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汽車電子技術 導航系統工作原理解析
送交者: 嵐少爺 2011年01月23日16:47:35 於 [我愛我車] 發送悄悄話

  春節就要到了,過年在國人心目中一直都是一個讓人期待的日子,辛辛苦苦的一年過去,終於可以和家人團聚一下。有人選擇一家人一家人圍着電視聊天,有的人會選擇舉家出行。無論怎樣,一家人在一起總是開心的。每到節假日,無論機票還是火車票,總是那麼的緊俏。於是駕車出行也成了時下非常普遍的方式。回家的路,大家都會記得怎麼走。不過,出行去個陌生的城市,有個導航系統還是非常方便的。現在的車很多都已經配備了導航設備。很顯然,這是個非常實用的物件,比地圖更直接,比問路更方便。即便車內沒有配備,各種外接導航也可以滿足同樣的需求,甚至是手機都有非常強大GPS導航功能。

  汽車導航的系統的任務就是不斷地以視覺或語音方式給駕駛員推薦汽車行駛路線。導航系統利用GPS定位衛星的數據、汽車行駛速度和方向,以使用符號或數字地圖以及語音輸出,直接為駕駛員引導汽車到達目的地。動態導航系統能實時反應當時的交通狀況,並自動計算汽車在行駛中受到干擾時以最快的時間到達目的地的行駛路線。

  在最近幾年的導航系統得到很大普及,並代替以前大多是後安裝的導航系統。導航系統已成為新車的特別配備或系列配備。汽車中各系統的一體化使導航系統能共享其他系統的很多傳感器和交聯使用其他部件。儀表組合的現實可以將目的地跟蹤的重要信息最先進入駕駛員的視野。在眾多車型中導航系統成為包括音響、電話功能的整個駕駛員信息系統的組成部分。這種發展趨勢仍將繼續下去。

  “定位”、“目的地選擇”、“路線計算”和“目的地跟蹤”這些基本功能組成一個完整的導航系統。頂層的功率譜儀器還附加提供彩色地圖顯示。所有的功能需在一張有道路網的數字地圖上,它裝在CD-ROM或DVD中。

  我們先從“定位”開始說起,首先需要確定位置,為確定位置使用合成定法。在合成定位時,按行駛路段和角度連續疊加得到合成定位的位置。將此位置與數字地圖上的道路走向不斷比較,即地圖匹配,以補償合成定位產生的累積誤差。全球定位系統(GPS)在確定位置方面具有重大意義。早先由於軍事原因人為地使信號變壞而關閉。GPS可以再數字地圖以外的路段暫時行駛,或者在用船或鐵路運輸後汽車仍能可靠地確定位置。GPS天線和接收機是導航系統的重要部件。

  其次是需要傳感器,第一代導航系統定位經常使用兩個感應式車輪轉速傳感器,以得到汽車行駛的路程和方向的變化。還使用了地球磁場傳感器,以確定汽車絕對行駛方向。GPS主要用於校正嚴重的傳感器干擾或校正汽車在數字地圖以外的道路行駛後又重新回到數字地圖上的行駛位置,目前的導航系統只要一個簡單的電子轉速表的路程信號,如經常用於與速度有關的汽車收音機音量調節的轉速表。轉速表傳感器輸出與汽車行駛速度成正比的脈衝數,導航計算機對脈衝數進行處理。轉動率傳感器(橫擺儀)檢測汽車方向的變化,並將傳感器位置變化轉換為電壓信號。計算機由此判明汽車是否需要加速、制動或轉彎。轉動率傳感器體積小、對轎車中存在的干擾場不敏感。

  再說“目的地選擇”,數字地圖包含了一些目錄(索引),以便輸入形式目的地,為此需要可提供所有地點的目錄,更精確的目的地則要選擇道路十字路口或房屋門牌號。數字地圖現實上還可對選定的目的地作記號或提取早先存在的目的地存儲器中的目的地。

  “計算路徑”是說按最佳行駛時間或行駛路段,確定包括避開高速公路、渡口或橋梁等收費道路。在輸入目的地後,期盼半分鐘內確定推薦的行駛路徑,如果偏離了推薦路徑,則還要馬上重新計算。

  “目的地跟蹤”就是不斷地將汽車當前的位置與計算路徑比較,從而駕駛員可以決定,汽車正在行駛的路段和即將在路徑上行駛的路段是否需要轉彎或者沿着正在行駛的道路繼續前進。在行駛時,轉彎處前或需要變換車道前會發出相應地行駛方向提示。如果需要轉向,在顯示屏上就會出現一個行駛方向的箭頭。另外,每一路段預測的平均行駛時間位於路經計算的始點。導航計算機根據交通信息可得到汽車行駛中會遇到哪些擁堵路段,在自動計算新的路徑時會考慮到這種情況,根據擁堵路段的擁堵程度設定比較低的行駛速度。

  結語:

  汽車內的各種電子設備其原理與結構都是極其繁複的。對於這些東西,其實我們更需要的是如何使用,並且需要如何更簡潔的來操作它,如果它真的壞了,我們也只能束手無策的去送修。但多了解一些工作原理,還是可以幫助我們選擇一款更便捷、更適合自己的電子設備。最後,祝大家春節快樂,回家的朋友們一路平安。

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