汽车新技术教案9页

1、第一讲 GPS定位原理及应用简介教学目标：1、了解GPS作用 2、了解GPS原理与组成教学重点、难点：GPS的原理教学内容：案例1、 GPS导航带错路 汽车卡在山路上差点坠谷(图) 陈姓男子的车子被GPS带往古坑乡偏远山区小径，险些坠谷。据台湾媒体报道，台南市陈姓男子前天开车载女友要到云林县古坑乡剑湖山游玩，一路依卫星定位GPS带路，却被带往偏远山区，路越走越小，他想回转倒车时，车子底盘不慎卡在边坡，后两轮悬空动弹不得，险些坠谷；斗南警分局樟湖派出所员警据报赶往解危，两人才脱困。 警方表示，如果在山区使用GPS导航系统时，最好不要设定“距离最短”的路程规划，否则可能为了走捷径，反而开进车辆无法

2、通行的小径或死路；此外，GPS导航系统资料库也要定时更新，才不会出现错误。 2、丽江出租车安装GPS 驾驶员夜间行车更安全 “2006年，丽江的一名出租车师傅驾车驶往香格里拉，人车失踪，至今杳无音信。出租车师傅跑车很辛苦，但一些不法分子总是在晚上乘车时盯上出租车师傅抢劫，很多出租车师傅都很害怕了，现在丽江天网传媒有限公司能够给我们安装GPS全球定位系统太好了。”这是丽江出租车协会负责人说的。  为了实现交通管理智能化，满足公安机关应急指挥调度功能，有效处置突发事件，真正实现“接警快速统一、指挥高效有力”，同时确保出租车驾驶员的人身和财产安全，丽江市从2012年1月份正式对出租车、公交

3、车、警车等车辆安装GPS全球定位系统。目前，古城区、玉龙县已安装出租车737辆，还有30辆需更新的出租车未安装，待更新后安装，永胜已安装出租车30辆，宁蒗已安装出租车20辆，古城区、玉龙县公交车已安装120辆，部分警车也已安装。       据了解，全套GPS全球定位系统费用5370元，由丽江天网传媒有限公司免费为广大出租车驾驶员安装，设备投入使用后，维护费、设备购置费通过车顶LED电子显示屏广告运营费用填补。       GPS全球定位系统由红外线摄像头

4、、主机、LED电子显示屏、报警按钮等组成。安装有GPS全球定位系统的车辆在任何时候都可以通过GPS全球定位系统运营商指挥中心和110指挥中心屏幕监控、跟踪。一旦车辆发生险情，驾驶员可按报警按钮报警，车辆内的实况图片由摄像头拍摄后传中监控屏幕，110指挥中心并作出反应，调度就近派出所出警保护人车安全。乘客乘坐出租车，东西丢失在车内时，可拨打110报警电话，110指挥中心通知GPS全球定位系统丽江运营商通过GPS全球定位系统轨迹回放功能还可查找丢失在车内的东西。GPS全球定位系统的功能很多，还有单向监听、双向喊话；远程监控，短油断电；车辆调度等。（供稿：丽江市交警支队城市大队 付鹃） 一、GPS的

5、定义及历史1定义 全球定位系统GPS（Global Positioning System）,是一种可以授时和测距的空间交会定点的导航系统,可向全球用户提供连续、实时、高精度的三维位置，三维速度和时间信息。是由美国建立的一个卫星导航定位系统，利用该系统，用户可以在全球范围内实现全天候、连续、实时的三维导航定位和测速；另外，利用该系统，用户还能够进行高精度的时间传递和高精度的精密定位。 2GPS的产生与发展由TRANSIT到GPS n 1957年10月第一颗人造地球卫星上天，电子导航应运而生n 利用多普勒频移原理1964年建成子午卫星导航定位系统(TRANSIT)。n 美国从1973年开始筹建全球

6、定位系统，1994年投入使用。 经历20年，耗资300亿美元，是继阿波罗登月计划和航天飞机计划之后的第三项庞大空间计划。 二、GPS的组成 GPS定位系统由GPS卫星空间部分、地面控制部分和用户GPS接收机三部分组成。 三、GPS特点： 1 、定位精度高 应用实践已经证明，GPS相对定位精度在50KM以内可达10-6，100-500KM可达10-7， 1000KM可达10-9。在300-1500m工程精密定位中，1小时以上观测的解其平面其平面 位置误差小于1mm。 2 、观测时间短 随着GPS系统的不断完善，软件的不断更新，目前，20KM以内相对静态定位，仅需15-20 分钟；快速静态相对定位

7、测量时，当每个流动站与基准站相距在15KM以内时，流动站观 测时间只需1-2分钟，然后可随时定位，每站观测只需几秒钟。 3、 测站间无须通视 4 、可提供三维坐标 经典大地测量将平面与高程采用不同方法分别施测。GPS可同时精确测定测站点的三维坐标。 目前GPS水准可满足四等水准测量的精度。5、 操作简便 随着GPS接收机不断改进，自动化程度越来越高，有的已达“傻瓜化”的程度；接收机的体积 越来越小，重量越来越轻，极大地减轻测量工作者的工作紧张程度和劳动强度。 使野外工作变得轻松愉快。 6、全天候作业 目前GPS观测可在一天24小时内的任何时间进行,不受阴天黑夜、起雾刮风、下雨下雪等气候的影响。

8、 7、功能多、应用广 GPS系统不仅可用于测量、导航，还可用于测速、测时。测速的精度可达0。1M/S，测时 的精度可达几十毫微秒。其应用领域不断扩大。 n 车辆悬空五百米悬崖 n gps全城搜查 失窃车辆顺利找回 n 车辆悬空五百米悬崖 n gps全城搜查 失窃车辆顺利找回 安全气囊教学目标：1、了解SRS作用 2、了解SRS原理与组成教学重点、难点：SRS的原理教学内容：汽车达人正确认识安全气囊 一、安全气囊系统概况1、交通事故现状 中国每年因交通事故死亡的人数约为10万人，其中大部分是碰撞造成的。2、如何减轻碰撞伤害 最佳措施就是用气垫缓冲，比如：消防队在救火或防止有人跳楼时所作的。 但在

9、汽车上不能放置已充好气的气垫3、安全气囊的作用 当汽车遭受冲撞导致车速急剧变化时，安全气囊迅速膨胀，承受并缓冲驾驶员或乘员头部与身体上部和膝盖部位的惯性力，减轻人体遭受伤害的程度。4、名词解释 SRSSupplemental Restraint System 主动、被动安全系统；一、二次碰撞。二、安全气囊系统分类按碰撞类型正面防护安全气囊、侧面防护安全气囊和顶部碰撞防护安全气囊。按气囊数目单气囊系统、双气囊系统等。三、汽车对安全气囊的要求可靠性高安全气囊的使用年限为7-15年安全可靠能正确区分制动减速度和碰撞减速度的区别灵敏度高当汽车发生碰撞时，在二次碰撞前打开有防误爆功能减速度过过低，轻微碰

10、撞不能引爆有自动诊断功能 电控安全气囊要有备用电源 四、安全气囊动作过程五 安全气囊系统的组成及工作原理组成： 有传感器、气囊组件及安全气囊ECU等组成。 工作原理点火器引爆气囊的条件是前碰撞传感器与安全气囊ECU内的安全传感器必须同时接通。当汽车车速低于30km/h发生碰撞时，碰撞产生的减速度和惯性力较小，安全传感器和中央传感器将此信号送到安全气囊ECU，安全气囊ECU判断结果为不引爆安全气囊，只引爆安全带收紧器的点火器。与此同时，向左、右安全带点火器发出点火指令使安全带收紧，防止驾驶员和乘客受伤。当汽车车速高于30km/h发生碰撞时，碰撞产生的减速度和惯性力较大，安全传感器和中央传感器将此

11、信号送到安全气囊ECU，安全气囊ECU判断结果为需要引爆安全气囊和安全带收紧器共同保护驾驶员和乘客。与此同时，向左、右安全带点火器和安全气囊点火器发出点火指令，在安全带收紧的同时，驾驶员侧气囊和乘客侧气囊同时打开，达到保护驾驶员和乘客目的。 倒车雷达系统教学目标：1、了解倒车雷达作用 2、了解倒车雷达原理与组成教学重点、难点：倒车雷达的原理教学内容：倒车雷达简介倒车雷达是汽车泊车或者倒车时的安全辅助装置，能以声音或者更为直观的显示告知驾驶员周围障碍物的情况，帮助驾驶员扫除了视野死角和视线模糊的缺陷，提高驾驶的安全性。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

12、进行处理。体积非常小，一般安装在车尾。二、控制器 对车后部的影像进行捕捉，并发送到显示设备进行显示。体积较小，一般安装在车尾。三、显示器 显示车辆与障碍物的距离或者车后影像。一般安装在后视镜上或者其他显眼位置。 倒车雷达的原理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、更安全。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

13、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 问：为什么有时候福克斯倒车雷达会虚报？答：看看是否车辆尾部有脏物了。大家可以仔细观察福克斯原车的倒车雷达探头，会发现外表是由两个圆组成，中心圆是雷达信号发出和接收的地方，边上的圆是装饰，在两圆之间有一个均匀的缝隙，如果这个缝隙中有脏物，如打蜡后留下的残蜡、泥土等，就会影响倒车雷达的探测结果，并可能出现误报！车主们只要将该缝隙清洁干净即可。汽车巡航控制系统及自适应巡航控制系统教学目标：1、了解巡航控制系统作用 2、

14、了解巡航控制系统原理与组成教学重点、难点：巡航控制系统的原理教学内容：一.巡航控制系统简介1. 巡航控制系统,英文全称为Cruise Control System,缩写为CCS 。 根据其性能特点,巡航控制系统又称为车速控制(Speed Control)系统或自动驾驶(Auto drive)系统。它是指在一定的车速范围内，驾驶员不用控制加速踏板就能使汽车保持以设定的速度行驶的控制装置。采用了这种控制系统的汽车，在高速公路上长时间行驶时，驾驶员不用控制加速踏板，从而降低了驾驶疲劳，提高了行驶安全性，同时减少了不必要的车速变化，节省了燃料 。敦揚定速巡航DunYoung CCS 自动巡航系统（AC

15、C），在设定巡航速度后，车载电脑可以控制油门，自动保持与前车的安全距离，在GPS的帮助下，会选择一条达到目的地的最佳路线，而且会时时提醒自动巡航系统近一平方公里范围内可能突然出现的物体。自动巡航系统一接受信息，马上会用它自己的“脑子”判断最佳车速应该是多少，并自动巡航行驶，待确认无潜在危险之后，又会自动恢复到较快的巡航速度。 2. 组成目前常用的CCS主要由巡航控制电子控制器(CCS ECU)、操纵开关(主控开关、空档起动开关、驻车制动开关、点火开关)、传感器(车速传感器、节气门位置传感器、节气门控制摇臂位置传感器)和执行器 (电磁离合器、驱动电动机)等组成。其主要部件在汽车上的布置如图所示。

16、1.主要部件的功能 a.巡航控制ECU 用于接收各种传感器传送来的信号，再经计算、加工处理后，向执行器发出指令，控制执行器的动作，使汽车实际车速与驾驶员设定的车速保持一致。b.主控开关用于控制巡航控制系统的启动、关闭和控制巡航工作状态。c.空档起动开关用于向巡航控制ECU传送空档起动开关接通信号(即变速器操纵杆处于空档位置的信号)，以使汽车立即退出巡航控制状态。d.制动灯开关用于向巡航控制ECU传送制动灯开关接通信号(即驾驶员踩下制动踏板的信号)，以使汽车迅速退出巡航控制状态。e.车速传感器 用于监测汽车行驶速度，并将信号传送给巡航控制ECU。f. 节气门控制摇臂位置传感器用于监测节气门控制摇

17、臂的位置，并将信号传给巡航控制ECU。g 节气门位置传感器用于监测节气门的位置，并将信号传送给巡航控制ECU。h.执行器(即节气门驱动机构)用于将巡航控制ECU发来的电信号转变成机械运转，控制节气门的开度.使汽车按驾驶员设定的车速行驶。行车中，在驾驶员开启巡航控制系统，并按操作程序完成巡航车速的设定后，车速传感器立即将此速度信号传送给巡航控制ECU, 并储存在随机存储器(RAM)中。与此同时，巡航控制ECU向执行器发出信号，以控制节气门开度，使汽车按设定车速行驶。行车中，巡航控制系统通过车速传感器连续不断地监测汽车在各个时刻的速度，并将此速度信号传送给巡航控制ECU，经中央处理器(CPU)将此

18、速度信号和储存在随机存储器(RAM)中的巡航车速信号进行比较运算和处理后，巡航控制ECU迅速向执行器发出增大或减小节气门开度的信号,通过控制节气门驱动电动机的正、反转及转速，从而实现对汽车行驶速度的控制。  二、智能巡航系统简介智能巡 航 系 统 (Intelligent Cruise Control System) 是 20 世纪 70 年代末提出的一种新型汽车智能驾驶系统, 该系统利用雷达探测主车与目标车辆间的相对速度、相对距离、相对方位角等信息, 并将其传递给主控 ECU。ECU 由此判断主车行驶状况以及与目标车辆间的相对运动关系和位置关系, 调节主车的行驶速度, 从

19、而使得两车保持安全距离; 并在前方交通状况良好时自动以设定车速巡航。 当主车探测与前方车距大于安全距离, 保持定速巡航状态; 当探测到有目标车辆进入安全区域, 马上自动调节节气门或施加轻微制动减速, 保持与前车的安全车距; 随后转入对前车的跟随控制; 如果旁侧车道有车辆突然低速并行时,汽车巡航系统 将对主车施加紧急制动防止追尾碰撞发生。同时, 当前车进入安全区域后, 系统将发出报警声, 为驾驶员提供第一反应时间。CCS主要控制汽车的节气门的开度，而ACC在控制汽车节气门开度的同时，还要控制制动器以及发动机。   三、.汽车巡航技术发展趋势 汽车巡航技术的研究难度较大, 运行中的车辆系统是一个包括车辆驾驶员环境的复杂、时变、非线性系统, 必须采用新的理论和方法进行研究。计算机技术和信息技术为代表的高新技术的发展, 不断改变着人们的行为和思维模式, 人工神经网络、模糊控制、神经模糊技术和虚拟现实技术等新思想、新技术纷呈叠出, 为我们站在一个新的高度研究汽车汽车巡航技术提供了可能。 带排队功能的ACC自适应巡航系统（沃尔沃S60）以往的自适应巡航系统，也包括其他厂商的相同系统，都只能在30或40km/h以上才能使用，而S60的ACC系统在0-200km/h之间都能使用。因为沃尔沃开发了出在30km/h以下使用的自动排队功能。所谓自动排队，就是