赛车中电子系统的是与非

技术分类: 测试与测量  电源技术  | 2007-12-10
Warren Webb,EDN技术编辑

  遥测的麻烦

  由于其特性,赛车中的实时遥测数据也存在着争议。通过正确的设置,车队人员甚至厂方专家都可以监控比赛中的车辆传感器,准备进站加油、策划其它的节油策略,甚至判断和排除引擎或机械故障。一般的遥测测量包括多轴加速度、温度、转速和机械偏移。通过双向遥测方式,专家可以在比赛中实时调整引擎的性能或空气动力学特性。管理组织现在对许可的遥测数据类型和数量作了标准化,大多数禁止双向遥测。

  嵌入式电子系统和软件在赛车中发展最快的一个方面是向车迷们送交实时赛车信息,渠道可

以是电视画面或通过互联网。嵌入系统设计者与广播商、赛车官员合作,设计出一些捕捉和显示实时统计数据的概念。这类系统多数都需要对每辆车的精确定位信息(见附文“实时跟踪:我的车在哪里?”)。NASCAR 已经在基于订阅的信息系统中处于领先地位,它可以使车迷们使用互联网上的定制视图,近距离地追踪赛车动向。例如,NASCAR PitCommand 订阅服务是一种基于 Java 的在线多媒体功能,车迷们可以在自己的计算机上跟踪任何一辆赛车或所有赛车的位置、速度和引擎转速,这些实时数据直接来自于每辆车上的遥测盒(图 3)。RaceView 是另一个 NASCAR 车迷数据提交的创新,它提供一种计算机应用程序,采用类似于流行赛车游戏中的三维动画方式(图 4)。车迷们可以选择一位驾驶者,或在现场所有驾驶者之间切换,跟踪他们通过赛道和修理站、警告标志、领跑交换,并观看驾驶者数据,如落后于领先者的实际位置、速度和时间。每个驾驶者有三种赛车视图,包括显示驾驶者前方以及被追逐车辆的 Lead View;显示上方空中视图的 Flyover View;以及从后方显示车辆以及驾驶者前面视野的 Draft View。PitCommand 和 RaceView 是 NASCAR 优惠订阅服务的一部分,每名赛车车迷的月费是 12.95 美元。

图3NASCARPitCommand功能可以让车迷们在自己的计算机上实时跟踪赛车位置速度和引擎转速


  虽然嵌入系统技术可能还存在争议,有些赛道还部分禁止使用,但也有一些比赛不仅允许使用电子系统,而且竞赛结果还只依赖于其性能。例如,通过一场资格赛的前20个团队将竞争于今年11月举办的 DRAPA(国防部先进技术研究计划署)城市挑战赛,第一名可获得200万美元现金奖,第二名为100万美元,第三名为50万美元。无驾驶员的机器人汽车将在位于加州Victorville军队训练基地的一个城市道路网上完成模拟的供给任务。车辆必须完全自动化,只能用 GPS(全球定位系统)和其自身传感器探测的信息。另外,车辆必须采用普通型号,或有已存档的安全记录,并遵守加州的驾驶法。DARPA 将在比赛开始前 24 小时提供道路网络,并在比赛开始前 5 分钟为每个团队提供一个文件,其中详细描述道路情况。

  机器人 SUV

图4RaceView为车迷们提供类似于赛车游戏中的三维动画从而可以在比赛中跟踪自己喜欢的车手


  卡内基梅隆大学(匹兹堡)的 Tartan Racing 是参加城市挑战赛的团队代表。它的参赛者名为 Boss,是一辆 Chevy Tahoe SUV,它有超过 30 万行代码用于城市和道路上的自动导航(图 5)。Boss 使用感知、计划和行为软件推理出交通情况,并采取适当的动作开向目的地。汽车装有十几台激光、摄像头和雷达,用于查看周围情况。软件与传感器技术使汽车能够远距离探测并跟踪其它车辆、在停车场寻找一个位置并停好车、遵守十字路口优先通过的规定、以一个安全距离跟随其它车辆,以及对动态情况做出反应,如道路堵塞或路面坏车。

图5来自卡内基梅隆大学的BossChevyTahoeSUV汽车将参加无驾驶员DARPA城市挑战赛

图6只靠太阳能供电的Nuna3赢得了2005年全长3021km的全球太阳能挑战赛平均速度为103km/hr


  全球太阳能挑战赛(World Solar Challenge)是另一项有趣的比赛,它极大地依赖于嵌入电子系统。该比赛要设计并建造一辆只用太阳光作能源而跨越澳大利亚的汽车。2005 年最后一场比赛中,获胜汽车穿越了从 Darwin 和 Adelaide 之间 3021 km 的距离,用时 29 小时 11 分钟,平均速度约 103 km/hr。这辆车名为 Nuna3,它采用高效率、三层砷化镓太阳能电池,这种电池一般用于为地球卫星提供电能(图 6)。来自荷兰 Delft 技术大学不同学科的 11 名学生设计并建造了这辆车。2007 年的比赛于10月举行,将采用新的规则以提高竞争性。官方将参加者的太阳能采集板限制在 6m2,驾驶者的进出不得起辅助作用,座椅位置必须垂直。另外还有很多新的安全要求。此外,竞赛者在穿越某一部分路线时必须遵守 130 km/hr 的新速度限制。

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