们改装的一辆大众途锐多功能车经过7个半小时的长途跋涉完成了全程障碍赛,第一个到达了终点。在赛道上,无人驾驶汽车需要穿越沙漠、通过黑暗的隧道、越过泥泞的河床并需要在崎岖险峻的山道上行使,整个行程无人驾驶汽车需要绕过无数个障碍。在无人驾驶技术研究方面位于世界前列的德国汉堡Ibeo公司,最近推出了其研制的无人驾驶汽车。这辆无人驾驶智能汽车由德国大众汽车公司生产的帕萨特2.0改装而成,外表看来与普通家庭汽车并无差别,但却可以在错综复杂的城市公路系统中实现无人驾驶。行驶过程中,车内安装的全球定位仪随时获取汽车所在准确方位的信息数据。隐藏在前灯和尾灯附近的激光扫描仪是汽车的“眼”,它们随时“观察”汽车周围约183m内的道路状况,构建三维道路模型。除此之外,“眼”还能识别各种交通标识,如速度限制、红绿灯、车道划分、停靠点等,保证汽车在遵守交通规则的前提下安全行驶。最后由无人驾驶汽车的“脑”——安装在汽车后备厢内的计算机,将两组数据汇合、分析,并根据结果向汽车传达相应的行驶命令。多项先进科技确保这款无人驾驶汽车能够灵活换档、加速、转弯、刹车甚至倒车。在茫茫车海和人海中,它能巧妙避开建筑、障碍、其他车辆和行人,从容前行。
全球只有本田里程获得了日本国家认可的L3 级自动驾驶!!
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ABS(Anti-locked Braking System)防抱死制动系统,它是一种具有防滑、防锁死等优点的汽车安全控制系统,现代汽车上大量安装防抱死制动系统,ABS既有普通制动系统的制动功能,又能防止车轮锁死,使汽车在制动状态下仍能转向,保证汽车的制动方向稳定性,防止产生侧滑和跑偏,是目前汽车上最先进、制动效果最佳的制动装置。ABS系统主要由传感器、电子控制装置和执行器三个部分组成。表1 ABS系统各组成部件的功能 组成元件功能传感器车速传感器检测车速,给ECU提供车速信号,用于滑移率控制方式轮速传感器检测车轮速度,给ECU提供轮速信号,各种控制方式均采用减速传感器检测制动时汽车的减速度,识别是否是冰雪等易滑路面,只用于四轮驱动控制系统执行器制动压力调节器接受ECU的指令,通过电磁阀的动作实现制动系统压力的增加、保持和降低液压泵受ECU控制,在可变容积式制动压力调节器的控制油路中建立控制油压;在循环式制动压力调节器调节压力降低的过程中,将由轮缸流出的制动液经蓄能器泵回主缸,以防止ABS工作时制动踏板行程发生变化。ABS警告灯ABS出现故障时,由EUC控制将其点亮,向驾驶员发出报警,并由ECU控制闪烁显示故障代码ECU接受车速、轮速、减速等传感器的信号,计算出车速、轮速、滑移率和车轮的减速度、加速度,并将这些信号加以分析、判别、放大,由输出级输出控制指令,控制各种执行器工作二、电子控制系统2.1传感器的结构型式与工作原理(一) 转速传感器齿圈与轮速传感器是一组的,当齿圈转动时,轮速传感器感应交流信号,输出到ABS电脑,提供轮速信号。轮速传感器通常安装在差速器、变速器输出轴、各车轮轮轴上。轮速传感器在车轮上的安装位置轮速传感器是由传感头和齿圈等组成。(二) 横向加速度传感器有一些ABS系统中装有横向加速度传感器,因里面主要开关触点组成,因而一般称为横向加速度开关。外形如图1所示。横向加速度低于限定值时,两触点都处于闭合状态,插头两端子通过开关内部构成回路,当汽车在高速急转弯过程中,横向加速度超过限定值时,开关中的一对触点在自身惯性力的作用下处于开启状态,插头两端子之间在开关内部形成断路,此信号输入ECU后可对制动防抱死控制指令进行修正,以便有效地调节左右车轮制动轮缸的液压,使ABS更有效地工作。此装置在较高级的轿车和跑车上采用较多。图1(三) 减速度传感器目前,在一些四轮驱动的汽车上,还装有汽车减速度传感器,又称G传感器。其作用是在汽车制动时,获得汽车减速度信号。因为汽车在高附着系数路面上制动时,汽车减速度大,在低附着系数路面上制动时,汽车减速度小,因而该信号送入ECU后,可以对路面进行区别,判断路面附着系数高低情况。当判定汽车行驶在雪地、结冰路等易打滑的路面上时,采取相应控制措施,以提高制动性能。减速度传感器有光电式、水银式、差动式变压式等。A.光电式减速度传感器汽车匀速行驶时,透光板静止不动。当汽车减速度时,透光板则随着减速度的变化沿汽车的纵轴方向摆动。减速度越大,透光板摆动位置越高,由于透光板的位置不同,允许发光二极管传送到光电晶体管的光线不同,使光电晶体管形成开和关两种状态。两个发光二极管和两个光电晶体管组合作用,可将汽车的减速度区分为四个等级,此信号送入电子控制器就能感知路面附着系数情况。B.水银式减速度传感器水银式减速度传感器的基本结构如图所示,由玻璃管和水银组成。在低附着系数路面时汽车减速度小,水银在玻璃管内基本不动,开关在玻璃管内处于接通(ON)状态。在高附着系数路面上制动时,汽车减速度大,水银在玻璃管内由于惯性作用前移,使玻璃管内的电路开关断开(OFF),如图2所示,此信号送入ECU就能感知路面附着系数情况。图2水银式汽车减速度传感器,不仅在前进方向起作用,在后退方向也能送出减速度信号。C.差动变压式减速度传感器2.2电子控制模块(电脑)的结构与工作原理ABS系统电子控制部分可分为电子控制器(ECU)、ABS控制模块、ABS计算机等,以下简称ECU。�0�1 ECU的基本结构ECU由以下几个基本电路组成:1)轮速传感器的输入放大电路。2)运算电路。3)电磁阀控制电路。4)稳压电源、电源监控电路、故障反馈电路和继电器驱动电路。各电路的连接方式如图3至5所示图3图4图5a) 轮速传感器的输入放大电路安装在各车轮上的轮速传感器根据轮速输出交流信号,输入放大电路将交流信号放大成矩形波并整形后送往运算电路。 不同的ABS系统中轮速传感器的数量是不一样的。每个车轮都装轮速传感器时,需要四个传感器,输入放大电路也就要求有四个。当只在左右前轮和后轴差速器安装轮速传感器时,只需要三个传感器,输入放大电路也就成了三个。但是,要把后轮的一个信号当作左、右后轮的两个信号送往运算电路。b) 运算电路运算电路主要进行车轮线速度、初始速度、滑移率、加减速度的运算,以及电磁阀的开启控制运算和监控运算。初始速度、滑移率及加减速度运算电路把瞬间轮速加以积分,计算出初始速度,再把初始速度和瞬时线速度进行比较运算,则得出滑移率及加减速度。电磁阀开启控制运算电路根据滑移率和加减速度控制信号,对电磁阀控制电路输出减压、保压或增压的信号。c) 电磁阀控制电路接受来自运算电路的减压、保压或增压信号,控制通往电磁阀的电流。d) 稳压电源、电源监控电路、故障反馈电路和继电器驱动电路在蓄电池供给ECU内部所有5V稳压电压的同时,上述电路监控着12V和5V电压是否在规定范围内,并对轮速传感器输入放大器、运算电路和电磁阀控制电路的故障信号进行监视,控制着电磁阀电动机和电磁阀。出现故障信号时,关闭电磁阀,停止ABS工作,返回常规制动状态,同时仪表板上的ABS警报灯点亮,让驾驶员知道有故障情况发生。�0�1 安全保护电路ECU的安全保护电路具有故障状态外部显示功能。系统发生故障时,首先停止ABS工作,恢复常规制动状态,使仪表板上的ABS警报灯点亮,提示整个系统处于故障状态。现在的故障显示方法一般是通过ECU内部的发光二极管(LED)的闪烁、仪表板上的ABS警报灯的闪烁、或用专用的诊断装置加以显示。切断点火开关后故障显示内部消失,重新接通点火开关时若未发现故障,则认为系统正常,ABS可进行正常控制。具有专用诊断装置的ABS系统能够记忆故障内容,并能根据专用诊断装置的指令将记忆的故障编码,进行显示或消除。1.接通电源时的初始检查接通点火开关、ECU电源接通时,将检查下列项目。(1)微处理机功能检查①使监视器产生错误信息,让微处理机识别。②检查ROM区的数据,确认未发生变化。③对RAM区进行数据输入和输出,判断工作是否正常。④检查A/D转换的输入,判断是否正常。⑤检查微处理机间的信号传递,判断是否正常。(2)电磁阀动作检查使电磁阀产生动作,判断是否正常工作。(3)故障反馈电路功能检查由微处理机来识别故障反馈电路工作是否正常。2.汽车起步时的检查汽车起步时对重要的外围电路进行检查,若检查结果正常,ABS开始工作。(1)电磁阀功能检查①让电磁阀工作,判断是否正常。②比较各电磁阀的开、关电阻,判断电磁阀是否工作正常。(2)电动机动作检查使电动机运转,判断是否正常。(3)轮速传感器及输入放大电路的信号确认。确认所有的轮速传感器信号都能输入到微处理机。3.行驶中的定时检查(1)12V(载货车为24V)、5V电压监视识别供给的12V电压和5V内部电压是否为规定电压值。监视12V电压,并考虑ABS工作过程中电压瞬间下降和电动机起动时电压瞬间下降的情况,然后加以分析识别。(2)电磁阀动作监视ABS系统工作过程中,电磁阀必定动作,ECU随时监视电磁阀的工作情况。(3)运算电路中运算结果的对比检查 ECU内部通常设有二套运算电路,同时进行运算和传输数据,利用各自的运算结果相互比较、互相监视,能够确保可靠性,及早发现异常情况。另外,各种速度信号和输入、输出信号也在运算电路中相互比较,这些结果必须相同。(4)微处理机失控检查由监视电路判断微处理机工作是否正常。(5)脉冲信号的监视微处理机时钟信号的脉冲频率不能降低。(6)ROM数字的确定计算ROM数据之和,确认程序工作正常。4.自行诊断显示如果安全保护电路检查出有异常情况,则停止ABS系统的工作,返回原有的常规制动方式(不使用ABS),且ECU呈现故障状态。这时ECU内的发光二极管、ABS警报灯或专用诊断装置发出故障信号,ECU根据这些信号显示出故障码。汽车生产厂、汽车型号或ABS系统不同时,故障码也不一样。�0�1 ECU的工作原理ECU是ABS系统的控制中心,它的本质是微型数字计算机,一般是由两个微处理器和其他必要电路组成的、不可分解修理的整体单元,电脑的基本输入信号是四个轮速传感器送来的轮速信号,输出信号是:给液压控制单元的控制信号、输出的自诊断信号和输出给ABS故障指示灯的信号,如图所示:1.ECU的防抱死控制功能电子控制模块(电脑)有连续监测四个轮速传感器速度信号的功能。电脑连续地检测来自全部四个轮速传感器传来的脉冲电信号,并将它们处理、转换成和轮速成正比的数值,从这些数值中电脑可区别哪个车轮速度快,哪个车轮速度慢。电脑根据四个轮子的速度实施防抱死制动控制。电脑以四个轮子的传感器传来的数据作为控制基础,一旦判断出车轮将要抱死,它立刻就进入防抱死控制状态,向液压调节器输出幅值为12V的脉冲控制电压,以控制轮缸上油路的通、断。轮缸上油压的变化就调节了车轮上的制动力,使车轮不会因一直有较大的制动力而让车轮完全抱死(通与断的频率一般在3—12次/秒)。2.ECU的故障保护控制功能首先,电脑能对自身的工作进行监控。由于电脑中有两个微处理器,它们同时接受、处理相同的输入信号,用与系统中相关的状态——电脑的内部信号和产生的外部信号进行比较,看它们是否相同,从而对电脑本身进行校准。这种校准是连续的,如果不能同步,就说明电脑本身有问题,它会自动停止防抱死制动过程,而让普通制动系统照常工作。此时,修理人员必须对ABS系统(包括电脑)进行检测,以及时找出故障原因。图6是ABS系统电脑内部监控工作的简要图解。来自轮速传感器①的输入信号同时被送到电脑中的两个微处理器②和③,在它们的逻辑模块④中处理后,输出内部信号⑤(车轮速度信号)和外部信号⑥(给液压调节器的信号),然后根据这两种信号进行比较、校对。逻辑模块④产生的内部信号⑤被送到两个不同的比较器⑦和⑧中(每个处理器中有一个比较器),在那里进行比较,如果它们不相同,电脑将停止工作。微处理器②产生的外部信号⑥一路直接送到比较器⑦,另一路由液压调节器控制电路⑨经过反馈电路⑩送到比较器⑧。微处理器③产生的外部信号直接送到比较器⑦和⑧。通过比较器进行比较,如果外部信号不能同步,ABS系统电脑将要关闭防抱死制动系统。图6ABS系统电脑不仅能监视自己内部的工作过程,而且还能监视ABS系统中其他部件的工作情况。它可按程序向液压调节器的电路系统及电磁阀输送脉冲检查信号,在没有任何机械动作的情况下完成功能是否正常的检查。在ABS系统工作的过程中,电脑还能监视、判断轮速传感器送来的轮速信号是否正常。ABS系统出现故障,例如制动液损失、液压压力降低或车轮速度信号消失,电脑都会自动发出指令,让普通制动系统进入工作,而ABS系统停止工作。对某个车轮速度传感器损坏产生的信号输出,只要它在可接受的极限范围内,或由于较强的无线电高频干扰而使传感器发出超出极限的信号,电脑根据情况可能停止ABS系统的工作或让ABS系统继续工作。这里要强调的是,任何时候琥珀(黄)色ABS系统故障指示灯点亮不灭,就说明电脑已停止ABS系统的工作或检测到了系统的故障,驾驶员或用户一定要进行检修,如果处理不了,应及时送修理厂。2.3 ABS故障指示灯当有下列的异常现象被发现时,ABS控制电脑会使ABS故障指示灯点亮:① 泵油电动机作用的时间超过一定的时间。② 车辆已经行走超过30S,而忘记放开驻车制动。③ 未收到四轮中任何一轮的传感器信号。④ 电磁阀作用超过一定的时间或是检测到电磁阀断路。⑤ 发动机已经开始动作,或是车辆已经开动,未接收到电磁阀输出讯号。⑥ 当点火开关打开在I段时,ABS故障指示灯会点亮,如果没有异常现象,发动机起动后ABS故障指示灯就会熄灭。ABS系统有两个故障指示灯,一个是红色制动故障指示灯,另一个是琥珀色或黄色ABS故障指示灯,见图7所示。两个故障指示灯正常闪亮的情况为:当点火开关接通时,红色指示灯与琥珀色指示灯几乎同时点亮,红色指示灯亮的时间较短,琥珀色指示灯亮的时间较长一些(约3S);发动机起动后,储能器要建立系统压力,两灯会再次点亮,时间可达十几秒钟;驻车制动时,红色指示灯也应亮。如果在上述情况下灯不亮,说明故障指示灯本身或线路有故障。图7红色指示灯故障常亮,说明制动液不足或储能器中的压力不足(低于14MPa),此时普通制动系统和ABS系统均不能正常工作;琥珀色ABS故障指示灯常亮,说明电控单元发现ABS系统有故障。三、液压控制系统3.3 循环式制动压力调节器的工作原理此种形式的制动压力调节器在制动主缸与轮缸之间串联一电磁阀,直接控制轮缸的制动压力。这种压力调节系统的特点是制动压力油路和ABS控制压力油路相通,如图8所示。图中的储能器的功能是在减压过程中将从轮缸流经电磁阀的制动液暂时储存起来。回油液压泵也叫做再循环泵,其作用是将减压过程中从制动轮缸流进储能器的制动液泵回主缸。该系统的工作原理详述如下。图81.常规制动状态在常规制动过程中,ABS系统不工作,电磁线圈中无电流通过,电磁阀处与“升压”位置。此时制动主缸和轮缸状态如图9所示,由制动主缸来的制动液直接进入轮缸,轮缸压力随主缸压力而增减。此时回油液压泵也不工作。图92.保压状态当转速传感器发出抱死危险信号时,电控单元向电磁线圈输入一个较小的保持电流(约为最大工作电流的1/2),电磁阀处于“保持压力”位置,如图10所示。此时主缸、轮缸和回油孔相互隔离密封,轮缸中的制动压力保持一定。图103.减压状态如果在电控单元“保持压力”命令发出后,车轮仍有抱死的倾向,电控单元即向电磁线圈输入一最大工作电流,使电磁阀处于“减压”位置,此时电磁阀将轮缸与回油通道或储液室接通,轮缸中制动液经电磁阀流入储液室,轮缸压力下降,如图11所示。图114.增压状态当压力下降后车轮转速太快时,电控单元便切断通往电磁阀的电流,主缸和轮缸再次相通,主缸中的高压制动液再次进入轮缸(见图),使制动压力增加。制动时,上述过程反复进行,直到解除制动为止。3.2 可变容积式制动压力调节器的工作原理如图12所示是可变容积式制动压力调节器的基本原理图。它主要由电磁阀、控制活塞、液压泵、储能器等组成。其基本工作原理如下。图12常规制动时,电磁线圈6中无电流流过,电磁阀7将控制活塞14的工作腔与回油管路接通,控制活塞在强力弹簧的作用下被推至最左端,活塞顶端推杆将单向阀13打开,使制动主缸2与轮缸10的制动管路接通,制动主缸的制动液直接进入轮缸,轮缸压力随主缸压力而变化。这种状态是ABS工作之前或工作之后的常规制动工况。如上图。需要减压时,电控单元9向电磁线圈6输入一大电流时,电磁阀内的柱塞8在电磁力作用下克服弹簧作用力移到右边。如图13所示,将储能器3与控制活塞14的工作腔管路接通。制动液进入控制活塞工作腔推动活塞右移,单向阀13关闭,主缸2与轮缸10之间通路被切断。同时由于控制活塞的右移,使轮缸侧容积增大,制动压力减小。图13当电控单元9向电磁线圈6输入一较小电流时,由于电磁线圈的电磁力减小,柱塞8在弹簧力作用下左移至储能器、回油管及控制活塞工作腔管路相互关闭的位置,如图14所示。此时控制活塞左侧的液压保持一定,控制活塞在液压压力和强力弹簧弹力的作用下保持在一定位置,而此时单向阀13仍处于关闭状态,轮缸侧的容积也不发生变化,制动压力保持一定。图14需要增压时,电控单元9切断电磁线圈6中的电流,柱塞8回到左端的初始位置,如图12所示,控制活塞工作腔与回油管路接通,控制活塞左侧控制液压解除,控制活塞左移至最左端时,单向阀被打开,轮缸压力将随主缸的压力增大而增大。3.3 制动压力调节器的结构形式压力调节器总成(也叫ABS制动执行器、ABS液压控制总成)是在普通制动系统液压装置的基础上加装ABS制动压力调节器而成的。普通制动系统的液压装置一般包括制动助力器、双腔式制动主缸、储液室、制动轮缸和双液压管路等。ABS制动压力调节器装在制动主缸与轮缸之间,如果它与制动主缸装在一起,则称之为整体式制动压力调节器,否则就称为分离式制动压力调节器。除了普通制动系统的液压部件外,ABS制动压力调节器通常由电动泵、储能器、主控制阀、电磁控制阀和一些控制开关等组成。实质上,ABS就是通过电磁控制阀体上的控制阀,控制轮缸上的液压,使之迅速变大或变小,从而实现了防抱死制动功能。ABS制动压力调节器总成基本上可分为三类:整体式,制动主缸与液压总成装成一体的,如图15所示;分离式,制动主缸与液压总成是分别独立的总成,如图16所示;真空式,仅控制后轮,并采真空液压控制,如图17所示。图15图16图173.4 电磁阀的结构形式及工作原理电磁控制阀是液压调节器的重要部件,由它完成对ABS系统各个车轮制动力的控制。ABS系统中都有一个或两个电磁阀,其中有若干对电磁控制阀,分别控制前、后轮的制动。常用的电磁阀有三位三通阀和二位二通阀等多种型式。三位三通电磁阀的内部结构图如图18所示,它主要由阀体、进油阀、卸压阀、单向阀、弹簧、无磁支撑环、电磁线圈等组成。滑动支架6的两端由无磁支撑环3导向。主弹簧13和副弹簧12相对布置,但主弹簧弹力大于副弹簧弹力。为了关闭进油阀5和打开卸压阀4,滑动支架有约0.25mm的移动过程。无磁支撑环被压进阀体中,这样可迫使磁通在线圈中穿行时必须通过支架,并经工作气隙a穿出,以保证磁路有稳定的电磁特性。单向阀8与进油阀5并行设置,其作用是当解除制动时,单向阀打开,增加一个附加的、更大的由轮缸到主缸的出油通道,这样能使轮缸的压力迅速下降,即使在主弹簧断裂或支架被卡死的情况下也能使车轮制动器松开解除制动。图18该电磁阀工作过程如下:当电磁线圈中无电流通过时,由于主弹簧力大于副弹簧力,进油阀被打开,卸压阀关闭,制动主缸与轮缸油路接通,所以轮缸压力既能在没有ABS参与的常规条件下增加,也能在ABS系统工作的条件下增加。当向电磁线圈输入1/2最大工作电流时(保持电流),电磁力使支架向下移动一定距离将进油阀关闭。由于此时电磁力不足以克服两个弹簧的弹力,支架便保持在中间位置,卸压阀仍处于关闭状态。此时,三通道间相互密封,轮缸压力保持一定值。当电控单元向电磁线圈输入最大工作电流时,电磁力克服主、副两个弹簧的弹力使支架继续下移,将卸压阀打开,此时轮缸通过卸压阀与回油管相通,轮缸中制动流入回油管路,压力降低。如图19所示为一种常开式二位二通电磁阀的内部结构。当电磁线圈3中无电流通过时,在回位弹簧7的作用下,铁心12被推至限位杆9与缓冲垫圈11相抵触的位置。此时与铁心连在一起的顶杆10没有将球阀6顶靠在阀座5上,电磁阀的进油口A与出油口B相通,电磁阀处于开启状态。当电磁线圈中有一定的电流通过时,铁心在电磁吸力的作用下,克服弹簧力的作用,带动顶杆一起右移,顶杆将球顶靠在阀座上,电磁阀进油口与出油口之间的通道被封闭,电磁阀处于关闭状态。限压阀4的作用在于限制电磁阀的最高压力,以免压力过高导致电磁阀损坏。图19四、总结通过这次写论文让我了解了更多ABS系统的知识,特别是电子控制部分这一块。ABS系统就是要充分利用轮胎和地面的附着系数,使各个制动器产生尽可能大的制动力而又不会抱死,提高汽车制动能力,改善了操纵性和稳定性。在写论文时,我也查阅了许多的ABS相关的知识,它其实跟ASR(汽车防滑电子控制系统)有着同样的作用和原理,很多都是相关连的。通过查阅书籍,使我的视野更加的开阔了,也给即将毕业的我增加了一部分新的知识。
数字温度传感器测温显示系统毕业设计开题报告
(报告内容包括课题的意义、国内外发展状况、本课题的研究内容、研究方法、研究手段、研究步骤以及参考文献资料等。)
1)课题的研究意义
随着现代信息技术的飞速发展和传统工业改造的逐步实现,能够独立工作的温度检测和显示系统应用于诸多领域,使得温度控制在生产生活领域有着广泛的应用。
温度是日常生活、工业、医学、环境保护、化工、石油等领域最常用到的一个物理量。测量温度的基本方法是使用温度计直接读取温度。最常见到的测量温度的工具是各种各样的温度计,例如:水银 玻 璃温度计,酒精温度计。它们常常以刻度的形式表示温度的高低,人们必须通过读取刻度值的多少来测量温度。利用单片机和温度传感器构成的电子式智能温度计就可以直接测量温度,得到温度的数字值,既简单方便,有直观准确。本设计所介绍的数字温度计与传统的温度计相比,具有读数方便,测温范围广,测温准确,其输出温度采用数字显示,主要用于对测温比较准确的场所,或科研实验室使用,该设计控制器使用单片机AT89S51,测温传感器使用DS18B20,采用LCD1602液晶显示能准确达到以上要求。
2)国内外发展状况
目前温度计的发展很快,从原始的 玻 璃温度计管温度计发展到了现在的热电阻温度计、热电偶温度计、数字温度计、电子温度计等等。主要温度仪表,如热电偶、热电阻及辐射温度计等在技术上已经成熟,但是它们只能在传统的场合应用,尚不能满足简单、快速、准确测温的要求,尤其是高科技领域。因此,各国专家都在有针对性地竞相开发各种新型温度传感器及特殊与实用测温技术,如采用光纤、激光及遥感或存储等技术的新型温度计已经实用化。
2008年起中国数字温度计及恒温器市场发展迅速,产品产出持续扩张,国家产业政策鼓励电子温度计及恒温器产业向高技术产品方向发展,国内企业新增投资项目投资逐渐增多。投资者对电子温度计及恒温器行业的关注越来越密切,这使得电子温度计及恒温器行业的发展需求增大。本文研究一种基于单片机温度控制系统,以克服传统方法的不足。
3)研究内容和方法
采用数字式温度传感器为检测器件,进行单点温度检测。用LCD1602液晶直接显示温度值,单片机系统作为电子温度计的控制、显示系统。
本系统从以下三个方面来考虑:
(1)检测的温度范围:0℃~100℃,检测分辨率 0.5℃。
(2)用LCD1602来显示温度值。
(3)超过警戒值(自己定义)要报警提示。
主要采用DS18B20温度传感功能,检测当前的温度值,通过液晶将当前温度值显示出来,当检测的温度值超过所设定的温度范围时,报警提醒,达到精确检测的目的。
本系统主要由四部分组成:
1)传感器数据采集部分即温度检测模块,如果采用热敏电阻,可满足40摄氏度至90摄氏度的测量范围,但是热敏电阻精度、重复性,可靠性差,对于检测1摄氏度的信号是不适用,可以采用智能集成数字温度传感器DS18B20。DS18B20是DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器,具有3引脚TO-92小体积封装形式;温度测量范围为-55℃~+125℃,可编程为9位~12位A/D转换精度,测温分辨率可达0.0625℃,被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出;其工作电源既可在远端引入,也可采用寄生电源方式产生;多个DS18B20可以接在一根线上,CPU只需一根端口线就能与诸多 DS18B20通信,占用微处理器的端口较少,可节省大量的引线和逻辑电路。
2)温度显示部分可选用LED数码管显示,也可选用LCD液晶显示。此模块选用LCD1602。
3)上下限报警调整模块通过按键设置报警温度,采用蜂鸣器报警。
4)单片机主板部分智能模块主要指单片机部分,它主要完成传感器信号的接收以及处理工作,本模块的设计首先要做好单片机的选型,考虑到性能以及成本选用AT89S52。
整个系统是以AT89S52控制下工作的。其工作过程是:首先温度按键设定上下极限温度范围,然后温度传感器DS18B20采集当前温度信号,单片机接收此信号,通过处理在液晶LCD1602显示当前温度值。若测得温度超过所设定的范围时,蜂鸣器发出报警信号。
鉴于此,本毕业设计所要完成的任务目标是:
(1)设计电子温度计的信号检测部分
(2)设计电子温度计的信号处理部分
(3)设计电子温度计的主控制器部分
(4)设计电子温度计的显示部分及报警部分
(5)编写调试相关软件设计
(6)实验平台的搭建
(7)整机调试
4)全球传感器未来发展趋势及4大重要领域(转)
近年来,传感器技术新原理、新材料和新技术的研究更加深入、广泛,新品种、新结构、新应用不断涌现。其中,“五化”成为其发展的.重要趋势。
一是智能化,两种发展轨迹齐头并进。一个方向是多种传感功能与数据处理、存储、双向通信等的集成,可全部或部分实现信号探测、变换处理、逻辑判断、功能计算、双向通讯,以及内部自检、自校、自补偿、自诊断等功能,具有低成本、高精度的信息采集、可数据存储和通信、编程自动化和功能多样化等特点。如美国凌力尔特(LinearTechnology)公司的智能传感器安装了ARM架构的32位处理器。另一个方向是软传感技术,即智能传感器与人工智能相结合,目前已出现各种基于模糊推理、人工神经网络、专家系统等人工智能技术的高度智能传感器,并已经在智能家居等方面得到利用。如NEC开发出了对大量的传感器监控实施简化的新方法“不变量分析技术”,并已于今年面向基础设施系统投入使用。
二是可移动化,无线传感网技术应用加快。无线传感网技术的关键是克服节点资源限制(能源供应、计算及通信能力、存储空间等),并满足传感器网络扩展性、容错性等要求。该技术被美国麻省理工学院(MIT)的《技术评论》杂志评为对人类未来生活产生深远影响的十大新兴技术之首。目前研发重点主要在路由协议的设计、定位技术、时间同步技术、数据融合技术、嵌入式操作系统技术、网络安全技术、能量采集技术等方面。迄今,一些发达国家及城市在智能家居、精准农业、林业监测、军事、智能建筑、智能交通等领域对技术进行了应用。如,从 MIT独立出来的VoltreePowerLLC公司受美国农业部的委托,在加利福尼亚州的山林等处设置温度传感器,构建了传感器网络,旨在检测森林火情,减少火灾损失。
三是微型化,MEMS传感器研发异军突起。随着集成微电子机械加工技术的日趋成熟,MEMS传感器将半导体加工工艺(如氧化、光刻、扩散、沉积和蚀刻等)引入传感器的生产制造,实现了规模化生产,并为传感器微型化发展提供了重要的技术支撑。近年来,日本、美国、欧盟等在半导体器件、微系统及微观结构、速度测量、微系统加工方法/设备、麦克风/扬声器、水平/测距/陀螺仪、光刻制版工艺和材料性质的测定/分析等技术领域取得了重要进展。目前,MEMS传感器技术研发主要在以下几个方向:(1)微型化的同时降低功耗;(2)提高精度;(3)实现 MEMS传感器的集成化及智慧化;(4)开发与光学、生物学等技术领域交叉融合的新型传感器,如MOMES传感器(与微光学结合)、生物化学传感器(与生物技术、电化学结合)以及纳米传感器(与纳米技术结合)。
四是集成化,多功能一体化传感器受到广泛关注。传感器集成化包括两类:一种是同类型多个传感器的集成,即同一功能的多个传感元件用集成工艺在同一平面上排列,组成线性传感器(如CCD图像传感器)。另一种是多功能一体化,如几种不同的敏感元器件制作在同一硅片上,制成集成化多功能传感器,集成度高、体积小,容易实现补偿和校正,是当前传感器集成化发展的主要方向。如意法半导体提出把组合了多个传感器的模块作为传感器中枢来提高产品功能;东芝公司已开发出晶圆级别的组合传感器,并于今年3月发布能够同时检测脉搏、心电、体温及身体活动等4种生命体征信息,并将数据无线发送至智能手机或平板电脑等的传感器模块“Silmee”。
五是多样化,新材料技术的突破加快了多种新型传感器的涌现。新型敏感材料是传感器的技术基础,材料技术研发是提升性能、降低成本和技术升级的重要手段。除了传统的半导体材料、光导纤维等,有机敏感材料、陶瓷材料、超导、纳米和生物材料等成为研发热点,生物传感器、光纤传感器、气敏传感器、数字传感器等新型传感器加快涌现。如光纤传感器是利用光纤本身的敏感功能或利用光纤传输光波的传感器,有灵敏度高、抗电磁干扰能力强、耐腐蚀、绝缘性好、体积小、耗电少等特点,目前已应用的光纤传感器可测量的物理量达70多种,发展前景广阔;气敏传感器能将被测气体浓度转换为与其成一定关系的电量输出,具有稳定性好、重复性好、动态特性好、响应迅速、使用维护方便等特点,应用领域非常广泛。另据BCCResearch公司指出,生物传感器和化学传感器有望成为增长最快的传感器细分领域,预计2014至2019年的年均复合增长率可达9.7%。
未来值得关注的四大领域
随着材料科学、纳米技术、微电子等领域前沿技术的突破以及经济社会发展的需求,四大领域可能成为传感器技术未来发展的重点。
一是可穿戴式应用。据美国ABI调查公司预测,2017年可穿戴式传感器的数量将会达到1.6亿。以谷歌眼镜为代表的可穿戴设备是最受关注的硬件创新。谷歌眼镜内置多达10余种的传感器,包括陀螺仪传感器、加速度传感器、磁力传感器、线性加速传感器等,实现了一些传统终端无法实现的功能,如使用者仅需眨一眨眼睛就可完成拍照。当前,可穿戴设备的应用领域正从外置的手表、眼镜、鞋子等向更广阔的领域扩展,如电子肌肤等。日前,东京大学已开发出一种可以贴在肌肤上的柔性可穿戴式传感器。该传感器为薄膜状,单位面积重量只有3g/m2,是普通纸张的1/27左右,厚度也只有2微米。
二是无人驾驶。美国 IHS公司指出,推进无人驾驶发展的传感器技术应用正在加快突破。在该领域,谷歌公司的无人驾驶车辆项目开发取得了重要成果,通过车内安装的照相机、雷达传感器和激光测距仪,以每秒20次的间隔,生成汽车周边区域的实时路况信息,并利用人工智能软件进行分析,预测相关路况未来动向,同时结合谷歌地图来进行道路导航。谷歌无人驾驶汽车已经在内华达、佛罗里达和加利福尼亚州获得上路行使权。奥迪、奔驰、宝马和福特等全球汽车巨头均已展开无人驾驶技术研发,有的车型已接近量产。
三是医护和健康监测。国内外众多医疗研究机构,包括国际著名的医疗行业巨头在传感器技术应用于医疗领域方面已取得重要进展。如罗姆公司目前正在开发一种使用近红外光(NIR)的图像传感器,其原理是照射近红外光LED后,使用专用摄像元件拍摄反射光,通过改变近红外光的波长获取图像,然后通过图像处理使血管等更加鲜明地呈现出来。一些研究机构在能够嵌入或吞入体内的材料制造传感器方面已取得进展。如美国佐治亚理工学院正在开发具备压力传感器和无线通信电路等的体内嵌入式传感器,该器件由导电金属和绝缘薄膜构成,能够根据构成的共振电路的频率变化检测出压力的变化,发挥完作用之后就会溶解于体液中。
四是工业控制。2012年,GE公司在《工业互联网:突破智慧与机器的界限》报告中提出,通过智能传感器将人机连接,并结合软件和大数据分析,可以突破物理和材料科学的限制,并将改变世界的运行方式。报告同时指出,美国通过部署工业互联网,各行业可实现1%的效率提升,15年内能源行业将节省1%的燃料(约660亿美元)。2013年1月,GE在纽约一家电池生产企业共安装了1万多个传感器,用于监测生产时的温度、能源消耗和气压等数据,而工厂的管理人员可以通过iPad获取这些数据,从而对生产进行监督。
此外,荷兰壳牌、富士电机等跨国公司也都在该领域采取了行动。
传感器产业化发展的重要趋势
近年来,随着技术研发的持续深入,成本的下降,性能和可靠性的提升,在物联网、移动互联网和高端装备制造快速发展的推动下,传感器的典型应用市场发展迅速。据BCCResearch公司分析指出,2014年全球传感器市场规模预计达到795亿美元,2019年则有望达到1161亿美元,复合年增长率可达 7.9%。
亚太地区将成为最有潜力的市场。目前,美国、日本、欧洲各国的传感器技术先进、上下游产业配套成熟,是中高端传感器产品的主要生产者和最大的应用市场。同时,亚太地区成为最有潜力的未来市场。英泰诺咨询公司指出,未来几年亚太地区市场份额将持续增长,预计2016年将提高至38.1%,北美和西欧市场份额将略有下降。
交通、信息通信成为市场增长最快的领域。据英泰诺咨询公司预测,2016年全球汽车传感器规模可达419.7亿欧元,占全球市场的22.8%;信息通信行业至2016年也可达421.6亿欧元,占全球市场的22.9%,且有可能成为最大的单一应用市场。而医疗、环境监测、油气管道、智能电网等领域的创新应用将成为新热点,有望在未来创造更多的市场需求。
企业并购日趋活跃。美国、德国和日本等国的传感器大型企业技术研发基础雄厚,各企业均形成了各自的技术优势,整体市场的竞争格局已初步确立(附表)。需要指出的是,大公司通过兼并重组,掌控技术标准和专利,在 “高、精、尖”传感器和新型传感器市场上逐步形成垄断地位。在大企业的竞争压力下,中小企业则向“小(中)而精、小而专”的方向发展,开发专有技术,产品定位特定细分市场。据统计,2010年7月至2011年9月,传感器行业中大规模并购交易多达20多次。如美国私募股权公司 VeritasCapitalIII以5亿美元现金收购珀金埃尔默公司的照明和检测解决方案(IDS)业务;英国思百吉公司以4.75亿美元收购美国欧米茄工程公司的温度、测量设备制造业务。目前,越来越多的并购交易在新兴市场国家出现。
5)参考文献
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设计题目
摘要:(内容为宋体四号字)
随着现代信息技术的飞速发展和传统工业改造的逐步实现,温度自动检测和显示系统在很多领域得到广泛应用。人们在温度检测的准确度、便捷、快速等方面有着越来越高的要求。而传统的温度传感器已经不能满足人们的需求,其渐渐被新型的温度传感器所代替。
本文设计并制作了一个简易温度计。本设计采用了单片机AT89S52和温度传感器DS18B20组成了温度自动测控系统,可根据实际需要任意设定温度值,并进行自动控制。在此设计中利用了AT89S52单片机作为主控制器件,DS18B20作为测温传感器通过LCD数码管串口传送数据,实现温度显示。通过DS18B20直接读取被测温度值,进行数据转换,能够设置温度上下限来设置报警温度。并且在到达报警温度后,系统会自动报警。
本文设计是从测温电路、主控电路、报警电路等几个方面来分析说明的。该器件可直接向单片机传输数字信号,便于单片机处理及控制。另外,该温度计还能直接采用测温器件测量温度。从而简化数据传输与处理过程。此设计的优点主要体现在可操作性强,结构基础简单,拥有很大的扩展空间等。
关键词:单片机;温度传感器;温度计;报警
你这是写什么类的呢?我给不了你范文,不过可以推荐你去看看几篇参考文献,如:1、施一敏. 轻量化在汽车线束技术中的应用[J]. 交通技术, 2013, 2(3): 190-194. 2、孙志诚, 陈光, 戴天禄, 朱凯, 贺可勋, 黎苏. 实际道路工况对电动汽车能耗的影响[J]. 交通技术, 2019, 8(6): 403-416.3、王永红, 武志斐, 梅军豪. 电动汽车悬架动态特性仿真[J]. 仪器与设备, 2019, 7(2): 106-111.4、陈光, 孙志诚, 戴天禄, 王晓兵, 朱凯. 基于实际道路的电动汽车能耗分析[J]. 交通技术, 2019, 8(6): 376-386.
姓名:陈心语 学号:21009102266 书院:海棠1号书院 转自: 人工智能在自动驾驶技术中的应用 - 云+社区 - 腾讯云 (tencent.com) 【嵌牛导读】本文介绍了人工智能在无人驾驶方面的应用。 【嵌牛鼻子】人工智能运用于无人驾驶。 【嵌牛提问】人工智能在无人驾驶方面中有什么运用呢? 【嵌牛正文】 随着技术的快速发展云计算、大数据、人工智能一些新名词进入大众的视野,人工智能是人类进入信息时代后的又一技术革命正受到越来越广泛的重视。作为人工智能技术在汽车行业、交通领域的延伸与应用,无人驾驶近几年在世界范围内受到了产学界甚至国家层面的密切关注。 自动驾驶汽车依靠人工智能、视觉计算、雷达、监控装置和全球定位系统协同合作,让电脑可以在没有任何人类主动的操作下,自动安全地操作机动车辆。自动驾驶技术将成为未来汽车一个全新的发展方向。 本文将主要介绍人工智能技术在自动驾驶中的应用领域,并对自动技术的发展前景进行一个简单的分析。 人工智能是一门起步晚却发展快速的科学。20 世纪以来科学工作者们不断寻求着赋予机器人类智慧的方法。现代人工智能这一概念是从英国科学家图灵的寻求智能机发展而来,直到1937年图灵发表的论文《理想自动机》给人工智能下了严格的数学定义,现实世界中实际要处理的很多问题不能单纯地是数值计算,如言语理解与表达、图形图像及声音理解、医疗诊断等等。 1955 年Newell 和Simon 的Logic Theorist证明了《数学原理》中前52 个定理中的38 个。Simon 断言他们已经解决了物质构成的系统如何获得心灵性质的问题( 这种论断在后来的哲学领域被称为“强人工智能”) ,认为机器具有像人一样逻辑思维的能力。1956 年,“人工智能”( AI) 由美国的JohnMcCarthy 提出,经过早期的探索阶段,人工智能向着更加体系化的方向发展,至此成为一门独立的学科。 五十年代,以游戏博弈为对象开始了人工智能的研究;六十年代,以搜索法求解一般问题的研究为主;七十年代,人工智能学者进行了有成效的人工智能研究;八十年代,开始了不确定推理、非单调推理、定理推理方法的研究;九十年代,知识表示、机器学习、分布式人工智能等基础性研究方面都取得了突破性的进展。 人工智能在自动驾驶技术中的应用概述 人工智能发展六十年,几起几落,如今迎来又一次热潮,深度学习、计算机视觉和自然语言理解等各方面的突破,使得许多曾是天方夜谭的应用成为可能,无人驾驶汽车就是其中之一。作为人工智能等技术在汽车行业、交通领域的延伸与应用,无人驾驶近几年在世界范围内受到了产学界甚至国家层面的密切关注。目前,人工智能在汽车自动驾驶技术中也有了广泛应用。 自动驾驶汽车依靠人工智能、视觉计算、雷达、监控装置和全球定位系统协同合作,它是一个集环境感知、规划决策、多等级辅助驾驶等功能于一体的综合系统, 它集中运用了计算机、现代传感、信息融合、通讯、人工智能及自动控制等技术, 是典型的高新技术综合体。 这种汽车能和人一样会“思考” 、“判断”、“行走” ,让电脑可以在没有任何人类主动的操作下,自动安全地操作机动车辆 。 按照 SAE (美国汽车工程师协会)的分级,共分为:驾驶员辅助、部分自动驾驶、有条件自动驾驶、高度自动驾驶、完全自动驾驶五个层级。 第一阶段:驾驶员辅助 目的是为驾驶者提供协助,包括提供重要或有益的驾驶相关信息,以及在形势开始变得危急的时候发出明确而简洁的警告。现阶段大部分ADAS主动安全辅助系统,让车辆能够实现感知和干预操作。例如防抱死制动系统(ABS)、电子稳定性控制(ESC)、车道偏离警告系统、正面碰撞警告系统、盲点信息系统等等,此时车辆是能够通过摄像头、雷达传感器获知周围交通状况,进而做出警示和干预。 第二阶段:部分自动驾驶 车辆通过摄像头、雷达传感器、激光传感器等等设备获取道路以及周边交通信息,车辆会自行对方向盘和加减速中的多项操作提供驾驶支援,在驾驶者收到警告却未能及时采取相应行动时能够自动进行干预,其他操作交由驾驶员,实现人机共驾,但车辆不允许驾驶员的双手脱离方向盘。例如自适应巡航控制(ACC)、车道保持辅助系统(LKA)、自动紧急制动(AEB)系统、车道偏离预警(LDW)等。 第三阶段:有条件自动驾驶 由自动驾驶系统完成驾驶操作,根据路况条件所限,必要时发出系统请求,必须交由驾驶员驾驶。 第四阶段:高度自动驾驶 由自动驾驶系统完成所有驾驶操作,根据系统请求,驾驶员可以不接管车辆。车辆已经可以完成自动驾驶,一旦出现自动驾驶系统无法招架的情形,车辆也可以自行调整完成自动驾驶,驾驶员不需要干涉。 第五阶段:完全自动驾驶 自动驾驶的理想形态,乘客只需提供目的地,无论任何路况,任何天气,车辆均能够实现自动驾驶。这种自动化水平允许乘客从事计算机工作、休息和睡眠以及其他娱乐等活动,在任何时候都不需要对车辆进行监控。 自动驾驶的实现 车辆实现自动驾驶,必须经由三大环节: 第一,感知。 也就是让车辆获取,不同的系统需要由不同类型的车用感测器,包含毫米波雷达、超声波雷达、红外雷达、雷射雷达、CCD \CMOS影像感测器及轮速感测器等来收集整车的工作状态及其参数变化情形。 第二,处理。 也就是大脑将感测器所收集到的资讯进行分析处理,然后再向控制的装置输出控制讯号。 第三,执行。 依据ECU输出的讯号,让汽车完成动作执行。其中每一个环节都离不开人工智能技术的基础。 人工智能在自动驾驶定位技术中的应用 定位技术是自动驾驶车辆行驶的基础。目前常用的技术包括 线导航、磁导航、无线导航、视觉导航、导航、激光导航等。 其中磁导航是目前最成熟可靠的方案,现有大多数应用均采用这种导航技术。磁导航技术通过在车道上埋设磁性标志来给车辆提供车道的边界信息,磁性材料具有好的环境适应性,它对雨天,冰雪覆盖,光照不足甚至无光照的情况都可适应,不足之处是需要对现行的道路设施作出较大的改动,成本较高。同时磁性导航技术无法预知车道前方的障碍,因而不可能单独使用。 视觉导航对基础设施的要求较低,被认为是最有前景的导航方法。在高速路和城市环境中视觉方法受到了较大的关注。 人工智能在自动驾驶图像识别与感知中的应用 无人驾驶汽车感知依靠传感器。目前传感器性能越来越高、体积越来越小、功耗越来越低,其飞速发展是无人驾驶热潮的重要推手。反过来,无人驾驶又对车载传感器提出了更高的要求,又促进了其发展。 用于无人驾驶的传感器可以分为四类: 雷达传感器 主要用来探测一定范围内障碍物(比如车辆、行人、路肩等)的方位、距离及移动速度,常用车载雷达种类有激光雷达、毫米波雷达和超声波雷达。激光雷达精度高、探测范围广,但成本高,比如Google无人车顶上的64线激光雷达成本高达70多万元人民币;毫米波雷达成本相对较低,探测距离较远,被车企广泛使用,但与激光雷达比精度稍低、可视角度偏小;超声波雷达成本最低,但探测距离近、精度低,可用于低速下碰撞预警。 视觉传感器 主要用来识别车道线、停止线、交通信号灯、交通标志牌、行人、车辆等。常用的有单目摄像头、双目摄像头、红外摄像头。视觉传感器成本低,相关研究与产品非常多,但视觉算法易受光照、阴影、污损、遮挡影响,准确性、鲁棒性有待提高。所以,作为人工智能技术广泛应用的领域之一的图像识别,也是无人驾驶汽车领域的一个研究热点。 定位及位姿传感器 主要用来实时高精度定位以及位姿感知,比如获取经纬度坐标、速度、加速度、航向角等,一般包括全球卫星定位系统(GNSS)、惯性设备、轮速计、里程计等。现在国内常用的高精度定位方法是使用差分定位设备,如RTK-GPS,但需要额外架设固定差分基站,应用距离受限,而且易受建筑物、树木遮挡影响。近年来很多省市的测绘部门都架设了相当于固定差分基站的连续运行参考站系统(CORS),比如辽宁、湖北、上海等,实现了定位信号的大范围覆盖,这种基础设施建设为智能驾驶提供了有力的技术支撑。定位技术是无人驾驶的核心技术,因为有了位置信息就可以利用丰富的地理、地图等先验知识,可以使用基于位置的服务。 车身传感器 来自车辆本身,通过整车网络接口获取诸如车速、轮速、档位等车辆本身的信息。 人工智能在自动驾驶深度学习中的应用 驾驶员认知靠大脑,无人驾驶汽车的“大脑”则是计算机。无人车里的计算机与我们常用的台式机、笔记本略有不同,因为车辆在行驶的时候会遇到颠簸、震动、粉尘甚至高温的情况,一般计算机无法长时间运行在这些环境中。所以无人车一般选用工业环境下的计算机——工控机。 工控机上运行着操作系统,操作系统中运行着无人驾驶软件。如图1所示为某无人驾驶车软件系统架构。操作系统之上是支撑模块(这里模块指的是计算机程序),对上层软件模块提供基础服务。 支撑模块包括:虚拟交换模块,用于模块间通信;日志管理模块,用于日志记录、检索以及回放;进程监控模块,负责监视整个系统的运行状态,如果某个模块运行不正常则提示操作人员并自动采取相应措施;交互调试模块,负责开发人员与无人驾驶系统交互。 图:某无人驾驶车软件系统架构 除了对外界进行认知之外,机器还必须要能够进行学习。深度学习是无人驾驶技术成功地基础,深度学习是源于人工神经网络的一种高效的机器学习方法。深度学习可以提高汽车识别道路、行人、障碍物等的时间效率,并保障了识别的正确率。通过大量数据的训练之后,汽车可以将收集到的图形,电磁波等信息转换为可用的数据,利用深度学习算法实现无人驾驶。 在无人驾驶汽车通过雷达等收集到数据时,对于原始的训练数据要首先进行数据的预处理化。计算均值并对数据的均值做均值标准化、对原始数据做主成分分析、使用PCA白化或ZCA白化。例如:将激光传感器收集到的时间数据转换为车与物体之间的距离;将车载摄像头拍摄到的照片信息转换为对路障的判断,对红绿灯的判断,对行人的判断等;雷达探测到的数据转换为各个物体之间的距离。 将深度学习应用于无人驾驶汽车中, 主要包含以下步骤: 1. 准备数据,对数据进行预处理再选用合适的数据结构存储训练数据和测试元组; 2. 输入大量数据对第一层进行无监督学习; 3. 通过第一层对数据进行聚类,将相近的数据划分为同一类,随机进行判断; 4. 运用监督学习调整第二层中各个节点的阀值,提高第二层数据输入的正确性; 5. 用大量的数据对每一层网络进行无监督学习,并且每次用无监督学习只训练一层,将其训练结果作为其更高一层的输入。 6. 输入之后用监督学习去调整所有层。 人工智能在自动驾驶信息共享中的应用 首先, 利用无线网络进行车与车之间的信息共享。通过专用通道,一辆汽车可以把自己的位置、路况实时分享给队里的其它汽车,以便其它车辆的自动驾驶系统,在收到信息后做出相应调整。 其次, 是3D路况感应,车辆将结合超声波传感器、摄像机、雷达和激光测距等技术,检测出汽车前方约5米内地形地貌,判断前方是柏油路还是碎石、草地、沙滩等路面,根据地形自动改变汽车设置。 另外, 汽车还将能进行自动变速,一旦探测到地形发生改变,可以自动减速,路面恢复正常后,再回到原先状态。 汽车信息共享所收集到的交通信息量将非常巨大,如果不对这些数据进行有效处理和利用,就会迅速被信息所湮没。因此需要采用数据挖掘、人工智能等方式提取有效信息,同时过滤掉无用信息。考虑到车辆行驶过程中需要依赖的信息具有很大的时间和空间关联性,因此有些信息的处理需要非常及时。 人工智能应用于自动驾驶技术中的优势 人工智能算法更侧重于学习功能,其他算法更侧重于计算功能。 学习是智能的重要体现,学习功能是人工智能的重要特征,现阶段大多人工智能技术还处在学的阶段。如前文所说,无人驾驶实际上是类人驾驶,是智能车向人类驾驶员学习如何感知交通环境,如何利用已有的知识和驾驶经验进行决策和规划,如何熟练地控制方向盘、油门和刹车。 从感知、认知、行为三个方面看, 感知部分难度最大, 人工智能技术应用最多。感知技术依赖于传感器,比如摄像头,由于其成本低,在产业界倍受青睐。以色列一家名叫Mobileye的公司在交通图像识别领域做得非常好,它通过一个摄像头可以完成交通标线识别、交通信号灯识别、行人检测,甚至可以区别前方是自行车、汽车还是卡车。 人工智能技术在图像识别领域的成功应用莫过于深度学习,近几年研究人员通过卷积神经网络和其它深度学习模型对图像样本进行训练,大大提高了识别准确率。Mobileye目前取得的成果,正是得益于该公司很早就将深度学习当作一项核心技术进行研究。 认知与控制方面,主要使用人工智能领域中的传统机器学习技术,通过学习人类驾驶员的驾驶行为建立驾驶员模型,学习人的方式驾驶汽车。 无人驾驶技术所面临的挑战和展望 在目前交通出行状况越来越恶劣的背景下,“无人驾驶”汽车的商业化前景,还受很多因素制约。 主要有: 1. 法规障碍 2. 不同品牌车型间建立共同协议,行业缺少规范和标准 3. 基础道路状况,标识和信息准确性,信息网络的安全性 4. 难以承受的高昂成本 此外,“无人驾驶”汽车的一个最大特点,就是 车辆网络化、信息化程度极高 ,而这也对电脑系统的安全问题形成极大挑战。一旦遇到电脑程序错乱或者信息网络被入侵的情况,如何继续保证自身车辆以及周围其他车辆的行驶安全,这同样是未来急需解决的问题。 虽然无人驾驶技术还存在着很多挑战,但是无人驾驶难在感知,重在“学习”,无人驾驶的技术水平迟早会超过人类,因为稳、准、快是机器的先天优势,人类无法与之比拟。
三维激光雷达在无人驾驶中的应用:
1、研究背景:随着科技的发展,时代的进步,无人驾驶汽车逐渐兴起,然而对无人驾驶汽车周围的环境进行探测便成为了一项十分重要的问题。
2、意义:通过检测目标物体的空间方位和距离,提供目标的激光反射强度信息,提供被检测目标的详细形状描述,在光照条件好的环境下表现优秀,而且在黑夜和雨天等极端情况下也有较好表现。
实际应用分析:
1、定位:在一些城市、建筑和树比较多的地方,以及进隧道、出隧道,它的信号容易中断。同时,也有用摄像头等传感器感知外部环境、构建环境模型并利用该模型确定车辆所在的位置的方式,但其对环境的依赖比较强,比如逆光或雨雪天气下,这种定位容易失效。
2、障碍物的检测和分类:通过点云做关联目标,知道上一帧和下一帧是否属于同一个物体,再进行目标跟踪,输出目标跟踪信息。
3、用于先进驾驶辅助系统:利用安装于车上的各式各样的传感器, 在第一时间收集车内外的环境数据, 进行静、动态物体的辨识、侦测与追踪等技术上的处理, 从而能够让驾驶者在最快的时间察觉可能发生的危险, 以引起注意和提高安全性的主动安全技术。
当前,无人驾驶技术已成为汽车领城的发展趋势,障碍物探测是无人驾驶技术中的亚要环节。激光留达作为一种主到探测方法,具有测量速度快,精度高等优点,在障碍检测方面优势明显。本文以无人驾驶车障得探测为应用背最,针对扫描式多线徽光雷达成本较高、测距精度较低的不足,开展了激光香达测距技术研究,综合考应车载环境以及实际应用需求,设计了一种扫描式测距激光省达系统。论文主要工作如下:(1)对比分析了脉冲式和相位.式激光测距原理,根据无人驾驶车障碍探测的实时性要求,选择脉冲式测距方案,综合考忠影响脉冲式测量精度的关键因素,设计了一种改进型的时刻鉴别以及时间间隔测量方法,优化系统采测性能。(2)针对半导体激光器和光电探测器的具体特性,设计了发射端和接收端光学系统,在 zEMAx 软件中进行光线追迹仿真,验证了其对发射光束的准直压缩和对回波光束的有效聚焦,从而可以提高系统探测范围和精度。(3)设计并搭建了窄脉冲激光发射和信号接收电路系统,系统以 FPGA 器件和C8051F206 单片机作为主控制器,可实现重复频常为 1kHz,脉宽为 60ns 的窄脉冲激光发射:为提高接收系统的信噪比,选用高灵敏度的 APD 作为光电探测器,结合信号调理电路,从而实现微弱回波信号的有效提取:设计高精度时间差测量模块和机械旋转模块,验证扫描式激光雷达系统的测距性能。(4)为了验证测距激光雷达在无人驾驶车障碍探测中的性能,在 Visual Studio 2010平台下开发了基于 MFC 的数据重构界面,根据测量得到的距商数据实现障碍物信息重构。搭建实验平台,对近处目标物进行测量,测试并验证系统样机的探测性能,最终结果表明,所设计的脉冲式激光雷达系统基本满足预期的探测要求,并具有一定的实际应用价值。