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如今,技術(shù)的進(jìn)步和移動出行的興起,讓人們的生活變得更快、更高效。近數(shù)十年來,能夠精確采集車輛動力學(xué)被測變量的測量技術(shù)取得了巨大進(jìn)步,并將在車輛優(yōu)化中繼續(xù)發(fā)揮重要作用。讓我們以奇石樂Correvit傳感器技術(shù)為例,共同回顧車輛動力學(xué)測量技術(shù)的發(fā)展歷程,并展望其未來發(fā)展方向。
未來出行:自動化交通、機(jī)器人汽車和空中的士,將對位置和速度測量技術(shù)產(chǎn)生怎樣的影響?
人類的出行、貨物的運(yùn)輸是現(xiàn)代社會的基礎(chǔ),是文化和經(jīng)濟(jì)關(guān)系的重要組成部分?;疖嚭推嚧蠓岣吡巳藗兊某鲂兴俣群统鲂心芰?,為經(jīng)濟(jì)增長和社會繁榮提供了重要動力。提高出行效率是車輛研發(fā)者的重要目標(biāo):效率的提高也意味著速度的提高和資源消耗的降低。但與此同時,全球交通體量不斷增大,特別是在市郊區(qū)域;在該情況下,與目前普遍的獨(dú)立交通模式相比,更嚴(yán)格的交通管控,甚至是交通自動化,很可能帶來更高的效率收益。
奇石樂Correvit傳感器家族:近30年來,速度和其他車輛動力學(xué)參數(shù)測量的技術(shù)標(biāo)桿
這些發(fā)展趨勢給車輛測量技術(shù)帶來了怎樣的影響?本文以奇石樂Correvit傳感器為例,描述多維位置及速度測量應(yīng)用范圍從往至今的發(fā)展軌跡,以及未來發(fā)展趨勢。大概30年前,人們首次使用非接觸式、無滑移方法測量車輛相對于車道的速度。當(dāng)時,相關(guān)性原理作為測量界的一項(xiàng)創(chuàng)新性發(fā)展,使人們能夠測量的被測變量大幅增加,并主要被用于獲取整車動力學(xué)特征?,F(xiàn)在,隨著車輛主動安全要求的不斷提高,車輛測量技術(shù)的中心向探索敏捷度、性能和轉(zhuǎn)向的物理極限轉(zhuǎn)移。
使用奇石樂的測量技術(shù),高效測量極限條件下的輪胎性能——這對現(xiàn)代賽車運(yùn)動至關(guān)重要。
優(yōu)化輪胎性能
隨著車輛用戶體驗(yàn)提高、車載系統(tǒng)更加可靠,車輛測量技術(shù)的應(yīng)用逐漸拓展到了輪胎測試領(lǐng)域。除使用測量技術(shù)確定車輛軌跡和車輛運(yùn)動學(xué)外,單個車輪或輪胎的動力傳輸功能也是車輛測量技術(shù)的重點(diǎn)?,F(xiàn)在,用戶可將傳感器直接安裝于被測車輛的輪轂上;通過分析傳感器采集得到的數(shù)據(jù),車輛工程師們得以突破輪胎抓地力的極限,進(jìn)一步提高車輛速度。此外,直接、無滑移地測量輪轂和車道間的運(yùn)動情況,也是提高車輛速度所必需的一項(xiàng)關(guān)鍵因素。
輪胎性能非常重要,賽車運(yùn)動中尤其如此。輪胎在特定溫度窗口的抓地力和初期輪胎磨損情況,與一場比賽的結(jié)果息息相關(guān)。同樣的,提前對車輛運(yùn)動系統(tǒng)進(jìn)行精準(zhǔn)的特征描述至關(guān)重要,這已成為賽車比賽的固定項(xiàng)目。依靠現(xiàn)代尖端測量技術(shù),用戶還可以根據(jù)測試結(jié)果,構(gòu)建虛擬輪胎模型,分析物理參數(shù)的偏差情況。此外,選擇適當(dāng)?shù)男?zhǔn)測量設(shè)備,就能夠通過高性能模擬工具實(shí)現(xiàn)新的測量目的,如對比底盤和輪胎設(shè)置,從而提高輪胎圈速、優(yōu)化比賽策略等。如今,如果無法準(zhǔn)確掌握車輛的橫向速度(或側(cè)滑移、角度)及單個輪胎滑移情況,就不可能在專業(yè)比賽中獲勝——而對該等數(shù)據(jù)的測量,正是Correvit傳感器(如全新SF-Motion傳感器)的強(qiáng)項(xiàng)。
從駕駛?cè)说匠塑嚾恕囕v測試重點(diǎn)關(guān)注對象的轉(zhuǎn)變
過去,車輛測試技術(shù)的主要目標(biāo)是提升駕駛?cè)梭w驗(yàn)。但是隨著(半)自動駕駛的快速發(fā)展,車輛測試的全新階段已經(jīng)拉開序幕。其中,更多標(biāo)準(zhǔn)和參數(shù)變得越來越重要:駕乘舒適性、壓力水平、敏捷度和轉(zhuǎn)向感覺等方面得到了更多關(guān)注。從前,車輛測試以性能為主,測試項(xiàng)目包括針對駕駛?cè)说膯柧碚{(diào)查等;現(xiàn)在,大量研究已把目光投向乘車人暈動癥(運(yùn)動或旅行不適)等方面。顯然,由于每個群體對相同客觀事件(例如駕駛轉(zhuǎn)向)的主觀感受可能迥然不同,車輛測試的重點(diǎn)關(guān)注對象從駕駛?cè)讼虺塑嚾说霓D(zhuǎn)變是勢在必行的趨勢。
此外,研發(fā)人員的關(guān)注重點(diǎn)還包括車輛動力駕駛特征的客觀測量,以及高級駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)的安全保障功能。了解車輛當(dāng)前的位置情況,或?qū)囕v下一秒的位置作出準(zhǔn)確假設(shè),是駕駛員進(jìn)行決策的重要基礎(chǔ);如今,機(jī)器算法已能夠?yàn)轳{駛員決策提供更多支持。駕駛過程中,必須搭載合適的傳感器和計算系統(tǒng),才能實(shí)時、可靠地描繪出人眼的感知情況和大腦的處理結(jié)果。測量錯誤或偏差可能對乘車人和行人造成致命傷害。
除準(zhǔn)確性外,車輛動力學(xué)測量數(shù)據(jù)的可信度也變得日益重要,影響著參考標(biāo)準(zhǔn)的選擇。測量時,基于衛(wèi)星或地面數(shù)據(jù)的測量系統(tǒng)需要精準(zhǔn)的駕駛環(huán)境地圖數(shù)據(jù),或需要額外的固定參考數(shù)據(jù);相反,相對于道路表面的無滑移測量(例如Correvit傳感器)能夠提供被稱為“地面事實(shí)”的直接參考數(shù)據(jù)。理想情況下,應(yīng)將兩種測量方法相結(jié)合,提高測量準(zhǔn)確度,并增強(qiáng)數(shù)據(jù)可信度。奇石樂S-Motion傳感器家族成功實(shí)現(xiàn)了這一目標(biāo),通過“傳感器融合”策略,大幅提高了測量信號質(zhì)量。
保障安全,直上云霄
除道路交通的速度測量外,測量技術(shù)更將面臨來自第三維度的新挑戰(zhàn):機(jī)器人空中的士和自動無人機(jī)能夠極大地緩解地面空間不足的情況,減少動輒蔓延數(shù)公里的交通堵塞問題。在該等應(yīng)用領(lǐng)域,基于準(zhǔn)確空間坐標(biāo)的精準(zhǔn)控制至關(guān)重要——這也為測量技術(shù)提出了新的難題。奇石樂多傳感器組合解決方案同樣適用于該等新型交通方式的追蹤。然而,想要把空中車輛等創(chuàng)新性概念或原型變?yōu)楝F(xiàn)實(shí),首先必須解決整體的經(jīng)濟(jì)/環(huán)境平衡問題。在此之前,以Correvit傳感器為基礎(chǔ)的地面速度測量仍將是所有車輛測試的參考標(biāo)準(zhǔn)。
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