汽车电子发展现状武汉大学

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汽车电子发展现状武汉大学
随着全球步入信息化时代，人们对了解事物、
交换信息的要求发生了变化，从纸、笔、书本、 话音等发展到通过声光电信号等各种方式更准确、 更快捷、更丰富地表达出来。在需求的推动下， 多媒体计算机技术与通信技术相结合，逐渐发展 成为一种新的边缘技术-----多媒体通信技术。个 人计算机的普及、微电子技术和多媒体技术的飞 速发展、综合业务数字网的建立及宽带综合业务 数字网的研究进展，都有力地推动了多媒体通信 的发展。如果说19世纪是电报的时代，20世纪是 电话的时代，那么，即将到来的21世纪将是多媒 体通信的时代。
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¡ ITS系统主要内容包括以下几个方面 ➢汽车超重检测 ➢汽车违章信息检测与记录 ➢汽车事故紧急处理 ➢桥梁和隧道的安全驾驶管理 ➢高速公路不停车收费系统 ➢车辆实时跟踪 ➢基于互联网和IPv6的车辆维护和部件、配件 全球化管理系统
➢智能为车辆提供安全驾驶的道路参数及周边 车辆运行的实时信息
1. 自动车辆识别（AVI Automatic Vehicle Identification ）技术
2. 自动车型分类（AVC Automatic Vehicle Classification）技术
3. 短程通信（DSRC Dedicated Short Communication）技术
4. 逃费抓拍系统（VES Video Enforcement System）
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汽车超重检测
¡ 这里包含两个内容：在车辆行进中对车辆车型进行 识别；对行进中的车辆称重。其中后者是技术的关 键。
¡ 被称车辆在运动中通过称台时称重系统处于动态变 化（或者说是瞬态变化）之中，因此称重信号不能 达到稳态。动态称重（WIM）技术是利用动态行驶 的车辆经过特定的传感器后，传感器感受到动态车 辆的压力信号，再由处理器进行一系列的分析、 处 理、计算，最后得到车辆的动态称重值。
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高速公路不停车收费系统
¡ 不停车收费系统（又称电子收费系统Electronic Toll Collection System,简称ETC系统）利用车辆 自动识别（Automatic Vehicle Identification 简称 AVI）技术完成车辆与收费站之间的无线数据通 讯，进行车辆自动识别和有关收费数据的交换， 通过计算机网路进行收费数据的处理，实现不停 车自动收费的全电子收费系统。
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未来汽车电子化将呈现六大趋势：一是功能
集成化，如车身控制模块，将取代诸如中控门锁、 防盗、雨刮、空调、座椅调节等单项控制系统； 二是数字控制取代模拟控制；三是多微处理器协 同工作，以实现既有独立运行、又有协同功能的 数据共享和灵活组成的优势；四是无线与有线技 术相结合，实现车内车外信息传输智能化、高速 化；五是硬件通用化、高速化，软件专业化，以 软件功能提升硬件功能；六是在开发流程上，由 “底层向上”模式演变为“由上向下”模式，整 车厂将掌握更大的主动权和知识产权。
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¡ 该系统实现两层功能。一是通过安装在桥梁、隧 道中的传感器测量行驶中的车辆与桥梁和隧道设 施的距离和相关情况，由现场处理机进行信息处 理和各种方式的通信（现场光电警报、对车载电 子系统发警报通信和控制信息），对驾驶员提出 警告，并在紧急情况下实现车辆制动。二是实现 车辆自动驾驶系统，实现在行驶中的自动导向、 自动检测和回避障碍物，并能够在较高的速度下 自动保持与桥梁、隧道周围障碍物的距离。
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“国家汽车计算平台工程”的启动有望攻克汽 车控制、驾驶、信息处理、智能交通、传感、执 行等重大核心技术，从而为第三代移动通信、高 清晰度数字电视、卫星导航、智能交通、移动网 络的应用和信息化在汽车电子的应用提供重大发 展机遇，并将形成汽车工业和电子信息产业良性 互动的发展格局。
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2020/11/23
汽车电子发展现状武汉大学
•第一部分 汽车电子信息工程的现状
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•前 言
在我国，随着经济的发展，汽车逐渐进入家庭， 汽车工业也开始迅猛发展。汽车，作为一种交通工 具，在人们日常生活中的作用越来越重要，汽车的 性能和外观也随之被关注。汽车不仅是一种交通工 具，今后更将是人们工作和生活的一部分。汽车电 子系统不仅要保证汽车的安全可靠运行，而且要给 人们提供的各种现代生活的资讯和享受。
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第二部分 汽车电子工程的几个方面
¡ 国家汽车计算平台 ¡ 智能交通(ITS) ¡ 车载电子 ¡ 汽车总线 ¡ 智能汽车传感器
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I. 国家汽车计算平台
2004年由王大恒等80名院士在北京讨论提出的 建设国家汽车计算平台工程，将涉及硬件、芯片、 系统软件、控制平台、驾驶平台、信息平台、智能 交通平台、传感平台、执行平台和设计平台等核心 平台的研究与开发作为关系到国家安全高度的重大 任务提交国务院。目前，国家汽车计算平台工程已 经进入方案完善阶段，它是一个面向所有汽车控制 与计算的专用计算机系统，是一个所有汽车都通用 的计算平台，目标为攻克汽车控制、驾驶、信息处 理、智能交通、传感、执行等重大核心技术，实现 我国汽车工业的自主创新能力的系统工程。
相结合的产物。对整个交通系统进行全面实时监控，优化
交通组织和控制，全方位为驾驶人员提供有效道路、车辆
信息，从而实现整个交通系统交通流的分布与交通网络通
行能力的协调匹配，最大限度地发挥交通网络的通行能力，
有效缓解交通拥挤、缩短旅行时间、降低能耗、减少交通
事故的重要体系。
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汽车正变成一个集应用电子、通讯、IT、 家电、服务等产业最新技术为一体的机械平 台。从动力系统、底盘、车身到电子零部件 的自动控制均融入了通讯、半导体芯片、计 算机控制、软件等电子信息技术，各种汽车 电子设备因此产生。特别是汽车的网络化、 多媒体和智能化发展趋势，使汽车电子技术 进一步渗透汽车制造。汽车电子设备承担控
5. ETC的管理模式
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车辆实时跟踪
¡ 对在高速公路上行驶的车辆实时跟踪，查看车辆的 相应位置，便于实现车辆的跟踪管理。此外还可以 给装有导航设备的车辆提供导航信息。
¡ 可以运用卫星导航定位技术，根据车辆网络IP和公 路GIS系统定位、跟踪汽车。并可应用ITS系统实现 双向信息交互，提供相关车辆运行信息和去向信息。
最近几年会有一个非常大的增加需
求 。 PPT文档演模板
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¡ 车载多媒体信息服务平台。利用嵌入式操作系统 开发车载计算机多媒体系统，具有信息处理、通 讯、导航、防盗、语言识别、图像显示和娱乐等 功能，人们可以通过语言识别系统操纵车内的各 种设施。可以通过车载卫星电视、卫星电台为驾 驶提供方便，同时卫星通信、卫星定位、卫星导 航可以使在全球范围内自由通信，车辆本身信息 与路况信息的结合，给汽车的安全舒适驾驶提供 了有力保障
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桥梁和隧道的安全驾驶管理
¡ 实现桥梁和隧道的安全驾驶管理，主要是通过桥 梁、隧道及车辆的各种传感器掌握道路、周围车 辆的状况等驾驶环境信息，通过车载机、道路信 息提供装置等实时地提供给驾驶员和智能交通控 制管理站，进行危险警告和控制，并且现自动汽 车驾驶。
¡ 该系统有以下几个基本组成部分：装设在桥梁、 隧道上的传感器（微波雷达、激光雷达、摄像机、 其他形式的传感器等）、现场处理机及通信设备、 智能交通控制管理终端、车载计算机及通信设备、 相应的车载控制执行机构等。
制、驱动、安全、显
示、通信、娱乐等功
能，涉及 软件、计
算机、系统集成、电
信、消费类电子和基
础元器件等几乎所有
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的电子信息产品。 汽车电子发展现状武汉大学
目前我国“国家汽车计算平台工程”的目标 为：攻克汽车控制、驾驶、信息处理、智能交 通、传感、执行等重大核心技术，实现我国汽 车工业的自主创新能力。汽车电子信息产业的 技术突破，还将为第三代移动通信、高清晰度 数字电视、卫星导航、智能交通、移动网络的 应用和信息化建设提供一个重要机遇。
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随着数字信号处理、压缩编码技术和数据传 输新技术的不断涌现，新产品层出不穷，同时 出现了许多新的多媒体通信方式。
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从单一应用目的向综合性应用发展。
主要表现为：
1. 从功能上，向支持综合性应用方向发展。 如增加内嵌视频点播、流广播等各种在线功 能，支持网络在线应用；增加各种应用中间 件和应用集成接口，增加分布式智能管理功 能、在线安全加密功能等，支持各种应用系 统集成。
2. 从系统结构上，从独立系统向与各种综合信 息化系统结合方向发展。与GIS系统结合，作 为GIS的有机组成部分，充分发挥多媒体“面 对面”交流的功能，将显著提高整个GIS系统 的作用和效益。
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由封闭式平台向开放式平台转移。
开放式综合平台的视频会议设备就如同PC 机一样能够轻松地实现各种多媒体数据的传输 和共享、上网冲浪，并且能够连接各种辅助设 备，还能根据不同用户的需求应用各种软件， 能够轻松地把自己电脑里的或者网上的任何信 息，以及重要资料随时在汽车里获得，使汽车 不在只是一个交通工具，而成为一个功能强大 的综合信息服务中心。
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•超速检测系统构成框图
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汽车事故紧急处理
¡ 高速公路沿线布设与车辆电子信息系统联网或独立 的报警电子设备，在发生异常情况时，来往司机可 以通过车载联网功能或通过独立分布的报警电子设 备通知高速公路管理局信息系统，或者由视频监控 系统捕获异常情况，并根据情况的不同将异常处理 的结果发送到高速巡警和电子指示牌为后续车辆提 供指导。并在通过ITS道路---车辆管理信息系统在 网上技术公告事故对相关车辆的影响情况和路段、 提供避让预案，
¡ 和传统的人工收费系统不同，ETC技术是以IC卡 或车辆网络IP作为数据载体，通过无线数据交换 方式实现收费
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计算机与IC卡的远程数据存取功能。计算机可以 读取IC卡中存放的有关车辆的固有信息（如车辆 类别、车主、车牌号等）、道路运行信息、征费 状态信息。按照既定的收费标准，通过计算，从 IC 卡中扣除本次道路使用通行费。当然，ETC也 需要对车辆进行自动检测和自动车辆分类。ETC 系统的关键技术主要集中在以下几个方面：
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汽车违章信息检测与记录
¡ 主要采用计算机技术、图形图像处理技术、通信技 术、自动化控制技术等，利用CCD摄像机作检测传 感器，通过对动态的视频图像进行实时处理，实现 对车辆违章行为的自动识别以及利用辅助设备对违 章行为抓拍记录。如下图为超速检测系统构成框图
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调查分析表明，中国目前发展前景较大的汽 车电子产品市场是：
1. 汽车车载娱乐 2. 导航信息系统 3. 车身电子系统 4. 汽车安全系统
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II. 智能交通(ITS)
¡ 智能交通管理系统是高新科技（通讯、导航、智能公
路检测、预警等）与最新的交通流优化控制理论研究成果
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III. 车载电子
¡ 车辆GPS自主导航系统。车载GPS
自主导航系统集成GIS、GPS、多
媒体技术、车载传感器技术于一体
的嵌入式应用软件系统。车载G来自百度文库S
自主导航系统在我国发展还处于初
级阶段，而从汽车的前装市场和后
装市场来看，我国车载GPS自主导
航系统有广阔的市场前景，可能在