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  • 汽车电子系统如何设计多个电源电压?

    汽车电子系统如何设计多个电源电压?

    小编结合实际,介绍了在性能要求变得愈加苛刻的条件下,设计多个电源电压以满足汽车电子系统不同部分的要求。汽车环境的宽工作电压要求、大瞬变电压以及大温度漂移等因素共同作用下,电子系统面临着严酷的条件。 目前生产的大多数中高档汽车都配置了基于 DVD 的 GPS 导航系统作为标准设备(图 1)。然而可以证实,如果想设计一个用于控制此类系统内不同电压轨的电源,其复杂程度丝毫不亚于设计笔记本电脑用的电源系统。一个标准的汽车导航系统有可能具有 6 个或更多的电源,包括 8V、5V、3.3V、2.5V、1.5V 和 1.2V。8V 电源用于给使光盘旋转的 DVD 电机供电;这常常需要高达 2A 的峰值电流。5V 和 3.3V 电源轨通常为系统总线,一般要求各提供 2A~3A 的电流。2.5V 电源轨用于存储器和 I/O,因此输送 1A~2A 的电流便足够了。1.5V 和 1.2V 电源轨分别用于提供 CPU 内核和 DSP 内核电压。这两个电源轨的功率电平一般均在 3W~5W 之间。 图 1:大多数中高档汽车都配置了基于 DVD 的 GPS 导航系统作为标准设备 同时,随着这些系统中组件数目的增加,可用空间日渐狭小。因此,鉴于所有的实际散热器都很庞大以致于安装不便,出于对空间限制以及工作温度范围要求的考虑,转换效率的重要性变得更加突出。在低输出电压以及高于几百毫安的中等电流电平条件下,简单地采用一个线性稳压器来生成这些系统电压已不再可行。因此,在过去的几年里,主要由于散热方面的限制,开关稳压器一直在逐步取代线性稳压器。开关电源的优点包括较高的效率和较小的占位面积,这使得复杂度的增加以及 EMI 问题变得不那么重要。 如果考虑汽车导航系统中的开关稳压器限制条件,则其将需要拥有下列特点和特性: 宽输入工作范围 在一个宽负载范围内具有良好的效率 在正常操作、待机和停机状态下具有低静态电流 低热阻 最低的噪声和 EMI 辐射 让我们较详细地研究一下这些基本能力: 1. 宽输入工作范围 任何开关稳压器都需要被规定在一个 3V~60V 的宽输入电压范围内工作,以确保可满足“冷车发动” 和“负载突降” 的条件。它还具有使这些汽车系统能够在 14V 或 42V 电压条件下运行的额外优点。而且,60V 的额定电压还为通常被箝位于 36V~40V 的 14V 系统提供了一个良好的裕度。另外,60V 的额定电压还使得该器件能够应用于未来的 42V 系统。这就意味着一款现今为 14V 系统所做的设计可以针对 42V 系统的要求轻而易举地升级,而无需进行任何重大的重新设计工作。 2. 效率 在大多数汽车系统中,在一个宽负载范围内实现高效功率转换是必不可少的。例如,在 10mA 至 2.5A 的负载范围内,一个 5V 输出的功率转换效率被要求达到 85% 左右。在高电流条件下,内部开关需要具有良好的饱和,通常在 3A 电流时为 0.1Ω。为了改善轻负载效率,需减小驱动电流或使其与负载电流成比例。而且,用于内部控制电路的功率可以通过一个偏置引脚来提供,该偏置引脚可由输出来供电。这得益于一个降压型转换器的功率转换效率。由于该偏置电流吸收自输出(而不是输入),因而使得控制电路所需的输入电源电流有所减小,降幅为输出与输入电压之比。例如,一个于 3.3V 时的 100μA 输出电流只要求于 12V 时的 30μA 平均输入电流。这最大限度地减小了控制电路所需的输入电流,并且提高了轻负载时的效率水平。 表 1:高电压、低静态电流降压型 DC/DC 转换器 3. 低静态电流 汽车系统中有许多应用即使是在车辆处于停驶状态下也要求连续供电。这些应用的一个关键要求就是低静态电流。在输出电流降至大约 100mA 以下之前,该器件将运行于正常的连续开关模式。在该电流电平以下,开关稳压器必须跳过若干脉冲以便维持稳压状态。该稳压器可在脉冲之间进入睡眠模式,此时仅对部分内部电路供电。在轻负载电流条件下,开关稳压器需要自动切换至突发模式操作。在该模式中,对于一个 12V 至 3.3V 转换器,静态电流应降至 100μA 以下。在睡眠模式中,内部基准和电源良好电路将保持运行状态,以便监视输出电压。在停机模式中,静态电流应低于 1μA。 4. 低热阻 理想的情况是,结点至外壳热阻应该很低。如果器件的背部为裸露铜面并被焊接至 PC 板的表面,则 PC 板可被用来将热量传导至远离器件的地方。目前常用具有内部电源平面的四层电路板能够实现约 40℃/W 的热阻。具有至金属外壳良好热传导的高环境温度应用可获得接近 10℃/W 的典型结点至外壳热阻值。这有助于扩展工作温度范围。 5. 关于噪声和 EMI 的考虑 虽然开关稳压器产生的噪声多于线性稳压器,但是其效率却比后者高得多。在许多敏感应用中已经证明只要开关电源按照可预测的方式运作,则噪声和 EMI 水平是可以控制的。如果开关稳压器在正常模式中以一个恒定的频率进行开关操作,且开关脉冲边缘干净并可预测(没有过冲或高频振铃),则 EMI 将得到最大限度的抑制。采用小尺寸封装和高工作频率能够实现小巧紧密的布局,这可以最大限度地减少 EMI 辐射。另外,如果稳压器能够与低 ESR 陶瓷电容器一道使用,则可最大限度地减小输入和输出纹波(它们是系统中的额外噪声源)。 显然,此类开关稳压器的设计和开发并不简单。不过,在过去的几年中,凌特公司(Linear Technology)一直致力于这种高压 DC/DC 转换器的工作,并且拥有了一个专为满足这些要求而设计以及型款日渐增多的产品库(表 1)。 LT3434 便是近期推出的此类 DC/DC 转换器一个实例,它隶属于一个不断壮大和能够处理 60V 电压的单片降压型开关稳压器系列。该器件可解决上述汽车导航应用所需面对的诸多问题。LT3434 可在 3.3V 至 60V 的宽输入电压范围内工作(图 2)。它可在高达 2.5A 的负载电流条件下提供高效率。基准精度在所有的电压、负载和温度条件下均为 ±2%。 由于该器件具有突发模式(BurstMode)操作功能,因此对于 12V 至 3.3V 应用其静态电流小于 100μA。该器件采用具有非常低热阻的小外形扁平 TSSOP 封装,以实现小占位面积设计。最后,它采用了一种旨在实现上佳瞬态响应和简易补偿的电流模式拓扑结构,并且运用了用于在所有占空比条件下维持恒定峰值开关电流的专利电路。开关频率为恒定的 200kHz,而且可将器件同步至一个更高的频率。它可在汽车温度范围内提供严格的电压调节,并具有电源良好(Power Good)/ 复位、软起动和 UVLO(欠压闭锁)功能。在高达 2.5A 的电流电平条件下,该电路提供了一种坚固、高效、小占位面积的解决方案。

    时间:2020-10-15 关键词: gps导航 电源 稳压器 汽车电子

  • GPS导航系统原理、构成及应用详解

    GPS导航系统原理、构成及应用详解

        GPS前景、特点   由于GPS技术所具有的全天候、高精度和自动测量的特点,作为先进的测量手段和新的生产力,已经融入了国民经济建设、国防建设和社会发展的各个应用领域。   随着冷战结束和全球经济的蓬勃发展,美国政府宣布2000年至2006年期间,在保证美国国家安全不受威胁的前提下,取消SA政策,GPS民用信号精度在全球范围内得到改善,利用C/A码进行单点定位的精度由100米提高到10米,这将进一步推动GPS技术的应用,提高生产力、作业效率、科学水平以及人们的生活质量,刺激GPS市场的增长。据有关专家预测,在美国,单单是汽车GPS导航系统,2000年后的市场将达到30亿美元,而在我国,汽车导航的市场也将达到50亿元人民币。可见,GPS技术市场的应用前景非常可观。   全球定位系统的主要特点:   (1)全球、 全天候工作。   ①定位精度高。单击定位精度优于10m,采用差分定位,精度可达厘米级和毫米级。   ②功能多,应用广。   GPS系统的特点:高精度、全天候、高效率、多功能、操作简便、应用广泛等。   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,与ME-5000电磁波测距仪测定得边长比较,其边长较差最大为0.5mm,校差中误差为0.3mm。   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。   全球定位系统的主要用途:(1)陆地应用,主要包括车辆导航、应急反应、大气物理观测、地球物理资源勘探、工程测量、变形监测、地壳运动监测、 市政规划控制等;(2)海洋应用,包括远洋船最佳航程航线测定、船只实时调度与导航、海洋救援、海洋探宝、水文地质测量以及海洋平台定位、海平面升降监测等;(3)航空航天应用,包括飞机导航、航空遥 感姿态控制、低轨卫星定轨、导弹制导、航空救援和载人航天器防护探测等。

    时间:2020-09-08 关键词: GPS 测量 gps导航

  • 汽车电子GPS导航在交通管理中的运用

      随着科技的发展,汽车电子GPS导航技术应运而生,三维导航是GPS的首要功能,而汽车导航系统是在GPS的基础上发展起来的一门新技术,GPS导航系统与电子地图、无线电通信网络及计算机车辆管理信息系统相结合,可以实现车辆跟踪和交通管理等许多功能,随着随着我国经济的发展,以及高等级公路的快速修建和GPS技术应用研究的逐步深入,其在道路工程和交通运输中的应用也会更加广泛和深入,并发挥出更大的作用。   三维导航是GPS的首要功能,飞机、船舶、地面车辆以及步行者都可利用GPS导航接收器进行导航。汽车导航系统是在GPS的基础上发展起来的一门新技术。它由GPS导航、自律导航、微处理器、车速传感器、陀螺传感器、CD-ROM驱动器、LCD显示器组成。   GPS导航是由GPS接收机接收GPS卫星信号(三颗以上),得到该点的经纬度坐标、速度、时间等信息。为提高汽车导航定位的精度,通常采用差分GPS技术。当汽车行驶到地下隧道、高层楼群、高速公路等遮掩物而捕捉不到GPS卫星信号时,系统可自动导入自律导航系统,此时由车速传感器检测出汽车的行进速度,通过微处理单元的数据处理,从速度和时间中直接算出前进的距离,陀螺传感器直接检测出前进的方向,陀螺仪还能自动存储各种数据,即使在更换轮胎暂时停车时,系统也可以重新设定。   由GPS卫星导航和自律导航所测到的汽车位置坐标、前进的方向都与实际行驶的路线轨迹存在一定误差,为修正这两者间的误差,使之与地图上的路线统一,需采用地图匹配技术,加一个地图匹配电路,对汽车行驶的路线与电子地图上道路的误差进行实时相关匹配,并做自动修正,此时,地图匹配电路通过微处理单元的整理程序进行快速处理,得到汽车在电子地图上的正确位置,以指示出正确行驶路线。CD-ROM用于存储道路数据等信息,LCD显示器用于显示导航的相关信息。   GPS导航系统与汽车电子地图、无线电通信网络及计算机车辆管理信息系统相结合,可以实现车辆跟踪和交通管理等许多功能,例如   工具/原料   1.车辆跟踪   2.提供出行路线的规划和导航   3.信息查询   4.话务指挥   5.紧急援助   步骤/方法   1.车辆跟踪   利用GPS和电子地图可以实时显示出车辆的实际位置,并任意放大、缩小、还原、换图;可以随目标移动,使目标始终保持在屏幕上;还可实现多窗口、多车辆、多屏幕同时跟踪,利用该功能可对重要车辆和货物进行跟踪运输。   2.提供出行路线的规划和导航   规划出行路线是汽车导航系统的一项重要辅助功能,包括:   自动线路规划:由驾驶员确定起点和终点,由计算机软件按照要求自动设计最佳行驶路线,包括最快的路线、最简单的路线、通过高速公路路段次数最少的路线等。   人工线路设计:由驾驶员根据自己的目的地设计起点、终点和途经点等,自动建立线路库。线路规划完毕后,显示器能够在电子地图上显示设计线路,并同时显示汽车运行路径和运行方法。   3.信息查询   为用户提供主要物标,如旅游景点、宾馆、医院等数据库,用户能够在电子地图上根据需要进行查询。   查询资料可以文字、语言及图像的形式显示,并在电子地图上显示其位置。同时,监测中心可以利用监测控制台对区域内任意目标的所在位置进行查询,车辆信息将以数字形式在控制中心的电子地图上显示出来。   4.话务指挥   指挥中心可以监测区域内车辆的运行状况,对被监控车辆进行合理调度。指挥中心也可随时与被跟踪目标通话,实行管理。   5.紧急援助   通过GPS定位和监控管理系统可以对遇有险情或发生事故的车辆进行紧急援助。监控台的电子地图可显示求助信息和报警目标,规划出最优援助方案,并以报警声、光提醒值班人员进行应急处理。   GPS技术在汽车电子导航和交通管理工程中的研究与应用目前在中国刚刚起步,而国外在这方面的研究早已开始并已取得了一定的成果。加拿大卡尔加里大学设计了一种动态定位系统,该系统包括一台捷联式惯性系统、两台GPS接收机和一台微机,可测定已有道路的线性参数,为道路管理系统服务。美国研制了应用于城市的道路交通管理系统,该系统利用GPS和GIS建立道路数据库,数据库中包含有各种现时的数据资料,如道路的准确位置、路面状况、沿路设施等,该系统于1995年正式运行,为城市道路交通管理起到了重要作用。   近些年来,国外研制了各种用于车辆诱导的系统,其中对车辆位置的实时确定主要依靠惯性测量系统以及车轮传感器。随着技术的发展,GPS大有取代前两种方法的趋势。用于城市车辆诱导的GPS定位一般是在城市中设立一个基准站,车载GPS实时接收基准站发射的信息,经过差分处理便可计算出实时位置,把目前所处位置与所要到达的目标在道路网中进行优化计算,便可在道路电子地图上显示出到达目标的最优化路线,为公安、消防、抢修、急救等车辆服务。   GPS是近年来开发的最具有开创意义的高新技术之一,必然会在诸多领域中得到越来越广泛的应用。相信随着我国经济的发展,以及高等级公路的快速修建和GPS技术应用研究的逐步深入,其在道路工程和交通运输中的应用也会更加广泛和深入,并发挥出更大的作用。

    时间:2020-09-07 关键词: gps导航 汽车电子

  • 汽车电子GPS导航定位主要作用有四点

      汽车电子GPS导航定位系统在出租车行业中主要有以下几种应用是GPS导航定位系统在汽车领域的应用,我们称之为汽车GPS定位系统:   一、车辆调度,在控制中心统一管理调度所有出租车,减少空驶,提高车辆和道路资源的有效利用;   二、防盗防抢,通过定位实时查询车辆位置,及时寻回被盗车辆,避免造成重大经济损失,而且一般的GPS定位器系统集成有报警功能,司机遇到紧急情况时可以立即向公司或者110报警,第一时间寻求帮助;   三、数据采集,管理平台通过收集所有车辆的定位信息,统一处理并发布给相关需要的单位或者平台,达到信息共享合作的目的;   四、视频监控,通过安装摄像头,将车上乘客拍照上传到服务器,可以确保发生意外事故或者犯罪时可以迅速及时地找到相关人员,保障司机人身财产安全。   GPS定位系统是高科技与实际需求结合的实用的系统,那么在实际应用中,效果如何呢?使用是否方便,或者是否真的提高了收益呢?让我们深入实际了解一下。   很多人反映,虽然可以通过打电话招出租车,可是实际执行起来却颇令人失望,虽然都有客服接听并提供服务,可是大部分时候都是没有肯定的答复,在乘客苦等了很久后宁愿自己去寻找出租车,而且大部分人都没有听说过可以通过打电话叫出租车,还是习惯自己出门寻找。而司机方面也有苦衷,高峰期时根本不缺客源,客流量少时通过自己经验去寻找客人效率还更高。   至于防盗防抢,如果调度中心不能及时与警方报警的话,也并不能起到很好的防范补救措施,断油断电功能虽然能阻止车辆被开走,可是困在同一车内的司机依然处于危险之中,更不用说在行驶中突然断油断电可能会造成的严重的交通事故了。   综上所述,要GPS定位系统真正能给出租车公司和司机带来好处,还需要服务提供商和公司更好地合作,提出真正双赢的办法。

    时间:2020-09-07 关键词: 导航定位 gps导航 汽车电子

  • 基于Linux的明导国际车载信息娱乐设计解决方案

    基于Linux的明导国际车载信息娱乐设计解决方案

      如今,车载信息娱乐(IVI)系统的功能在消费者购买新车的决定中起着关键性的作用。消费者对每款新推出车型的车载信息娱乐功能水平都有很大的期待。因此,汽车生产商及其供应商也面临着极大的压力,为了超越竞争对手,他们需要以更快的速度推出新型车载信息娱乐系统。   标准的车载信息娱乐功能目前包括GPS导航、多媒体娱乐、音控和安全诊断。未来,不断发展的车载信息娱乐技术还将包括移动办公、用户可下载应用、智能导航和车辆追踪、手势识别和云连接等。在供应链的下游,半导体生产商正致力于拓展业务和产品系列,以支持车载信息娱乐功能。正如开放的大路一样,车载信息娱乐的未来充满了无限可能。   车载信息娱乐市场和手机市场在先进性和技术方面有很多相似之处。智能电话技术使用户对高性能3D图像、触摸屏技术和定期内容更新有了新的期望。从某种程度上来说,这些技术皆可用于车载信息娱乐系统。然而,由于缺乏可重复使用的代码或因太复杂或难以处理而无法适配的开源中间件,车载信息娱乐技术很难实现重大突破。   随着主要软件升级的成本不断攀升,车价有可能会超出普通消费者所能承受的水平。因此,汽车生产商正在寻找新的方式来降低生产和维护车载信息娱乐软件的成本。据 linuxinsider.com网站信息显示,一辆高端豪车因此所使用的代码多达2000多万行,而这一数量还将不断增加。   开源软件是降低生产和维护车载信息娱乐系统成本的一种方式。通过结成行业联盟,汽车生产商及其供应商可能共享从商业角度上来说在他们的市场上没有差别的车载信息娱乐系统标准和软件。   向开源软件转型   与其它行业细分领域相比,汽车生产商采用开源模式的时间较晚。有关所有权、责任和授权的问题是主要障碍。然而,就车载信息娱乐系统来说,一个非常灵活的操作系统,诸如Linux等,会使汽车生产商及其供应商能够更加轻松地解决这些问题。基于Linux 的系统在企业网络和消费类电子领域得到了公认,自然也适用于高级车载信息娱乐系统。采用 Linux的汽车制造商(OEM)能够利用迅速发展的生态系统和由世界级开发商组成的活跃社群,而不是将消费者导向功能添加到传统的私有汽车操作系统中。这些社群所使用的现有开源代码将在调整后用于车载信息娱乐系统。   GENIVI联盟:合作社群   一方面,汽车行业一直竞争激烈。而从另一方面来说,鼓励行业合作也有助于在维护安全性和可靠性的同时降低成本和提升创新水平。GENIVI联盟就是一个很好的例子。该联盟于2009年成立,是一家非赢利性企业组织,旨在设定基于开源的标准车载信息娱乐平台,供其成员使用。汽车生产商认识到,他们再也无法仅凭自己的力量提供开发高级定制的车载信息娱乐系统所需的资金,事实上,其中很多车载信息娱乐系统都具有相同的功能,包括音频支持、导航和诊断等。汽车生产商分享共同的中间件才是唯一合理的做法。   竞争对手之间分享无差别的软件在汽车行业还是一个比较新的现象,但这却是公认的共同进步的最好方式。GENIVI成员目前共同合作,针对他们最新的车载信息娱乐系统设计和提供基于Linux的解决方案。   GENIVI的优点在于这些合作设计解决方案的最终版本还是由汽车生产商各自决定。举例来说,创新型人机界面使得每次安装都会带来不同的外观的和感受,符合具体车型或不同汽车生产商的主题或风格。因此,每辆汽车都有着自己独特的车载信息娱乐用户体验和品牌个性。   符合GENIVI要求的功能   GENIVI解决方案的技术范围正不断被审核。当前范围内的功能在图1中有所展示。GENIVI联盟的关键可交付功能之一是合规计划(Compliance Program)。该计划让软件和服务供应商能令其产品符合当前的GENIVI要求,并登记为合规型(图2)。符合合规计划规定的功能可公布他们的合规状态,并在GENIVI网站上 (www.genivi.org) 列出。   这很关键,因为汽车制造商目前正在需求建议书(RFP)中将GENIVI合规列为新型车载信息娱乐系统的必需规定。为对这些建议书做出回应,软件供应商及其子供应商需要证明他们能生产出符合GENIVI合规需求的产品和服务。   明导等软件厂商已经推出了具有成本效益的设计工具,让一级设计机构和汽车制造商/原始设备制造商能设计和执行车载信息娱乐系统。该流程通常从符合GENIVI要求的基准开始,接着进一步发展至包含与众不同的组件,如人机接口前端以及与半导体供应商最新硬件解决方案的整合。      图2:符合GENIVI要求的Linux是贡献开放源代码的组合   2012年GENIVI发布和更新   最近在巴黎举行的 GENIVI 所有成员大会上,450多名与会者分享了他们对当前和未来车载信息娱乐系统的意见和需求。2.0版 GENIVI 规范现已发布,供应商将开始提交他们的车载信息娱乐平台供合规批准。2.0版的新功能包括对音频管理软件的支持以及低级系统守护程序功能。   音频管理支持功能让车载信息娱乐系统能够高效管理来自车辆不同部位的音频数据流,并将这些数据流发送到有需要的地方。例如,如果电话响了,车载信息娱乐立体声系统会自动减弱声音。   如今,GENIVI开源软件所要求的内容有80%都能通过现有社群获取,如MIT、GPL和MPL.新的由GENIVI生成的组件目前正通过专用的GENIVI开放源库来贡献和托管,这个库将随着新贡献被接受和批准而逐渐发展。   另外两个GENIVI需求规范(3.0和4.0版)在2012年得以规划,会进一步提高车载信息娱乐平台的功能和普及度。GENIVI由多个“专家团队”组成,研究导航、媒体和图形的趋势和要求、车载信息娱乐系统架构以及车辆与外部世界的连接。更多大量研究团队正在研究虚拟化和包含替代操作系统,诸如安卓 (Android),等技术。

    时间:2020-09-07 关键词: Linux 明导国际 gps导航

  • 惯性导航与GPS导航有什么关系?

    惯性导航与GPS导航有什么关系?

    GPS导航中惯性导航的应用 一、什么是惯性导航 惯性导航(inertial navigation)是一种通过测量飞行器的加速度,并自动进行积分运算,获得飞行器瞬时速度和瞬时位置数据的技术。组成惯性导航系统的设备都安装在运载体内,工作时不依赖外界信息,也不向外界辐射能量,不易受到干扰,是一种自主式导航系统。   美军所谓的新一代导航系统,其实质是一种基于现代原子物理最新技术成就的微型惯性导航系统。 惯性导航系统是人类最早发明的导航系统之一。早在1942年德国在V-2火箭上就首先应用了惯性导航技术。而美国国防部高级研究计划局新一代导航系统主要通过集成在微型芯片上的原子陀螺仪、加速器和原子钟精确测量载体平台相对惯性空间的角速率和加速度信息,利用牛顿运动定律自动计算出载体平台的瞬时速度、位置信息并为载体提供精确的授时服务。 有资料显示,2003年美国国防部就斥资千万开始对原子惯性导航技术的研制。该技术一旦研制成功,将会使惯性导航达到前所未有的精度。具体来说,将会比目前最精准的军用惯性导航的精度还要高出100到1000倍,而这将会对军用定位、导航领域带来革命性影响。 由于该导航系统具有体积小、成本低、精度高、不依赖外界信息、不向外界辐射能量、抗干扰能力极强、隐蔽性好等特点,很有可能成为GPS技术的替代者。 二、惯性导航应用 惯性测量装置,包括加速度计和陀螺仪,又称惯性导航组合。前者是测量物体的加速度,后者又被叫做角速度传感器,是测量角速度的。利用这些装置的参数,计算并导航看起来似乎很简单,但是由于采样频率一般很高(一秒内几十甚至几百次),所以累加起来误差很容易扩大,所以长时间的导航仍然有很大的困难。 但是在一定的前提下,短时间内的使用还是可行的。 日常手机导航中,常常会出现隧道、高架、密林小路、高楼窄道等地段,导航突然不动了,直到车开到开阔地带,导航中的车位图标才突然跳过去,体验非常的不好。 在失去位置的时候,导航软件知道速度、车辆的位置、行驶路线等信息。结合加速度传感器提供的加速度,可以根据二次积分的方式计算出加速度产生的位移,然后根据初始速度计算出速度产生的位移,进而推算出车辆最新的位置。这样,在没有GPS的情况下仍然可以继续导航了。   三、GPS导航 GPS导航,是根据GPS提供的位置信息,以及导航前规划的线路,指引用户行驶的一个系统。 我们知道,GPS是通过接收卫星发送的信号计算出自身位置的,当手机等GPS设备上方被遮挡后,GPS设备就无法定位了。 遮挡可能是多种情况,比如车顶、高架桥、房屋、隧道等。这时候可以通过速度、时间、距离的关系,根据最后一次GPS信号计算的速度,来推测可能的位置。 如果在隧道内、高架桥梁下等地段没有改变车辆的速度,这个方法可能很好的实现导航。但是如果减速了,就会出现地图上的车位很快的跑到了隧道终点,然后停下来等着。反之,如果加速了,就会出现车位走了一半,然后突然跳出隧道。 要解决这两种情况,就需要下面的所要介绍的加速度传感器装置。有了加速度,就能更好的推测当前的速度,从而解决上述问题。 四、加速度传感器 加速度传感器是一种能够测量加速力,将加速度转换为电信号的电子设备。它是利用牛顿第二定律A=F/M,通过作用力造成传感器内部敏感部件发生变形,通过测量其变形并用相关电路转化为电压输出,得到相应的加速度信号。 手机加速度计算距离。加速度是一个对象速度的变化速率。速度是一个对象位置的变化速率。   利用积分的概念,上图(源自网络)中曲线下面的区域,我们能得到一个结论:对一个信号采样,如果能够得到该信号大小的瞬时值,就能够在两次采样之间得到一个小的区域。采样时间相同(区域的宽)相同,再得到了采样的值(区域高度),我们可以通过下面的方法计算面积之和。但是能够看到,存在误差。   这些误差我们称为采样损失,为了减少这样的错误,我们需要再次积分:区域2是一个三角形,是计算面积的一半。则总和为如下公式。   这样的错误比以前的小很多了。 加速度有正有负,我们的采样需要有一个标准值做参考,校准值是在没有移动的情况下测量的加速度值。实际应用中需要考虑的有: 信号存在一定的噪声,所以必须数字滤波。比如可以采用移动平均算法,要处理的值是一定数量采样值的平均结果。 即使过滤过的数据,仍然可能存在错误,所以必须实现另外一个滤波器,过滤明显有问题的数据。 必须要有校验值。它的计算对整体效果至关重要。 加速度有正有负,不能忽略正负符号。 采样频率越快,结果越精确,但是需要考虑耗电、时间、内存方面的限制。 采样的时间间隔必须相同。

    时间:2017-10-31 关键词: 惯性导航 gps导航

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