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有读书笔记Use of vehicle magnetic signatures for position estimation

唐唐 添加于 2011-10-25 05:13 | 2091 次阅读 | 0 个评论

  •  作 者

    Taghvaeeyan S, Rajamani R

  •  摘 要

    This letter analyzes the magnetic signatures of cars and investigates the use of anisotropic magnetoresistive sensors to estimate the relative position of a vehicle from its magnetic signature. Theoretical analysis and experimental measurements both show that vehicle magnetic field has a first order inverse relationship with distance at small distances. However, the parameters in the magnetic field-distance relationship vary significantly with the type and size of car. A sensor system consisting of 2 magnetoresistive sensors and an extended Kalman filter can adaptively estimate these parameters in real-time. Experimental results from tests with various vehicles show that the developed sensor system can reliably estimate vehicle distance from magnetic field measurements.

  •  详细资料

    • 文献种类: Journal Article
    • 期刊名称: Applied Physics Letters
    • 期刊缩写: Appl. Phys. Lett.
    • 期卷页: 2011年  第99卷 第13期 134101页
    • ISBN: 0003-6951

  • 学科领域 工程技术 » 材料科学

  •  所属群组

    工程学综合  

  • 相关链接 DOI URL 

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    磁场传感器可探测车距避免碰撞
    据美国物理学家组织网10月19日报道，美国明尼苏达大学的研究人员开发出一种通过车辆磁场测量车距的装置。装有这种设备的汽车就如同有了“触须”一样，能够“感觉”到自己与附近6米内其他车辆的距离，从而避免发生事故。相关论文发表在最新一期的《应用物理学快报》（APL）杂志上。
     
    负责该项研究的泰格·伍彦和雷杰·玛米发现每辆车上都有磁场，不但轮毂、发电机、空调系 统、扬声器上带有磁场，发动机缸体、变速箱、传动系统等这些金属部件同样也具有磁性。并且，在较小范围内，车辆间距与磁场大小成反比关系。这或许能为近距 离车距的测量提供一种全新的方法。为证实这一设想，研究人员对不同类型的车辆进行了实验，结果发现在6米范围内，车辆磁场与车距间存在明确的相关性。
     
    根据这一原理，研究人员开发出了一种名为各向异性磁阻（AMR）传感器。它包含一个具有镍铁涂层的硅片，能够检测到路过车辆对周围磁场产生的影响，从而估算出车辆之间的距离。虽然该技术此前曾被用于测量交通流量，但将其用于测量车距还是第一次。
     
    不过研究人员随后发现，车距并不是影响磁场变化的唯一变量，车辆的类型、大小以及位置等因 素都与此相关。要在不知道其他变量的情况下估算车辆的位置，就要使用两个各向异性磁阻传感器并采用一种适应算法。这样只要驶来的车辆近道足以影响两个传感 器时候，根据两个传感器数据就能准确估算出本车的位置，从而不受车辆类型、大小和位置的干扰。
     
    研究人员称，这种传感器能快速检测到即将发生的碰撞并通过中控系统让车辆内部的设备作出反应，如收紧安全带、打开安全气囊等，从而能最大限度地保护驾驶员和乘客的安全。在这种传感器大规模商业化应用和普及后，其精度将获得进一步的提高。
     
    磁场测距并不是第一个被用于测量车距的技术，除此外还有雷达测距和激光测距等技术。但研究 人员称，与AMR传感器相比，它们有两个显著缺点：一是近距无效（至少要大于1米），二是成本较高（一套普通的雷达测距装置成本超过1000美元）。相比 之下，AMR传感器不但具有距离越近越精确的优点，价格上也更具优势（单个成本不到10美元）。（来源：科技日报 王小龙）
     
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