单位代码01
学号1103100080
分类号TN929.3
密级
文献翻译
用于开发避障系统声纳仿真
院（系）名称信息工程学院
专业名称通信工程
学生姓名雷海峰
指导教师王缓缓
2013 年 4 月3日
黄河科技学院毕业设计（文献翻译）第1页
用于开发避障系统声纳仿真
摘要：海岸线的安全威胁或事件的响应时间是一个需要改进的地方。目前，美国海岸警卫队的任务是使用船只或飞机监测沿海地区，潜水部署检查在海岸线或在任何港口潜在水下的威胁。这会显著阻碍事件的响应时间。解决这个问题的方案是使用自主水下航行器（AUV）持续监测端口。自主水下航行器必须在它运行的环境中不碰撞到物体。因此避障系统是自主属水下航行器活动所必备的。传统的水下航行器通常使用成像或避障扫描声纳。航行器必须有够大的空间和可用功率来支持这些系统。小型水下航行器可能无法容纳一个用于躲避障碍的扫描声纳系统。因此，它需要确定适当的声纳系统以及相应的信号处理方法来解决海岸线的安全问题。本文提出了一套系统的方案从环境、障碍、声纳配置和信号处理方法的建模与仿真来描述避障系统的性能。声纳模拟器是基于一组圆形活塞换能器建模并基于镜面反射产生的回波。光线跟踪算法应用于模拟从平面、球形和圆柱形物的反射。所提出的主要贡献有三点1）帮助我们更好的了解与返回信号相关的障碍和环境，2）帮助我们优化了海岸线的避障传感器的复杂性，3）帮我们更好的设计了一个特定情况下所需的回避策略。
与海岸线安全相关的一个主要问题是威胁或灾难的响应时间。这样的考虑不仅基于安全环境，也基于经济因素。目前,美国海岸警卫队和地方执法机构通过船只或飞机监视这些区域。然而,很少有监测活动发生水下。任何可能存在的水下威胁必须要潜水员检测和检查。因此，由于威胁的位置不确定响应时间可能很广泛。解决这个问题的方法是用自主水下航行器（AUV）连续监视一个端口或推出针对某一特定事件的方案。在任意一种情况下，自主水下航行器必须能够航行在端口不触碰到任何障碍、海堤或海底。这是特别具有挑战性的一个港口环境，因为障碍一般没有静态位置。因此，一个可靠地避障能力是自主水下航行器，可以动态的更新其路径安全导航的需要。
一个避障系统（OAS）对于保证自主水下航行器（AUV）的生存能力是至关
黄河科技学院毕业设计（文献翻译）第2页重要的。传统的水下避障系统使用扫描声纳感应环境。这些系统能够提供有关航行器周围高分辨的信息。然而，这些声纳系统的分辨率与其复杂性的增加是成比例。扫描声纳需要在航行器上有足够大的空间和数量安装它。小型水下航行器提供较小的空间、较小的电子设备并需要较小的声纳扫描功率[1]。在一个小型的、低功率的自主水下航行器上使用声纳扫描系统可能并不总是可行的。处理数据所需的计算时间也有问题的被针对性回避。扫描声纳系统会收集大量的环境数据。这个数据必须经过处理，在航行器的航行环境中提取有用的功能。从原始的声纳数据生成实时信息是很难完成的。
通过降低系统的复杂性，可以满足功率、大小和时间的限制。单一的、分离的传感器可以被换能器阵列代替。这将大大减少有关环境可以收集到的数据量。
多功能避障的研究是基于假设环境和障碍已知的环境。因此，车辆路径规划基于1）在一个任务中全局优化能源消耗的小车不碰到任何一个障碍物，2）分区周围的任何障碍都能被检测到。
此项研究的目的是创建使用圆形活塞换能器检测未知环境的避障系统。这项研究的结果将用于实现水下海岸线的安全。
本文提出了在弗罗里达大西洋大学开发的3D声纳模拟器。在模拟器中，障碍可以定义在球体，圆柱体，和平面的组合，并且可以调节其几何属性，如位置、方向和目标强度。环境包含底部和表面边界。就车辆运动而言，基本的运动学属性，如转弯速率、位置、速度和方向可被编程。所提出的三个主要贡献是：1）帮助我们更好地了解返回信号相关的障碍和环境。2）帮助我们优化传感器的避障功能3）帮助我们更好的设计了为一个特定情况下所需的回避策略。
本文的其余部分将用于介绍创建仿真模型。第二节提供了一些常用的自主避障车声纳系统的类型和背景资料。第三节包含了讨论车辆、环境和模拟的声学模型。模拟结果的能力可以在第四节被找到。
二背景
黄河科技学院毕业设计（文献翻译） 第 3 页
传感环境是避障的第一步。了解更多的有关环境会产生更简单的避障方法。 由于声音水下的传播特性声纳成了水下传感的主要选择。因此，两种类型的声纳进行比较，以确定哪些将执行避障系统。第一个是飞行时间（TOF ）测距系统常用于地面车辆。第二种系统是扫描声纳。性能，如大小和功率的限制，在测试车辆选择一种声纳类型是需要考虑。
A 时间飞行系统
飞行时间（TOF ）测距声纳是考虑的第一类型声纳系统。这些系统通常用于登陆、实验室的基础机器人和陆地避障。在这样一个系统中，传感器发出爆炸声能量和接收返回的回声。在往返延迟的爆炸用来进行测量以确定引起反射物体的距离[2].范围通常发现在方程（1）c 是声音的速度，Tm 是飞行时间。
m ×2c T range
（1）
TOF 传感器的宽声纳束，如宝丽来600系列变频器[3]，在确定一个物体的位置时就会成为问题。虽然目标的范围是准确的，轴承的目标必须落在传感器波束的某一个地方。波束宽度可以为15°到40°取决于传感器的大小和功率。一些TOF 系统通过用重叠多个转换器的波束宽度克服轴承的误差。这些传感器可以被当做一个离散阵列[4]。轴承的估算可以由每个重叠范围估算。取决于精确度和覆盖角度TOF 系统的复杂性将会增加。在[5]每三个接收器一组来确定25°视角内的物体位置。[6]利用这种方法进利用24个重叠的传感器来覆盖360°。
传统的TOF 系统对于多个对象也存在问题。只有距离最近的物体能够被测量。这不一定是对于航行器最相关的一个对象。像大多数声纳系统，飞行时间也会遭受到镜面反射的影响。镜面反射是声波从一个镜像表面的反射。声音从一个单一的入射方向反射到一个单一的出射方向。这种类型的反射在发射脉冲被接受前可以发生多次。因此，TOF 系统必须处理传入的范围信息以减少这种类型的传感误差。
在TOF 系统处理范围读数包括三个主要的步骤[6]：阈值，平均和聚类。阈
黄河科技学院毕业设计（文献翻译）第4页值，范围读数超过某一最大范围将被丢弃。这一步试图消除多径反射产生的接近设备最大范围的范围读数。此外，在一定范围内阅读的最小距离将被认为是小故障然后消除。多传感器数据融合是另一种用来消除范围误差的方法。
在同一时间从不同的传感器平均结合几个独立的范围估计。如果这些传感器有声波从同一个物体传回，这时一个更确定的范围可以被估算。范围估计的波动是受环境和传感器灵敏度的影响的。平均多个读数将减少波动的传播。如果平均显示大约两个平均值，那么聚类是用来区分不同的对象。
聚类是一个收集类似范围读数提取平均值的过程。所有传感器读取包含在来自同一物体的一个特定的集群[7]。不同的测量范围将会发现来自工作区的多个对象。通常，为了区分每个对象这些对象都必须通过一定的距离错开。
执行TOF传感是有利的由于其成本低、能耗低[3]和相对较低的计算要求。此外，这些传感器耐冲击和辐射易于和电脑连接。TOF系统不能从一个单一的抽样提供关于环境精确的信息。相反，测距信息的历史记录必须被保存以及分析。环境仍然可以从历史数据中粗略的提取。
B扫描系统
在前一节声纳系统使用传感器的操作，最重要的部分，在于他们自己。每个换能器的波束形成被认为是相互独立的。只有整个系统的范围值被分析执行了检测算法。此外，TOF系统不能直接确定回波的方向。概率设计法需要对物体的位置粗略的估计。扫描声纳系统从声音的反射可以用于确定物体的位置。这些系统是由多个传感器一起密切分组创立的。传感器将在传输、接受和检测阶段互相合作。
许多用于水下机器人的避障系统采用高功率扫描声纳系统感知环境。声纳系统与测距系统相比可以提供一个关于环境更高分辨率的视图。扫描系统的一个缺点是需要增加功率、空间和计算时间。典型的扫描系统可以用50到200个元阵列用于发送和接受声音。这远远大于在前面章节中的任何测距系统。扫描系统将从环境中提取大量的信息。额外的处理这些数据意味着跟长的计算时间、更大的存储器，以及更大的处理模块空间。
黄河科技学院毕业设计（文献翻译）第5页在一般情况下，较大的一个阵列或投影系统，光束项目越窄的主瓣[8]。主瓣的大小确定在声纳图像分辨率的量。较小的主瓣意味着更高的分辨率是可能的。一个好的近似的主辩宽度在等式（2）中被发现，其中N是元素的数目，d是厘米的元素的间隔，和λ为以厘米为单位的发射波的波长，可以发现的主瓣宽度的一个好的近似。
Beamwidth(deg.)= 50.6×λ/（（N - 1）×d）（2）等式（2）对于多束或扫描系统提出了一个重要的设计点。高分辨率声纳需要有一个窄的波束宽度。添加更多的元阵列可以有效地变窄光线。然而，声纳系统的物理尺寸可能大于航行器所分配的空间。较小的波长或更高的频率也可以缩窄光束。如果使用更高的频率会增加信号的衰弱。因此，必须寻找大小和频率的适当平衡。读者可以在[8][9][10][11]了解到一个更完整的涉及复杂扫描避障声纳的讨论。
声纳系统的物理尺寸和功率是实现测试车辆的两个主要约束。因此，TOF系统被选为声学模型的仿真。在仿真中使用的传感器总数目为5个。
三模拟概述
环境仿真可以分解成一个环境模型、车辆模型和一个声学模型。每个模型一起模仿从车辆行驶环境返回的声音。仿真在设计上具有一定程度的模块化。改变仿真可以通过快速、简单的替换不同的模块来实现。在图1中我们可以看到一个高层次的仿真流程图。一个脉冲循环开始，在整个周期中车辆、环境和声学模拟不断更新。任何声从脉冲返回将被记录并发送到控制块。控制块是在哪里将产生躲避动作。仿真将在下一脉冲周期重新开启声学模型。这个过程将在仿真运行时间内重复。环境、车辆和声学模型将进一步的详细介绍。控制块已经超出本文的范围就不讨论了。
A环境模型
简单的几何对象用于创建环境模型。这种仿真允许使用平面的、球形的、圆
黄河科技学院毕业设计（文献翻译）第6页
柱形的物体。这些组件可以为航行器的操纵建造更复杂的环境。在模拟中创建的示例环境可以再第四节看到。
B车辆模型
一个动态模型被用于车辆运动仿真。只有车辆在航向和螺距的变换被认为是控制命令。对的影响还未被研究。车辆的转向和潜水模式可以在方程（3）和（4）
中找到。在方程（3）中ψ是新的偏航角，ψ0是原来的偏航角，ψc是指令方向，
△T是仿真时间步长，
1
1
β
是闭环航向动力学时间常数。潜水模型的定义同样是使用
2
1
β
作为闭环航向动力学时间常数。
01c0
=+-t
ψψβψψ?
（）（3）
02c0
=+-t
θθβθθ?
（）（4）
图1高级别仿真工艺流图
潜水和转向模型表示车辆整体的参考系。车辆的运动必须旋转到与仿真环境一致的惯性坐标系。这是通过三个欧拉角完整连续的旋转完成的。转动φ，间距θ，偏航ψ[12]。在图2中可以找到这些角度的定义。旋转矩阵与欧拉角的联系可以再方程5到7中找到。
黄河科技学院毕业设计（文献翻译）第7页
cos() -sin() 0
sin() cos() 0
0 0 1
yaw
R
ψψ
ψψ
??
??
=??
??
??
（5）
cos() 0 sin()
0 1 0
-sin() 0 cos()
pitch
R
θθ
θθ
??
??
=??
??
??
（6）
1 0 0
0 cos() -sin()
0 sin() cos()
roll
Rφφ
φφ
??
??
=??
??
??
（7）
图2在模拟中使用的车辆运动的定义
结合方程（8）中的三个转换矩阵允许主体固定速率b
V和惯性或全球速率9V 之间进行转换。升沉和摇摆不被视为车辆模型。因此，车辆速度只包含一个surge,
9
X
V,术语。
9b
x x
9
yaw pitch roll
y
9
z
=0
V V
V R R R
V
????
????
????
????
??
??
（8）
黄河科技学院毕业设计（文献翻译） 第 8 页
使用全球速度矢量9V 可以更新环境内车辆的位置。这在使用方程式（9）时发现，其中X 是车辆新的位置，0X 是车辆的原始位置，t ?是模拟的时间步长。
90=+t X X V ?（9）
C 声学模型
一个圆形活塞换能器用于声纳建模仿真。轴向压力对活塞换能器,x P ,可以在
方程(10)找到现，其中0P 是峰值声压 c f 是声纳的工作频率，t 是时间。 轴向压力是一个时间长度相等的带宽的逆运算。频带宽度，BW 可以在方程（11）中找到。用在方程（10）中峰值声压是根据所选取的声纳系统的震源强度设置的。
x 0c det =sin f t-t ection P P π（2（））
(10) 110c BW f =(11) 轴向压力不包含轴承或范围的信息的输入信号。通过组合具有方向性函数的轴向压力H ξ（） [4]可以检查该角的组成部分。。制定的H ξ（）
在方程（12）中发现，其中1J 是贝塞尔函数第一种顺序1。到1J 参数是无限小的可以方程（13）找到 ，其中，k 是所发送的声波波数，a 是传感器的半径,ξ是关闭的接收角度传感器的轴
12v =v
J H ξ（）（）(12) v=ka sin ξ（）
(13) 反射压力也会受物体的几何和材料的影响。平面物体使用反射系数来考虑不同的材料。球形和圆柱形物体使用的目标强度考虑他们的几何。因此,物体接收到的压力是通过结合轴向压力、方向性、范围和对象的属性。方程(14)用于计算平
面反射所带来的压力,r 是对象的距离，H ξ（）是指向性可以在方程（12）中找到。
R C ,在方程(14),是为特定材料的反射系数。这个系数被定义在方程(15), 1z 是咸水的阻抗，2z 是阻抗的对象的材料。阻抗是介质的密度乘以在这种材料[4]中传播的
黄河科技学院毕业设计（文献翻译）第9页
声速。
2
x
t=*
2r R
P H
P C
ξ
（）
（）(14)
21
21
z-z
=
z+z
R
C(15)
球形和圆柱形物体都使用方程(16)。
s
T,在方程(16)中是物体的目标强度。方程(17)中给出的公式用于计算球体的目标强度,其中a是球体的半径。同样,方程(18)显示了公式用于计算圆柱形的目标强度,a是在码半径,r是到该圆柱体中码[13]的距离。
10
2
x
2
t=*10
r
T s
P H
P
ξ
（）
（）（16）
2
10log()
4
s
a
TS=（17）
10log()
2
c
ar
TS=（18）
表一在初始模拟运行中使用的参数
压力可以使用方程(14)或(16)添加线性找到。因此,在相似时间内的压力检测可以建设或破坏干扰总压力。
时间增益被应用于综合压力这是一个选项,用于实际声纳系统,放大的信号是随时间增加，以弥补这个系统[3]接收信号强度由于传播和吸收所造成的损耗。该
仿真使用的模型显示在方程(19)中,其中P是原来的压力值,
a
P是放大压力,
t
t是传
黄河科技学院毕业设计（文献翻译） 第 10 页
输时间, r t ,是接收时间, sw C 是声音在盐水中的速度。
()2
sw a r t C P P t t =-（19） 四 结果
仿真将从每个传感器产生强度和范围信息。这可能是在现实世界中实现的唯一避障系统信息。一个更强大的系统可以从避障系统保持环境模型独立。这对于车辆一无所知的先验环境很重要。
应用于环境、车辆和声学模型的参数，可以容易的改变。这允许不同的配置进行测试。仿真,然后,可以在设计阶段使用的避障声纳以及测试车辆。本节将提供一些结果和功能仿真。一些用来在这一节中生成这些数字的参数可以在表I 中清楚地看到。共有5个传感器在车辆模型上使用。侧面，底部和顶部的传感器是在一个45°角的朝向车辆前方取向。
布置在船上的传感器对测试车辆的测试结果可以在图3中看到。在图3中传感器的大小已经被夸大了，能更清楚的看见。共有5个传感器在车辆模型上使用。侧面，底部和顶部的传感器是在一个45°角的朝向车辆前方取向。
图3、传感器放置在船体上的测试车的初始运行。
如前所述该环境可以构造成平面，球形，圆柱形物体。这些简单的组件可以被组成更复杂的场景而车辆在其中必须能够运作。图4（a ）和4（b ）表明两种环境中创建的模型。图4（a ）近似为一种薄的圆柱体代表一组桩。图4（b ）同样代
黄河科技学院毕业设计（文献翻译）第11页
表一个固定的油轮。这两种环境中包含的海面和沙质底部采用平面对象创建。
图4、在使用三个几何构造块中创造的两个环境。
(a)Group of Pilings
(b) Anchored Tanker
在图4（a）中看到的堆积环境用于演示仿真输出。车辆按指示通过使用“摆动”策略航行在一个固定的路径环境。此动作比车辆行驶在一条直线路经能让传感器查看到更多环境。在图5中，可以看到车辆运动通过堆积环境。
图5车辆通过打桩环境的议案
黄河科技学院毕业设计（文献翻译） 第 12 页
每个传感器的强度和范围估计的时间序列输出可以在图6和图7中找到。给出了一个电压输出强度，为了控制器从变频器的硬件接受模拟值。每个声返回电压被发现通过方程（14）和（16）的压力值乘以一个常量与单位[volts/Pa υ]。值为1010/V Pa υ-表示传感器灵敏度用于产生结果在图6。
在图7中显示的范围值是基于TOF 的计算公式（1）。只有第一声被用于发现每个传感器的范围估计。忽略其余声脉冲返回的数据是合理的反应避免，因为最接近的物体是最重要的。此外，仅使用第一个返回值将减少幻想对象产生的多径镜面反射[5]的影响。
图6、模拟时间序列通过打桩环境返回每个传感器的强度。
图7、每个传感器通过打桩环境模拟的时间序列范围估数
黄河科技学院毕业设计（文献翻译）第13页
五结论
尝试在避障中不适用高功率的扫描声纳。这种仿真可以用于一个测试床建立一个低功耗的解决方案。在声学仿真中是基于众所周知的模型。然而，使用这样一个简单的模型，是一种新的避障方法。这种仿真可以有效地较低创造和测试回避方法的成本。
除了测试车辆运动,模拟可以帮助优化硬件和车辆参数。配置用来模拟声纳模型和车辆模型的值是一个容易完成的任务。保留历史测试结果将增加车辆和声学在各种环境中行为的理解。
下一步的仿真是开发躲避运动的算法和在各种环境中测试他们。更多的结果将在会议上提出。
致谢
作者衷心感谢海军研究办公室提供奖号N00014-05-C-0031的资金。
摘自：中国知网
黄河科技学院毕业设计（文献翻译）第14页
附：英文原文
A SONAR Simulation used to Develop an Obstacle Avoidance
System
Philip Bouxsein", Dr. Edgar An", Dr. Steven Schock", and Dr. Pierre-Philippe Beaujean"
"Department of Ocean Engineering
Florida Atlantic University
777 Glades Road
Boca Raton, Florida 33431
Email: pbouxsei@https://www.doczj.com/doc/e66929394.html,
Ahstract-Response time to a threat or incident for coastline security is an area needing improvement. Currently, the U.S. Coast Guard is tasked with monitoring the coastal areas using boats or planes, and SCUBA divers are deployed to inspect any potential underwater threats on the coastline or in a port. This can significantly hinder the response time to an incident. A solution to this problem is to use autonomous underwater vehicles (AUVs) to continuously monitor a port. The AUV must be able to navigate the environment without colliding into objects for it to operate effectively. Therefore, an obstacle avoidance system is essential to the activity of the AUV. Conventional underwater vehicles often use imaging or scanning SONARs for obstacle avoidance. The space and power available on a vehicle must be large enough to support these systems. Smaller underwater vehicles may not be able to accommodate a scanning SONAR system for use in obstacle avoidance. Thus, it is of great interest and need to determine the
On the vehicle sideslip angle estimation through neural networks: Numerical and experimental results. S. Melzi,E. Sabbioni Mechanical Systems and Signal Processing 25 (2011)：14~28 电脑估计车辆侧滑角的数值和实验结果 S.梅尔兹,E.赛博毕宁 机械系统和信号处理2011年第25期：14~28
摘要 将稳定控制系统应用于差动制动内/外轮胎是现在对客车车辆的标准（电子稳定系统ESP、直接偏航力矩控制DYC）。这些系统假设将两个偏航率(通常是衡量板)和侧滑角作为控制变量。不幸的是后者的具体数值只有通过非常昂贵却不适合用于普通车辆的设备才可以实现直接被测量,因此只能估计其数值。几个州的观察家最终将适应参数的参考车辆模型作为开发的目的。然而侧滑角的估计还是一个悬而未决的问题。为了避免有关参考模型参数识别/适应的问题,本文提出了分层神经网络方法估算侧滑角。横向加速度、偏航角速率、速度和引导角,都可以作为普通传感器的输入值。人脑中的神经网络的设计和定义的策略构成训练集通过数值模拟与七分布式光纤传感器的车辆模型都已经获得了。在各种路面上神经网络性能和稳定已经通过处理实验数据获得和相应的车辆和提到几个处理演习(一步引导、电源、双车道变化等)得以证实。结果通常显示估计和测量的侧滑角之间有良好的一致性。 1 介绍 稳定控制系统可以防止车辆的旋转和漂移。实际上，在轮胎和道路之间的物理极限的附着力下驾驶汽车是一个极其困难的任务。通常大部分司机不能处理这种情况和失去控制的车辆。最近,为了提高车辆安全，稳定控制系统(ESP[1,2]; DYC[3,4])介绍了通过将差动制动/驱动扭矩应用到内/外轮胎来试图控制偏航力矩的方法。 横摆力矩控制系统（DYC）是基于偏航角速率反馈进行控制的。在这种情况下,控制系统使车辆处于由司机转向输入和车辆速度控制的期望的偏航率[3,4]。然而为了确保稳定，防止特别是在低摩擦路面上的车辆侧滑角变得太大是必要的[1,2]。事实上由于非线性回旋力和轮胎滑移角之间的关系，转向角的变化几乎不改变偏航力矩。因此两个偏航率和侧滑角的实现需要一个有效的稳定控制系统[1,2]。不幸的是,能直接测量的侧滑角只能用特殊设备(光学传感器或GPS惯性传感器的组合)，现在这种设备非常昂贵,不适合在普通汽车上实现。因此, 必须在实时测量的基础上进行侧滑角估计，具体是测量横向/纵向加速度、角速度、引导角度和车轮角速度来估计车辆速度。 在主要是基于状态观测器/卡尔曼滤波器(5、6)的文学资料里, 提出了几个侧滑角估计策略。因为国家观察员都基于一个参考车辆模型,他们只有准确已知模型参数的情况下，才可以提供一个令人满意的估计。根据这种观点,轮胎特性尤其关键取决于附着条件、温度、磨损等特点。 轮胎转弯刚度的提出就是为了克服这些困难,适应观察员能够提供一个同步估计的侧滑角和附着条件[7,8]。这种方法的弊端是一个更复杂的布局的估计量导致需要很高的计算工作量。 另一种方法可由代表神经网络由于其承受能力模型非线性系统，这样不需要一个参
中英文对照资料外文翻译文献 自治智能车在模拟车辆列队中的设计 摘要 自治智能车是基于考虑车辆和道路在内的车辆编队的物理仿真的基础。本文在车辆道路综合的情况下，分析了车辆编队系统的架构，并提出了自制智能车控制系统的构造和结构。在分析了自治智能车的功能要求之后，本文设计了自治智能车关键的硬件和软件。它把芯片作为控制器，以及用摄像头和超声波传感器作为行车导航。同时，它应用直流电机实现智能车的驱动和转向，以及采用Zigbee技术来设计无线通信模块。我们提出的关于识别导航线和运动控制的关键算法，这其中包括路径提取和控制算法。试验表明自治智能车有一个良好的稳定性能，满足了车辆编队系统的功能要求，这款车将提供测试平台和车辆编队系统的进一步研究的技术基础。 1.简介 近年来，随着横向和纵向的智能车辆控制技术等智能交通技术的发展，车辆列队研究已成为在智能交通领域的热点，它融合了一些技术，这其中包括车辆间相互通信，公路通信技术，智能控制技术等。在车辆道路综合的基础上的车辆队列控制系统可以通过提高单个车辆的智能化水平，提高与交通环境交互信息的能力，以及增加车辆密度来提高道路通行能力。与此同时，它减少了控制对象，简化了交通控制复杂性，增加了运输可控性，有效地缓解了交通堵塞，并最终提高了行车安全性。此外，它可以在一定程度上减少车辆阻力和车辆油耗。 图1显示了基于车辆道路行驶的车辆队列架构系统，这表明智能车辆控制，车路信息交互技术，车辆队列和控制方式和其他关键技术是系统的重要组成部分。然而，目前汽车队列的结构，行为特征和智能化行程控制算法尚未完善。因此，有必要研究一些基础东西，这包括车辆队列，车辆队列模型，及车辆小队控制方法的行为特征，这些研究需要在建设有硬件循环仿真的车辆队列系统中进行。
The Competitive Dynamics in the Automotive Aftermarket: Branded Products and Private Label Products THE BUSINESS CASE Throughout the automotive aftermarket industry,senior executives are facing the reality of private brands. Similar dynamics exist outside of the automotive aftermarket and are intensifying in other sectors, such as traditional consumer goods. Also known as ―private label‖ and referred to across many consumer-oriented industries as ―store brands,‖ ―control brands‖ or ―own brands,‖ their risin g prominence has led top executives to ask: ? What issues and risks do U.S.-branded manufacturers face with respect to private brands? ? How are market forces different today than in years past? How will this landscape evolve? ? How can I better understand my operational blind spots in an increasingly competitive landscape? ? What can my management team focus on to protect and grow my brands? Where do we start? ?What are the similarities and differences between the private brand trends in the automotive aftermarket and the consumer products sector? ? What can be learned by automotive aftermarket executives from the private brand experiences in other sectors? Although answers to these questions are not simple and some market dynamics are not yet fully clear, the availability of private brands and other competitive trends are growing in the automotive aftermarket community, just as they are in many consumer product segments. One out of every three consumer products sold by one of the nation’s largest retailers is now private brand – up from one out of every five just a few years ago. With U.S. private brand sales in the grocery market surpassing well over $80 billion, for example, private brands can no longer be ignored by consumer product manufacturers. The U.S. market share of private brands in food, drug and mass merchant channels is more than 20 percent, according to industry data research firms. More than 80 percent of consumers shopping in big box, warehouse clubs and superstores frequently buy store brands and, depending on the specific product category, multiple store brands at a time. Retailers are focusing more resources on private branding to enhance margins, increase shelf velocity and expand store
The development of automobile As the world energy crisis and the war and the energy consumption of oil -- and are full of energy in one day someday it will disappear without a trace. Oil is not inresources. So in oil consumption must be clean before finding a replacement. With the development of science and technology the progress of the society people invented the electric car. Electric cars will become the most ideal of transportation. In the development of world each aspect is fruitful especially with the automobile electronic technology and computer and rapid development of the information age. The electronic control technology in the car on a wide range of applications the application of the electronic device cars and electronic technology not only to improve and enhance the quality and the traditional automobile electrical performance but also improve the automobile fuel economy performance reliability and emission spurification. Widely used in automobile electronic products not only reduces the cost and reduce the complexity of the maintenance. From the fuel injection engine ignition devices air control and emission control and fault diagnosis to the body auxiliary devices are generally used in electronic control technology auto development mainly electromechanical integration. Widely used in automotive electronic control ignition system mainly electronic control fuel injection system electronic control ignition system electronic control automatic transmission electronic control ABS/ASR control system electronic control suspension system electronic control power steering system vehicle dynamic control system the airbag systems active belt system electronic control system and the automatic air-conditioning and GPS navigation system etc. With the system response the use function of quick car high reliability guarantees of engine power and reduce fuel consumption and emission regulations meet standards. The car is essential to modern traffic tools. And electric cars bring us infinite joy will give us the physical and mental relaxation. Take for example automatic transmission in road can not on the clutch can achieve automatic shift and engine flameout not so effective improve the driving convenience lighten the fatigue strength. Automatic transmission consists mainly of hydraulic torque converter gear transmission pump hydraulic control system electronic control system and oil cooling system etc. The electronic control of suspension is mainly used to cushion the impact of the body and the road to reduce vibration that car getting smooth-going and stability. When the vehicle in the car when the road uneven road can according to automatically adjust the height. When the car ratio of height low set to gas or oil cylinder filling or oil. If is opposite gas or diarrhea. To ensure and improve the level of driving cars driving stability. Variable force power steering system can significantly change the driver for the work efficiency and the state so widely used in electric cars. VDC to vehicle performance has important function it can according to the need of active braking to change the wheels of the car car motions of state and optimum control performance and increased automobile adhesion controlling and stability. Besides these appear beyond 4WS 4WD electric cars can greatly improve the performance of the value and ascending simultaneously. ABS braking distance is reduced and can keep turning skills effectively improve the stability of the directions simultaneously reduce tyre wear. The airbag appear in large programs protected the driver and passengers safety and greatly reduce automobile in collision of drivers and passengers in the buffer to protect the safety of life. Intelligent electronic technology in the bus to promote safe driving and that the other functions. The realization of automatic driving through various sensors. Except some smart cars equipped with multiple outside sensors can fully perception of information and traffic facilities
智能汽车中英文对照外文翻译文献 (文档含英文原文和中文翻译) 翻译： 基于智能汽车的智能控制研究 摘要：本文使用一个叫做“智能汽车”的平台进行智能控制研究，该小车采用飞思卡尔半导体公司制造的MC9S12DG128芯片作为主要的控制单元，同时介绍了最小的智能控制系统的设计和实现智能车的自我追踪驾驶使用路径识别算法。智能控制智能车的研究包括:提取路径信息,自我跟踪算法实现和方向和速度控制。下文介绍了系统中不同模块的各自实现功能，最重要部分是智能车的过程智能控制：开环控制和闭环控制的应用程序包括增量式PID控制算法和鲁棒控制算法。最后一步是
基于智能控制系统的智能测试。 关键词：MC9S12DG128；智能控制;开环控制；PID；鲁棒； 1.背景介绍 随着控制理论的提高以及信息技术的快速发展,智能控制在我们的社会中发挥着越来越重要的作用。由于嵌入式设备有小尺寸、低功耗、功能强大等优点，相信在这个领域将会有一个相对广泛的应用,如汽车电子、航空航天、智能家居。如果这些技术一起工作，它将会蔓延到其他领域。为了研究嵌入式智能控制技术，“智能汽车”被选为研究平台,并把MC9S12DG128芯片作为主控单元。通过智能控制,智能汽车可以自主移动,同时跟踪的路径。 首先,本文给读者一个总体介绍智能车辆系统的[2、3]。然后,根据智能车辆的智能控制:提取路径信息,自我跟踪算法实现中,舵机的方向和速度的控制。它提供包括了上述四个方面的细节的智能车系统信息。此外,本文强调了智能车的控制过程应用程序包括开环控制、闭环增量PID算法和鲁棒算法。 2.智能车系统的总体设计 该系统采用MC9S12DG128[4]作为主芯片，以及一个CCD传感器作为交通信息收集的传感器。速度传感器是基于无线电型光电管的原理开发。路径可以CCD传感器后绘制收集的数据，并且系统计算出相应的处理。在同时，用由电动马达速度测试模块测量的智能汽车的当前速度进行响应的系统。最后，路径识别系统利用所述路径信息和当前的速度，以使智能汽车在不同的道路条件的最高速度运行。图1示出了智能车辆系统的框图。
附录 Modern car’s design always stresses people-oriented, so safety, comfort, Environmental protection and energy saving have been the design theme And target in car design. Ergonomics layout design is not only relate to the effective use of internal space and improve car’s comfort and safety Performance, but it will also impact internal and external modeling results, and further affects the vehicle's overall performance and marketability.Soergonomics’application and research during car design and development process occupy an important position.After more than 50 years of construction and development, China’s Automobile industry has become the leading power of automobile production and consumption in the world. In particular, with the rise and rapid de velopment of independent brand’s vehicles, we pay more attention To the development processes and the technical requirements of hard Points’ layout. Through the three typical processes such as modern vehicle developing Process, body development process and using ergonomic to progress Inner auto-body layout, describe ergonomic layoationship between design, Aunt design in which stage of the process of vehicle development, the red The importance of working steps. The automobile body total arrangement is the automobile design most initial is also the most essential step, is other design stage premise and the foundation, to a great extent is deciding the body design success or failure. Picks generally in the actual design process With by forward and reverse two design method (1) to design (from inside to outside law) to design method namely "humanist", is coming based on the human body arrangement tool to define the pilot and the crew member gradually rides the space and the vehicle comes to pay tribute each article the arrangement, take satisfies the human body to ride with the driving comfortableness as the premise, said simply is determined first satisfies the human body to ride under the comfortable premise, carries on the indoor arrangement first, then carries on the complete bikes external styling design again. The concrete method and the step are as follows: ①Determine 5% and 95% manikin H position and the chair by the SAE recommendation's enjoyable line or the region law adjustment traveling schedule, seat
汽车保险中英文对照外文翻译文献(文档含英文原文和中文翻译)
汽车保险 汽车保险是在事故后保证自己的财产安全合同。尽管联邦法律没有强制要求，但是在大多数州（新罕布什和威斯康星州除外）都要求必须购买汽车保险；在各个州都有最低的保险要求。在鼻腔只购买汽车保险的两个州，如果没有足够的证据表明车主财力满足财务责任法的要求，那么他就必须买一份汽车保险。就算没有法律规定，买一份合适的汽车保险对司机避免惹上官和承担过多维修费用来说都是非常实用的。 依据美国保险咨询中心的资料显示，一份基本的保险单应由6个险种组成。这其中有些是有州法律规定，有些是可以选择的，具体如下： 1.身体伤害责任险 2.财产损失责任险 3.医疗险或个人伤害保护险 4.车辆碰撞险 5.综合损失险 6.无保险驾驶人或保额不足驾驶人险 责任保险 责任险的投保险额一般用三个数字表示。不如，你的保险经纪人说你的保险单责任限额是20/40/10，这就代表每个人的人身伤害责任险赔偿限额是2万美元，每起事故的热身上海责任险赔偿限额是4万美元，每起事故的财产损失责任险的赔偿限额是1万美元。 人身伤害和财产损失责任险是大多数汽车保险单的基础。要求汽车保险的每个州都强令必须投保财产损失责任险，佛罗里达是唯一要求汽车保险但不要求投保人身伤害责任险的州。如果由于你的过错造成了事故，你的责任险会承担人身伤害、财产损失和法律规定的其他费用。人身伤害责任险将赔偿医疗费和误工工资；财产损失责任险将支付车辆的维修及零件更换费用。财产损失责任险通常承担对其他车辆的维修费用，但是也可以对你的车撞坏的灯杆、护栏、建筑物等其他物品的损坏进行赔偿。另一方当事人也可以决定起诉你赔偿精神损失。
汽车变速器设计 ----------外文翻译 我们知道，汽车发动机在一定的转速下能够达到最好的状态，此时发出的功率比较大，燃油经济性也比较好。因此，我们希望发动机总是在最好的状态下工作。但是，汽车在使用的时候需要有不同的速度，这样就产生了矛盾。这个矛盾要通过变速器来解决。 汽车变速器的作用用一句话概括，就叫做变速变扭，即增速减扭或减速增扭。为什么减速可以增扭，而增速又要减扭呢？设发动机输出的功率不变，功率可以表示为 N = w T，其中w是转动的角速度，T是扭距。当N固定的时候，w与T是成反比的。所以增速必减扭，减速必增扭。汽车变速器齿轮传动就根据变速变扭的原理，分成各个档位对应不同的传动比，以适应不同的运行状况。 一般的手动变速器内设置输入轴、中间轴和输出轴，又称三轴式，另外还有倒档轴。三轴式是变速器的主体结构，输入轴的转速也就是发动机的转速，输出轴转速则是中间轴与输出轴之间不同齿轮啮合所产生的转速。不同的齿轮啮合就有不同的传动比，也就有了不同的转速。例如郑州日产ZN6481W2G型SUV车手动变速器，它的传动比分别是：1档3.704:１；2档2.202:1；3档1.414:1；4档1:1；5档（超速档）0.802:1。 当汽车启动司机选择1档时，拨叉将1/2档同步器向后接合1档齿轮并将它锁定输出轴上，动力经输入轴、中间轴和输出轴上的1档齿轮，1档齿轮带动输出轴，输出轴将动力传递到传动轴上（红色箭头）。典型1档变速齿轮传动比是3:1,也就是说输入轴转3圈，输出轴转1圈。 当汽车增速司机选择2档时，拨叉将1/2档同步器与1档分离后接合2档齿轮并锁定输出轴上，动力传递路线相似，所不同的是输出轴上的1档齿轮换成2档齿轮带动输出轴。典型2档变速齿轮传动比是2.2:1，输入轴转2.2圈，输出轴转1圈，比1档转速增加，扭矩降低。
基于单片机的电动智能小车 通过研发实现了一种以光电传感器为敏感元件，以 AT89C51 单片机为控制核心的电动循迹小车的智能控，该系统还包括直流电机、L9110 芯片和 LM324 比较器等。本设计采用 AT89C51 单片机作为智能小车核心控制器。 本系统以单片机为控制核心 ,实现电动车的前进、退、左转和右转功能.通过角度传感器 [ 1 ]检测跷跷板角度的变化 ,利用增量式 PI算法 [ 2 ]控制电动车寻找平衡点 ,同时运用光电传感器检测黑线 ,使电动车在行驶过程中保持直线运动且不会脱离跷跷。 一．方案设计 电动车的速度、位置、运行状况的实时测量，并将测量数据传送至单片机进行处理，然后由单片机根据所检测的各种数据实现对电动车的智能控制。这种方案能实现对电动车的运动状态进行实时控制，控制，灵活可靠，精度高，可满足对系统的各项要求。(1)直流调速系统直流调速系统采用脉宽调速系统，其主电路采用脉宽调制式变换器，简称PWM变换器。由于PWM调速系统的开关频率较高，仅靠电枢电感的滤波作用就可以获得脉动很小的直流电流，电枢电流容易连续，系统的低速运行平稳，调速范围较宽，可达1：10000左右。由于电流波形比 V-M系统好，在相同的平均电流下，电动机的损耗和发热都比较小。同样由于开关频率高，若与快速响应的电机相配合，系统可以获得很宽的频带，因此快速响应性能好，动态抗扰能力强。根据以上综合比较，以及本设计中受控电机的容量和直流电机调速的发展方向，本设计采用了H型单极型可逆 PWM 变换器进行调速。 1.1 光电检测模块设计 该智能小车在贴有黑线的白纸“路面”上行驶，因此本模块设计需要检测铺在行驶区的黑 胶带，包括直线行驶区和沿弧线行驶区两个区域。由于黑线和白纸对光线的反射系数不同可根据接收到的反射光的强弱来判断“道路”---黑线。本文采用的是简单实用的检测方法，即红外探测法。 红外探测法，即利用红外线在不同颜色的物理表面具有不同的反射性质的特点。在小车行驶过程中不断地向地面发射红外光，当红外光遇到白色地面时发生漫发射，反射光被装在小车上的接收管接收；如果遇到黑线则红外光被吸收，则小车上的接收管接收不到信号。 1.2 信号比较模块设计 输送给单片机，用于检测传感器的敏感性，电路图如图 5 所示。当两个传感器同时检测到光时，直线前进。当传感器检测不到光时，处于截止状态，双运算放大器 LM324 输出低电平给单片机，由程序处理；若左路未检测到光，则向左纠正方向；若右路未检测到光，则向右纠正方向。 1.3 电机控制与驱动模块设计 由于采用的是双驱动的小车，这部分电路必须能够输出两个不同的电压值，分别去控制小车的左、右两个驱动电机，使小车的两个车轮的转速和方向相同或不同，从而来控制它的前进和转弯。在系统的设计过程中，用两个 L9110 芯片来分别连接单片机和直流电机。L9110 是为控制和驱动电机设计的两通道推挽式功率放大专用集成电路器件，将分立电路集成在单片 IC 之中，使外围器件成本降低，整机可靠性提高。该芯片有两个 TTL / CMOS 兼容电平的输入，具
As the world energy crisis, and the war and the energy consumption of oil -- and are full of energy, in one day, someday it will disappear without a trace. Oil is not in resources. So in oil consumption must be clean before finding a replacement. With the development of science and technology the progress of the society, people invented the electric car. Electric cars will become the most ideal of transportation. In the development of world each aspect is fruitful, especially with the automobile electronic technology and computer and rapid development of the information age. The electronic control technology in the car on a wide range of applications, the application of the electronic device, cars, and electronic technology not only to improve and enhance the quality and the traditional automobile electrical performance, but also improve the automobile fuel economy, performance, reliability and emissions purification. Widely used in automobile electronic products not only reduces the cost and reduce the complexity of the maintenance. From the fuel injection engine ignition devices, air control and emission control and fault diagnosis to the body auxiliary devices are generally used in electronic control technology, auto development mainly electromechanical integration. Widely used in automotive electronic control ignition system mainly electronic control fuel injection system, electronic control ignition system, electronic control automatic transmission, electronic control (ABS/ASR) control system, electronic control suspension system, electronic control power steering system, vehicle dynamic control system, the airbag systems, active belt system, electronic control system and the automatic air-conditioning and GPS navigation system etc. With the system response, the use function of quick car, high reliability, guarantees of engine power and reduce fuel consumption and emission regulations meet standards. The car is essential to modern traffic tools. And electric cars bring us infinite joy will give us the physical and mental relaxation. Take for example, automatic transmission in road, can not on the clutch, can achieve automatic shift and engine flameout, not so effective improve the driving convenience lighten the fatigue strength. Automatic transmission consists mainly of hydraulic torque converter, gear transmission, pump, hydraulic control system, electronic control system and oil cooling system, etc. The electronic control of suspension is mainly used to cushion the impact of the body and the road to reduce vibration that car getting smooth-going and
Automobile Brake System汽车制动系统 The braking system is the most important system in cars. If the brakes fail, the result can be disastrous. Brakes are actually energy conversion devices, which convert the kinetic energy (momentum) of the vehicle into thermal energy (heat).When stepping on the brakes, the driver commands a stopping force ten times as powerful as the force that puts the car in motion. The braking system can exert thousands of pounds of pressure on each of the four brakes. Two complete independent braking systems are used on the car. They are the service brake and the parking brake. The service brake acts to slow, stop, or hold the vehicle during normal driving. They are foot-operated by the driver depressing and releasing the brake pedal. The primary purpose of the brake is to hold the vehicle stationary while it is unattended. The parking brake is mechanically operated by when a separate parking brake foot pedal or hand lever is set. The brake system is composed of the following basic components: the “master cylinder” which is located under the hood, and is directly connected to the brake pedal, converts driver foot’s mechanical pressure into hydraulic pressure. Steel “brake lines” and flexible “brake hoses” connect the master cylinder to the “slave cylinders” located at each wheel. Brake fluid, specially designed to work in extreme conditions, fills the system. “Shoes” and “pads” are pushed by the slave cylinders to contact the “drums” and “rotors” thus causing drag, which (hopefully) slows the c ar. The typical brake system consists of disk brakes in front and either disk or drum brakes in the rear connected by a system of tubes and hoses that link the brake at each wheel to the master cylinder (Figure). Basically, all car brakes are friction brakes. When the driver applies the brake, the control device forces brake shoes, or pads, against the rotating brake drum or disks at wheel. Friction between the shoes or pads and the drums or disks then slows or stops the wheel so that the car is braked.