А1 Навигационные системы автомобиля

⇐ ПредыдущаяСтр 29 из 38Следующая ⇒

Первые навигационные системы применялись только для индикации расчетного времени прибытия в пункт назначения и расстояния до него и использовали датчики азимута и скорости вращения колес. Позднее начали использоваться базы данных с картографической информацией, появилась возможность определять текущие координаты автомобиля на карте местности, для чего известны несколько методов.

Механические прототипы навигационных систем появились а США в 1910 юду, когда автомобили начали производиться в больших количествах, а дороги еще не были размечены. Например, в навигационной системе Chadwick Road Guide металлический диск с отверстиями вращался синхронно с пройденным путем. Отверстия отмечали перекрестки на маршруте. К дорожкам на диске пружинами прижимались специальные молоточки. При попадании молоточка в отверстие устройство издавало звонок, и специальный рычажок с кодированным символом указывал водителю, какое необходимо выполнить действие.

Точность и надежность таких навигационных систем были низкими, их перестали использовать после стандартизации дорожных знаков в 20-х годах и введения разметки дорог.

В 60-х годах автомобильные компании вновь начали проявлять интерес к навигационным системам. В 1987 году Toyota начала их устанавливать на серийные модели как опцию. В 1994 году в США, Европе, Японии уже было продано более 500000 автомобильных навигационных систем.

А1.1 Функции, структура и составные компоненты навигационной системы

На рис. А1 показана структура навигационной системы. Система может осуществлять навигационное счисление, определять положение автомобиля на карте местности по конфигурации пройденного пути, определять абсолютные координаты с помощью спутниковой системы GPS (глобальная позиционирующая система или GPS — Global Positioning System). С помощью навигационного счисления определяют относительное положение автомобиля и направление движения по информации, полученной с датчиков скорости вращения колес и азимута.

Конфигурация участка пройденного пути, полученная с помощью навигационного счисления, сравнивается с конфигурацией дорог, нанесенных на карту. Определив дорогу, по которой движется автомобиль, система находит и его текущие координаты. Более точное определение координат автомобиля на карте производится с помощью GPS по широте и долготе. Считается, что для практических целей достаточно знать координаты автомобиля с точностью до размера половины квартала, т. е. ±100 метров.

Автомобильная навигационная система должна иметь в своем составе датчики пройденного пути и направления движения.

Датчик пройденного пути — это та или иная конструкция электронного одометра, информация в который поступает с датчиков скорости вращения колес ABS. Одометрам присущ ряд систематических погрешностей, которые необходимо корректировать. К ним относятся:

1. Разница в диаметрах новой и изношенной покрышки дает погрешность в определении пройденной дистанции до 3%.

2. За счет увеличения диаметра покрышки от центробежной силы на каждые 40 км/час скорости автомобиля погрешность в определении пройденной дистанции увеличивается на 0,1...0,7%.

Рисунок А1 – Структура навигационной системы

3. Изменение давления is шинах на 689 кПа (10 psi) увеличивает погрешность на 0,25...1,1%.

Для определения направления движения автомобиля обычно используются датчик азимута, датчики скорости вращения колес, гироскопы.

А1.2 Датчик азимута (компас)

Датчик азимута использует магнитное поле Земли и представляет собой кольцевой сердечник из ферромагнетика, на который намотаны обмотка возбуждения и перпендикулярно друг другу две выходные обмотки (рис. А2).

К обмотке возбуждения приложено синусоидальное напряжение. При отсутствии внешнего магнитного поля в выходных обмотках наводится ЭДС взаимоиндукции, также синусоидальная, с нулевым средним значением. При наличии постоянного внешнего магнитного поля напряженностью Н (магнитное поле Земли) происходит искажение синусоидальной формы магнитного потока в сердечнике за счет наложения

постоянной составляющей и напряжений вы- ходных обмоток (рис. А3).

Рисунок А2 – Геомагнитный датчик азимута

Рисунок А3 – Электромагнитные процессы в геомагнитном датчике азимута в присутствии внешнего магнитного поля Н

Если внешнее магнитное поле направлено под углом 9 к обмотке X, то средние значения напряжений в выходных обмотках определятся так:

где k — коэффициент пропорциональности. Отсюда θ = arctg((Vy/(Vx), т. е. направление движения автомобиля определено.

Современные датчики азимута выпускаются в интегральном исполнении.

Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 435; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 24 25 26 27 282930 31 32 33 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!