智慧交通用到的一些技术

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智慧交通用到的一些技术

1.汽车GPS技术

GPS,即全球导航系统,也称全球卫星定位系统。它是依靠围绕地球运行的24颗定位卫星,不断对地面发射并提供三维位置、三维速度等电子信息,地球上安装的相应接收设备接收到这些信息并用中转帧继设备对这些信息进行分析,从而判定发射提供信息的物体所处方位的一种定位系统。汽车GPS导航系统主要由两部分组成,一部分是由安装在原车上的GPS接收机和显示设备组成;另一部分是由计算机控制中心组成。两部分通过定位卫星进行联系。

GPS的主要功能有:①实时显示汽车在预先制定的电子地图中的位置、行驶速度,以及与目的地间的距离。输入目的地后,该系统能自动生成一条到达目的地的最佳行驶路线,并在转弯时用语言提醒用户,使其去任何地方不用问路就可直接到达。②可随时查询沿途的酒店、商店、加油站、修理厂、车站、码头等,为用户提供方便。③可在汽车遭遇抢劫后,在指定范围内停止发动机的工作,并将汽车所处的位置报告给警察。④停车后还可用该系统播放音乐或VCD。

2.汽车智能避撞系统

汽车智能避撞技术首先解决的问题是汽车之间的安全距离。汽车与汽车之间的间距小于这个安全距离时,该系统能自动报警,并采取制动措施。

目前,测定汽车之间安全距离的方法有三种:超声波测距、微波雷达测距和激光测距。超声波测距就是利用超声波的反射特性测距。超声波发生器不断地发射出40千赫兹的超声波,该超声波遇到障碍物后反射回反射波,超声波接收器接收到反射波信号后,将其转换成电信号,从而测出目标的距离。微波雷达测距是利用从目标处反射回来的电磁波发现目标并测定其位置。激光测距的工作原理与微波雷达测距相似,具体的测距方式有连续波和脉冲波两种。

3.超声波汽车倒车避撞报警器

该报警器利用超声波回声测距的原理,测量车后一定距离内的物体。这种新型避撞报警器可以及时显示车后障碍物的距离和方位,显示范围为0.5~9.9米,当距离大于2米时,显示车后障碍物的方位;当距离小于2米时,除了显示其方位外,还可按照3段距离分别给出3种报警信号,以警示驾驶员3种不同程度的紧急状态,使驾驶员据此采取相应措施,防止事故的发生。

4.汽车避撞雷达

该雷达利用电磁波发射后遇到障碍物反射的回波对其不断检测,并计算与前方或后方障碍物的相对速度和距离,经过分析判断,对构成危险的目标按程度不同进行报警,控制车辆自动减速,直到自动制动。

汽车避撞雷达的主要功能有:测速、测距,对前方100米内危险目标提供声光报警;兼备汽车黑匣子功能;自动巡航系统;紧急情况下使汽车自动制动。装有避撞雷达的汽车上了高速公路以后,驾驶员就可以启动车上的避撞雷达。雷达选好跟随的汽车以后,被跟随的汽车就成了后面汽车的“目标车”,无论前车加速、减速,还是停车、起动,后面的汽车都能在瞬间之内予以模仿。如果前面的汽车在行驶一段时间后,不再适合做自己的“目标车”,驾驶员可以重新选择另一辆“目标车”。

5.激光雷达避撞装置

也称防追尾碰撞激光报警装置。它由发光部、受光部、计算车间距离的激光雷达、信号处理电路、显示装置、车速传感器等组成。

激光镜头使脉冲的红外激光束向前方照射,并利用汽车后部反光镜的反射光,通过受光装置检测其距离。使用汽车反光镜,检测距离约为100米,最大检测宽度达3.5米以上。控制部分由微机进行下列运算:本车车速、前方行驶车辆车速、车间距离,根据车间距离和安全车间距离的比较,发出警报声或使报警灯闪烁。显示距离装置安装在仪表盘上。

早期的激光雷达都发出多股激光光束,并依靠前行车反光镜的反射时间来测定与前车的距离。但是由于要对前方车辆进行辨别,因此开始采用扫描式激光雷达。这样,不但至前方车的距离可测,而且其横向位置也可以检测出来。这项技术的进一步发展,可使扫描角度成360°。这时,如果在车辆四角设置类似的扫描式激光雷达,那么车辆四周的障碍物都可以测出。

6.汽车智能“黑匣子”

汽车智能“黑匣子”能客观地记录机动车发生车祸前驾驶员的操作过程,有效地提供驾驶员在事故发生前作出的种种反应。据称,交通事故处理部门安装这种系统后,可随时对穿行在各条公路上的所有汽车进行实时监控,一旦发生车祸,距离事故发生地点最近的交通事故处理中心可以在几秒钟之内获取撞车时的驾驶速度、车内乘客伤亡情况等信息。由于这一技术的工作原理与飞机上的黑匣子相似,所以又称其为“黑匣子”。这种黑匣子与普通烟盒差不多大小,构件包括可以储存、收集和传输数据的蜂窝电话,其外部有保险装置。车祸发生后,该黑匣子会自动打开,利用传感器记录下汽车的行驶速度以及出车祸时汽车的撞击位置,然后将这些信息传输给中央通信系统。黑匣子内嵌有全球定位系统,该系统负责数据处理与传输功能。

7.汽车智能驾驶系统

汽车智能驾驶系统相当于机器人,能代替人驾驶汽车。它主要依靠安装在前、后保险杠及车身两侧的红外线摄像机,对汽车前后左右的一定区域进行不停的扫描和监视,车内的计算机、电子地图、光化学传感器等装置,对红外线摄像机传来的信号进行分析计算,并根据道路交通信息管理系统传来的交通信息,代替人的大脑发出的控制指令,指挥控制系统执行机构操控汽车。

8.汽车智能轮胎

轮胎内装有计算机芯片或将芯片与轮胎相连接。计算机芯片能自动监控并调节轮胎的行驶温度和气压,使轮胎在不同条件下都能保持最佳的运行状况,既提高了安全系数,又节省了开支。更为先进的智能轮胎还能在探测出结冰的路面后变软,使牵引力更好;在探测出路面的潮湿程度后,还能自动改变轮胎的花纹,以防打滑。

9.汽车智能悬架

汽车智能悬架系统中的电子控制装置可根据路面情况,调节悬架弹性元件的刚度和减振器的阻力,使振动和冲击迅速消除。此外,智能悬架还可以自动调节车身的离地高度,使汽车即使在崎岖的路面上行驶也不会碰到路面障碍,从而使乘客倍感平稳和舒适。

10.汽车智能钥匙

这种智能钥匙能发射红外线信号,既可打开车门、行李箱和燃油加注孔盖,也可以操纵汽车的车窗和天窗。更先进的智能钥匙则像一张信用卡,当驾驶员触到车门把手时,中央锁控制系统即开始工作,并发射出一种无线查询信号,智能钥匙作出正确反应后,车锁便会自动打开;而且只有当中央处理器感到智能钥匙卡在汽车内时,发动机才会起动。

11.汽车智能安全气囊

汽车智能安全气囊是在普通安全气囊的基础上增设传感器和与之相匹配的计算机软件而构成。质量传感器能根据质量感知是大人还是小孩;红外线传感器能根据热量探测座椅上是人还是物体;超声波传感器能探明乘员的存在和位置等。计算机的软件则能根据乘客的身体状态、所处位置、是否系安全带以及汽车碰撞速度和碰撞程度等,及时调整安全气囊的膨胀时机、膨胀速度、膨胀程度,使安全气囊对乘客提供最合理、最有效的保护。

12.汽车智能空调

智能空调系统能根据外界气候条件,按照预先设定好的指标对车内的温度、湿度、空气清洁度进行分析、判断,以便及时自动打开制冷、加热、去湿及空气净化装置,并调节出适宜的车内空气环境。在先进的安全汽车上,智能空调系统还能与其他系统配合发挥更好的作用。

13.汽车夜视系统

英国牛津大学发明了汽车夜行器,该系统利用红外线技术能使驾驶员在黑夜里看得更远、更清楚。夜视系统由两部分组成:一部分是红外摄像机,另一部分是安装在挡风玻璃上的光显示系统。装上这种夜行器后,驾驶员通过光显示系统可像白天一样看清路况。当两车交会时,它可以大大降低前方汽车车前灯强光对驾驶员视觉的不良刺激,还可以提高驾驶员在雾中行车时的辨别能力。为看清车后的情况,研究人员又研制出了一种新型后视镜,当后方来车的大灯照在前车的后视镜上时,自动感应装置可随之使液晶玻璃反光镜表面反光柔和,使驾驶员不眩目。

14.驾驶员分神监视系统

澳大利亚一家公司研制出的一种安装在汽车仪表盘上的监视系统,能利用目光跟踪技术判断驾驶员是否注意路况,在驾驶员打磕睡时及时发出提醒。这种监视系统采用两个摄像机,可持续不断地观察驾驶员的面部,包括耳朵、鼻子和下巴的方位,据此来计算眼睛所处的位置,追踪其眼白和虹膜的状态。然后这一系统将当前虹膜的形状与计算机模型对比,分析驾驶员的视线方向。此误差可达到3°以内,这一精度足以判断驾驶员是否注意路面。