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磁导航传感器系统的设计与开发

【摘要】: 在基于磁道钉导航的自动公路系统中,车道中心线上埋置间距相同的磁道钉作为车辆的导航标记。通过车载磁传感器检测磁信号的大小来判断车辆偏离中心线的距离。车载传感器作为磁导航自动驾驶中导航的关键设备,如何提高磁传感器检测的精度就成为磁导航自动驾驶研究中的一个重要课题。本文针对磁传感器的设计、测试与应用等方面展开了深入地研究。 本文利用集磁道钉的磁场特性研究磁信号检测、车辆与磁道钉之间相对运动于一体的试验平台,在此平台上模拟实地的车辆磁道钉导航自动驾驶。设计车辆的直线运动、S形运动以及加速等运动模式,并编写软件程序实现功能需求,通过大量的现场试验测量在不同材质、不同形状磁道钉的磁感应强度,并通过改变磁传感器与磁道钉表面的垂直距离,观察磁信号的变化,通过对数据的分析来研究磁道钉对磁传感器设计的影响。 磁导航传感器作为磁导航自动驾驶系统中信号检测的重要设备,在这个系统中具有至关重要的作用,本文设计、开发了一维数字式线圈磁传感器。在开发一维传感器成功地基础上,开展了二维数字式磁传感器的设计研发,并通过对比试验论证了传感器的实用性。二维传感器可直接输出两路数字信号,且放大倍数可调,经过测试对比分析,传感器的检测精度、抗干扰性能、经济成本方面有了很大的改善。能够更方便的应用于磁导航自动驾驶系统。 针对二维传感器在磁导航自动驾驶系统中的应用,本文对磁导航定位算法作了初步的分析,开展了基于自行研发的数字传感器的实用性研究,设计了针对武汉港区物流运输的可视化磁导航辅助驾驶设备,解决了因雨雾天气能见度低,安全性下降所存在的潜在危险,可准确的对驾驶员的行为起到引导作用。

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