智能網(wǎng)聯(lián)汽車傳感器檢測與定位技術(shù)分析

摘要：為了滿足新能源汽車的發(fā)展需求，針對智能網(wǎng)聯(lián)汽車傳感器檢測和定位技術(shù)的研究非常重要。通過對智能網(wǎng)聯(lián)汽車的基本情況、智能網(wǎng)聯(lián)汽車傳感器的檢測與定位技術(shù)進行分析，探討智能網(wǎng)聯(lián)汽車傳感器檢測與定位技術(shù)的發(fā)展。通過提高智能網(wǎng)聯(lián)汽車傳感器檢測與定位技術(shù)的有效性，發(fā)揮新能源汽車的傳感器和定位技術(shù)的作用，可進一步提升智能網(wǎng)聯(lián)汽車的服務(wù)能力，推動新能源汽車行業(yè)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：智能網(wǎng)聯(lián)；汽車傳感器；定位技術(shù)

0 前言

新能源汽車是當前汽車行業(yè)發(fā)展的主要方向之一。新能源汽車技術(shù)的應用，不僅能減少傳統(tǒng)化石能源的使用、改善社會能源結(jié)構(gòu)、推動資源的節(jié)約，還能滿足人們?nèi)粘Ｉ畹男枨?。為了滿足新能源汽車的發(fā)展需求，針對智能網(wǎng)聯(lián)汽車傳感器檢測和定位技術(shù)的研究非常重要。本文以新能源汽車為研究對象，主要對智能網(wǎng)聯(lián)汽車傳感器檢測進行研究，并分析其定位技術(shù)，以期使新能源汽車能夠更好地為車主提供服務(wù)，從而推動新能源汽車不斷向前發(fā)展。

1 智能網(wǎng)聯(lián)汽車的環(huán)境感知

傳感器的感知和定位，在各個機構(gòu)的進度體現(xiàn)和關(guān)注的技術(shù)點方面是有差異的。在基本情況下，智能網(wǎng)聯(lián)汽車的環(huán)境感知和定位技術(shù)比較相似，能滿足智能網(wǎng)聯(lián)汽車的運行需求的路徑規(guī)劃主要體現(xiàn)在處理、感知、規(guī)劃和執(zhí)行部分。在智能網(wǎng)聯(lián)汽車中，需要將傳感器與汽車相結(jié)合，才能讓汽車發(fā)揮相應功能。電氣設(shè)備在工作時，可以與感知環(huán)境的傳感器相結(jié)合，從而實現(xiàn)相應的處理工作。轉(zhuǎn)化為執(zhí)行命令時，智能網(wǎng)聯(lián)汽車才能實現(xiàn)自動駕駛。除汽車行業(yè)外，部分互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)對智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)也進行了相應的研究。

2 智能網(wǎng)聯(lián)汽車毫米波雷達的應用

2. 1 毫米波雷達的安裝與調(diào)試

毫米波雷達的安裝與調(diào)試需要在詳細熟悉安裝圖紙的前提下開展，才能使其發(fā)揮相應作用。同時，還需要詳細了解元器件的安裝與識別，保證傳感器能實現(xiàn)正確安裝。另外，需要對智能化器件進行品質(zhì)檢測，并按照正確的工藝進行裝配。值得注意的是，在安裝作業(yè)時，需要對經(jīng)過篩選后的毫米波雷達進行安裝。根據(jù)毫米波雷達的運動速度和飛行時間，可以得到目標物體的距離。在方位測量時，可以通過應用天際線陣列來提高定位的合理性，更好地滿足測定需求。

2. 2 毫米波雷達的特點

調(diào)頻連續(xù)波雷達具有發(fā)射功率低、尺寸小、成本較低的特點。在測量時，其性能和距離都相對較好。在工作時，調(diào)頻連續(xù)波雷達能獲取周邊環(huán)境的基本情況，包括周邊環(huán)境的2D/3D 位置，而不需要輔助光源提供照明。同時，調(diào)頻連續(xù)波雷達還能夠通過獲取周圍移動物體的反射率、徑向速度來感知周邊環(huán)境的變化，確保智能網(wǎng)聯(lián)汽車的穩(wěn)定運行。

使用耐威（Navtech）公司開發(fā)的毫米波雷達可以實現(xiàn)多段數(shù)據(jù)的獲取，可以為智能網(wǎng)聯(lián)汽車的運行奠定基礎(chǔ)，其毫米波雷達的頻段為76～77 GHz。在毫米波雷達工作時，通過窄波束實現(xiàn)機械掃描，波束的寬度為1.8°，每次的間隔控制為0.9°，每旋轉(zhuǎn)一圈就能取得400 個角度的測量數(shù)據(jù)。機械旋轉(zhuǎn)速度控制為4 Hz，距離分辨率為4.32 cm，最大的測距為163 m。通過上述方式能實現(xiàn)對車輛周圍環(huán)境數(shù)據(jù)的獲取。

在電磁頻譜中，毫米波被視為短波長，在道路的探測工作中具有較好的應用價值。參考毫米波雷達的波形圖，能保證毫米波雷達在工作時發(fā)揮相應功能。與超聲波雷達相比，毫米波雷達具有體積小、空間分辨率高等特點。一般情況下，毫米波雷達的波長精確度相對較高，有助于發(fā)揮智能網(wǎng)聯(lián)汽車的感知和定位作用，較好地滿足智能聯(lián)網(wǎng)汽車的發(fā)展需求。

3 智能網(wǎng)聯(lián)汽車傳感器的檢測

3. 1 超聲波傳感器的檢測

超聲波傳感器是智能網(wǎng)聯(lián)汽車的重要傳感器，其能實現(xiàn)對智能網(wǎng)聯(lián)汽車的測距工作，可用于自動化、測量和控制領(lǐng)域。超聲波傳感器通過發(fā)射超聲波脈沖而反射回來的波形進行檢測，再根據(jù)波形數(shù)據(jù)獲取障礙物的距離，有助于智能網(wǎng)聯(lián)汽車在行駛過程中采取適宜的避障措施。

超聲波傳感器檢測時，需要進行以下4 項準備工作：① 連接傳感器和測試設(shè)備；② 檢查傳感器的供電情況，判斷其能否正常發(fā)揮；③ 確認傳感器和障礙物之間的環(huán)境是否能進行測試；④ 根據(jù)實際情況選擇恰當?shù)膫鞲衅鳒y試方法。

準備工作完成后，首先將被測障礙物的放置于傳感器的測量范圍內(nèi)，并使之保持靜止。其次，發(fā)送聲波脈沖，并記錄接收到的聲波信號。最后，根據(jù)聲波傳輸速度和回波信號的時間差，計算汽車和障礙物之間的距離。后續(xù)再進行重復多次的計算，確保計算結(jié)果的準確性和可靠性。

超聲波傳感器在智能網(wǎng)聯(lián)汽車的應用上，可實現(xiàn)對障礙物的檢測和判斷。首先將障礙物放置在需要檢測的位置，對角度和靈敏度進行管理。其次，發(fā)射脈沖信號，并記錄回波信號。最后通過計算時間差來實現(xiàn)障礙物的判斷。在測試過程中，需要不斷調(diào)整傳感器的參數(shù)，計算其靈敏度的檢查范圍，確保障礙物的檢測水平。

超聲波傳感器還能實現(xiàn)對液位距離的測定。測試的基本步驟與上述測試步驟相同。通過對液體聲速和溫度的分析，可以提高液位的測量精度。經(jīng)過測定后，能確保超聲波傳感器的精度，使其在具體工作中能夠?qū)崿F(xiàn)對障礙物的檢測，實現(xiàn)車輛對障礙物的規(guī)避，確保智能網(wǎng)聯(lián)汽車的行駛安全。

3. 2 毫米波雷達傳感器的檢測

毫米波雷達傳感器是智能網(wǎng)聯(lián)汽車的重要組成部分，做好毫米波雷達傳感器的檢測工作十分有必要。毫米波雷達傳感器的測試主要針對性能指標和功能點。由于缺少統(tǒng)一的規(guī)范和標準，目前國內(nèi)的毫米波雷達傳感器質(zhì)量良莠不齊。作為新能源汽車高級駕駛輔助（ADAS）系統(tǒng)環(huán)境感知模塊的關(guān)鍵，需要對毫米波雷達傳感器的可靠性、性能等內(nèi)容進行檢測。毫米波雷達通過天線向目標物體發(fā)送電磁波，并使用接收器來獲取電磁波的反射波，并根據(jù)電磁波的傳播時間和速度，實現(xiàn)對目標物體距離的計算。同時，ADAS 系統(tǒng)還需要對反射波的頻率變化進行分析，實現(xiàn)對物體實際移動速度的計算。

3. 3 電流傳感器的檢測

（1） 萬用表法。在電流傳感器的檢測過程中，使用萬用表來獲取傳感器的輸出電壓信號，并對波形進行分析，由此判斷檢測結(jié)果是否正常。在實際檢測時，可將萬用表接入傳感器的輸出端，來計算輸出電壓。如果電壓符合規(guī)范，則說明電流傳感器處于穩(wěn)定的工作狀態(tài)。

（2） 比較法。在電流傳感器的檢測過程中，可以選擇一個已知是正常狀態(tài)的電流傳感器，將要測定的傳感器與之進行對比，以此來判斷目標傳感器的工作狀態(tài)。如果兩個傳感器的輸出電壓相同，則說明電流傳感器的狀態(tài)正常。如果存在差異，則需要對傳感器進行更換，使其保持正常的工作狀態(tài)。

（3） 簡易負載法。在電流傳感器的檢測過程中，可以將負載電阻接入到電流傳感器的輸出端，獲取其電壓、電流、電阻等內(nèi)容，完成對傳感器穩(wěn)定性和準確性的獲取。如果誤差相對較小，說明傳感器工作狀態(tài)正常。反之則說明需要更換傳感器。

按照上述3 種方法，能夠?qū)﹄娏鱾鞲衅鬟M行檢測，提高電流傳感器的工作水平。

3 智能網(wǎng)聯(lián)汽車的定位技術(shù)

3. 1 車輛定位天線與導航系統(tǒng)的組合

將汽車兩后輪作為中心、后輪間距作為原點，可以實現(xiàn)x、y、z 三維坐標系的構(gòu)建。在坐標系中，可發(fā)揮定位天線的作用，即通過記錄定位天線的位置來確定天線底座的坐標值。

將導航系統(tǒng)和定位天線組合安裝于車輪距的正上方，并將x、y 軸的數(shù)值均保持為0，再測定其與地面的距離，在減去車輪的半徑后就能實現(xiàn)對z 軸坐標的獲取。采用定位天線和導航系統(tǒng)相結(jié)合，有助于提高新能源汽車智能網(wǎng)聯(lián)汽車的服務(wù)能力。

3. 2 地圖定位

（1） 特定地圖定位。為滿足定位地圖的工作需求，需要對特定的地圖定位的特性開展研究。在特定地圖環(huán)境中，可以選擇地圖模塊實現(xiàn)匹配。使用毫米波雷達和圖像識別傳感器，可以對環(huán)境進行感知和識別。在識別完成后，將感知結(jié)果進行對比，如果匹配成功，則可以獲得移動設(shè)備在具體環(huán)境中的位置和方向。在實際檢測過程中，需要提前進行地圖定位模塊的信息采集工作，在室外環(huán)境時，可以和全球衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)一起，來確定設(shè)備的路面位置。

（2） 地標導航定位。地標導航定位主要用于已知環(huán)境中的導航。能被順利識別的地標可以是自然界中的特定目標，也可以是人工地標。人工地標是為了定位和導航而添加到環(huán)境當中的標識。在環(huán)境之中，每個地標都有其所在的位置。經(jīng)過地標導航定位精確獲取后的地理位置信息，需要被存儲到數(shù)據(jù)庫當中。車輛需要裝備關(guān)于它們特征和位置的數(shù)據(jù)庫。如果車輛傳感器的輸入能實現(xiàn)對地標的獲取，則可實現(xiàn)相應數(shù)據(jù)的獲取，并滿足定位的工作需求。

（3） 全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)。在汽車工作時，可對衛(wèi)星導航定位展開分析。常見的全球衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)包括美國的全球定位導航系統(tǒng)和中國的北斗定位導航系統(tǒng)。通過三邊測量，地面接收機可獲取衛(wèi)星的信號，包括具體的時間和具體的位置，從而實現(xiàn)對具體信息數(shù)據(jù)的獲取。接收機在工作時，如果具體的距離已知，則需要獲取接收機的緯度、經(jīng)度和高度等數(shù)據(jù)。同時，需要注意管控接收機的時鐘偏差，更好地為車輛的戶外導航提供服務(wù)。

（4） 組合導航定位。此方式是指使用兩種或兩種以上的定位方法，使智能網(wǎng)聯(lián)汽車在工作時更好地發(fā)揮定位技術(shù)的功能。原則上，全球定位系統(tǒng)接收機僅需要3 顆衛(wèi)星，就可以計算出其三維位置。但是全球定位系統(tǒng)在作業(yè)時會有信號阻隔、信號中斷的問題，會直接影響全球定位系統(tǒng)的精度和可靠性。因此，可以應用組合導航定位來提高全球定位系統(tǒng)的可靠性。組合導航定位的應用一方面可以獲取高精度的位置和速度，另一方面還能對全球定位系統(tǒng)阻隔的問題進行控制，可以使智能網(wǎng)聯(lián)汽車在工作時保持較好的定位能力。

4 自動駕駛測試試驗

首先在導航中設(shè)置目標點，并檢查車輛的網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)。其次，在連接成功的情況下，設(shè)置終點駐車的指令，使智能網(wǎng)聯(lián)汽車進入自動駕駛狀態(tài)。最后，觀察車輛的運行狀態(tài)。在自動駕駛狀態(tài)下，新能源汽車能夠自動向終點運行，而不需要手動控制。

5 結(jié)語

本文以新能源汽車為研究對象，對智能網(wǎng)聯(lián)汽車傳感器的檢測和定位技術(shù)展開分析，在滿足新能源汽車自動駕駛需求的條件下，發(fā)揮定位技術(shù)的應用價值，并通過應用組合導航和地圖采集功能，進一步提升新能源汽車的智能化水平，促進新能源汽車產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。

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