机器人技术在汽车电子控制中的应用

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1、第四届全国先进制造装备与机器人技术论文集机器人技术在汽车电子控制中的应用秦贵和(吉林大学计算机学院长春市前进大街2699号130012)摘要：本文介绍了汽车电子控制技术，探讨了机器人相关技术在汽车电子控制系统中的应用或潜在应用．主要介绍了机器人技术在汽车电子控制系统中道路环境信息获取、驾驶意图识别、执行机构以及控制单元问的通信方面的应用．关键词：汽车电子技术．机器人技术、机电一体化1概述随着汽车功能和性能要求的不断提高，传统的纯机械的技术已经无法满足要求。r汽车上广泛使用各种电子控制和信息技术与装置，使汽车成为一个典型的机电信息一体化

2、的系统，而且电子控制技术和信息技术占的比例越来越高。单车使用微控制器达几十个，高档车电子部件所占成本近半成，主要利润来自这些电子和信息技术设备。当前汽车电子和信息技术应用主要包括：汽车动力传动电子控制：发动机电控技术、自动变速控制技术、巡航控制、自动驾驶控制技术、混合动力及其控制技术。汽车底盘电子控制技术：电子稳定控制系统、防抱死制动系统、牵引力控制、电动助力转向系统、主动悬架控制。汽车车身电子控制技术：车身控制器、安全气囊、电动座椅、空调控制、车门锁控制。汽车媒体与信息系统技术：媒体系统及网络、定位导航系统、网络及通信系统、车载数据

3、库。汽车电子控制与信息基础技术：车用传感器、控制执行机构、专用大功率半导体器件、车用微控制器芯片、汽车线束与接插件、汽车总线网络、车用嵌入式操作系统。汽车电子控制与信息系统技术产品化相关技术：系统开发与检验流程、生产工艺流程与质量保障体系、开发调试与实验系统、产品检验实验规范、实验与经验数据积累。随着电子控制与信息技术的大量应用、智能化程度的不断提高，使汽车与机器人一样成为一个复杂的机电一体化系统。在汽车电控与信息技术的研究开发中，借鉴机器人的理论成果和技术方法，可以提高工作效率和技术创新能力。2汽车行业与机器人技术汽车行业相关技术可

4、以分为汽车生产过程的技术和汽车车载技术两个主要方面。在汽车生产过程中广泛使用工业机器人(工业机器手)，典型的应用有：生产线上的焊接机器手、组装机器臂、仓储机器人等。在汽车车载的控制以及信息系统中，亦有一些机器人相关技术的应用或与机器人技术交叉的技术领域。有很多与机器入研究相关的单位和项目组从事汽车自动驾驶或智能巡航项目的研究，就是因为其技术和研究的问题相关性很大，很多技术是相同的。另外，在汽车安全性试验等方面也有机器人技术的应Hj。随着汽车电子控制技术和信息技术的不断发展，和汽车自动化智能化水平的不断提高，尤其是在智能交通环境下智能车

5、辆的发展中，传统的的机器人研究的技术或核心内容，在汽车上的应Hj将越来越广泛。汽车交通自动化的追求目标之一，就是自主车智汽车。实际上，一个自主的智能汽车就162第四届全国先进制造装备与机器人技术论文集相当于一个轮式行走机器人。目前，汽车电子控制系统中的信息感知技术、执行机构技术、分布控制单元间的通信技术、路径规划以及人机交互技术方面，有很多是与机器人技术研究领域相通的。借鉴机器人技术的研究成果，对开发汽车电子控制技术将具有很大的促进作用。3机器人技术在汽车电子控制系统中的应用为实现适应道路情况、使驾驶人员舒适、行车安全快捷的汽车控制系

6、统，汽车控制系统需要感知道路环境，能够实现多种自动控制、半自动控制和手动控制(操纵)；另外，还包括驾驶人员意图的识别、故障情况下的跛行、路径规划等能力。这些都是经典机器人技术研究的领域。3．1道路环境的感知汽车的性能要求越来越高。为提高汽车自动换档的品质、行使安全性：道路通过性、乘员舒适性，要求汽车变速器控制单元、电子稳定性控制程序、牵引力控制单元、主动悬架控制单元能够感知道路环境特性，以便形成适应道路特征的控制策略。自主机器人对环境的感知技术和一些经典方法都可以经过改造后用于汽车电子控制系统的道路环境信息获取。图像视觉技术、可以用于

7、汽车通过图像传感器获取道路障碍物、分道线位置、道路标示以及道路形状等信息。汽车智能巡航和自动驾驶系统中已经应用了这样一些技术。超声、红外感知技术也在智能巡航、倒车报警系统、自动驾驶系统中有所应用。但在汽车上的这类技术的需求与机器人中的需求也有不同之处。一个是价格上：汽车行业要求非常严格，主要靠量产规模实现获利，而机器人生产很少有规模较大的，其单体价格较高：另外汽车实用行驶速度高，比目前一般机器人行使速度高很多，对算法以及硬件的响应时间有更高的要求，但一般来说要求的精度不是很高。使用的目标和使用人员上也有不同。这些都是借鉴机器人感知技术

8、时要充分考虑的。3．2驾驶者意图的识别及目标规划汽车作为一个独立系统，其外界的输入有两个方面，一个是道路环境，一个是驾驶操纵命令。对使用人员的意图的识别和形成适当的控制目标是提高汽车性能主观评价的重要技术。这里包括车与人