《智能汽车传感器技术》绪论

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智能传感器的组成智能传感器如何实现的智能化操作？0.1.2智能传感器的特点智能传感器可以通过微处理器驱动，具备通信、板载诊断等功能，可以实现智能化操作。例如，在智能手机、人工智能/机器人、AR/VR、无人机、智能穿戴、智能家居和智能汽车/自动驾驶等领域中，智能传感器都起到了关键作用。0.1.2智能传感器的特点高精度相较于传统传感器，智能传感器有如下特点。高可靠性高性价比多功能0.1.2智能传感器的特点高精度传统传感器容易出现输入输出的非线性误差、幅度误差、零点误差、正反行程误差等确定性系统误差。而智能传感器具有信息处理功能，不仅能够通过软件修正此类误差，还可适当地补偿随机误差，从而降低噪声、提高检测精度0.1.2智能传感器的特点智能传感器可自动修正某些由环境因素导致的系统特性漂移（如零点漂移、灵敏度漂移等），从而提高了抗干扰能力。同时，它能够对外部信息进行自动收集、数据处理、逻辑判断、功能计算等，大大提高了稳定性高可靠性0.1.2智能传感器的特点多功能智能传感器能够实现多参数、多传感器综合检测，并通过编程来改变使用的范围；具有自适应功能，输出数据的范围可根据检测对象和检测条件的变化而变化；具有多种数据输出形式（如PIO、RS-232、IEE-488等），能够适配多种应用系统；具有数字通信接口，可直接将数据送入远程计算机0.1.2智能传感器的特点在同等精度要求下，与功能单一的传统传感器相比，智能传感器的性价比较高，尤其是在集成了成本相对较低的单片机后，智能传感器的性价比优势更加明显高性价比0.1.3智能传感器的功能966+在用户输入零值或某一标准量值后，智能传感器通过软件的自校准功能可自动实现在线校准01.自校准功能智能传感器可根据内部程序自动处理数据，如统计数据、消除异常值等04.数据处理功能03.自诊断功能接通电源后，智能传感器可进行自检，检查自身是否存在故障。若存在故障，则将故障信息发送至上位机02.自补偿功能智能传感器可对非线性误差、温度漂移、时间漂移等进行自动补偿0.1.3智能传感器的功能微处理器可与传感器构成闭环，不仅可接收和处理传感器的测量数据，还可通过反馈回路实现对传感器测量过程的调节和控制05.双向通信功能07.数字量输出功能智能传感器可输出数字信号，方便与计算机或接口总线进行数据传输06.信息存储和记忆功能智能传感器可存储、记忆大量信息，如历史信息等，用户可随时查询和调用课堂训练智能传感器有哪些特点？智能传感器有哪些功能？课堂小结智能传感器概述传感器与智能传感器智能传感器的特点智能传感器的功能0.2智能汽车传感器课堂讨论请以小组为单位讨论如下问题：汽车中的“智能”主要体现在什么方面？智能汽车传感器大致分为几种类型？汽车中的“智能”主要体现在自动驾驶方面。要实现自动驾驶，就需要汽车具有环境感知能力，能在各种复杂情况下不断收集周围环境的信息，并对周围环境进行识别、检测、跟踪，因此汽车上会安装大量传感器。按功能的不同，智能汽车传感器大致可分为距离感知类传感器主要有超声波雷达、毫米波雷达、激光雷达等视觉感知类传感器主要是指视觉传感器（俗称摄像头）定位与导航类传感器主要有各种定位与导航系统（或装置）人们通常根据使用场景的不同，选择其中若干传感器进行组合，并采用多传感器融合技术使其协同工作。常见的智能汽车传感器超声波雷达是利用超声波的特性来探测周围环境的传感器。在工作时，超声波雷达通过超声波发射器发射超声波，并通过超声波接收器接收被障碍物反射回来的超声波，然后根据发射与接收超声波之间的时间差来计算障碍物与超声波雷达之间的距离。0.2.1超声波雷达0.2.1超声波雷达超声波雷达的特点数据处理简单、快捷体积小、成本低探测距离近，仅为1～5m精度较低常用于近距离探测、侧方障碍物探测等场合，如停车辅助、盲点监测等毫米波雷达是一种新型微波雷达，其波长介于厘米波和光波之间。因此，毫米波雷达兼具了微波雷达和传统光电雷达的优点，同时也具有自身独特的性质。0.2.2毫米波雷达0.2.2毫米波雷达毫米波雷达有哪些优点？0.2.2毫米波雷达优点：与传统光电雷达相比与其他微波雷达相比优点一体积与质量小优点二空间分辨率高优点一穿透烟雾、灰尘进行探测的能力强优点二能全天候工作0.2.2毫米波雷达缺点：难以识别出正在转向和换道的车辆常用于远距离探测的场合，如自动距离控制和制动辅助等0.2.3激光雷达激光雷达可通过激光发射器发射激光束来扫描周围环境，并通过激光接收器接收被障碍物反射回来的激光束，然后根据发射和接收激光束之间的时间差来计算障碍物与激光雷达之间的距离。020.2.3激光雷达优点：01方向性好、精度高、无电磁干扰02可获得较为精确的距离和位置信息03跟踪目标，创建被测物体的3D图像，从而绘制出周围环境的地图因此，激光雷达广泛应用于障碍物检测、目标分类与运动跟踪、3D建模、高精度地图绘制等场合，是无人驾驶汽车必备的传感器。0.2.3激光雷达激光雷达价格昂贵、技术性较强，且环境适应性差，雨、雾天气会对其工作产生较大影响。缺点：0.2.4视觉传感器视觉传感器可通过光学元件和成像装置获取外部环境的图像信息，其精度与分辨率、探测距离有关。通过在车辆上的各个位置安装视觉传感器，可获取车辆外部360°视野并建立图像模型。缺点0.2.4视觉传感器受天气、光照等外界条件影响较大应用主要用于车道边线识别、交通信号灯识别、障碍物检测、行人检测、驾驶员状态检测等场合。优点成本低检测范围广信息容量大0.2.4视觉传感器种类超声波雷达毫米波雷达激光雷达视觉传感器远距离探测能力弱强强强夜间工作能力强强强弱全天候工作能力弱强弱弱受天气影响程度小小大大烟雾环境工作能力一般强弱弱雨雪环境工作能力强强一般一般温度稳定性弱强强强高车速检测能力弱强强一般目标识别能力弱弱一般强几种智能汽车传感器的性能对比0.2.5定位与导航系统目前，车辆定位多采用卫星定位系统，导航则采用惯性导航系统（inertialnavigationsystem,INS）、组合导航系统等。0.2.5定位与导航系统卫星定位系统能够全天候地为用户提供准确的位置坐标，但在遮挡物较多的环境中其信号强度会受到干扰INS利用惯性原理并结合数学分析来实现定位和导航的，不存在信号丢失的问题，但会出现较大的误差组合导航系统

集成了卫星定位、惯性导航、高精度地图等多种技术，利用多种信息源相互补充，能够在任何时间和地点提供准确的车辆位置坐标，是汽车常用的导航系统课堂训练智能汽车传感器大致可分为哪些？毫米波雷达的优缺点有哪些？课堂小结智能汽车传感器超声波雷达毫米波雷达激光雷达视觉传感器定位与导航系统0.3智能汽车传感器的应用汽车上安装有大量的传感器，利用多传感器融合技术可将不同种类的传感器相互组合，形成具有特定功能的驾驶辅助系统。03各种功能不同的驾驶辅助系统构成了先进驾驶辅助系统（advanceddriverassistancesystems,ADAS）。根据国家标准GB/T39263—2020《道路车辆先进驾驶辅助系统（ADAS）术语及定义》，ADAS是指利用安装在车辆上的传感、通信、决策、执行等装置，实时监测驾驶员、车辆及其行驶环境，并通过信息或运动控制等方式辅助驾驶员执行驾驶任务或主动避免/减轻碰撞危害的各类系统的总称。03常用的ADAS有哪些系统？公募基金券商管理产品保险管理产品私募基金常用的ADAS常用的ADAS0.3.1AEB系统01信息采集模块

在工作时，AEB系统通过信息采集模块实时监测车辆前方的行驶环境02控制模块利用控制模块对车辆行驶状态进行分析03执行模块在可能发生碰撞危险时通过执行模块自动启动车辆制动系统，使车辆减速，从而保证驾驶安全信息采集模块布置有多种传感器:毫米波雷达激光雷达车速传感器制动传感器转向盘转角传感器可为车辆提供实时、安全、准确的路况信息0.3.1AEB系统使用毫米波雷达实现ADAS功能主要是通过对目标物发送电磁波并接收回波来获得目标物体的（)、(）和(

).距离速度角度0.3.1AEB系统组成及作用0.3.2LDW系统

LDW系统主要由传感器、控制单元、显示器3部分组成，可实时监测车辆在车道上的行驶状态，并在车辆突然大幅度偏离车道且未打转向灯时，及时报警，以对驾驶员进行警示。1.传感器在工作时，LDW系统会通过视觉传感器实时采集车道边线的图像信息，并对图像信息进行处理，以得到车道的几何结构；同时，LDW系统利用车速传感器、转向盘转角传感器等获取车辆的状态信息。2.控制单元通过控制单元分析判断车辆是否在车道中发生偏移。3.显示器若车辆在车道中发生偏移且未打转向灯，则LDW系统将通过显示器发出警告信息，整个过程可在0.5s内完成。0.3.2LDW系统0.3.3LKA系统LKA系统信息采集模块、控制模块、执行模块视觉传感器车速传感器转向盘转角传感器0.3.3LKA系统LKA系统功能01LKA系统可通过视觉传感器识别车道边线，实时监测车辆在车道中的位置，并在必要情况下自动调整车辆转向，使车辆保持在原车道内行驶。LKA系统应用02应用于结构化道路，如高速公路、城市干道等车道边线清晰的公路。0.3.4ACC系统主要由信息采集模块、控制模块、执行模块和人机交互系统组成ACC系统利用毫米波雷达和红外传感器实时监测