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智能汽車論文:人工智能汽車制造論文
1人工智能在汽車制造業中的應用
概述制造業是國家的經濟命脈，而汽車制造又是戰略性支柱產業，它包括了整車、各種零配件廠等生產商，也包括了各地經銷企業和銷售企業。近年來，我國汽車行業面臨著前所未有的挑戰，原材料、生產、物流成本上漲、利潤下降，以及國際經濟形勢的影響。因此，汽車企業可以運用具有智能分析功能的商務智能系統，通過分析歷史數據快捷、及時地輸出各類報告，預測未來的客戶需求和銷售趨勢，在宏觀上為企業管理人員提供決策依據。計算機人工智能技術發展到了今天，已經開始使用龐大的知識庫來有效地取代人類器官或機構的記憶方法，近些年來很多的專家決策系統在考慮一定規則的基礎上對人類的診斷和經驗上的分析都能夠做出很好的判斷，甚至處于主導地位。這個系統可以很好地利用知識庫，并從中挖掘出我們想要的問題答案、成功地尋找到其中的關聯性，并提取相應的模式等。而實際上，這樣的專家系統已經在很多領域都有了非常不錯的應用，幫助很多企業在很短的時間內就做出相應的生產計劃、調度計劃、運輸計劃等，非常有效率，而且可以大大地增加收益，并很好地控制企業的人力成本。我國工業機器人是從20世紀80年代開始起步。經過二十年余年的努力已經形成了一些具有競爭力的工業機器人研究機構和企業。先后研發出弧焊、點焊、裝配、搬運、注塑、沖壓、噴漆等工業機器人。近幾年，我國工業機器人及含工業機器人的自動化生產線相關產品的年產銷額已突破十億元。目前國內市場年需求量在3000臺左右，年銷售額在20億元以上。統計數據顯示中國市場上工業機器人總共擁有量近萬臺，占全球總量的0.56%，其中國產工業機器人行業內規模比較大的前三家工業機器人企業，行業集中度占30%左右。其余都是從日本、美國、瑞典、德國、意大利等20多個國家引進的。國產工業機器人目前主要以國內市場應用為主，年出口量為100臺左右，年出口額為0.2億以上。多年來我國汽車零部件生產一直是手工焊、專機焊占據焊接生產的主導地位、勞動強度大、作業環境惡劣、焊接質量不易保障，而且生產的柔性也很差，無法適應現代汽車生產的需要。
1.1搬運機器人在汽車制造業中應用
汽車橋箱類零件具有精度高、加工工序多、形狀復雜、重量重的特點。為提高其加工精度及生產效率，各重型汽車生產廠家紛紛采用數控加工中心來加工此類零部件。而在使用數控加工中心加工工件時，要求工件在工作臺上具有非常高的定位精度，且需要保障每次上料的一致性。由于人工上料此類的工件具有勞動強度高、上料精度不好控制等缺點現在正逐步被工業機器人或專機進行上下料所取代。工業機器人具有重復定位精度高、性高、生產柔性化、自動化程度高等、突出的優勢，與人工相比，能夠大幅度提高生產效率和產品質量，與專機相比具有可實現生產的柔性化、投資規模小等特點。機器人智能化自動搬運系統作為減速器殼體加工的重要生產環節，雖然已經在國內重型汽車廠內取得成功的應用，但依然尚未普及。在國家經濟建設飛速發展的進程中，重型載重汽車的生產能力及生產力水平亟待有一個質的飛躍，而工業機器人即是提升生產力水平的強力推進器。
1.2焊接機器人在汽車制造業中的應用
汽車行業的發展水平，代表了一個國家的綜合技術水平，汽車工業的發展將會帶動其他行業的發展。各廠商為了在日漸激烈的競爭中立于不敗之地，必須率先實現焊接自動化。因此，今后除了如汽車、摩托車這樣的大批量生產行業。一些產品多樣化的企業，為了提高焊接質量，也將會考慮使用焊接機器人，如鋼結構等行業，與此同時，對焊接機器人的要求也必然會逐步提高，如說對焊道的自動跟蹤系統的需求會逐步加大等。作為焊接機器人和焊接機的專業生產廠家，OTC公司將繼續為提高中國的高速、高效、自動化焊機做出自己的貢獻。對于在汽車工業中的點焊應用來說，目前已廣泛采用電驅動的伺服焊槍。日本豐田公司已決定將這種技術作為標準來裝備其日本國內和海外的所有點焊機器人。
1.3裝配機器人在汽車制造業中的應用
在國內外各大汽車公司裝配生產線上被廣泛采用的裝配機器人。一方面使汽車裝配自動化水平大大提高，目前，國外某些大批量生產的轎車的裝配自動化程度已達50%~65%。另一方面，有效地減輕了工人的勞動強度，提高了裝配質量并明顯地提高了生產率。在汽車整車裝配中，機器人不僅用于擋風玻璃的密封濟涂覆、安裝和車輪備胎、儀表盤總成、后懸梁、車門、蓄電池等部件的安裝。
1.4噴涂機器人在汽車制造業中的應用
噴涂機器人在汽車制造業中可噴涂形態復雜的汽車工件而且生產效率和很高。多用于汽車車體的噴涂作業，如噴漆、噴釉等。除了上述機器人以外，汽車制造業中應用的機器人還有用于特殊加工的激光加工機器人用于部件形狀測量、裝配檢查和產品缺陷檢查的檢測機器人，抑制塵埃粒子大小及數量的水切割機器人和凈化機器人等。
2人工智能在汽車制造業中的進展分析
隨著中國汽車工業的迅猛發展，機器人在先進汽車制造中的重要性也越來越凸顯。機器人的產品應用廣泛，覆蓋焊接、物料搬運、裝配、噴涂、精加工、拾料、包裝、貨盤堆垛、機械管理等領域。在汽車行業的應用主要分為以下五大部分。車身系統中，采用虛擬仿真等手段，主要針對車身覆蓋件不斷開發出新的標準化、模塊化解決方案，動力總成系統中，提供了涵蓋汽車傳動系統核心部件，發動機、變速箱和傳動軸的全套裝配測試系統。在沖壓自動化系統方面從卷材與堆垛到零件的碼垛，從提供控制系統到企業ERP，從設計到生產支持與效率優化，擁有的工程能力，涂裝自動化系統方面，以高柔性高精度的噴涂機器人來幫助客戶提升涂裝質量，減少生產廢料，而在焊接自動化系統中，機器人比較典型的應用是電阻點焊、電弧焊，其近期一代機器人配套提供一系列高度人性化的軟件工具。汽車工業的較大特點是產量大，生產節拍快，產品一致化程度高。消費者對汽車質量要求越來越高，是促使機器人應用越來越普遍的一個重要原因。機器人本身只是集裝箱里的一個貨物，隨機器人的設備功能越來越精細，客戶的思維在這時候逐漸走向成熟，在采購時不再單單考慮某生產工位的瓶頸，而更多地考慮到長期戰略因素，如維護成本加入的高低，長期投資回報是否劃算，服務涵蓋地域是否廣泛，響應是否及時，全球技術支持能力有多強，中期后期不同階段解決問題的能力有多大等等。這時，產品本身的價格和意義相對弱化而長期的價值越發凸顯。
3結束語
人類智能主要包括三個方面——“感知能力”、“思維能力”和“行為能力”。而人工智能是指由人類利用人腦特有的智力表現制造出來的“機器”所表現出來的智能。人工智能主要包括“感知能力”、“思維能力”和“行為能力”。人工智能在汽車制造工業方面的應用體現在問題求解,邏輯推理,自然語言理解,自動程序設計,專家系統等方面,這些方面就體現了自動化的特征,表達了一個共同的主題,即提高機械人類意識能力,強化控制自動化,因此人工智能在汽車制造領域將會大有作為。
作者：韓旭萍單位：陜西職業技術學院
智能汽車論文:多元智能理論汽車英語課程設計論文
21世紀是創新的時代，隨著經濟全球化步伐的加快，英語課程在指導思想、教學目標、教學內容、練習、實踐、操作方法和手段的選擇等方面都必須不斷推陳出新。我國為了實現工業化和現代化的目標，對汽車技術應用型人才的需要更趨多樣化。而良好的外語溝通能力已成為汽車人才的需要具備能力。汽車英語課程設計是各類學校重點關注的課程，如何把知識和能力結合的更好，是體現其創造力和競爭力的重要表現。因此，本文把多元智能理論引入汽車英語課程設計，為探討其可行性及策略開辟新的視角，提供新的思路和方法。
一、多元智能理論
多元智能理論（MultipleIntelligencesTheory）由美國哈佛大學發展心理學家、教育學家霍華德?加德納教授于1983年在《智能的結構》一文中提出后，在世界范圍內引發了教育的“革命性”變革。我國于20世紀90年代引進多元智能理論，國內有專家認為，多元智能理論無疑是我們長期以來一直在努力推崇的“素質教育的好全釋”；還有人指出：多元智能理論與建構主義理論一道，構成了我國新課程改革的強大理論支撐。多元智能理論指出人類內涵的能力至少有八種：包括語文智能；音樂智能；邏輯—數學智能；空間智能；肢體—運作智能；人際智能；自省智能；自然觀察智能。加德納認為，相對于過去的一元智力理論，多元智能理論能夠更地描繪和評價人類的智力能力。加德納還指出，人類智能還包含有次級智能和多種次級構成要素。
二、基于多元智能理論的汽車英語課程設計
（一）汽車英語課程設計的基本條件
Posner（1994）認為，課程設計的基本條件包括：了解學生的需求、興趣、能力、知識水平等例如：學生需要什么、需要的原因、已有的能力、待補的能力、已有的基礎或條件，缺乏什么等等。熟悉課程情況例如，有能力識別和解釋該課程的基本概念和技能，和細致的有關知識，目前這個課程的開設情況等。擅長聽說讀寫譯五項必備能力，具有豐富教學經驗，而不是簡單的拼湊、復制、模仿依據以上課程設計的基本條件，做好高職英語課程設計就要求教師進行問卷調查或訪談學生已經完成的課程標準或已經具備的語言知識，要求通過參考有關著作、論文、同類課程、教材等，與同行交流，收集積累案例或經驗等等。
（二）汽車英語課程設計的標準
根據Furey提出的標準，高職英語課程設計必須把握下列標準：
1.是否有足夠的理論依據英語課程設計必須基于什么樣的科學理論基礎，是否遵照其本身的科學性和社會性？
2.是否適合學生目標在從事高職英語教學中，教師要因材施教。不但熟悉、掌握學生的自身學習情況、學習興趣，也注重培養學生的實際效果性。
3.是否具有成功實施的可能性和效果的可評性在從事高職英語教學中，教師要不斷自評課程設計的真實效果。
（三）汽車英語課程設計的內容
汽車英語課程設計的內容取決于授課的理念。針對英語語言，如果認為語言是符號系統，課程設計就由語音、詞匯、語法、句型構成，強調語言形式的正確性；如果視語言為交際工具，課程設計要考慮的是交際的人，交際發生的條件、交際的目的等。英語課程設計關注的不僅是語言形式的正確性，還有社交的適當性。在教學研究過程中，在多元智能理論的指導下，根據調研結果對課程教學內容進行逐步更新，教材從最初的純英文閱讀形式的到單獨開發學生的專業英語閱讀能力，從聽、說、讀、寫等能力的平行拓展，汽車專業英語校本教材內容新穎，圖文并茂，根據主題確定教學內容、重點及難點，融專業英語聽、說、讀、寫訓練于一體，重點突出，實用性強，有利于開發學生的多元英語語言智能，改善課堂教學氛圍，提高教學效果。
三、多元智能理論下汽車英語課程設計需注意的問題
首先，汽車英語以提高口語交際能力為本位，突出應用性本課程在對汽車企業英語應用能力需求深入調研的基礎上，按確定工作任務模塊、同時突出語言技能的要求制訂教學大綱和授課計劃，明確了教學應達到的知識標準和技能標準。其次，課程體系整合突出性、邏輯性、典型性和實用性本課程以國際汽車行業近期的知識體系為基礎，以市場為導向，將傳統汽車英語課程的以訓練專業英語閱讀能力為主體的教學內容，整合成為汽車構成的4大部分分別為發動機、底盤、車身、電氣設備以及發動機的兩大機構五大系統和底盤的傳動系統、行駛系統、轉向系統和制動系統等各個任務模塊以系統的知識主題構成課程內容體系。，教學手段優化，突出多元英語智能培養在教學實踐中，注重將互動教學、角色扮演、案例教學、多媒體聽力、課件加視頻等教學手段相結合，增加學生的學習興趣，提高其用英語分析和理解專業知識的能力和用英語進行專業領域的交際能力，并結合具體課程內容指導學生進行延伸性思考，以增強學生的創新能力，促進學生多元智能的發展。
總結
多元智能理論可以說是治療教學中片面性的一劑特效藥，也是尋求教學策略的一個突破口。它對于激發課堂活力、激活學生智能起著舉足輕重的作用，為廣大教師改革教學方法、創新教學途徑、提高教學質量指明了方向。在汽車英語課程設計方面，還將繼續改進整體規劃，加強課程結構分析和學習領域設計，優化教材內容、形式和課程考核方式，豐富教學情境設計與課堂教學活動，將專業英語教學改革推向一個新的階段，提高學生多元英語智能培養的實效性。
作者：宋敏 單位：長春汽車工業高等?？茖W校公共教學部外語教培室
智能汽車論文:電子技術實現汽車智能舒適論文
編者按：本文主要從電子技術在現代汽車中的應用；電子技術在現代汽車中的發展趨勢；結束語進行論述。其中，主要包括：隨著微電子技術的不斷發展,車輛中的電子自動化程度越來越高、汽車電子技術主要包括硬件和軟件方面的內容、把汽車電子產品歸納為兩類、在發動機上的應用、現代汽車發動機的基本功能沒有根本變化、噴油泵在同一時間射出所有燃油、在底盤上的應用、自動變速器主要由液力變矩器和行星齒輪變速器組成、通用、福特、豐田等等大廠商采用的自動變速器電子控制系統、整車控制技術、集中綜合控制、目前汽車電子技術向集中綜合控制方向發展、網絡化、汽車上的電子電器裝置數量急劇增多等，具體請詳見。
[摘要]電子技術在現代汽車上應用越來越廣泛,電子技術的應用對于改進汽車性能、提高行駛安全、降低污染、節約能源有著非常重要的作用。文章就現代汽車電子技術的應用、發展趨勢及應用前景進行了綜述。
[關鍵詞]電子技術微處理器電子控制裝置汽車傳感器
隨著微電子技術的不斷發展,車輛中的電子自動化程度越來越高?？梢哉f,機械技術構成了現代車輛的筋骨,電子技術則構成了現代車輛的神經中樞。汽車電子化的程度被看作是衡量現代汽車水平的重要標志,是用來開發新車型,改進汽車性能最重要的技術措施。增加汽車電子設備的數量、促進汽車電子化是汽車制造商奪取未來汽車市場的重要的有效手段。
汽車電子技術主要包括硬件和軟件方面的內容:硬件包括微處理器及其接口、執行部件、傳感器等;軟件主要是以匯編語言及其他高級語言編制的各種數據采集、計算判斷、報警、程控、優化控制、監控、自診斷系統等程序。
特別是微處理器的出現給汽車的電子自動化程度帶來了革命性的變化,車輛上微處理器的使用數量激增,電子裝置在整個汽車制造成本中所占的比例越來越大。例如,一些豪華轎車上,使用單片微型計算機的數量已經達到50個左右,電子產品占到整車成本的50%以上,微處理機將更廣泛地應用于汽車安全、環保、發動機、傳動系統、速度控制和故障診斷中,目前電子技術的應用幾乎已經深入到汽車所有的系統。
一、電子技術在現代汽車中的應用
按照對汽車行駛性能作用的影響劃分,可以把汽車電子產品歸納為兩類:一類是汽車電子控制裝置,汽車電子控制裝置要和車上機械系統進行配合使用,即所謂“機電結合”的汽車電子裝置;它們包括發動機、底盤、車身電子控制。例如電子燃油噴射系統、制動防抱死控制、防滑控制、牽引力控制、電子控制懸架、電子控制自動變速器、電子動力轉向等,另一類是車載汽車電子裝置,車載汽車電子裝置是在汽車環境下能夠獨立使用的電子裝置,它和汽車本身的性能并無直接關系。它們包括汽車信息系統(行車電腦)、導航系統、汽車音響及電視娛樂系統、車載通信系統、上網設備等。
1.在發動機上的應用
現代汽車發動機的基本功能沒有根本變化,但引入了大量的電子控制裝置,極大地改進了車輛的排放性能、燃油經濟性和耐用性。發動機電子控制系統包括很多電子控制裝置,電子燃油噴射和點火裝置是其重要組成部分,除此外,還有自適應控制裝置、智能控制裝置及自診斷操作裝置等。
現代汽車上,電子控制燃油噴射裝置,因其優越的性能,已得到普及。這種新型燃油噴射裝置可以自動保障發動機始終工作在狀態;電子點火裝置(ElectronicSparkAdvance,ESA)由計算機、傳感器及其接口、執行機構等部分構成。該裝置可根據傳感器送來的發動機各種參數進行運算、判斷,然后進行點火時刻調節。在輸出一定功率的條件下較大限度地節約燃油和凈化空氣。
各公司相繼研制成功了多種新技術,并且投入了使用,取得了很好的效果。例如,由RobertBosch公司制造的計算機控制系統使用嵌入式微處理器技術實時監測發動機運轉情況,確保噴射燃油量恰到好處,使燃油噴射量剛好滿足要求,對清潔這些發動機大有幫助。
特別是電控直接噴射和共軌燃油系統兩項技術的突破,催生了具有優良性能的新型柴油機的出現。這些新型柴油機電控、加速性良好、氣味不濃也不產生煙塵、行程大并且耐用。
在通常的柴油機中,噴油泵在同一時間射出所有燃油,其結果就是產生柴油機標志性的乓乓的敲擊聲。在直接噴射時,燃料射入之前先有一小部分先行射入,這樣當燃料射入時產生的敲擊聲會變得柔和。與此同時也可以降低燃燒溫度,減少NOx(氮氧化物)的排放量。
共軌燃油系統的作用則在于它可以更好地控制燃油數量和噴射定時。共軌系統有一個高壓泵,當噴油嘴開啟時,高壓使燃油產生很好的薄霧使得燃燒更加充分,同時還減少了尾氣排放。
現代汽車的各種性能(燃油經濟性、排放、駕駛性能和功率等)越來越好,而使這一切成為現實的正是電子技術與計算機輔助設計的結合。
2.在底盤上的應用
底盤電子控制系統包括很多電子控制裝置,電子控制自動變速器(Electronic-C0ntrolledAutomaticTransmission,ECAT)是其重要組成部分?，F在許多轎車的自動變速器是電子控制的,電子控制也就是微處理器控制。
自動變速器主要由液力變矩器和行星齒輪變速器組成,微處理器根據傳感器輸入信號和開關信號,通過電磁閥控制換檔和變矩器鎖止這兩個工作過程,達到自動變檔的控制精度。發動機曲軸與變矩器渦輪之間通過離合器接合的裝置也稱為變矩器鎖止,其作用是減輕變矩器渦輪與葉輪之間的打滑現象,改善燃油經濟性。ECAT優點是加速性能好、靈敏度高、能地反映車輛行駛負荷和道路條件等。
自動變速器的電子控制裝置是由信號輸入系統、計算系統和控制信號輸出系統這三部分組成。信號輸入系統有:變速器輸入速度傳感器、變速器輸出速度傳感器、發動機冷卻溫度傳感器、節氣門位置傳感器、發動機曲軸轉速傳感器、潤滑油溫度傳感器、歧管壓力開關、制動開關等信號。這些信號反饋到ECU(在通用汽車上稱為PCM-動力傳動控制組件),在ECU進行計算然后輸出控制信號,通過換檔電磁閥、離合器電磁閥等控制換檔和鎖止動作。微處理器接到傳感器反饋信號后,根據程序計算的結果發出控制信號接通變矩器的離合器電磁閥電源,驅使電磁閥啟動,使離合器接合;如果切斷離合器電磁閥電源則離合器分離。ECU是根據汽車行駛狀態來操縱電磁閥通電開關開啟或關閉的。當汽車速度比較慢或停止時,ECU不啟動電磁閥,當汽車速度達到一定值時,ECU就會啟動電磁閥使離合器接合。微處理器接到傳感器反饋信號后,根據汽車車速、發動機轉速及工作溫度、節氣門位置、歧管真空度、選檔位置等輸入信號參數選擇換檔。ECU根據即時變速桿的位置,對照參數計算選擇的檔位位置,發出控制信號驅動換檔電磁閥,令變速器換檔。
通用、福特、豐田等等大廠商采用的自動變速器電子控制系統,根據與其連接的變速器和發動機的不同型號而不同,每個系統中的元件和系統的工作過程也隨著不同的變速器而有所變化,但其基本的工作方式及基本部件還是一樣的。
除此外,還有電子穩定智能控制裝置(ElectronicStabilitvPro-gram,ESP)、電控懸架操作裝置等。ESP將多種功能整合在一起,并在此基礎上進行了擴展。與其他牽引力控制系統比較,電子穩定控制程序不但控制汽車驅動輪,而且可控制從動輪。通過安裝在車輛上的輪速傳感器、側向加速度傳感器和橫擺角速度傳感器,電子穩定控制程序能對車輛的狀態進行實時監控,當感應到輪胎與地面失去附著力,車輛存在側滑危險時,電子穩定控制程序會快速而有選擇地對需要制動的車輪實施獨立操作或降低發動機輸出,以使車輛行駛方向盡可能保持與駕駛員的預期相一致,從而提升車輛在各種工況下的方向穩定性及可控性。
目前電控懸架,汽車的懸架系統一般是彈簧剛度和減振器阻尼特性不能改變的被動懸架,它不能根據使用工況和路面輸入的變化進行控制和調整,故難以滿足平順性和操縱穩定性的更高要求5近年來,隨著電控和隨動液壓技術的發展,彈簧剛度和減振器阻尼特性參數可調的電控主動和半主動懸架,在汽車上逐步得到應用和發展。
3.整車控制技術
整車控制技術包括車身電子控制、駕駛電子控制等系統。汽車車身電子控制技術所涉及的內容很多,主要包括對汽車照明燈和轉向信號燈的電子控制、對電動座椅、電動門窗、電動門鎖、自動雨刮等的電子控制以及多媒體系統等。目的是保障視野性、方便性、舒適性、娛樂性、通信功能等。目前車身電控技術呈現如下的發展趨勢:進一步滿足用戶個性化的需求;先進的駕駛和乘坐信息系統,如車輛遙控檢測、智能型防盜、乘座適應性控制、42V電子系統、環保設計系統等等。
傳統的機械和液力駕駛控制系統由于結構的原因(間隙、運動慣量等),從控制指令發出到指令執行會有一定的延遲,這在極限情況下是不能允許的。電控駕駛控制系統是沒有機械和液力后備系統的,電控駕駛控制系統主要由三部分組成:控制系統、執行系統、通訊系統?？刂葡到y的功能是根據駕駛員的意圖和車輛行駛狀況,對執行器給出執行的設定值。執行系統的功能是在控制系統的控制下,完成具體的執行動作(轉向、制動等)。駕駛電子控制技術在現代汽車中,已大量使用,取代傳統的機械和液力駕駛控制系統是必然趨勢。
4.主被動安全系統
汽車的操縱穩定性和安全性是衡量汽車性能的重要指標。電子控制技術的引入為汽車的穩定性和安全性提供了保障。
提高汽車的操縱穩定性,過去一直局限于通過改進輪胎、懸架、轉向與傳動系的性能來實現。隨著計算機、傳感器和執行機構的迅速發展,研發了各種顯著改善操縱穩定性和安全性的電子控制系統如防抱死制動系統(Anti-LockBrakingSystem,簡稱ABS)、牽引力控制系統(TractionControlSystem,簡稱TCS,也稱ASR)、四輪轉向系統(4WS)、車輛動力學控制系統(VehicleDynamicControl,簡稱VDC,也稱VSC、ESP)。其中,VDC是在ABS和TCS的基礎上,增加轉向行駛時橫擺運動的角速度傳感器,通過ECU控制各個車輪的驅動力和制動力,確保汽車行駛的橫向穩定性,防止轉向時車輛被推離彎道或從彎道甩出。
輪胎壓力檢測系統(TirePressureM0nit0ringSystem,簡稱TPMS)是在每一個輪眙上安裝高靈敏度的傳感器,在行車狀態下實時監視輪胎的各種數據,通過無線方式發射到接收器,并在顯示器上顯示各種數據,任何原因(如鐵針扎入輪胎、氣門芯漏氣)等導致的輪胎漏氣、溫度升高,系統都會自動報警,從而確保行駛中的安全,延長輪胎的使用壽命。
為了保障行車安全,安全氣囊和座椅安全帶控制系統是必不可少的。安全氣囊的合理觸發以及座椅安全帶的及時束緊,需要安全系統對行駛狀況的及時監測和判斷。安全氣囊和座椅安全帶控制系統將采用越來越多的先進電子傳感器、控制芯片以及電子控制裝置。
二、電子技術在現代汽車中的發展趨勢
隨著高性能傳感器、微處理器的研制成功以及網絡、總線技術的完善,汽車電子技術將向集中綜合控制和網絡化方向發展。
1.集中綜合控制
目前汽車電子技術向集中綜合控制方向發展。例如,將發動機管理系統和自動變速器控制系統,集成為動力傳動系統的綜合控制(PCM);將制動防抱死控制系統(ABS)、牽引力控制系統(TCS)和驅動防滑控制系統(ASR)綜合在一起進行制動控制;通過中央底盤控制器,將制動、懸架、轉向、動力傳動等控制系統通過總線進行連接?？刂破魍ㄟ^復雜的控制運算,對各子系統進行協調,將車輛行駛性能控制到水平,形成一體化底盤控制系統(UCC)。汽車的機械結構還將發生重大的變化,汽車的各種操縱系統向電子化和電動化發展,實現“線操控”。用導線代替原來的機械傳動機構,例如“導線制動”、“導線轉向”、“電子油門”等。
隨著汽車電子裝置越來越多,消耗的電能正在大幅度地增加。現有的12伏動力電源,已滿足不了汽車上所有電氣系統的需要,汽車12伏供電系統需向42伏轉化。今后將采用集成起動機-發電機42伏供電系統,發電機較大輸出功率將會由目前的1千瓦提高到8千瓦左右,發電效率將會達到80%以上。42伏汽車電氣系統新標準的實施,將會使汽車電器零部件的設計和結構發生重大的變革,機械式的繼電器、熔絲式保護電路將被淘汰。
2.網絡化
汽車上的電子電器裝置數量急劇增多,為了減少連接導線的數量和重量,網絡、總線技術十分重要。集中綜合控制要求有一個龐大而復雜的信息交換與控制系統,車用計算機的容量要求更大,計算速度要求更高。采用高速數據傳輸網絡日益顯得必要。光導纖維可為此傳輸網絡提供傳輸介質,以解決電子控制系統防電磁干擾的問題。通訊線將各種汽車電子裝置連接成為一個網絡,通過數據總線發送和接收信息。電子裝置除了獨立完成各自的控制功能外,還可以為其他控制裝置提供數據服務。由于使用了網絡化的設計,簡化了布線,減少了電氣節點的數量和導線的用量,使裝配工作更為簡化,同時也增加了信息傳送的性。通過數據總線可以訪問任何一個電子控制裝置,讀取故障碼對其進行故障診斷,使整車維修工作變得更為簡單。
三、結束語
汽車電子技術的應用將使汽車更加智能化和舒適。智能汽車裝備有多種傳感器,能夠充分感知駕車者和乘客的狀況,交通設施和周邊環境的信息,判斷乘員是否處于狀態,車輛和人是否會發生危險,并及時采取對應措施。今天,社會進入了信息網絡時代,汽車已不僅僅是一種代步工具,人們已可以在汽車上收聽廣播,打電話,上互聯網,處理工作。隨著數字技術的進步,具有信息處理、通訊、導航、防盜、語言識別、圖像顯示和娛樂等功能的車載計算機多媒體系統的開發,汽車也將步入多媒體時代。可以預見到的將來,汽車裝置自動導航和輔助駕駛系統,駕駛員可把行車的目的地輸入到汽車電腦中,汽車就會沿著行車路線行駛到達目的地。人們可以通過語言識別系統操縱著車內的各種設施,一邊駕駛著汽車,一邊欣賞著音樂電視,還可上網預定飯桌、機票等。
智能汽車論文:汽車智能管理系統中現代電子技術的應用論文
[論文關鍵詞]汽車電子技術汽車智能管理系統智能化集成傳感器多通道傳輸技術
[論文摘要]汽車是當前重要的交通工具，汽車的發明和汽車相關技術的發展極大地改變了人們的出行方式，加快了商品和人員的流通。
隨著汽車工業與電子工業的不斷發展，在現代汽車上，電子技術的應用越來越廣泛，汽車電子化的程度也越來越高。汽車技術與電子技術相結合催生出汽車電子技術概念。電子技術在現代汽車工業中的廣泛應用加快了電子汽車的發展趨勢，推動了汽車功能的多元化和便捷化。
一、汽車電子技術
現代電子技術與汽車工業的結合促成了電子汽車概念的誕生和實現，概括地來說當前的汽車電子技術主要包括：智能化集成傳感器：提供用于模擬和處理的信號，而且還能對信號作坊大處理。同時，他還能自動進行時漂、溫漂和非線性的自動校正，具有較強的抵抗外部電磁干擾的能力，保障傳感器信號的質量不受影響；嵌入式微處理機已廣泛地應用與安全、環保、發動機、傳動系、速度控制和故障診斷中。軟件技術：隨著汽車電子技術應用的增加，對有關控制軟件的需求也相應增加，并可能要求進一步計算機聯網。因此，要求使用多種語言，并開發出通用的高水平軟件，以滿足多種硬件的要求。轎車上多通道傳輸網絡將大大地依賴于軟件；多通道傳輸技術，多通道傳輸技術的采用，對電子控制集成化的實現是十分必要和有效的。采用這種技術后，使各個數據線成為一個網絡，以便分享汽車中心計算機的信息。汽車車載電子網絡：汽車電子設備發展的一個重要趨勢是大量使用微處理機來改善汽車的性能。隨著電控器件在汽車上越來越多的應用，車載電子設備間的數據通信變得越來越重要。為了進一步提高行使的經濟性，溫度及車速等信息必須在不同控制單元間交換。由此，以分布式控制系統為基礎構造汽車車載電子網絡系統是很有必要的。集成化技術：汽車電子技術的一個發展趨向是功能集成化，從而實現更經濟、更有效以及可診斷的數據中心。光導纖維：汽車電子技術的進步，已使各系統控制走向集中，形成整車控制系統。這一系統除了中心電腦外，甚至包括多達23個微處理器及大量傳感器和執行部件，組成一個龐大而復雜的信息交換與控制系統等。
二、國內汽車電子技術發展
電子技術在汽車工業中的應用加快了汽車技術的升級和突破，自20世紀80年代以來，汽車工業的長足發展，也是以電子技術（特別是計算機、集成電路技術）為動力而實現的。采用電子技術是解決汽車所面臨的諸多技術問題的方案。因此一國電子產業的發展水平及其在汽車工業領域的應用情況決定了其在未來軌跡汽車行業競爭中的地位和影響力。目前，國產汽車的電子技術應用多數還處于初級階段。只有少數廠家，主要集中在一些中外合資和國內較為先進的汽車生產廠家，開始將電子控制裝置應用在汽車工業中。國內現在采用的電子裝置主要包括發動機的燃油噴射、電子點火控制、汽車安全性方面的安全氣囊，ABS等領域，而且多數為直接引進國外產品組裝，國內科研院所目前有關汽車電子技術應用的研究也主要集中在發動機控制、電控懸架、ABS系統等幾個方面，在汽車的電子網絡化技術、GPRS導航及智能交通系統的研究等方面與國外還有一定差距。
三、現代電子技術促進汽車智能管理的發展
隨著經濟的快速發展和人民群眾對汽車工業要求的逐步提高，當前的電子技術在汽車工業領域里得到了很好較快較好的應用。汽車智能管理系統就是這一應用的重要體現。車輛智能管理儀（以下簡稱管理儀）硬件構成主要由CPU，數據存儲器擴展電路、IC卡接口電路、GPS接收電路、光電隔離的輸入、輸出電路、數碼相機控制電路、指示燈、蜂鳴器及電源部分組成。采用GPS接收機接收衛星的信號，經過計算后可得出車輛所處的經緯度、行駛速度、行駛方向等參數。管理儀還能夠采集與司機操作有關的數據，如剎車、遠光燈、近光燈、左右轉向燈、喇叭、霧燈、制動氣壓、車門開關等參數。管理儀根據預先設定的時間間隔和特殊事件的觸發，將有關數據保存入IC（IntelligentCard）卡中。根據這些數據，車輛管理部門就可以對車輛的歷史運行狀況進行檢查、管理，以確定車輛是否按照規定的要求運行。管理儀還能夠對最近15次停車前，每次停車前50秒的所有信息進行詳細記錄，GPS數據的采集速度受GPS系統的限制，每秒鐘記錄1次，其他參數每隔0.2秒記錄一次。管理儀還具有數碼照相機的控制接口，可以根據外部觸發信號，對車內的情景拍照。
汽車工業是高科技工業，汽車性能的每一步提升都伴隨著新技術、新工藝的運用。電子技術是21世紀推動經濟發展和社會變革的重要技術之一，電子技術的發展及其在汽車工業領域的廣泛應用將有效提升汽車工業的發展水平。
智能汽車論文:智能傳感器汽車電子分析論文
現代汽車電子從所應用的電子元器件到車內電子系統的架構均已進入了一個有本質性提高的新階段。其中最有代表性的核心器件之一就是智能傳感器。
一、汽車電子操控和安全系統談起
近幾年來我國汽車工業增長迅速，發展勢頭很猛。因此評論界出現了一些專家的預測：汽車工業有可能超過IT產業，成為中國國民經濟最重要的支柱產業之一。其實，汽車工業的增長必將包含與汽車產業相關的IT產業的增長。例如，雖然目前在我國一汽的產品中電子產品和技術的價值含量只占10%—15%左右，但國外汽車中電子產品和技術的價值含量平均約為22%，中、品質轎車中汽車電子已占30%以上，而且這個比例還在、不斷地快速增長，預期很快將達到50%。
電子信息技術已經成為新一代汽車發展方向的主導因素，汽車（機動車）的動力性能、操控性能、安全性能和舒適性能等各個方面的改進和提高，都將依賴于機械系統及結構和電子產品、信息技術間的結合。汽車工程界專家指出：電子技術的發展已使汽車產品的概念發生了深刻的變化。這也是最近電子信息產業界對汽車電子空前關注的原因之一。但是，必須指出的是，除了一些車內音響、視頻裝備，車用通信、導航系統，以及車載辦公系統、網絡系統等車內電子設備的本質改變較少外，現代汽車電子從所應用的電子元器件（包括傳感器、執行器、微電路等）到車內電子系統的架構均已進入了一個有本質性提高的新階段。其中最有代表性的核心器件之一就是智能傳感器（智能執行器、智能變送器）。
實際上，汽車電子已經經歷了幾個發展階段：從分立電子元器件搭建的電路監測控制，經過了電子元器件或組件加微處理器構筑的各自獨立的、專用的、半自動和自動的操控系統，現在已經進入了采用高速總線（目前至少有5種以上總線已開發使用），統一交換汽車運行中的各種電子裝備和系統的數據，實現綜合、智能調控的新階段。新的汽車電子系統由各個電子控制單元（ECU）組成，可以獨立操控，同時又能協調到整體運行的狀態。例如為使發動機處于工作狀態，就需要從吸入汽缸的空氣流量、進氣壓力的測定開始，再根據水溫、空氣溫度等工作環境參數計算出基本噴油量，同時還要通過節氣門位置傳感器檢測節氣門的開度，確定發動機的工況，進而控制，調整噴油量，還需要通過曲軸的角速度傳感器監測曲軸轉角和發動機轉速，最終計算出并發出點火時機的指令。這個發動機燃油噴射系統和點火綜合控制系統還可以與廢氣排放的監控系統和起動系統等組合，構筑成可使汽車發動機功率和扭矩較大化，而同時燃油消耗和廢氣排放低化的智能系統。
還可以舉一個安全駕駛方面的例子，出于平穩、安全駕駛的需要，僅只針對四個輪子的操控上，除了應用大量壓力傳感器并普遍安裝了剎車防抱死裝置（ABS）外，許多轎車，包括國產車，已增設了電子動力分配系統（EBD），ABS+EBD可以較大限度的保障雨雪天氣駕駛時的穩定性。現在，國內外的一些汽車進一步加裝了緊急剎車輔助系統（EBA），該系統在發生緊急情況時，自動檢測駕駛者踩制動踏板時的速度和力度，并判斷緊急制動的力度是否足夠，如果需要，就會自動增大制動力。EBA的自控動作必須在極短時間（例如百萬分之一秒級）內完成。這個系統能使200km/h高速行駛車輛的制動滑行距離縮短極其寶貴的20多米。針對車輪的還有分別監測各個車輪相對于車速的轉速，進而為每個車輪平衡分配動力，保障在惡劣路面條件下各輪間具有良好的均衡抓地能力的“電子牽引力控制”（ETC）系統等。
從以上列舉的兩個例子可以清楚看到，汽車發展對汽車電子的一些基本要求：
1．電子操控系統的動作必須快速、正確、。傳感器（+調理電路）+微處理器，然后再通過微處理器（+功率放大電路）+執行器的技術途徑已經不再能滿足現代汽車的要求，需要通過硬件集成、直接交換數據和簡化電路，并提高智能化程度來確?？刂茊卧獎幼鞯恼_性、性和適時性。
2．現在幾乎所有的汽車的機械結構部件都已受電子裝置控制，但汽車車體內的空間有限，構件系統的空間更是極其有限。理想的情況當然是，電子控制單元應與受控制部件緊密結合，形成一個整體。因此器件和電路的微型化、集成化是不可回避的道路。
3．電子控制單元必須具有足夠的智能化程度。以安全氣囊為例，它在關鍵時刻必須要能及時、正確地瞬時打開，但在極大多數時間內氣囊是處在待命狀態，因此安全氣囊的ECU必須具有自檢、自維護能力，不斷確認氣囊系統的可正常運作的性，確保動作的“萬無一失”。
4．汽車的各種功能部件都有各自的運動、操控特性，并且，對電子產品而言，大多處于非常惡劣的運行環境中，而且各不相同。諸如工作狀態時的高溫，靜止待命時的低溫，高濃度的油蒸汽和活性（毒性）氣體，以及高速運動和高強度的沖擊和振動等。因此，電子元器件和電路必須要有高穩定、抗環境和自適應、自補償調整的能力。
5．與上述要求同樣重要，甚至有時是關鍵性的條件是，汽車電子控制單元用的電子元器件、模塊必須要能大規模工業生產，并能將成本降低到可接受的程度。一些微傳感器和智能傳感器就是這方面的典范。例如智能加速度傳感器，它不僅能較好地滿足現代汽車的各項需要，而且因為可以在集成電路標準硅工藝線上批量生產，生產成本較低（幾美元至十幾或幾十美元），所以在汽車工業中找到了自己較大的應用市場，反過來也有力地促進了汽車工業的電子信息化。
二、智能傳感器：微傳感器與集成電路融合的新一代電子器件
微傳感器、智能傳感器是近幾年才開始迅速發展起來的新興技術。在我國的報刊雜志上目前所使用的技術名稱還比較含混，仍然籠統地稱之為傳感器，或者含糊地歸納為汽車半導體器件，也有將智能傳感器（或智能執行器、智能變送器）與微系統、MEMS等都歸入了MEMS（微機電系統）名稱下的。這里介紹當前一些歐美專著中常用的技術名詞的定義和技術內涵。
首先必須說明的是，在絕大多數情況下，本文大小標題及全文中所說的傳感器其實是泛指了三大類器件：將非電學輸入參量轉換成電磁學信號輸出的傳感器；將電學信號轉換成非電學參量輸出的執行器；以及既能用作傳感器又能用作執行器，其中較多的是將一種電磁學參量形式轉變成另一種電磁學參量形態輸出的變送器。就是說，關于微傳感器、智能傳感器的技術特性可以擴大類推到微執行器、微變送器-傳感器（或執行器、或變送器）的物理尺度中至少有一個物理尺寸等于或小于亞毫米量級的。微傳感器不是傳統傳感器簡單的物理縮小的產物，而是基于半導體工藝技術的新一代器件：應用新的工作機制和物化效應，采用與標準半導體工藝兼容的材料，用微細加工技術制備的。因此有時也稱為硅傳感器?？梢杂妙愃频亩x和技術特征類推描述微執行器和微變送器。
它由兩塊芯片組成，一是具有自檢測能力的加速度計單元（微加速度傳感器），另一塊則是微傳感器與微處理器（MCU）間的接口電路和MCU。這是一種較早期（1996年前后）的，但已相當實用的器件，可用于汽車的自動制動和懸掛系統中，并且因微加速度計具有自檢能力，還可用于安全氣囊。從此例中可以清楚看到，微傳感器的優勢不僅是體積的縮小，更在于能方便地與集成電路組合和規模生產。應該指的是，采用這種兩片的解決方案可以縮短設計周期、降低開發前期小批量試產的成本。但對實際應用和市場來說，單芯片的解決方案顯然更可取，生產成本更低，應用價值更高。
智能傳感器（SmartSensor）、智能執行器和智能變送器-微傳感器（或微執行器，或微變送器）和它的部分或全部處理器件、處理電路集成在一個芯片上的器件（例如上述的微加速度計的單芯片解決方案）。因此智能傳感器具有一定的仿生能力，如模糊邏輯運算、主動鑒別環境，自動調整和補償適應環境的能力，自診斷、自維護等。顯然，出于規模生產和降低生產成本的要求，智能傳感器的設計思想、材料選擇和生產工藝必須要盡可能地和集成電路的標準硅平面工藝一致?？梢栽谡９に嚵鞒痰耐镀埃蛄鞒讨?，或工藝完成后增加一些特殊需要的工序，但也不應太多。
在一個封裝中，把一只微機械壓力傳感器與模擬用戶接口、8位模-數轉換器（SAR）、微處理器（摩托羅拉69HC08）、存儲器和串行接口（SPI）等集成在一個芯片上。其前端的硅壓力傳感器是采用體硅微細加工技術制作的。制備硅壓力傳感器的工序既可安排在集成CMOS電路工藝流程之前，亦可在后。這種智能壓力傳感器的技術和市場都已成熟，已廣泛用于汽車（機動車）所需的各式各樣的壓力測量和控制單元中，諸如各種氣壓計、噴嘴前集流腔壓力、廢氣排氣管、燃油、輪胎、液壓傳動裝置等。智能壓力傳感器的應用很廣，不局限于汽車工業。目前，生產智能壓力傳感器的廠商已不少，市售商品的品種也很多，已經出現激烈的競爭。結果是智能壓力傳感器體積越來越小，隨之控制單元所需的外圍接插件和分立元件越來越少，但功能和性能卻越來越強，而且生產成本降低很快（現在約為幾美元一只）。
順便需要說說的是，在一些中文資料中，尤其是一些產品宣傳性材料中，籠統地將SmartSensor(或device)和Intelligentsensor（或device）都稱之為智能傳感器，但在歐美文獻中是有所差別的。西方專家和公眾通常認為，Smart（智能型）傳感器比Intelligent(知識型)的智慧層次和能力更高。當然，知識型的內涵也在不斷進化，但那些只能簡單響應環境變化，作一些相應補償、調整工作狀態的，特別是不需要集成處理器的器件，其知識等級太低，一般不應歸入智能器件范疇。
相信大多數讀者能經常接觸到的，最貼近生活的智能傳感器可能要算是用于攝像頭、數碼相機、攝像機、手機攝像中的CCD圖像傳感器了。這是一種非智能型傳感器莫屬的情況，因為CCD陣列中每個硅單元由光轉換成的電信號極弱，必須直接和及時移位寄存、并處理轉換成標準的圖像格式信號。還有更復雜一些的，在中、品質長焦距（IOX）光學放大數碼相機和攝像機上裝備的電子和光學防抖系統，特別是高端產品中的真正光學防抖系統。它的核心是雙軸向或3軸向的微加速度計或微陀螺儀，通過它監測機身的抖動，并換算成鏡頭的各軸向位移量，進而驅動鏡頭中可變角度透鏡的移動，使光學系統的折射光路保持穩定。
微系統（Microsystem）和MEMS（微機電系統）-由微傳感器、微電子學電路（信號處理、控制電路、通信接品等）和微執行器構成一個三級級聯系統、集成在一個芯片上的器件稱之為微系統。如果其中擁有機械聯動或機械執行機構等微機械部件的器械則稱之為MEMS。
MEMS芯片的左側給出的是制備MEMS芯片需要的基本工藝技術。它的右側則為主要應用領域列舉。很明顯，MEMS的好解決方案也是選用與硅工藝兼容的材料及物理效應、設計理念和工藝流程，也即采用常規標準的CMOS工藝與二維、三維微細加工技術相結合的方法，其中也包括微機械結構件的制作。
微傳感器合乎邏輯的發展延伸是智能傳感器，智能傳感器自然延伸則是微系統和MEMS，MEMS的進一步發展則是能夠自主接收、分辨外界信號和指令，進而能獨立、正確動作的微機械（Micromachines）?，F在，開發成功、并已有商業產品的MEMS品種已不少，涵蓋圖4所示的各大領域。其中包括全光光通信和全光計算機的關鍵部件之一的二維、三維MEMS光開關。
通過控制芯片上的微反射鏡陣列，實現光輸入/輸出的交叉互聯。這是目前全光交換技術的成熟的方案。市場上可買到的MEMS光開關已達1296路，開關轉換時間約為20ms。
微機械（也稱為納米機械）則尚處于開發試驗階段，但已有許多很重要的實驗室產品涌現，如著名的納米電機、微昆蟲、微直升機和潛水艇等。技術產業界普遍認為，它們的開發成功和投入實際應用將對工業技術和生活質量產生深遠的影響。
智能汽車論文:智能傳感器汽車電子管理論文
現代汽車電子從所應用的電子元器件到車內電子系統的架構均已進入了一個有本質性提高的新階段。其中最有代表性的核心器件之一就是智能傳感器。
一、汽車電子操控和安全系統談起
近幾年來我國汽車工業增長迅速，發展勢頭很猛。因此評論界出現了一些專家的預測：汽車工業有可能超過IT產業，成為中國國民經濟最重要的支柱產業之一。其實，汽車工業的增長必將包含與汽車產業相關的IT產業的增長。例如，雖然目前在我國一汽的產品中電子產品和技術的價值含量只占10%—15%左右，但國外汽車中電子產品和技術的價值含量平均約為22%，中、品質轎車中汽車電子已占30%以上，而且這個比例還在、不斷地快速增長，預期很快將達到50%。
電子信息技術已經成為新一代汽車發展方向的主導因素，汽車（機動車）的動力性能、操控性能、安全性能和舒適性能等各個方面的改進和提高，都將依賴于機械系統及結構和電子產品、信息技術間的結合。汽車工程界專家指出：電子技術的發展已使汽車產品的概念發生了深刻的變化。這也是最近電子信息產業界對汽車電子空前關注的原因之一。但是，必須指出的是，除了一些車內音響、視頻裝備，車用通信、導航系統，以及車載辦公系統、網絡系統等車內電子設備的本質改變較少外，現代汽車電子從所應用的電子元器件（包括傳感器、執行器、微電路等）到車內電子系統的架構均已進入了一個有本質性提高的新階段。其中最有代表性的核心器件之一就是智能傳感器（智能執行器、智能變送器）。
實際上，汽車電子已經經歷了幾個發展階段：從分立電子元器件搭建的電路監測控制，經過了電子元器件或組件加微處理器構筑的各自獨立的、專用的、半自動和自動的操控系統，現在已經進入了采用高速總線（目前至少有5種以上總線已開發使用），統一交換汽車運行中的各種電子裝備和系統的數據，實現綜合、智能調控的新階段。新的汽車電子系統由各個電子控制單元（ECU）組成，可以獨立操控，同時又能協調到整體運行的狀態。例如為使發動機處于工作狀態，就需要從吸入汽缸的空氣流量、進氣壓力的測定開始，再根據水溫、空氣溫度等工作環境參數計算出基本噴油量，同時還要通過節氣門位置傳感器檢測節氣門的開度，確定發動機的工況，進而控制，調整噴油量，還需要通過曲軸的角速度傳感器監測曲軸轉角和發動機轉速，最終計算出并發出點火時機的指令。這個發動機燃油噴射系統和點火綜合控制系統還可以與廢氣排放的監控系統和起動系統等組合，構筑成可使汽車發動機功率和扭矩較大化，而同時燃油消耗和廢氣排放低化的智能系統。
還可以舉一個安全駕駛方面的例子，出于平穩、安全駕駛的需要，僅只針對四個輪子的操控上，除了應用大量壓力傳感器并普遍安裝了剎車防抱死裝置（ABS）外，許多轎車，包括國產車，已增設了電子動力分配系統（EBD），ABS+EBD可以較大限度的保障雨雪天氣駕駛時的穩定性?，F在，國內外的一些汽車進一步加裝了緊急剎車輔助系統（EBA），該系統在發生緊急情況時，自動檢測駕駛者踩制動踏板時的速度和力度，并判斷緊急制動的力度是否足夠，如果需要，就會自動增大制動力。EBA的自控動作必須在極短時間（例如百萬分之一秒級）內完成。這個系統能使200km/h高速行駛車輛的制動滑行距離縮短極其寶貴的20多米。針對車輪的還有分別監測各個車輪相對于車速的轉速，進而為每個車輪平衡分配動力，保障在惡劣路面條件下各輪間具有良好的均衡抓地能力的“電子牽引力控制”（ETC）系統等。
從以上列舉的兩個例子可以清楚看到，汽車發展對汽車電子的一些基本要求：
1．電子操控系統的動作必須快速、正確、。傳感器（+調理電路）+微處理器，然后再通過微處理器（+功率放大電路）+執行器的技術途徑已經不再能滿足現代汽車的要求，需要通過硬件集成、直接交換數據和簡化電路，并提高智能化程度來確?？刂茊卧獎幼鞯恼_性、性和適時性。
2．現在幾乎所有的汽車的機械結構部件都已受電子裝置控制，但汽車車體內的空間有限，構件系統的空間更是極其有限。理想的情況當然是，電子控制單元應與受控制部件緊密結合，形成一個整體。因此器件和電路的微型化、集成化是不可回避的道路。
3．電子控制單元必須具有足夠的智能化程度。以安全氣囊為例，它在關鍵時刻必須要能及時、正確地瞬時打開，但在極大多數時間內氣囊是處在待命狀態，因此安全氣囊的ECU必須具有自檢、自維護能力，不斷確認氣囊系統的可正常運作的性，確保動作的“萬無一失”。
4．汽車的各種功能部件都有各自的運動、操控特性，并且，對電子產品而言，大多處于非常惡劣的運行環境中，而且各不相同。諸如工作狀態時的高溫，靜止待命時的低溫，高濃度的油蒸汽和活性（毒性）氣體，以及高速運動和高強度的沖擊和振動等。因此，電子元器件和電路必須要有高穩定、抗環境和自適應、自補償調整的能力。
5．與上述要求同樣重要，甚至有時是關鍵性的條件是，汽車電子控制單元用的電子元器件、模塊必須要能大規模工業生產，并能將成本降低到可接受的程度。一些微傳感器和智能傳感器就是這方面的典范。例如智能加速度傳感器，它不僅能較好地滿足現代汽車的各項需要，而且因為可以在集成電路標準硅工藝線上批量生產，生產成本較低（幾美元至十幾或幾十美元），所以在汽車工業中找到了自己較大的應用市場，反過來也有力地促進了汽車工業的電子信息化。
二、智能傳感器：微傳感器與集成電路融合的新一代電子器件
微傳感器、智能傳感器是近幾年才開始迅速發展起來的新興技術。在我國的報刊雜志上目前所使用的技術名稱還比較含混，仍然籠統地稱之為傳感器，或者含糊地歸納為汽車半導體器件，也有將智能傳感器（或智能執行器、智能變送器）與微系統、MEMS等都歸入了MEMS（微機電系統）名稱下的。這里介紹當前一些歐美專著中常用的技術名詞的定義和技術內涵。
首先必須說明的是，在絕大多數情況下，本文大小標題及全文中所說的傳感器其實是泛指了三大類器件：將非電學輸入參量轉換成電磁學信號輸出的傳感器；將電學信號轉換成非電學參量輸出的執行器；以及既能用作傳感器又能用作執行器，其中較多的是將一種電磁學參量形式轉變成另一種電磁學參量形態輸出的變送器。就是說，關于微傳感器、智能傳感器的技術特性可以擴大類推到微執行器、微變送器-傳感器（或執行器、或變送器）的物理尺度中至少有一個物理尺寸等于或小于亞毫米量級的。微傳感器不是傳統傳感器簡單的物理縮小的產物，而是基于半導體工藝技術的新一代器件：應用新的工作機制和物化效應，采用與標準半導體工藝兼容的材料，用微細加工技術制備的。因此有時也稱為硅傳感器?？梢杂妙愃频亩x和技術特征類推描述微執行器和微變送器。
它由兩塊芯片組成，一是具有自檢測能力的加速度計單元（微加速度傳感器），另一塊則是微傳感器與微處理器（MCU）間的接口電路和MCU。這是一種較早期（1996年前后）的，但已相當實用的器件，可用于汽車的自動制動和懸掛系統中，并且因微加速度計具有自檢能力，還可用于安全氣囊。從此例中可以清楚看到，微傳感器的優勢不僅是體積的縮小，更在于能方便地與集成電路組合和規模生產。應該指的是，采用這種兩片的解決方案可以縮短設計周期、降低開發前期小批量試產的成本。但對實際應用和市場來說，單芯片的解決方案顯然更可取，生產成本更低，應用價值更高。
智能傳感器（SmartSensor）、智能執行器和智能變送器-微傳感器（或微執行器，或微變送器）和它的部分或全部處理器件、處理電路集成在一個芯片上的器件（例如上述的微加速度計的單芯片解決方案）。因此智能傳感器具有一定的仿生能力，如模糊邏輯運算、主動鑒別環境，自動調整和補償適應環境的能力，自診斷、自維護等。顯然，出于規模生產和降低生產成本的要求，智能傳感器的設計思想、材料選擇和生產工藝必須要盡可能地和集成電路的標準硅平面工藝一致?？梢栽谡９に嚵鞒痰耐镀?，或流程中，或工藝完成后增加一些特殊需要的工序，但也不應太多。
在一個封裝中，把一只微機械壓力傳感器與模擬用戶接口、8位模-數轉換器（SAR）、微處理器（摩托羅拉69HC08）、存儲器和串行接口（SPI）等集成在一個芯片上。其前端的硅壓力傳感器是采用體硅微細加工技術制作的。制備硅壓力傳感器的工序既可安排在集成CMOS電路工藝流程之前，亦可在后。這種智能壓力傳感器的技術和市場都已成熟，已廣泛用于汽車（機動車）所需的各式各樣的壓力測量和控制單元中，諸如各種氣壓計、噴嘴前集流腔壓力、廢氣排氣管、燃油、輪胎、液壓傳動裝置等。智能壓力傳感器的應用很廣，不局限于汽車工業。目前，生產智能壓力傳感器的廠商已不少，市售商品的品種也很多，已經出現激烈的競爭。結果是智能壓力傳感器體積越來越小，隨之控制單元所需的外圍接插件和分立元件越來越少，但功能和性能卻越來越強，而且生產成本降低很快（現在約為幾美元一只）。
順便需要說說的是，在一些中文資料中，尤其是一些產品宣傳性材料中，籠統地將SmartSensor(或device)和Intelligentsensor（或device）都稱之為智能傳感器，但在歐美文獻中是有所差別的。西方專家和公眾通常認為，Smart（智能型）傳感器比Intelligent(知識型)的智慧層次和能力更高。當然，知識型的內涵也在不斷進化，但那些只能簡單響應環境變化，作一些相應補償、調整工作狀態的，特別是不需要集成處理器的器件，其知識等級太低，一般不應歸入智能器件范疇。
相信大多數讀者能經常接觸到的，最貼近生活的智能傳感器可能要算是用于攝像頭、數碼相機、攝像機、手機攝像中的CCD圖像傳感器了。這是一種非智能型傳感器莫屬的情況，因為CCD陣列中每個硅單元由光轉換成的電信號極弱，必須直接和及時移位寄存、并處理轉換成標準的圖像格式信號。還有更復雜一些的，在中、品質長焦距（IOX）光學放大數碼相機和攝像機上裝備的電子和光學防抖系統，特別是高端產品中的真正光學防抖系統。它的核心是雙軸向或3軸向的微加速度計或微陀螺儀，通過它監測機身的抖動，并換算成鏡頭的各軸向位移量，進而驅動鏡頭中可變角度透鏡的移動，使光學系統的折射光路保持穩定。
微系統（Microsystem）和MEMS（微機電系統）-由微傳感器、微電子學電路（信號處理、控制電路、通信接品等）和微執行器構成一個三級級聯系統、集成在一個芯片上的器件稱之為微系統。如果其中擁有機械聯動或機械執行機構等微機械部件的器械則稱之為MEMS。
MEMS芯片的左側給出的是制備MEMS芯片需要的基本工藝技術。它的右側則為主要應用領域列舉。很明顯，MEMS的好解決方案也是選用與硅工藝兼容的材料及物理效應、設計理念和工藝流程，也即采用常規標準的CMOS工藝與二維、三維微細加工技術相結合的方法，其中也包括微機械結構件的制作。
微傳感器合乎邏輯的發展延伸是智能傳感器，智能傳感器自然延伸則是微系統和MEMS，MEMS的進一步發展則是能夠自主接收、分辨外界信號和指令，進而能獨立、正確動作的微機械（Micromachines）。現在，開發成功、并已有商業產品的MEMS品種已不少，涵蓋圖4所示的各大領域。其中包括全光光通信和全光計算機的關鍵部件之一的二維、三維MEMS光開關。
通過控制芯片上的微反射鏡陣列，實現光輸入/輸出的交叉互聯。這是目前全光交換技術的成熟的方案。市場上可買到的MEMS光開關已達1296路，開關轉換時間約為20ms。
微機械（也稱為納米機械）則尚處于開發試驗階段，但已有許多很重要的實驗室產品涌現，如著名的納米電機、微昆蟲、微直升機和潛水艇等。技術產業界普遍認為，它們的開發成功和投入實際應用將對工業技術和生活質量產生深遠的影響。
智能汽車論文:汽車換檔智能輔助決策系統的設計
摘要：根據發動機工作特性及汽車換檔特性，利用單片機技術設計了汽車換檔智能決策輔助系統，該系統能夠根據實時獲得的車輛運行狀態幫助駕駛員正確地換檔，從而使車輛以狀態運行，更好地發揮汽車的經濟性和動力性。 關鍵詞：換檔規律 燃料經濟性 單片機 智能決策
在不降低汽車動力性的條件下改善燃料經濟性是汽車研究的一個主要方面，經濟性換檔規律能夠保障發動機工作在經濟性工作區，減少汽車的燃油消耗量，提高整車的燃油經濟性1～2。對于手動換檔的汽車，如果在其行駛過程中實時地將發動機的工作線和換檔時的發動機工作點清晰地顯示出來，同時根據該車的換檔規律給出換檔提示，就可以使駕駛員了解車輛行駛中發動機的工作狀況從而進行正確操作，也有利于駕駛員改正不良的操作習慣并糾正錯誤操作，以充分發揮汽車的經濟性和動力性。本文根據汽車的發動機特性、換檔特性及車載電子設備的設計要求，利用單片機實現了嵌入式汽車智能換檔輔助決策系統。
1 系統設計原理
1．1 發動機工作線計算
發動機工作線包括發動機動力性工作線和經濟性工作線。
1．1．1 發動機動力性工作線的計算
發動機動力性工作點為發動機的等功率曲線與發動機扭矩曲線的切點，也就是扭矩曲線上功率較大的點。
發動機功率為：Pe＝Mene／9549
發動機扭矩為：M＝a＋bn＋cn＋dn，其中系數a、b、c、d可以由實驗數據擬合得到。
根據發動機動力性工作點的定義，構造目標函數：
Pe＝Mene／9549＝an＋bn＋cn＋dn／9549
發動機轉速范圍為：n≤n≤n
圖2 油耗特性曲線 圖3 Fcon1下的經濟性換檔點
此為條件極值問題，即在給定的發動機轉速范圍內求目標函數的極大值點，然后根據發動機功率公式計算出發動機扭矩，這樣就可以求出發動機動力性工作點（ne，Me）。
依次可以求出一系列油門開度下發動機動力性工作點，將這些工作點用曲線連接起來即得到發動機動力性工作線。
1．1．2 發動機經濟性工作線的計算
發動機的扭矩曲線為Me＝f（ne）
發動機的油耗曲線為Qt＝g（ne）
根據發動機的扭矩曲線和油耗曲線可以得到發動機負荷特性曲線。由發動機的負荷特性曲線可以得到發動機的等油耗曲線。發動機經濟性工作點即為等油耗曲線與等功率曲線的切點。用求解發動機動力性工作點的方法可以求得發動機經濟性工作點，從而得到發動機經濟性工作線。
1．2 汽車換檔規律的計算
汽車換檔規律分為動力性換檔規律和經濟性換檔規律。
1．2．1 汽車動力性換檔規律的計算
在汽車驅動力圖上，動力性換檔點為同一油門開度下相鄰兩檔的驅動力曲線的交點。圖1所示為相鄰兩檔的動力性換檔點。求出這些換檔點后，將其轉換到油門開度a和車速va坐標圖上，并把這些點連成曲線，就得到該相鄰兩檔的動力性換檔規律升檔曲線。給出一定的降檔速差，就可求出動力性換檔規律的降檔曲線，這樣就求出了動力性換檔規律。
1．2．2 汽車經濟性換檔規律的計算
在相鄰兩檔不同節氣門開度下的牽引力特性圖上，按等牽引力條件，設定克服道路阻力F的牽引力為某一常數Fcon1，根據其和相鄰兩檔不同節氣門開度下的牽引力特性曲線的交點，可求出對應節氣門開度下的車速；根據相應檔位下的汽車燃油消耗Q和車速va之間的關系（如圖2所示）可求出相應車速下該檔位與節氣門開度下的油耗Q；再根據不同牽引力曲線的交點可求出相鄰兩檔的不同油耗點，其連線為相鄰兩檔的油耗線，其油耗線的交點為Fcon1下的相鄰兩檔低油耗換檔點，如圖3所示。同理可以求出不同牽引力常數Fconi下的相鄰兩檔的低油耗換檔點，其換檔點的連線為相鄰兩檔的經濟性換檔線。用此方法可得到其它相鄰兩檔的經濟性換檔線。
2 系統設計
2．1 系統的硬件設計
系統的硬件設計如圖4所示。CPU采用Atmel 89C55WD單片機，它具有20K的ROM和256Byte的RAM。
由于該系統需要存儲車輛的各相關參數、發動機特性等數據，因此需要大量的存儲空間。為了滿足這一要求，同時使該系統適合在其它車型上擴展，采用了靜態數據存儲器28F256 Flash。它具有32K的存儲空間，可以存儲車輛的基本參數以及發動機特性等數據，可以滿足要求。
LCD（液晶顯示器）采用的是top－view公司的型號為STN3224－II的顯示儀。其分辨率是320×240，制式為STN，支持256色，自帶控制器。它的特點是接口簡單、編程控制容易。
A／D轉換器采用MAX1092，為十位模／數轉換器。當MAX1092的HBEN腳為低電平時讀低8位，當其為高電平時讀高兩位。
傳感器有節氣門傳感器、車速傳感器、發動機轉速傳感器等。節氣門位置傳感器安裝在節氣門軸的尾端，采用滑線變阻器的型式，節氣門關閉時，傳感器輸出電壓為0V；節氣門打開時，輸出電壓為5V；當節氣門不斷開大時，其輸出電壓隨之線性增加。對發動機轉速和車速的測量采用霍爾傳感器，傳感器輸出的脈沖信號經處理后作為外部中斷信號輸入到單片機，同時配合定時器的中斷服務，就可以由軟件計算出發動機轉速和車速。
2．2 系統的軟件設計
系統軟件根據功能可分為：程序初始化模塊、初始數據的處理模塊、信息采集和處理模塊、顯示模塊，這四個模塊的功能是相互獨立的，但模塊之間又有數據傳輸的部分，具體傳輸的數據可以由系統軟件主程序流程看出。圖5所示為系統的主程序流程圖。
圖5 換檔決策子程序流程圖
程序初始化模塊包括硬件的驅動和數據的輸入。硬件驅動指直接驅動各種硬件資源，主要包括單片機資源和液晶顯示器。數據的輸入主要有汽車相關參數以及發動機的實驗數據。
初始數據的處理模塊主要功能是根據初始數據計算汽車的發動機工作線和換檔規律。
信息的采集和處理模塊主要功能是從傳感器采集數據并對數據進行處理，然后計算發動機的工作點、當前檔位并判斷換檔情況。圖6所示為判斷車輛換檔子程序的流程圖。
顯示模塊的功能是將上面計算得到的車輛數據實時地顯示在LCD上。
以Santana2000轎車及其發動機試驗數據為依據進行了試驗。試驗結果證明該系統能夠在車輛行駛過程中正確、實時地顯示車輛的發動機工作狀態、車輛的檔位、油門開度，并能夠根據輸入的換檔規律實時判斷升檔、降檔還是保持當前檔位行駛。該系統對駕駛員正確操作車輛具有指導作用。
智能汽車論文:對智能傳感器與汽車電子的分析
摘要:現代汽車電子從所應用的電子元器件到車內電子系統的架構均已進入了一個有本質性提高的新階段。其中最有代表性的核心器件之一就是智能傳感器。
關鍵詞:智能傳感器
1 汽車電子操控和安全系統談起
近幾年來我國汽車工業增長迅速,發展勢頭很猛。因此評論界出現了一些專家的預測:汽車工業有可能超過IT產業,成為中國國民經濟最重要的支柱產業之一。其實,汽車工業的增長必將包含與汽車產業相關的IT 產業的增長。例如,雖然目前在我國一汽的產品中電子產品和技術的價值含量只占10%—15%左右,但國外汽車中電子產品和技術的價值含量平均約為22%,中、品質轎車中汽車電子已占30%以上,而且這個比例還在不斷地快速增長,預期很快將達到50%。
電子信息技術已經成為新一代汽車發展方向的主導因素,汽車(機動車)的動力性能、操控性能、安全性能和舒適性能等各個方面的改進和提高,都將依賴于機械系統及結構和電子產品、信息技術間的結合。汽車工程界專家指出:電子技術的發展已使汽車產品的概念發生了深刻的變化。這也是最近電子信息產業界對汽車電子空前關注的原因之一。但是,必須指出的是,除了一些車內音響、視頻裝備,車用通信、導航系統,以及車載辦公系統、網絡系統等車內電子設備的本質改變較少外,現代汽車電子從所應用的電子元器件(包括傳感器、執行器、微電路等)到車內電子系統的架構均已進入了一個有本質性提高的新階段。其中最有代表性的核心器件之一就是智能傳感器(智能執行器、智能變送器)。
實際上,汽車電子已經經歷了幾個發展階段:從分立電子元器件搭建的電路監測控制,經過了電子元器件或組件加微處理器構筑的各自獨立的、專用的、半自動和自動的操控系統,現在已經進入了采用高速總線(目前至少有5種以上總線已開發使用),統一交換汽車運行中的各種電子裝備和系統的數據,實現綜合、智能調控的新階段。新的汽車電子系統由各個電子控制單元(ECU)組成,可以獨立操控,同時又能協調到整體運行的狀態。
還可以舉一個安全駕駛方面的例子,出于平穩、安全駕駛的需要,僅只針對四個輪子的操控上,除了應用大量壓力傳感器并普遍安裝了剎車防抱死裝置(ABS)外,許多轎車,包括國產車,已增設了電子動力分配系統(EBD),ABS+EBD可以較大限度的保障雨雪天氣駕駛時的穩定性?，F在,國內外的一些汽車進一步加裝了緊急剎車輔助系統(EBA),該系統在發生緊急情況時,自動檢測駕駛者踩制動踏板時的速度和力度,并判斷緊急制動的力度是否足夠,如果需要,就會自動增大制動力。EBA的自控動作必須在極短時間(例如百萬分之一秒級)內完成。這個系統能使200km/h高速行駛車輛的制動滑行距離縮短極其寶貴的20多米。針對車輪的還有分別監測各個車輪相對于車速的轉速,進而為每個車輪平衡分配動力,保障在惡劣路面條件下各輪間具有良好的均衡抓地能力的“電子牽引力控制”(ETC)系統等。
從以上列舉的兩個例子可以清楚看到,汽車發展對汽車電子的一些基本要求:
1.1 電子操控系統的動作必須快速、正確、。傳感器(+調理電路)+微處理器,然后再通過微處理器(+功率放大電路)+執行器的技術途徑已經不再能滿足現代汽車的要求,需要通過硬件集成、直接交換數據和簡化電路,并提高智能化程度來確?？刂茊卧獎幼鞯恼_性、性和適時性。
1.2 現在幾乎所有的汽車的機械結構部件都已受電子裝置控制,但汽車車體內的空間有限,構件系統的空間更是極其有限。理想的情況當然是,電子控制單元應與受控制部件緊密結合,形成一個整體。因此器件和電路的微型化、集成化是不可回避的道路。
1.3 電子控制單元必須具有足夠的智能化程度。以安全氣囊為例,它在關鍵時刻必須要能及時、正確地瞬時打開,但在極大多數時間內氣囊是處在待命狀態,因此安全氣囊的ECU 必須具有自檢、自維護能力,不斷確認氣囊系統的可正常運作的性,確保動作的“萬無一失”。
1.4 汽車的各種功能部件都有各自的運動、操控特性,并且,對電子產品而言,大多處于非常惡劣的運行環境中,而且各不相同。諸如工作狀態時的高溫,靜止待命時的低溫,高濃度的油蒸汽和活性(毒性)氣體,以及高速運動和高強度的沖擊和振動等。因此,電子元器件和電路必須要有高穩定、抗環境和自適應、自補償調整的能力。
1.5 與上述要求同樣重要,甚至有時是關鍵性的條件是,汽車電子控制單元用的電子元器件、模塊必須要能大規模工業生產,并能將成本降低到可接受的程度。一些微傳感器和智能傳感器就是這方面的典范。例如智能加速度傳感器,它不僅能較好地滿足現代汽車的各項需要,而且因為可以在集成電路標準硅工藝線上批量生產,生產成本較低(幾美元至十幾或幾十美元),所以在汽車工業中找到了自己較大的應用市場,反過來也有力地促進了汽車工業的電子信息化。
2 智能傳感器:微傳感器與集成電路融合的新一代電子器件
微傳感器、智能傳感器是近幾年才開始迅速發展起來的新興技術。在我國的報刊雜志上目前所使用的技術名稱還比較含混,仍然籠統地稱之為傳感器,或者含糊地歸納為汽車半導體器件,也有將智能傳感器(或智能執行器、智能變送器)與微系統、MEMS等都歸入了MEMS (微機電系統)名稱下的。這里介紹當前一些歐美專著中常用的技術名詞的定義和技術內涵。
首先必須說明的是,在絕大多數情況下,本文大小標題及全文中所說的傳感器其實是泛指了三大類器件:將非電學輸入參量轉換成電磁學信號輸出的傳感器;將電學信號轉換成非電學參量輸出的執行器;以及既能用作傳感器又能用作執行器,其中較多的是將一種電磁學參量形式轉變成另一種電磁學參量形態輸出的變送器。就是說,關于微傳感器、智能傳感器的技術特性可以擴大類推到微執行器、微變送器-傳感器(或執行器、或變送器)的物理尺度中至少有一個物理尺寸等于或小于亞毫米量級的。微傳感器不是傳統傳感器簡單的物理縮小的產物,而是基于半導體工藝技術的新一代器件:應用新的工作機制和物化效應,采用與標準半導體工藝兼容的材料,用微細加工技術制備的。因此有時也稱為硅傳感器。可以用類似的定義和技術特征類推描述微執行器和微變送器。
它由兩塊芯片組成,一是具有自檢測能力的加速度計單元(微加速度傳感器),另一塊則是微傳感器與微處理器(MCU)間的接口電路和MCU。這是一種較早期(1996年前后)的,但已相當實用的器件,可用于汽車的自動制動和懸掛系統中,并且因微加速度計具有自檢能力,還可用于安全氣囊。從此例中可以清楚看到,微傳感器的優勢不僅是體積的縮小,更在于能方便地與集成電路組合和規模生產。應該指出的是,采用這種兩片的解決方案可以縮短設計周期、降低開發前期小批量試產的成本。但對實際應用和市場來說,單芯片的解決方案顯然更可取,生產成本更低,應用價值更高。
智能傳感器(Smart Sensor)、智能執行器和智能變送器-微傳感器(或微執行器,或微變送器)和它的部分或全部處理器件、處理電路集成在一個芯片上的器件(例如上述的微加速度計的單芯片解決方案)。因此智能傳感器具有一定的仿生能力,如模糊邏輯運算、主動鑒別環境,自動調整和補償適應環境的能力, 自診斷、自維護等。顯然,出于規模生產和降低生產成本的要求,智能傳感器的設計思想、材料選擇和生產工藝必須要盡可能地和集成電路的標準硅平面工藝一致?？梢栽谡９に嚵鞒痰耐镀?或流程中,或工藝完成后增加一些特殊需要的工序,但也不應太多。
在一個封裝中,把一只微機械壓力傳感器與模擬用戶接口、8位模-數轉換器(SAR)、微處理器(摩托羅拉69HC08)、存儲器和串行接口 (SPI)等集成在一個芯片上。其前端的硅壓力傳感器是采用體硅微細加工技術制作的。制備硅壓力傳感器的工序既可安排在集成 CMOS 電路工藝流程之前,亦可在后。這種智能壓力傳感器的技術和市場都已成熟,已廣泛用于汽車(機動車)所需的各式各樣的壓力測量和控制單元中,諸如各種氣壓計、噴嘴前集流腔壓力、廢氣排氣管、燃油、輪胎、液壓傳動裝置等。智能壓力傳感器的應用很廣,不局限于汽車工業。目前,生產智能壓力傳感器的廠商已不少,市售商品的品種也很多,已經出現激烈的競爭。結果是智能壓力傳感器體積越來越小,隨之控制單元所需的外圍接插件和分立元件越來越少,但功能和性能卻越來越強,而且生產成本降低很快。
順便需要說說的是,在一些中文資料中,尤其是一些產品宣傳性材料中,籠統地將Smart Sensor(或device)和Intelligent sensor(或device)都稱之為智能傳感器,但在歐美文獻中是有所差別的。西方專家和公眾通常認為,Smart(智能型)傳感器比Intelligent(知識型)的智慧層次和能力更高。當然,知識型的內涵也在不斷進化,但那些只能簡單響應環境變化,作一些相應補償、調整工作狀態的,特別是不需要集成處理器的器件,其知識等級太低,一般不應歸入智能器件范疇。
相信大多數讀者能經常接觸到的,最貼近生活的智能傳感器可能要算是用于攝像頭、數碼相機、攝像機、手機攝像中的CCD圖像傳感器了。這是一種非智能型傳感器莫屬的情況,因為CCD 陣列中每個硅單元由光轉換成的電信號極弱,必須直接和及時移位寄存、并處理轉換成標準的圖像格式信號。還有更復雜一些的,在中、品質長焦距(IOX)光學放大數碼相機和攝像機上裝備的電子和光學防抖系統,特別是高端產品中的真正光學防抖系統。它的核心是雙軸向或3軸向的微加速度計或微陀螺儀,通過它監測機身的抖動,并換算成鏡頭的各軸向位移量,進而驅動鏡頭中可變角度透鏡的移動,使光學系統的折射光路保持穩定。
微系統(Microsystem)和MEMS(微機電系統)-由微傳感器、微電子學電路(信號處理、控制電路、通信接品等)和微執行器構成一個三級級聯系統、集成在一個芯片上的器件稱之為微系統。如果其中擁有機械聯動或機械執行機構等微機械部件的器械則稱之為MEMS。
MEMS芯片的左側給出的是制備MEMS芯片需要的基本工藝技術。它的右側則為主要應用領域列舉。很明顯,MEMS 的好解決方案也是選用與硅工藝兼容的材料及物理效應、設計理念和工藝流程,也即采用常規標準的CMOS 工藝與二維、三維微細加工技術相結合的方法,其中也包括微機械結構件的制作。
微傳感器合乎邏輯的發展延伸是智能傳感器,智能傳感器自然延伸則是微系統和MEMS,MEMS 的進一步發展則是能夠自主接收、分辨外界信號和指令,進而能獨立、正確動作的微機械(Micromachines)?，F在,開發成功、并已有商業產品的MEMS品種已不少,涵蓋各大領域。其中包括全光光通信和全光計算機的關鍵部件之一的二維、三維MEMS光開關。
通過控制芯片上的微反射鏡陣列,實現光輸入/輸出的交叉互聯。這是目前全光交換技術的成熟的方案。市場上可買到的MEMS光開關已達1296路,開關轉換時間約為20ms。
微機械(也稱為納米機械)則尚處于開發試驗階段,但已有許多很重要的實驗室產品涌現,如著名的納米電機、微昆蟲、微直升機和潛水艇等。技術產業界普，！遍認為,它們的開發成功和投入實際應用將對工業技術和生活質量產生深遠的影響
智能汽車論文:關于智能傳感器與汽車電子的分析
摘要： 現代 汽車 電子 從所應用的電子元器件到車內電子系統的架構均已進入了一個有本質性提高的新階段。其中最有代表性的核心器件之一就是智能傳感器。
關鍵詞：智能傳感器
1 汽車電子操控和安全系統談起
近幾年來我國汽車 工業 增長迅速， 發展 勢頭很猛。因此評論界出現了一些專家的預測：汽車工業有可能超過it產業，成為
它由兩塊芯片組成，一是具有自檢測能力的加速度計單元（微加速度傳感器），另一塊則是微傳感器與微處理器（mcu）間的接口電路和mcu。這是一種較早期（1996年前后）的，但已相當實用的器件，可用于汽車的自動制動和懸掛系統中，并且因微加速度計具有自檢能力，還可用于安全氣囊。從此例中可以清楚看到，微傳感器的優勢不僅是體積的縮小，更在于能方便地與集成電路組合和規模生產。應該指出的是，采用這種兩片的解決方案可以縮短設計周期、降低開發前期小批量試產的成本。但對實際應用和市場來說，單芯片的解決方案顯然更可取，生產成本更低，應用價值更高。
智能傳感器（smart sensor）、智能執行器和智能變送器-微傳感器（或微執行器，或微變送器）和它的部分或全部處理器件、處理電路集成在一個芯片上的器件（例如上述的微加速度計的單芯片解決方案）。因此智能傳感器具有一定的仿生能力，如模糊邏輯運算、主動鑒別環境，自動調整和補償適應環境的能力，自診斷、自維護等。顯然，出于規模生產和降低生產成本的要求，智能傳感器的設計思想、材料選擇和生產工藝必須要盡可能地和集成電路的標準硅平面工藝一致?？梢栽谡９に嚵鞒痰耐镀?，或流程中，或工藝完成后增加一些特殊需要的工序，但也不應太多。
在一個封裝中，把一只微機械壓力傳感器與模擬用戶接口、8位模-數轉換器（sar）、微處理器（摩托羅拉69hc08）、存儲器和串行接口 （spi）等集成在一個芯片上。其前端的硅壓力傳感器是采用體硅微細加工技術制作的。制備硅壓力傳感器的工序既可安排在集成 cmos 電路工藝流程之前，亦可在后。這種智能壓力傳感器的技術和市場都已成熟，已廣泛用于汽車（機動車）所需的各式各樣的壓力測量和控制單元中，諸如各種氣壓計、噴嘴前集流腔壓力、廢氣排氣管、燃油、輪胎、液壓傳動裝置等。智能壓力傳感器的應用很廣，不局限于汽車 工業 。目前，生產智能壓力傳感器的廠商已不少，市售商品的品種也很多，已經出現激烈的競爭。結果是智能壓力傳感器體積越來越小，隨之控制單元所需的外圍接插件和分立元件越來越少，但功能和性能卻越來越強，而且生產成本降低很快。
順便需要說說的是，在一些中文資料中，尤其是一些產品宣傳性材料中，籠統地將smart sensor(或device)和intelligent sensor（或device）都稱之為智能傳感器，但在歐美 文獻 中是有所差別的。西方專家和公眾通常認為，smart（智能型）傳感器比intelligent(知識型)的智慧層次和能力更高。當然，知識型的內涵也在不斷進化，但那些只能簡單響應環境變化，作一些相應補償、調整工作狀態的，特別是不需要集成處理器的器件，其知識等級太低，一般不應歸入智能器件范疇。
相信大多數讀者能經常接觸到的，最貼近生活的智能傳感器可能要算是用于攝像頭、數碼相機、攝像機、手機攝像中的ccd圖像傳感器了。這是一種非智能型傳感器莫屬的情況，因為ccd 陣列中每個硅單元由光轉換成的電信號極弱，必須直接和及時移位寄存、并處理轉換成標準的圖像格式信號。還有更復雜一些的，在中、品質長焦距（iox）光學放大數碼相機和攝像機上裝備的 電子 和光學防抖系統，特別是高端產品中的真正光學防抖系統。它的核心是雙軸向或3軸向的微加速度計或微陀螺儀，通過它監測機身的抖動，并換算成鏡頭的各軸向位移量，進而驅動鏡頭中可變角度透鏡的移動，使光學系統的折射光路保持穩定。
微系統（microsystem）和mems（微機電系統）-由微傳感器、微電子學電路（信號處理、控制電路、通信接品等）和微執行器構成一個三級級聯系統、集成在一個芯片上的器件稱之為微系統。如果其中擁有機械聯動或機械執行機構等微機械部件的器械則稱之為mems。
mems芯片的左側給出的是制備mems芯片需要的基本工藝技術。它的右側則為主要應用領域列舉。很明顯，mems 的好解決方案也是選用與硅工藝兼容的材料及物理效應、設計理念和工藝流程，也即采用常規標準的cmos 工藝與二維、三維微細加工技術相結合的方法，其中也包括微機械結構件的制作。
微傳感器合乎邏輯的 發展 延伸是智能傳感器，智能傳感器 自然 延伸則是微系統和mems，mems 的進一步發展則是能夠自主接收、分辨外界信號和指令，進而能獨立、正確動作的微機械（micromachines）?，F在，開發成功、并已有商業產品的mems品種已不少，涵蓋各大領域。其中包括全光光通信和全光 計算 機的關鍵部件之一的二維、三維mems光開關。
通過控制芯片上的微反射鏡陣列，實現光輸入/輸出的交叉互聯。這是目前全光交換技術的成熟的方案。市場上可買到的mems光開關已達1296路，開關轉換時間約為20ms。
微機械（也稱為納米機械）則尚處于開發試驗階段，但已有許多很重要的實驗室產品涌現，如著名的納米電機、微昆蟲、微直升機和潛水艇等。技術產業界普遍認為，它們的開發成功和投入實際應用將對工業技術和生活質量產生深遠的影響。
智能汽車論文:論現代電子技術在汽車智能管理系統中的應用研究
[論文關鍵詞]汽車電子技術 汽車智能管理系統 智能化集成傳感器 多通道傳輸技術
[論文摘要]汽車是當前重要的交通工具，汽車的發明和汽車相關技術的發展極大地改變了人們的出行方式，加快了商品和人員的流通。
隨著汽車工業與電子工業的不斷發展，在現代汽車上，電子技術的應用越來越廣泛，汽車電子化的程度也越來越高。汽車技術與電子技術相結合催生出汽車電子技術概念。電子技術在現代汽車工業中的廣泛應用加快了電子汽車的發展趨勢，推動了汽車功能的多元化和便捷化。
一、汽車電子技術
現代電子技術與汽車工業的結合促成了電子汽車概念的誕生和實現，概括地來說當前的汽車電子技術主要包括：智能化集成傳感器：提供用于模擬和處理的信號，而且還能對信號作坊大處理。同時，他還能自動進行時漂、溫漂和非線性的自動校正，具有較強的抵抗外部電磁干擾的能力，保障傳感器信號的質量不受影響；嵌入式微處理機已廣泛地應用與安全、環保、發動機、傳動系、速度控制和故障診斷中。軟件技術：隨著汽車電子技術應用的增加，對有關控制軟件的需求也相應增加，并可能要求進一步計算機聯網。因此，要求使用多種語言，并開發出通用的高水平軟件，以滿足多種硬件的要求。轎車上多通道傳輸網絡將大大地依賴于軟件；多通道傳輸技術，多通道傳輸技術的采用，對電子控制集成化的實現是十分必要和有效的。采用這種技術后，使各個數據線成為一個網絡，以便分享汽車中心計算機的信息。汽車車載電子網絡：汽車電子設備發展的一個重要趨勢是大量使用微處理機來改善汽車的性能。隨著電控器件在汽車上越來越多的應用，車載電子設備間的數據通信變得越來越重要。為了進一步提高行使的經濟性，溫度及車速等信息必須在不同控制單元間交換。由此，以分布式控制系統為基礎構造汽車車載電子網絡系統是很有必要的。集成化技術：汽車電子技術的一個發展趨向是功能集成化，從而實現更經濟、更有效以及可診斷的數據中心。光導纖維：汽車電子技術的進步，已使各系統控制走向集中，形成整車控制系統。這一系統除了中心電腦外，甚至包括多達23個微處理器及大量傳感器和執行部件，組成一個龐大而復雜的信息交換與控制系統等。
二、國內汽車電子技術發展
電子技術在汽車工業中的應用加快了汽車技術的升級和突破，自20世紀80年代以來，汽車工業的長足發展，也是以電子技術（特別是計算機、集成電路技術）為動力而實現的。采用電子技術是解決汽車所面臨的諸多技術問題的方案。因此一國電子產業的發展水平及其在汽車工業領域的應用情況決定了其在未來軌跡汽車行業競爭中的地位和影響力。目前，國產汽車的電子技術應用多數還處于初級階段。只有少數廠家，主要集中在一些中外合資和國內較為先進的汽車生產廠家，開始將電子控制裝置應用在汽車工業中。國內現在采用的電子裝置主要包括發動機的燃油噴射、電子點火控制、汽車安全性方面的安全氣囊，abs等領域，而且多數為直接引進國外產品組裝，國內科研院所目前有關汽車電子技術應用的研究也主要集中在發動機控制、電控懸架、abs系統等幾個方面，在汽車的電子網絡化技術、gprs導航及智能交通系統的研究等方面與國外還有一定差距。
三、現代電子技術促進汽車智能管理的發展
隨著經濟的快速發展和人民群眾對汽車工業要求的逐步提高，當前的電子技術在汽車工業領域里得到了很好較快較好的應用。汽車智能管理系統就是這一應用的重要體現。車輛智能管理儀（以下簡稱管理儀）硬件構成主要由cpu，數據存儲器擴展電路、ic卡接口電路、gps接收電路、光電隔離的輸入、輸出電路、數碼相機控制電路、指示燈、蜂鳴器及電源部分組成。采用gps接收機接收衛星的信號，經過計算后可得出車輛所處的經緯度、行駛速度、行駛方向等參數。管理儀還能夠采集與司機操作有關的數據，如剎車、遠光燈、近光燈、左右轉向燈、喇叭、霧燈、制動氣壓、車門開關等參數。管理儀根據預先設定的時間間隔和特殊事件的觸發，將有關數據保存入ic（intelligent card）卡中。根據這些數據，車輛管理部門就可以對車輛的歷史運行狀況進行檢查、管理，以確定車輛是否按照規定的要求運行。管理儀還能夠對最近15次停車前，每次停車前50秒的所有信息進行詳細記錄，gps數據的采集速度受gps系統的限制，每秒鐘記錄1次，其他參數每隔0.2秒記錄一次。管理儀還具有數碼照相機的控制接口，可以根據外部觸發信號，對車內的情景拍照。
汽車工業是高科技工業，汽車性能的每一步提升都伴隨著新技術、新工藝的運用。電子技術是21世紀推動經濟發展和社會變革的重要技術之一，電子技術的發展及其在汽車工業領域的廣泛應用將有效提升汽車工業的發展水平。
智能汽車論文:智能汽車設計攝像頭研究
摘要:
智能汽車作為當今科技時代下的新興產物,集中運用了計算機、現代傳感、信息融合、自動控制、人工智能及通訊等現代科學技術,是未來汽車發展的重要方向。本文詳細介紹了基于攝像頭傳感器的智能競速汽車控制器的設計方案,分別介紹了智能車的硬件組成、路徑的檢測識別方法和智能車的控制策略。利用攝像頭傳感器采集、識別道路信息,規劃路徑,采用PID控制算法控制電機和舵機實現自動控制。
關鍵詞:
攝像頭；智能汽車；設計方案
本設計是基于MK60DN512ZVLL10單片機開發實現的,該系統采用攝像頭采集、識別道路兩旁或者中央的引導線,在此基礎上利用合理閉環的算法控制智能車運動,從而實現智能車快速穩定的尋跡行駛。
1智能車整體結構的選型與設計
1.1圖像傳感器的選擇
圖像傳感器,即數字攝像頭。目前市場主流的兩種攝像頭傳感器:以金屬氧化物半導體元件為感光材料的CMOS攝像頭和以電荷耦合元件為感光材料的CCD攝像頭。綜合兩種攝像頭解析度、靈敏度、成本、功耗比、模塊電路、體積、重量,CMOS攝像頭可以滿足于4米/秒速度以下智能車行駛,并且CMOS攝像頭功耗低,工作電壓只需3.3V-7V,可以由智能車穩壓后得到,穩定經濟,所以選擇CMOS攝像頭中的OV7725攝像頭。
1.2起跑線檢測傳感器選擇
起跑用的是發車燈塔控制方式,發車燈塔不僅發出起跑信號,而且發出終點信號。我們使用基于使用HS0038B傳感器的基礎電路作為接收燈塔光信號一個基礎電路,OUT口接MK60的C5。
1.3速度檢測傳感器選擇
一個完整的控制系統是閉環控制的,所以需要測速裝置,用以精準反映智能車實時速度。我們采用了由歐姆龍公司研制的一款200線的小型編碼器。
1.4車模選型
本次設計采用由飛思卡爾半導體公司贊助的G768型車模,即為競賽中的C車模。
2智能車硬件電路設計
2.1硬件設計方案
本設計方案采用模塊化方式完成總設計,模塊化設計使思路清晰,在使用出現錯誤時容易修理。
2.2電路設計方案
本次設計將智能車系統電路分成兩個主要部分,以MK60N512ZVLQ10為核心的控制電路和以電源為核心的驅動電路。考慮到MK60最小系統電路板比較大,所以將整個系統電路分為兩塊規則PCB板(主控板和驅動板)。
2.3控制電路
以MK60為核心的單片機系統的硬件電路設計主要包括以下幾個部分:電源電路、時鐘電路、JTAG接口、復位電路。
2.4驅動電路
因為本次比賽攝像頭組使用的電機是RS-380SH直流電機,小車驅動芯片決定選用集成的高電流半橋電機驅動應用BTN7971B,它的輸出電流足以帶動電機轉動并且較穩定。
2.5電源模塊
比賽使用飛思卡爾專用電池,2000mAh的鎳鎘電池1塊,標準電壓7.2V。
3智能車軟件算法設計
3.1軟件控制整體設計
本次設計所用的軟件調試工具支持C語言和匯編語言混合編程的IAREmbeddedWorkbench軟件,由于C語言操作簡單,可修改和移植性強,所以本次軟件設計大部分程序都使用C語言編寫,只有在某些地方加入了匯編語句。
3.2主程序結構
在系統初始化方面,我們所用到的底層硬件資源進行初始化和上層模塊初始化。在方案選擇及參數設定上,我們在主板上設置了一組四位的撥碼開關和三個按鍵結合OLED顯示屏實現的方案和參數的可調,以在比賽時對車作適當地調整。在圖像獲取上,對于Ov7725數字攝像頭,使用場中斷加高速DMA傳輸的方式來獲取圖像。圖像處理則采用黑線提取和中心線提取。
3.3控制算法
控制算法是智能車的靈魂,為了使小車能以穩定的速度通過跑道,的速度控制是關鍵,采用速度閉環控制方案。
4智能車開發與調試
4.1軟件開發環境
系統編譯下載是在IARIDE開發環境下完成的,EmbeddedWorkbenchforARM是IARSystems公司為ARM單片機開發的一個集成開發環境,這一開發環境使用方便、入門容易和代碼簡明緊湊。此外,由于在IAR軟件中進行編寫,調用,修正函數比較復雜繁瑣,所以使用了Sourceinsight3軟件進行輔助編寫小車程序。
4.2硬件開發環境
本次畢業設計所用的硬件開發平臺為著名硬件開發公司Altium公司的AltiumDesigner10,這已開發環境在板級設計特性、軟設計特性、數據管理特性、通用特性都較有優勢。
4.3軟件調試
軟件調試主要包括:程序在線仿真調試,上位機調試。在線調試主要使用的是IAR中的調試器IARC-SPY。上位機調試主要是通過藍牙模塊將智能車運行過程中的狀態和SD卡采集的圖像及時地反饋到PC機上。
4.4現場調試
現場的調試包括攝像頭調焦以及固定、PID參數整定、速度控制算法的參數整定、智能車運行狀態等方面的調試。
5結語
在此次設計中,通過不斷不斷嘗試,不斷整改,發現問題,整改問題,最終達到我們預期的設計目標。在算法方面,首次采用閉環系統控制智能車,采用改進PID控制算法,對智能車速度及方向進行調整,使智能車較之前的開環狀態更加穩定,最終完成了智能車的制作,實現了攝像頭采集識別,閉環控制等的功能。
作者：吳偉鴻 單位：嘉興學院機電工程學院
智能汽車論文:智能自動化技術在汽車工程的應用
摘要：在人工智能及自動控制這些學科的基礎上，新興起一個交叉學科，那就是智能控制。將智能自動化技術應用于汽車工程上，可以推動汽車工業的快速發展，同時控制理論也得到發展。汽車在市場經濟中處于重要地位，隨著人們生活水平的不斷提高，人們對于交通工具的要求也越來越高。作為交通工具的汽車，不僅要具有交通性和安全性，同時還要具有人性化和舒適性。所以，不僅要研制出智能車鎖，同時還要研制出一些智能門窗和智能剎車。
關鍵詞：智能控制；汽車工程；自動化技術
將智能控制技術應用于汽車工程上，可以有效調整汽車后視鏡的位置，同時我們還可以運用模糊控制的方法，提升汽車的整體性能。通過智能自動化技術，操作人員可以對實踐經驗和直觀感覺進行形式化描述，同時還可以進行條理化表達。
一、智能控制基本知識及智能控制系統概述
智能控制也可以稱為自動控制，其中還融合了人工智能和運籌學兩個方面的專業知識，可以算是三個學科的結合物。這種觀點有以下含義，它指出了智能控制產生的背景或條件，即人工智能理論與技術的發展及其向控制領域的滲透，我們需要將智能控制拓展到每一個領域。在拓展的過程中我們要運用大量的定量優化方法，對每一個目標的優化都要實行線性規劃。同時還必須將智能控制維持在一定的范圍之內，智能控制本身就融合了理論和技術兩個方面。智能控制簡單來說也可以算是一種信息反饋，智能控制具有許多基本的要素，比如智能反饋、智能決策和智能信息。信息雖然不是一種具體的物質，也不是虛無縹緲的能量，但是在智能控制中占據著非常重要的地位。在某種意義上來說信息是知識的載體，可以更好地將信息所包含的內容進行科學化的傳達。當我們對智能進行固定化的闡述時，我們就會對智能的載體有一個較為模糊的認識，不利于我們了解智能化。在識別信息特征后，我們可以非常便捷地獲得一些智能信息，根據自身對于信息的一些需求，我們可以對智能信息進行一些微處理和加工。在對信息進行微處理和加工的過程中，我們就會逐漸消除信息所帶來的一些不確定的因素。為了更好地控制信息，我們可以將反饋設置為智能信息中最重要的環節。反饋在智能自動化技術的應用過程中是非常重要的，它可以更加便捷地反饋信息，不同的汽車工程會具有不同的系統控制特點，通過不同的特點我們可以對信息進行獨特的反饋和負反饋。反饋和負反饋可以較好地闡述智能信息，同時我們還可以根據自身發展的特點去調整負反饋的強弱，智能信息在某種程度上來說具有仿人的特點，所以才稱為智能反饋信息自動化技術。智能決策也是智能控制決策，這種決策在定量的限制上非常薄弱，為了使整套自動化技術更加完整，可以將定性綜合集成應用到其中。這樣可以使智能自動化技術更好地模仿人腦的決策，在作決策的過程中同時也提高了智能技術。
二、智能監測技術在車輛設備中的其他應用
1.汽車駐車智能剎車系統將智能監測技術應用于車輛設備中，可以更好地對汽車駐車智能剎車系統進行研究，同時在汽車上可以安裝許多的自動變速箱，目的是方便初學駕駛者學習，這樣就會減少換擋的操作，同時還不需要在上坡的過程中進行停車和剎車。但是在整體的駕駛過程中，自動變速箱對于汽油的使用量比較大。高污染、高消耗已經滿足不了現代的綠色消費需求，所以市場需求已經逐漸轉向于手動變速汽車。將智能自動化技術應用于汽車工程上，可以擴展剎車的功能，實現上坡停車制動的自動化。2.汽車后視鏡位置的智能控制位置隨動控制也可以稱為位置全服控制，為了更好地對汽車后視鏡的位置進行智能控制，我們可以將信號和反饋信號進行兩類規劃。首先我們要對后視鏡的位置進行模擬控制，引入數字位置控制系統。在微處理和加工信息的過程中，我們就會逐漸消除信息所帶來的一些不確定的因素，同時也要將位置控制拓展到每一個領域。在人們所熟悉的辦公自動化中，也應用了大量的智能自動化技術，比如說復印機、磁盤的磁頭位置控制，這些都運用了數控機床定位控制。
三、結語
隨著科學技術的不斷進步，智能控制技術已經拓展到了各個領域，同時已經形成了產業化的發展方向。智能儀表、機械制造、汽車工業和石油化工，都廣泛應用智能自動化技術。模糊控制也是智能自動化技術中的一種，在汽車工程中也得到了廣泛的應用，模糊控制可以多方位監控控制的對象。在汽車工程發展的過程中，我們需要對每一個控制領域進行數學模型描述，這樣才可以改進制造工藝。為了減少智能自動化技術中存在的偏差，我們需要多方位監測非線性和不確定系統，同時還要提高模糊控制技術的質量。
作者：賈東升 單位：德州科技職業學院
智能汽車論文:無線電傳輸技術對汽車智能儀表的應用
摘要：汽車制造商將無線電傳輸技術在汽車智能儀表設計中應用，不僅能夠達到滿足廣大汽車消費者對汽車儀表外觀的要求，還能夠有效的節約汽車儀表系統制作成本。這樣的技術應用已經逐漸的被汽車工業所廣泛應用，將無線電傳輸技術應用到汽車智能儀表設計中，已經成為了我國汽車產業未來的必要發展趨勢。本文將對無線電傳輸技術在汽車智能儀表設計應用，做出簡要分析，旨在于更好的提高汽車系統應用效益，為汽車產業帶來良好的經濟效益。
關鍵詞：無線電；傳輸技術；汽車技能儀表；設計應用
汽車制造商應采取全新的設計理念，將無線電傳輸技術應用到汽車智能儀表中，全新設計理念的智能儀表，不僅在外觀上有顯著的改善，在應用中也有良好的效果，必定成為汽車產業的重要發展方向。
1無線傳輸技術的汽車智能儀表功能設計
在傳統的汽車儀表設計中，汽車儀表多數采用機械式儀表，機械式儀表不僅鏈接復雜，對汽車儀表的美觀也有一定的影響，所以，汽車產業生在逐步的將無線傳輸技術，應用到汽車智能儀表功能設計中。汽車智能儀表是通過液晶屏的顯示方式，將發動機轉速、檔位、行駛車速、水溫、油量等重要的信息集合在一起，通過液晶顯示屏顯示出來。這樣的設計理念不僅改變了傳統儀表的復雜性，并且智能儀表能夠有效的節省空間，具有較強的使用價值。在汽車智能儀表的實際應用中，無線傳輸技術的智能儀表，由兩個模塊組成分別是：“發射機儀表”和“接收機儀表”。在發射機儀表和接收機儀表的使用原理中，發射機儀表是安裝在汽車上的，而接收機儀表則是安裝在汽車的方向盤上，發射機儀表通過接收發動機發出的信息，然后傳輸到接收機儀表中，再通過液晶顯示屏顯示出來。另外，通過無線電傳輸技術的智能儀表，想要代替傳統的有線傳輸，還需要安裝一個較小的控制系統，這個無線傳輸的操作系統由無線傳輸射頻芯片、數字儀表等其他電子元件組成。控制系統的安裝首先要將一個最小的控制系統安裝在汽車上，來作為控制系統的接收端，再通過無線發射頻芯片輸送到發送端，這樣的無線系統設計能夠成功的代替，傳統機械儀表中的有線傳輸。將無線傳輸系統有效的應用到汽車智能儀表中，從根本上改變了傳統的機械操作系統，對改造汽車儀表美觀感有極好的效果。
2智能儀表數據采集設計
在無線傳輸智能儀表系統操作中，智能儀表數據采集是一項比較重要的環節，無線傳輸智能儀表采集系統包括，上位機、無線網絡、智能儀表和其他傳感器。其中上位機的主要作用是，在系統中采集語言編寫控制程序，并且通過系統中的模塊利用無線網絡傳輸到智能儀表。這樣的無線傳輸系統能夠更加的將汽車發動機的轉速、檔位、水溫、油量等重要信息，的采集并且顯示在液晶顯示屏中，能夠有效的提升汽車儀表的視覺感。另外，在智能儀表數據采集中，還有一項較為重要的部分，就是應用標準的無線數據通信設備，只有無線數據通信設備達到標準，才能夠更加的傳輸有效數據，并且具有著良好的抗干擾能力。
3智能儀表軟件模塊設計
在無線傳輸智能儀表的應用中，除了過硬的硬件系統以外，性能良好的軟件系統也有著同樣重要的作用。無線傳輸智能儀表的軟件設計采用語言編寫程序，具有調試方便、運用靈活等優勢，軟件系統采用模塊化的思想對軟件系統進行連接，模塊化的軟件思想對于軟件程序的調試有非常大的作用。汽車無線智能儀表軟件系統中的主模塊程序在軟件系統中發揮著重要的作用，主模塊的主要作用是對軟件系統中的子模塊進行調度，讓各子模塊能夠充分的體現其自身的實際功能，所以，主模塊在軟件系統中起到的操作性是尤為重要的。另外，在無線傳輸智能儀表軟系統中，總線通訊模塊的作用也是不容小覷的，總線通訊模塊的主要作用是對汽車數據采集點與汽車儀表之間的傳輸作用。其主要將汽車的行駛里程，對液晶顯示模塊進行傳輸，并通過液晶顯示器實時顯示，對整個系統的運行有著重要的作用。其次，在汽車無線智能儀表軟件中，還包括脈沖信號采集模塊，脈沖信號采集模塊的主要作用是對汽車的檔位、行駛車速、油量、水溫等重要信息的采集和計算，并通過總線模塊傳送到汽車智能儀表系統中，并且及時的通過液晶顯示屏顯示。
4結束語
綜上所述，對于無線傳輸系統操控下的智能儀表，還有著高精度、高、高適應、低消耗等優勢。智能儀表用過的操作系統，不僅提高了儀表盤的程度，還有效的降低了汽車儀表的制造成本，是一項值得汽車產業應用的操作系統。所以，將無線電傳輸技術在汽車智能儀表設計應用，對汽車產業的發展有著重要的作用。
作者：盛吉照 單位：保定長安客車制造有限公司
智能汽車論文:汽車自動變速系統智能控制方法
摘要：隨著科技的不斷發展，汽車已成為我們日常生活中重要的交通工具，怎樣改進、優化汽車已成為我們共同關注的話題，也是人們對汽車行業提出的要求。汽車自動變速系統智能控制便是現代汽車發展中重要的技術之一，自動變速智能控制系統是汽車智能化的標志。將智能控制技術與汽車的自動變速控制系統相結合是提高汽車控制性和靈活性的重要舉措。筆者針對汽車自動變速系統智能控制技術進行了相應的研究。
關鍵詞：自動變速；智能控制；人工控制
引言
在近幾年來，信息技術快速發展，信心技術的發展帶動了自動化的發展，自動化應用在各個領域，尤其是汽車上有許多系統已經能夠實現自動化。人工控制的自動化相較于傳統控制方法具有邏輯清晰、策略靈活、工作精準、反應快捷等優點，人工控制智能化的優勢是傳統方法所不能比擬的。因此，自動控制領域的許多專家學者把模擬人類大腦運作的智能化控制看做自己不斷研究的目標。
一、汽車自動變速系統智能控制的研究現狀
就目前的發展狀況來看，汽車自動變速器主要有電控液力機械式自動變速器AT、連續可變傳動比自動變速器CVT和電控機械式自動變速器AMT三種類型。自微型計算機從上世紀80年代開始發展以來，許多自動變速器開始嘗試著使用微機控制，從而減小傳統控制中出現的誤差，提高控制性能。微機技術的發展不僅僅推動了自動化的發揮，同時還影響了傳統手動變速器的發展。我國是吉林大學汽車工程學院最早對電控機械式自動變速器進行研究的單位，該學院于1985年著手于電控機械式自動變速器AMT的研究，在1989年的時候，該學院成功將電控機械式自動變速器AMT應用于汽車上，并進行了相應的實驗，從而獲得了初步的研究成果。在此之后，逐漸開始出現研究汽車智能化控制的公司，如1991年重慶歐翔汽車電子有限公司開始著手于電控機械式自動變速器AMT的研究，并于1998年在國產紅旗轎車上進行了成功的試驗。此時的國外，電控機械式自動變速器AMT經過多年的研究后已經能夠正式進入使用階段，如德國生產的BMW-M3和瑞典生產的SAAB轎車等。
二、智能控制相關理論
1、智能控制的基本概念
雖然智能化控制技術成為許多專家學者研究的重點，但是智能控制技術至今沒有一個統一的概念，也沒有一個確切的系統描述，本文展示了大多數學者認可的關于智能控制的基本概念：（1）智能控制具有一定的適用范圍，其使用對象應是一個不確定模型，且控制較為復雜；（2）智能控制是模擬人類大腦運轉的，必須具備人類的環境感知能力、學習能力、適應能力、聯想能力及記憶能力等，同時應該具有計算機嚴密的邏輯思維能力和推理能力，能夠對復雜困難的任務進行分析、組織和協調；（3）智能控制不是一門與其他知識無關的學科，它恰恰是一種可以應用在多方面、多領域的學科，是可以促進各類學科相互交流的交叉學科。
2、智能控制的體系結構
智能控制不是理論上的空談，它是技術與理論相結合的應用型技術，是能夠直接作用在實際對象上的實用型技術。在本文的研究中，給出了智能控制技術體系結構的結構圖，如下所示:智能控制技術體系并不只是上圖中那么簡單，它是一個具有發展潛力的技術體系，隨著知識和技術的不斷更新，新的智能控制技術會不斷涌現，智能控制技術體系結構也將會不斷壯大。
三、智能控制中存在的問題
1、控制系統的穩定性
在智能控制技術發展的過程中遇到了許多的問題，其中穩定性分析是智能控制技術發展中遇到的一個難題，也是眾多專家學者較為關注的問題之一。在一個工程系統中，穩定性是其最基本、最重要的一個要求，穩定性不達標會嚴重影響工程體系的質量。對于穩定性的分析，人們習慣采用Lyapunov直接分析法來分析，直接分析法對建立數學模型不是非常依賴，其關鍵在于找到系統中客觀存在的一個標量函數V（x，t），但是往往尋找標量函數是非常困難的。在智能控制系統中，被控制的對象非常復雜，一般不能夠對其進行建模，且多為非線性、參數多變的，要分析出其穩定性是非常困難的。但是在人工控制的過程中，控制著可以將系統輸出額度不穩定性特征進行收集，并做出相應的預測判斷，采取有效措施將可能出現的不穩定性扼殺在搖籃里，以此來保障系統的穩定性。
2、學習控制的收斂性
在學習控制系統的過程中，其收斂性是影響學習控制的主要因素，在學習算法不收斂的情況下，學習控制幾乎不可能達到預期的目標。如下圖所示：將學習控制的過程作圖為三維的坐標，其中k軸為學習軸，下圖即為時間軸連續與學習軸離散的綜合過程，每次發生離散事件必是沿時間控制，由此，據收斂性可得，在最終一次沿時間軸連續即一次離散事件中都有e(t)=0，t∈[0,T]。
四、本文所研究智能控制的方法
所有智能化控制的出發點都是模擬人類控制的某種行為，每種智能化控制都具有自己的特色。所以，在實際使用智能化控制中，模擬人類的哪些控制特征是根據被控制對象的特點、屬性及控制目標和要求來制定的。筆者希望能夠將汽車變速系統與智能化控制更好的相結合，為車輛自動變速的研究提供幫助，以促進AMT車輛的變速自動控制的發展，使其具有更高的性能，使人們能夠更加滿意。不同于實驗，汽車在實際行駛過程中會遇到各種各樣的環境，而汽車自動變速系統依賴于外界的環境和汽車本身的狀態，所以，在實際操作中要根據汽車運行的具體條件對控制性能進行不同的改進。五、結語隨著現代電子技術的不斷發展，汽車上使用的電子技術越來越多，自動化變速技術也受到了廣泛的重視，將汽車變速系統與自動化智能控制相結合符合時展的需要，符合人們對汽車發展的要求。對電控機械式自動變速器AMT進行研究不僅能夠促進自動化控制技術的發展，還能夠促進我國汽車行業的發展，有效提高汽車的性能、實用性和汽車的使用價值。由此可見，研究汽車自動化變速系統智能控制系統對于新時代汽車行業發展的必要性。
作者：童玉正 單位：安徽蚌埠鐵龍汽車維修有限公司
智能汽車論文:談汽車整車智能考核系統設計
1汽車整車智能考核系統通信模式
汽車整車智能考核系統中PC與智能主控板之間通過USR-WIFI232模塊進行WIFI網絡通信，智能主控板與USR-WIFI232模塊通過RS-232通訊，智能主控板中多塊電路板采用TWI總線通信，TWI總線通信最多可連接128個設備。汽車整車智能考核系統通信框圖如圖1所示。
2汽車整車智能考核系統硬件設計
汽車整車智能考核系統硬件部分由電源模塊、RS-232通信接口、AD基準電壓模塊、故障設置模塊、電壓采集模塊、電阻測量模塊和TWI通信接口模塊組成，汽車整車智能考核系統硬件框圖如圖2所示。（1）電源模塊電源模塊采用LM2576穩壓電路，輸入電壓12V，輸出電壓5V，輸出電流3A，電源輸入較高電壓為40V。電源模塊電路圖如圖3所示。（2）RS-232通信接口模塊用單片機和PC機通過串口進行通信，盡管單片機有串行通信的功能，但單片機提供的信號電平和RS-232的標準不一樣，單片機邏輯電平：邏輯1為5V、邏輯0為0V，而RS-232邏輯電平：邏輯1為-3V～-15V、邏輯0為+3V～+15V。因此需要通過MAX232芯片進行電平轉換。MAX232芯片電平轉換電路圖如圖4所示。（3）AD基準電壓模塊為保障AD采集電壓的穩定性，需提供一個穩定獨立的基準電壓源，從而保障AD采集電壓的性，智能主控板中采用TL431并聯穩壓集成電路提供穩定的5V基準電壓。TL431基準電壓電路圖如圖5所示。（4）故障設置模塊故障設置模塊采用ULN2803達林頓管驅動器，驅動繼電器，通過控制繼電器，從而實現斷路故障、虛接故障和短路故障，在汽車線路中串接繼電器的常閉觸電，當繼電器不動作時，線路正常，當繼電器動作時，可設置汽車線路的斷路故障；在斷路故障中控制斷路故障繼電器不定時斷開或接通來實現虛接故障；在汽車線路中的傳感器輸出信號線中在不斷開線路的基礎上，通過繼電器的常開觸電把信號線與GND連接，當繼電器不動作時，線路正常，當繼電器動作時，可設置汽車傳感器信號線的短路故障。智能主控板故障設置電路圖，如圖6所示，其中K1為斷路故障繼電器，K2為短路故障繼電器。（5）電壓采集模塊電壓采集模塊采用ATmega16單片機自帶的10位ADC模塊，由于汽車電路采用的是12V電源，在發動機發動后較高電壓可達到14.8V，通過電阻分壓電路是AD采集電源在0～5V的范圍內，選用200kΩ和100kΩ電阻串聯，分壓后的電壓為被測電路的1/3。電壓采集模塊電路圖如圖7所示。
3汽車整車智能系統軟件設計
根據實際應用的需求，軟件部分能夠真實地實現20名以上學員同時進行車輛高技術系統的維修診斷實訓，解決車輛及場地不足的問題；可以實現網絡教學，將復雜的汽車電路，形象地顯示出來，便于學生理解；系統實時地采集車輛各種電器線路的電壓數據，學員只需要在電腦上即可完成各種電壓和電阻的測量，大大地提高了實訓的效率；智能化的考試管理功能，方便教師進行考試試卷設計，以及學員考試完后成績的統計，實現考試網絡管理；網絡化的實訓管理，系統可以隨時控制每一位學員的工作狀態，教師對學員實訓管理的網絡化。本系統適用于中高等職業技術院校、普通教育類學院和培訓機構對整車電器理論和維修實訓的教學需要。汽車整車智能系統軟件界面如圖8所示。
作者：王志海 單位：廣東省機械高級技工學校
智能汽車論文:從CES展看智能汽車趨勢
從某種程度上看，亞洲消費電子展（CES Asia）似乎正在變得越來越“汽車化”，汽車科技，特別是代表汽車發展未來的“自動駕駛”技術受到了前所未有的關注。在上海新國際博覽中心的N3館里，不但聚集著奔馳、寶馬、本田、現代、NEVS等整車企業、各級供應商、服務商，還有百度等互聯網科技公司。占據了展館面積半壁江山的傳統汽車企業與百度等互聯網企業都在現場也展示著關于自動駕駛、智能交通等汽車的未來技術。
汽車企業也越來越顯示出“主場”的熱情，越來越多的車企開始在這里“秀肌肉”，亮出自己在汽車電子領域的黑科技，顯示自己對于汽車未來發展“詩和遠方的情懷”。首次參展的現代汽車向中國市場了其Connected Mobility 、Freedomin Mobility和Clean Mobility三大未來Mobility 戰略。寶馬將BMW i未來概念座艙帶到現場試圖向中國市場展示寶馬對于汽車在實現自動駕駛和高度互聯后乘坐者對于車內休息、辦公或娛樂需求的理解。這個以“數字化的私人移動空間”為理念設計的汽車內部空間里搭載的BMW HoloActive觸控系統展示著人機交互技術的未來趨勢。而奔馳在現場所展示的“Fit&Healthy智能健康概念車”不但詮釋了其“瞰思未來”（C.A.S.E.）戰略中“智能互聯（Connected）”，而且將中國元素展現得淋漓盡致，受到了極大關注。不僅僅是展會現場的靜態展示，奔馳還大手筆地在CES Asia開展前夕、在場館之外，舉辦了一場以“健行?見未來”為主題的媒體科技日活動，把今年的CES Asia變成了一個熱鬧的派對PARTY，一場盛大的狂歡和一次奔馳對于未來交通夢想的啟程。
奔馳為此在黃浦江邊專門打造了一個類似智能健身館的“科技日展館”，在兩個具有未來感的“天穹體驗館”中，通過兩款概念車及一系列互動體驗環節，展示著奔馳對于未來出行發展前景的理解。北京梅賽德斯-奔馳銷售服務有限公司執行副總裁、負責銷售與市場營銷的段建軍還在現場練起了瑜伽，大“秀”功夫茶道。
除了洲消費電子展（CES Asia）之外，在中國的外資品牌汽車企業正在匆匆趕往另一個“陌生”的展會――“GSMA世界移動大會”。在參展商名單上，戴姆勒、大眾、豐田等跨國巨頭汽車企業都赫然在列?！?017GSMA世界移動大會（上海）”開幕當天，大眾宣布其所開發的“智能手機鏡像科技”與MirrorLink、百度CarLifeTM、Apple Car Play以及Android AutoTM系統已實現車載無縫連接，并在現場展示了這個技術的應用場景，這是大眾首次在公開場合展示該技術。而豐田能夠出現在“世界移動大會”的現場則多少讓人有些驚訝。這家低調的日本企業一直奉行“少說多做”的行事原則，此前幾乎不主動對外“智能”、“互聯”等有關于汽車未來和前瞻性的“夢想”規劃。這次他們展出的是基于Smart Device Link（以下簡稱“SDL”）開源平臺研發的連接智能手機和車載終端的5個不同類型的應用程序。在搭載了SDL平臺的車輛中，駕駛者能夠通過車載終端以及語音，更安全、更方便地使用自己的智能手機應用程序。豐田宣布力爭在2018年推出搭載SDL的產品，為此，他們正在大力推動與各廠商、合作伙伴及應用程序開發商的協作。目前，國內已有15個應用程序支持SDL，豐田表示今后還會繼續與SDL聯盟內的其他組織成員一起為消費者提供更優異的第三方應用程序。時代也許是一次“逆襲”的機會？但是從目前來看，傳統汽車巨頭企業已經開始在智能、互聯領域快速地排兵布陣，提前實施了一系列“落地”的劃。因此如何有效抓住機遇，在這一輪變革中獲得勝利，也需要本土品牌汽車企業積極應對。
智能汽車論文:基于K60競賽用智能汽車的路徑識別系統研究
摘 要 智能車技術的研究是一項綜合性的研究，其中包括機械、傳感器檢測、電機控制、模式識別、圖像分析、信號處理、嵌入式系統等多個學科融合。本文以智能車控制系統的圖像信號采集與圖像處理為研究對象，分析了圖像傳感器OV7620的工作原理，并且提出了圖像信號采集與圖像處理的方法，圖像處理中使用了二值化和中值濾波算法，在提取黑線上采用邊沿提取法。
關鍵詞 圖像傳感器OV7620 二值化 中值濾波 邊沿提取法
1圖像傳感器OV7620的工作原理
攝像頭 OV7620 是一款數字的 CMOS 型、NTSC 制式的攝像頭，每秒能夠輸出 30 幀圖像，OV7620 攝像頭是隔行掃描圖像的，即在每行掃描點數不變的情況下，將圖像分成奇偶兩場分別傳送，奇場圖像傳送 1、3、5、7……奇數行，偶場圖像則傳送與之相對應的偶數行，這兩場圖像的效果是一樣的。圖像在低電平的時候傳輸給的單片機，采用下降沿捕捉，既在每場圖像開始時候采集，采用這種方法采集的圖像更為些。行中斷的周期為 63.6us，圖像在高電平時輸出像素點，低電是換行時間，所以一定要捕捉上升沿將來觸發行中斷，因為下降沿后的數據是無效的。
要操作攝像頭，首先進行初始化，傳統的中斷觸發方式都是上升沿觸發，而本文研究的行、場中斷都是下降沿觸發，在這里需要解釋一下。由于OV7620的圖像大小是640'480，而單片機不需要這么多的列，由于使用了DMA功能，而DMA只能連續采集，因此我們選用硬件四分頻，因此實際采集到的列數為640/4=160列，而行數我們采用隔行采集的思想。
做攝像頭信號采集一定要做好時序的分析工作，一幀分為兩場圖像，即奇場和偶場，將圖像處理放在偶場進行處理，而奇場進行采集圖像。其中AcqAryy[50]中存入需要采集的行，由于攝像頭一幀有480行，一場有240行，因此，需要在這240行中挑選50行，具體操作為在賽道上放一根黑條，每2cm采集一次（理論距離為250=100cm，但實際最遠端的行采集不清楚，不得不每兩行采集一次，調整一次黑條，也可在賽道上粘50根黑條，直接采集240行圖像，發送到上位機上，從中挑選50行，最終能夠達到圖1的圖像效果。
3.1二值化處理
將圖像導入matlab進行分析，發現原始圖像像素值均在0-255內，而白色區域像素值一般在 160以上，黑色區域一般在 70以下。為了提取出黑線，檢測像素值的跳變是最直觀的方案，但是實際中一般黑白線邊沿的像素值不是突然跳變的，而有一個過渡過程。所以，將原始圖像進行二值化處理不但有清晰邊沿線的功能，還能方便后續路徑識別部分算法的設計與處理。
二值化處理就是對于輸入圖像的各個像素，先確定某個亮度值，當像素的亮度超過該閾值時，則將對應輸出圖像的像素值設為 1，否則為 0，原理公式如下：
其中， f （ x， y）， g （ x， y）分別為處理前 、處理后的圖像中處于（ x， y）位置上的某個像素的濃度值，t為閾值 。圖 2為二值化后的效果， 0為黑點， 1為白點 。
二值化后的賽道狀況已經非常明了，但是仍有干擾存在，這樣對賽道的識別及接下來的算法設計會造成一定的困難。 因而，選擇對圖像進行中值濾波。該方法是一種局部平均的平滑技術， 對脈沖干擾和椒鹽噪聲的抑制效果好，能有效保護圖像的邊緣 。
1x3窗口中值濾波是非常簡單的一種去噪方法，是將某個像素點和相鄰兩個像素點的像素值按大小順序排列，取出中間值作為該點的像素值。這種方法能夠有效地抑制隨機噪聲，并且計算量相比去噪常用的 3x3模板要小得多 。減小計算量能夠有效地提高單片機識別道路的速度，這一點對時間要求較高的實時處理是非常重要的。
為了說明此方案的適用性，隨機在圖像數組中加入噪聲點，如圖3。為了使接下來的驗證過程更為方便，設計中將實際圖像用matlab進行二值化，導出一個二維數組，在驗證算法時不同的道路狀況只需修改數組中的值即可。
3.2黑線提取
這里的黑色引導線以白色為襯底，因黑線和白色底板存在很多大灰度比，在圖像信號上會形成相應高低不同的電壓值。當檢測到黑線時，圖像信號中將形成一個“ 凹”形槽，凹槽處即是黑線在一行數據中的相對位置。
對圖像每行數據的處理將得到每行圖像中黑線的相對位置，即下面的行數據處理；而對每行圖像中黑線的位置的綜合分析將再現黑線的形狀，即下面的幀數據處理。本設計將采集的模擬量數據存放在一個二維數組中，當完成對一行數據的采集后，就可以對該行的數據進行處理，即提取黑線的算法。 在提取黑線上采用邊沿提取法。該算法具有對黑線反應靈敏、度高、抗干擾能力強等特點。
圖4表示的是光線比較好的情況下，A/D采集一幀中一行像的數值結果，即二維數組中的某一行數據。小圓點的縱坐標表示 A/D采集值，橫坐標表示采集點在二維數組該行中的相對位置。
邊沿提取法，即通過程序檢測到上述圖形的上升沿和下降沿 ，然后通過上升沿和下降沿的位置求出黑線的位置。邊沿提取算法流程，其提取流程如圖5所示：
通過判斷下降沿位置和上升沿位置，來計算黑線的相對位置，并通過判斷上升沿之后的數據是否滿足相差不大于閾值來減小誤差，以計算黑線的相對位置。
智能汽車論文:淺議智能汽車技術及汽車動力學控制系統
【摘 要】汽車動力學穩定性控制系統（DSC）是汽車主動安全電控系統的重要研究前沿，是繼ABS之后需要進行重點突破的汽車主動安全控制系統。要求汽車具有更好的可控性和更高的行駛安全性。因此，汽車的操縱穩定性日益受到重視，成為現代汽車研究的重點。本文通過對國內外關于DSC的研究文獻和開發的產品進行收集整理，為DSC研發提供參考。
【關鍵詞】汽車 動力 控制系統
汽車動力學穩定性控制系統（DSC）是汽車電控研究前沿。這一系統目前沒有統一的命名，Bosch公司稱之為汽車電子穩定程序（ESP）；豐田公司稱之汽車穩定性控制系統（VSC）或汽車穩定性輔助系統（VSA），汽車電子穩定控制系統（ESC）；寶馬公司稱之汽車動力學穩定性控制系統（DSC）。名稱不盡相同，但在設計目標，控制策略，追求的性能上大體是相同的。
1 智能型汽車的特點
智能車又稱為無人駕駛汽車，屬于輪式移動機器人的一種，是一個集環境感知、路徑規劃、自動駕駛等多功能于一體的綜合系統。智能汽車技術將許多領域聯系在一起，如計算機科學、人工智能、圖像處理、模式識別和控制理論等。智能汽車與一般所說的自動駕駛有所不同，它更多指的是利用GPS和智能公路技術實現的汽車自動駕駛。這種汽車不需要人去駕駛，因為它裝有相當于人的“眼睛”、“大腦”和“腳”的電視攝像機、電子計算機和自動操縱系統之類的裝置，這些裝置都裝有非常復雜的電腦程序，所以這種汽車能和人一樣會“思考”、“判斷”、“行走”，可以自動啟動、加速、剎車，可以自動繞過地面障礙物。
2 智能汽車操縱穩定性研究的目的及意義
汽車動力學穩定性控制系統（DSC）是汽車電控的研究前沿。這一系統目前沒有統一的命名，Bosch公司稱之為汽車電子穩定程序（ESP）；豐田公司稱之汽車穩定性控制系統（VSC）或汽車穩定性輔助系統（VSA），汽車電子穩定控制系統（ESC）；寶馬公司稱之汽車動力學穩定性控制系統（DSC）。名稱不盡相同，但在設計目標，控制策略，追求的性能上大體是相同的。隨著高速公路的發展和汽車技術的進步，公路交通呈現出行駛高速化、車流密集化的趨勢?，F代轎車的設計較高時速一般都大于200km/h，有的運動型轎車甚至超過300km/h。汽車在高速公路上的行駛速度通常也都在lOOkm/h，其次駕駛員的非職業化發展趨勢，使得車輛在高速行駛時出現了各種各樣的穩定性問題。要求汽車具有更好的可控性和更高的行駛安全性。因此，汽車的操縱穩定性日益受到重視，成為現代汽車研究的重點。
3 國內外研究現狀
國外發達越來越多的車型已將電子穩定性控制系統作為其標準配置2005年大約40%的新注冊車輛配備了ESP，在品質車上，ESP已經成為了標準配置，中檔車上的裝配率也迅速提高，在緊湊型車上裝配率稍低。國內對汽車操縱穩定性控制的研究起步較晚，目前仍然處于研究開發的初期，沒有具備自主知識產權的產品。電子穩定性控制系統的裝配率還比較低，以往通常只在品質車上才裝配ESP，2006年上市的東風雪鐵龍的凱旋、一汽大眾的速騰和上海通用的君越都配有ESP，但是裝備的都是國外公司的產品，國內還沒有自己的實際開發系統的能力，大多數學者只是基于理論的研究。
4 車輛操縱穩定性控制的基本原理及分析
汽車電子穩定控制的基本思想是通過對臨界穩態工況的控制，來阻止汽車進入不可控的非穩態，此時汽車的質心側偏角往往較大，車輪的側向力已接近輪胎與路面的附著極限，此時方向盤轉角控制對車輛穩定性的改善并不明顯，所以一般不使用方向盤轉角控制，可以采用通過縱向力匹配來產生橫擺力矩的控制方法來改善車輛穩定性。本文采用橫擺力矩控制來保障車輛穩定性，使車輛的實際運動狀態與期望狀態一致。首先由傳感器檢測出汽車運行狀態如橫擺角速度、整車側偏角、側向加速度以及左右輪速差等實際值，然后根據理想狀態模型計算出汽車運動狀態的名義橫擺角速度和質心側偏角的值，當實際變量值與名義變量值之差超過某一極通過一定的控制邏輯和算法計算出所需要控制的橫擺力矩，這里所采用的控制邏輯和算法是具有較強魯棒性的模糊邏輯控制器，通過控制汽車的橫擺力矩來達到改善汽車操縱穩定性的目的。
5 車輛動力學模型的建立
建立的整車模型，是進行系統仿真的關鍵。兩輪模型參數簡單，能夠考慮縱向、橫向運動控制，是動力學控制系統開發常用模型。基于該模型，開發了側偏角估算算法，側向速度估算算法。但在進行環仿真分析過程中，一般采用四輪多自由度汽車仿真分析模型，可以考慮懸架、輪胎、車身的非線性，以及汽車的動態非線性，能夠較為地反映汽車的動態特征。
6 模糊邏輯控制器的設計
模糊控制是以模糊集合論、模糊語言變量及模糊邏輯推理為基礎的一種計算機數字控制。模糊控制的基本思想是將操作人員的控制經驗用具有模糊含義的語言變量加以描述，用一組條件語句構成控制規則以及相應的模糊推理，最終通過模糊決策得到的控制量，使復雜系統做出合乎實際的、符合人類思維方式的處理成為可能。模糊控制系統對于無法得到被控對象的數學模型或系統具有較強非線性的控制過程將會取得較好的控制效果。
7 汽車穩定性系統的聯合仿真的建立
ADAMS是一種多剛體動力學軟件，其中的ADAMS/Car模塊可以的建立整車虛擬樣機多自由度模型。ADAMS本身可以進行的控制方式有兩種：一、輸入、輸出變量的設置和對控制函數的定義。二、利用ADAMS自帶的控制工具箱（Controls Toolkit）。控制工具箱提供了簡單的線性控制模塊和濾波模塊，可以方便地實現前置濾波、PID控制和其它連續時間單元的模擬仿真。利用此工具箱可以直接在ADAMS樣機模型中添加控制模塊，解決一些簡單的控制問題，很難實現復雜的控制聯合仿真。
