《汽车定位与导航系统》由会员分享，可在线阅读，更多相关《汽车定位与导航系统（33页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、汽车定位与导航系统1第一节 传感器定位导航系统1一、现代运输系统1二、汽车导航罗罗盘2三、汽车导航陀陀螺仪4四、倒车辅助系系统控制5五、多多媒体倒车雷雷达10六、奥迪A6的的倒车雷达系系统11七、证眼雷达11第二节 卫星星定位和导航航系统12一、全球卫星定定位导航系统统12二、绝对导航13三、独立导航系系统14四、车载卫星导导航15第三节 典型型故障案例分分析17一、奥迪A6轿轿车倒车雷达达有时正常有有时不正常17二、东风雪铁龙龙新爱丽舍豪豪华轿车倒车车雷达无法正正常工作18汽车定位与导航航系统导航原指飞机、轮轮船等交通工工具在行驶时时借助其他装装置了解自身身位置和航行行状态，借以以保证航行安
2、安全、提高运运行效率和运运输企业的经经济效益。汽汽车导航的目目的就是引导导汽车在繁忙忙的交通状态态和复杂的道道路网络中选选择最佳的路路径，使其能能在尽量短的的时间和路程程内到达目的的地。本章将将分传感器定定位导航和卫卫星定位导航航两部分来介介绍汽车定位位和导航系统统及技术。第一节 传感感器定位导航航系统一、现代运输系系统现代智能化汽车车运输系统（IIntellligentt Trannsporttationn Systtem，ITTS）是目前前世界上最流流行的交通运运输系统。它它将先进的信信息技术、数数据通信传输输技术、电子子控制技术和和计算机处理理技术等高新新技术有效地地综合运用，对对传统的
3、交通通运输系统及及管理体制进进行改造，从从而形成一种种信息化、智智能化、社会会化的新型现现代交通系统统。实现交通通管理的智能能化、自动化化，使交通运运输基础设施施得以发挥最最大效能，使使驾驶员与旅旅行者的安全全度和舒适度度得到明显改改善，并通过过节约能源和和保护环境使使全社会获得得巨大的社会会经济效益。日本对ITS系系统的研究也也下了大力气气。19977年日本政府府为此共投资资约7亿美元元，其中用于于相关技术的的研究开发约约1亿美元，硬硬件建设约66亿美元，行行将取得惊人人的效果。据日本官方估计计，日本ITTS系统在220年内可使使交通事故降降低8%10%；每每年交通事故故死亡人数可可比现在减
4、少少3070%；到22010年，ITS系统可使日本国内交通阻塞减少20以上。同时，每年还可减少10亿加仑的燃料消耗，并降低尾气污染且使公路网通行能力成倍增长。其经济效益和社会效益十分可观。目前，我国的道道路导向和交交通管理已发发生了巨大变变化，正逐渐渐走向ITSS系统。二、汽车导航罗罗盘1汽车罗盘原原理及应用汽车导航罗盘用用来显示车辆辆的指向方位位，例如，NN（北）、NNE（东北）、EE（东）、SSE（东、南南）、S（南南）、SW（西南）、WW（西）和NNW（西北）等等，从而给驾驾驶员提供导导航。汽车导导航罗盘的关关键元件是地地磁传感器。地地磁传感器是是在高导磁性性材料制成的的磁环上绕励励磁绕
5、组，绕绕组在X和YY两个正交方方向上，每个个方向各绕两两个检测线圈圈（共4个）。无无地磁场作用用，检测线圈圈不产生电位位差，有地磁磁场作用则产产生电动势。地地磁方向与检检测方向夹角角不同，检测测线圈产生的的电动势也不不同，将检测测到的信号送送至方位判定定处理器中，这这样就可以确确定汽车的行行驶方向，一一般用LEDD显示出来。地地磁传感器结结构与导向原原理如图 55 . 1 所示。图 5 . 11 地磁传感感器结构与导导向原理2.汽车导航罗罗盘的应用实实例北京吉普有限公公司生产的带带罗盘和温度度显示的欧蓝蓝德车，如图图 5 . 2 所示。图 5 . 22 欧蓝德车车带罗盘和温温度显示的车车内后视
6、镜结结构图该车罗盘用安装装在后视镜内内的地磁传感感器检测汽车车的方向，并并用LCD（液液晶显示）显显示8 个方方向。车外温温度计计算来来自温度传感感器的信息，然然后用LCDD显示温度。当当按下位于车车内后视镜中中心的开关，汽汽车方向（指指向）或温度度会在镜子右右上角显示，如如图 5 . 2 所示示。这种汽车罗盘在在使用中由于于人造强磁场场和磁屏蔽等等作用，需要要经常校正和和调整。（1）欧蓝德汽汽车罗盘校正正程序与步骤骤。 按下“COOMP（罗盘盘）”按钮，此时时为可视罗盘盘显示模式，并并且会显示车车辆方位。再再次按下“COMP”按钮将关闭闭可视罗盘显显示。 如果显示读读数“C”，如图 5 .
7、3 所所示，可能存存在强磁场干干扰罗盘。在在这种情况下下，罗盘需要校正。图 5 . 33 存在强磁磁场干扰时的的显示 以大约8kkm/h或低低于此车速开开车转圈，直直到显示读出出方向。在有些情况下，如如长途越野，必必须调整罗盘盘偏差。罗盘盘偏差是地磁磁北极与真正正的地理北极极之间的差别别。如果不调调整罗盘偏差差，那么罗盘盘可能给出虚虚假读数。（2）调整罗盘盘偏差的程序序与步骤。 按下“COOMP”按钮3s以上。显示示器上会显示示当前区域号号，如图 55 . 4 所示。 在如图 55 . 5 所示的校正正地图上找到到当前的位置置以及偏差区区域号。图 5 . 44 显示器上上显示当前区区域号 图
8、5 . 5 显显示给出的校校正地图 按“COMMP”按钮直到显显示器上显示示新的区域号号。停止按按按钮后，显示示器会在几秒秒钟内显示罗罗盘方向。（3）注意事项项。 不要安装用用磁体吸附在在车上的放置置架、天线等等，它们会影影响罗盘的工工作。 在隧道、地地道、铁路沿沿线、换车站站、办公楼群群、地铁上部部区域、上下下陡坡等地方方罗盘指针不不能正确指示示。当车辆驶驶到地磁稳定定区域后，罗罗盘回到正确确的罗盘指针针位置。三、汽车导航陀陀螺仪汽车导航陀螺仪仪用来检测车车辆的方向变变化（角速度度），因此也也叫做偏航速速率传感器。它它是一个振荡荡回转仪，运运用“振荡陀螺仪仪的原理”来感知车辆辆所处的方位位及
9、变化。它它由压电零件件、金属块和和支撑销组成成，其形状像像一把音叉。压压电零件共有有四个，两个个一组，相互互平行安置。每一组均均有一个作为为振荡器，另另一个用于对对振荡进行监监视，并使其其保持正常的的频率。两组组振荡器的中中心部位呈990。交错布置置，并通过底底部的金属块块连接在一起起，由支撑销销提供支撑。如如图 5 . 6 所示示。图 5 . 66 导航陀陀螺仪构造图图汽车导航陀螺仪仪工作原理就就像是一个振振荡回转仪，即即惯性陀螺。当当一个振子在在静止的转盘盘上做往复运运动时，其轨轨迹是条直线线。如果转盘盘以角速度旋转时，它它因受偏转力力哥氏力（Fcc-2mvw）的影影响运动轨迹迹将不再是一
10、一条直线，而而要发生偏转转，如图 55 . 7 所示。汽车车导航陀螺仪仪的振动就相相当于振子的的振动，当汽汽车转弯时，汽汽车导航陀螺螺仪上部的监监视压电零件件因受偏转力力的作用而发发生弯曲，如如图 5 . 8 所示示。这样根据据偏转力公式式、汽车行驶驶速度和行驶驶时间就可检检测出汽车的的方位（旋转转角速度田）和和转弯行驶的的距离。如果果与地图结合合再加上显示示装置，就可可进行汽车导导航和描绘汽汽车行驶的路路径。这种导航是相对对导航，导航航的精确性虽虽然不受信号号影响但是与与车速计算、道道路倾斜度计计算和存入地地图是否正确确有直接关系系，并在下列列情况下会造造成车辆定位位错误。 发动机停止止后移
11、动车辆辆，例如，用用渡轮或拖车车移动车辆，或或者车在回转转台上旋转。 轮胎打滑，能能造成行驶偏偏差。 轮胎滚动直直径变化，如如胎压异常、轮轮胎规格不正正确，能造成成行驶偏差。 在笔直或几几乎没有弯道道的高速公路路上连续行驶驶，能造成导导航发生偏差差。相对导航产生的的上述定位错错误将不断积积累放大。所所以也经常需需要重新定位位校正，基本本是每次行驶驶前都要进行行定位选择出发发地和目的地地。图 5 . 77 汽车导航航陀螺仪的原原理图（a）转盘静止止 （b）转盘以角速速度田旋转四、倒车辅助系系统控制倒车辅助系统又又称倒车雷达达，它是一般般汽车的选装装项目，由倒倒车雷达模块块、探头和根根据距离数据据
12、控制的指示示部分组成。其其指示部分有有变频蜂鸣音音指示、多色色 LED 灯光指示和和数据显示指指示等类型。如如图 5 . 9 所示示为别克君威威倒车辅助系系统控制电路路。图 5 . 99 别克君威倒倒车辅助系统统控制电路1倒车雷达模模块与探头倒车雷达主机的的核心是倒车车雷达模块。目目前倒车雷达达模块有T88224系列列和T82114系列等。T8224是T8214的改进型模块，如图 5 . 10 和图 5 . n 所示。模块集成了单片机部分，全部超声波电路部分和控制部分。能同时传送4个探头分别探测到的各自距离的串行数据（单线输出，数据经过编码，数据包中加入最近距离方位指示）。如图 5 . 12
13、所示为超声波距离探测探头。最近距离数据控制着变频蜂鸣音，还控制着3色LED灯指示。图 5 . 112 超声波波距离探测探探头探头的构造如图图 5 . 13 所示示。当探头作作为发射器时时，交流电压压作用于振动动线圈，使其其产生磁场。该该磁场与永久久磁铁的恒定定磁场发生作作用使振动线线圈振动，其其振动频率与与交流电频率率相同。振动动线圈与膜片片相连，从而而膜片也以相相同的频率振振动。膜片振振动引起空气气运动，产生生声波发射出出去，如图 5 . 113 ( aa ）所示。当探头作为接收收器时，反射射的声波引起起膜片以一定定的频率振动动。这样在振振动线圈上感感应产生一个个同样频率的的交流感应电电压，
14、从而被被电路接收，如如图 5 . 13( b ）所示示。图 5 . 113 探头的发射射与接收工作作原理（a）探头的发发射 （bb）探头的接接收2倒车雷达的的工作原理及及电路倒车雷达的工作作原理电路如如图 5 . 14 所所示。倒车雷雷达利用超声声波原理，由由装置于车尾尾保险杆上的的4个探头在在倒车雷达模模块T82224的控制下下向外发送超超声波撞击障障碍物后，反反射此声波回回探头，探头头将接收到的的反射波信号号送回控制模模块。控制模模块T82224将信号进进行处理，计计算出车体与与障碍物之间间的最近障碍碍距离的数据据和方位，并并用之控制输输出指示，以以提示驾驶员员不至于撞上上障碍物。图 5
15、. 114 倒车雷达探探测器的工作作原理电路高档次车的倒车车雷达一般都都带显示器。例例如，液晶显显示彩屏倒车车雷达、图像像加数字显示示倒车雷达，等等等。其原理理是把倒车雷雷达主机的信信号送到显示示器。如图 5 . 115 所示为为与倒车雷达达主机（模块块8224）连连接的3色显显示与蜂鸣提提示电路。图 5-15 3色显示示与蜂鸣提示示电路倒车雷达模块TT8224送送出的数据包包内容非常全全面，这款显显示器是3位位数字+障碍物方位位灯指示+ll0级变频蜂蜂鸣音的较多多应用的显示示器。显示器器与主机直接接使用三根普普通汽车电线线相连。方框框A和方框B任选一个。很很多倒车雷达达模块使用外外置蜂鸣器，这这类蜂鸣器一一般都是有源源的，多选择择A框电路，TT8224JJ2集成块第第11脚送出的的是音频音 10 级控控制电平。不不配外置蜂鸣鸣器使用B方方框电路。YY为无源蜂鸣鸣器，调整RR13可以改改变蜂鸣音量量，调整R113可以改变变音质。T88224J22 第3脚送送出受T82224J2第第11脚10级级控制的8000Hz音频频音。显示器除了正常常的倒车数据据显示之外，在在倒车状态下下当车后没有有障碍物时，流流水显示三个个“一”；障碍物距离
