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车辆检测和速度跟踪-IJRPR
城镇规划的最重要方面之一是对车辆的检测和跟踪。在过去的十年中，人们对基于视觉的交通监控系统的关注得到了很多关注。速度监控和车辆检测可以有助于此。监视系统提供了各种数据，包括车辆，交通拥堵和车辆速度的数量。速度是交通事故的主要原因之一。如果您想知道汽车的行驶速度是否比允许的速度快，则可以从视频中提取帧并比较两个位置的速度。为了从背景中提取汽车，提供了许多算法。雷达系统历史上已被用于这些目的，尽管它们具有某些缺点。因此，已经开发了使用图像处理的多种使用图像处理的策略，以解决现在正在使用的系统中的缺点。[7]但是，可能影响这些图像处理技术的主要变量是照明，相机噪声和分支挥手。为了收集更多的车辆和交通数据，当前的研究旨在开发一个自动的车辆计数系统，该系统也可以检测速度。该系统将能够处理从道路上的固定摄像机记录的视频，例如安装在交通交叉路口 /交界处附近的CCTV摄像头，并计算在给定时间内通过位置的车辆数量。车辆速度监视在交通执法中起着重要作用。雷达的缩写是无线电检测和范围。雷达技术由雷达枪和雷达检测器组成，传统上是用于监视车速的。雷达系统产生的电磁能被转换为无线电波，可以将其引向大气并以光速移动，或者每秒3.08 x 108米，或每秒约186,000英里。雷达可用于检测对象并范围范围，或确定其与雷达系统的位置和距离，这要归功于这些信号的传输以及返回的能量的收集或返回的脉冲，这些脉冲在雷达传输路径中从对象中弹起。雷达使用一种现象，通过该现象，汽车相对于雷达的运动修改了返回信号无线电波的频率以检测物体的速度（例如，当带有固定雷达枪支的警官正在检测汽车移动的速度时）。当汽车接近雷达设备时，返回信号无线电波频率上升。然后，雷达枪可以使用这种频率转移来计算车辆的速度。多普勒效应是指该原理，该原理指出源相对于对象的相对运动会影响发射脉冲的频率与返回脉冲频率之间的差异。因此，可以通过测量传输和接收到的回声之间的脉冲特性差来确定对象的速度，而其距离可以通过测量检测返回脉冲所需的时间来确定其距离。这产生了称为径向速度的速度，该速度沿雷达指向的方向。要记住的一件事是，用于确定移动物品速度（例如汽车）的脉冲特性的变化将依赖于汽车与雷达的相对位置。
电动汽车电池的组件是什么
如今，人们越来越多地使用电动汽车来减少碳足迹，并减少了对全球变暖的贡献。这些车辆以电力运行，最大程度地减少污染及其影响。，但是您是否想知道是什么组成了电动汽车？由于技术的进步，汽车行业发生了重大变化，包括配备高级功能和环保技术的电动汽车的出现。许多汽车制造商现在正在发布自己的电动汽车型号，例如Wuling Gsev，它拥有最新的创新。随着电动汽车变得越来越普遍，必须了解其组件及其工作方式至关重要。电动汽车中的主要组件通常包括：1。**牵引电池组**：此组件将直流电（DC）存储给逆变器，从而为牵引电机提供动力。2。**功率逆变器或逆变器**：将直流电流转换为交流电流，它驱动牵引电机，并在再生制动过程中转换为直流电流，以充电电池。3。**控制器**：调节电池组从电池组到逆变器的能量流，它会根据驾驶员输入影响车速。4。**牵引电机**：驱动传输和车轮的关键组件，旋转高达18,000 rpm。每个电动汽车型号都有独特的组件布置，但是这四个是使它们起作用的主要构件。电动汽车的功率来自多个关键组件，包括大多数类型的BLDC电动机，但有些使用冰型牵引电机。充电器是另一个至关重要的部分，将AC电力转换为直流电池组中的存储。它使用车载或板外充电器，并具有各种小费。传输充当电动机的电源调节器，类似于传统的汽车变速器。电动汽车的关键组件是直流转换器，它将高压电池电流降低到其他组件所需的较低电压。这可以使设备平稳运行，并在充电过程中提供稳定的电流和电压。除了主要电源外，辅助电池还为刮水器，空调和警报等配件提供备用电源。热冷却系统调节电动汽车及其组件中的温度，从而防止长时间使用时过热。这些基本零件之一是充电器锅，这是一个有用的功能，可连接外部电源在充电过程中为电池组充电。围绕电动汽车电池材料采购的原始文本，例如来自澳大利亚，智利和中国的锂，来自刚果的钴，涉及劳动力问题，来自印度尼西亚和菲律宾的镍，迅速需要进行可持续的回收实践。这些因素设定了探索创新的阶段，例如回收和替代材料的进步，可以减轻环境问题并提高车辆性能。电池功能依赖于包括电解质在内的各种组件，这些组件可能构成火灾危害。固态电解质提供更安全的替代方案，从而提高了能源效率。有效的BMS可以增强电池的寿命和安全性。斯坦福大学的一项2022年研究表明，固态电池可以彻底改变电动汽车技术。电池管理系统（BMS）监视和管理电池性能，确保安全操作并优化充电周期。电动汽车电池电池主要使用锂离子技术，包括多种材料。阴极材料包括氧化锂，磷酸锂，镍锰钴和镍钴铝，每种含有独特的性能特征。阳极材料由石墨和基于硅的材料组成，前者具有稳定性和电导率。电解质通常是溶解在有机溶剂中的锂盐，而聚乙烯和聚丙烯等分离剂可预防短路。材料的选择会根据性能需求和制造商的喜好而变化，从而影响成本，效率和环境影响。研究表明，固态电解质的进步可以进一步提高安全性和能量密度，并有可能改变电动汽车技术。组成电动汽车电池电池的材料在效率，安全性和性能中起着不同的作用。选择右分离器可以提高电池性能和安全性。导电添加剂通过利用碳黑色和导电聚合物等材料来提高总体电导率，尤其是在缺乏自然电导率的组件中，提高了电导率。这种离子电导率对于能量传递至关重要，并且通过在电池内保持电荷分离来防止短路。电解质通过离子在阳极和阴极之间的移动中促进电流的流动，从而实现了有效的能量存储和释放。它们通常由液体或凝胶状物质组成，这些物质含有在充电和放电过程中在正极和负电极之间移动的离子。此外，电解质有助于热管理，有助于调节电池运行过程中产生的热量。所使用的电解质类型会影响整体寿命，并且可以通过最大程度地减少腐蚀和电极降解来显着改善循环寿命。固态电解质正在探索，以替代传统液体电解质，以增强寿命。导体和分离器在确定电荷流量的效率和防止短路的效率方面起着至关重要的作用，从而影响电池性能。导体促进电子流，增强能量密度以及冲击电荷和放电速率，而分离器则防止短路，保持离子流量并影响整体电池安全。但是，随着锂离子电池对这些车辆的至关重要，预计这将上升。钴的提取主要集中在刚果民主共和国（DRC），约占全球钴生产的70％。矿物质通常是作为该区域铜矿开采的副产品获得的。澳大利亚和俄罗斯也为钴供应做出了贡献，但程度较小。根据国际能源机构的说法，对钴的需求将增加，因为它在锂离子电池中至关重要，预计供应需求可能会超过当前提取率。人权和道德采购问题是与钴采矿有关的重要主题，尤其是在刚果民主共和国。镍提取区包括印度尼西亚，菲律宾，加拿大和澳大利亚。印度尼西亚已成为最大的镍出口商，由其后矿石沉积物驱动。菲律宾以其镍矿而闻名，并且由于环境法规而产生的生产率混杂。加拿大也拥有大量的镍资源，尤其是在安大略省和魁北克省。澳大利亚是全球领导者，硫化物和后矿物的镍产量广泛。截至2021年，全球镍产量超过250万吨，这是由于对电动汽车电池的需求而大大推动的。随着电动汽车市场的扩大，环境可持续性和镍的回收越来越重要。与采购电动汽车电池材料相关的挑战包括环境问题，地缘政治风险，供应链问题和道德采购问题。这些挑战是由电池所需的材料的提取和处理引起的，由于栖息地破坏，缺水和污染而影响干旱地区的当地社区。地缘政治风险是指提供关键电池材料的国家的政治不稳定。钴的很大一部分来自刚果民主共和国，该共和国面临着持续的冲突和治理问题，破坏了供应链并在市场价格中产生波动。这些破坏会阻碍制造商始终如一地生产电动汽车的能力。供应链问题与可能影响材料可用性的破坏有关，这是由自然灾害，政治事件或运输挑战引起的。COVID-19大流行展示了供应链中的漏洞，导致延误和成本增加。随着电动汽车市场的扩大，环境可持续性和镍的回收越来越重要。电动汽车制造商面临着限制市场竞争力的越来越多的需求，而消费者越来越要求在采购实践中透明度，以解决诸如劳动剥削和与钴开采相关的危险工作条件等道德问题。电动汽车电池材料的生产具有重大的环境影响，包括资源提取，能源消耗，产生废物和化学污染。锂，钴和镍的资源提取导致栖息地破坏和生物多样性丧失，如南美锂三角形所见，水耗水会影响当地社区。能源消耗会导致温室气体排放，研究表明每千瓦时生产的每千瓦时高达200千克二氧化碳等效排放。采矿作业产生的废物会产生有毒的尾矿，可污染土壤和水源，而重金属和溶剂的化学污染对人类健康和生态系统构成风险。要应对这些挑战，电动汽车制造商必须优先考虑可持续生产方法，以最大程度地减少环境影响并改善电动汽车的生命周期。如何制作电动汽车电池。锂开采对环境有几种负面影响，包括栖息地破坏，水资源消耗，土壤污染和非本地物种的引入。这些影响可能导致生物多样性和生态系统破坏减少。为了减轻这些问题，通过技术进步，回收计划，可持续采购和监管框架在电池生产中正在努力。在此处，此处的文章推动了可持续的电池生产实践的推动，使政府在全球实施规定，以减少排放和回收目标。欧洲联盟的电池指令旨在通过激励使用可再生材料而在维珍材料上使用可持续的材料来确保电池的可持续设计，生产和回收。研发计划致力于创建创新的电池技术，例如钠离子或固态电池，这有望减少环境破坏的材料提取和加工。新的研究投资正在为更能提高效率和寿命的更具能量的电池铺平道路，从而降低了替代频率。该行业的利益相关者合作，以减轻环境损失，确保电池技术的可持续未来。电动汽车电池材料的新兴趋势集中在高级技术，可持续性和性能改进上。固态电池利用固体电解质，增强安全性和能量密度。锂硫电池提供更高的理论能量密度，可能导致范围更大的较轻的电池。越来越优先考虑回收。回收计划从二手电池中收回有价值的金属，旨在到2040年提供25％的世界锂需求。但是，批评家强调需要有效的法规和基础设施以确保可持续实践。减少对锂之类的关键矿物质的依赖对于可持续的未来至关重要，研究人员正在探索替代材料以实现这一目标。钠离子电池，固态电池，锂硫电池，基于石墨烯的材料和有机电池是正在研究的选择。例如，钠离子电池在取代锂离子技术方面表现出令人鼓舞的结果，以较低的成本提供竞争性能。固态电池利用固体电解质而不是液体电池，从而提高了安全性和能量密度。锂硫电池表现出由于硫的丰度和低成本而导致的高能量。基于石墨烯的材料正在研究其出色的电导率和机械性能。技术的进步有望通过提高电池的寿命和效率来对环境产生积极影响。用碳基材料制成的有机电池提供了一种可环友好的替代品，可以使用可再生资源生产。由马里兰州大学于2020年进行的一项研究表明，有机材料可以创建可持续和具有成本效益的电池。这种方法旨在减少与传统电池组件相关的环境缺陷。研究人员正在探索不同的材料，以提高能量密度，使电池能够在较小的空间中存储更多的电源。固态电池，用固体材料代替液体电解质，提高安全性并延长寿命。有效的回收工艺从旧电池中回收有价值的材料，最大程度地减少了废物并减少对新资源的需求。电池管理系统中的智能算法优化了充电周期，延长电池寿命并防止过热。锂硫和钠离子等新的电池化学分配器提供了更高的能量能力，同时降低了少量少量材料（如钴）。可再生能源整合还通过存储太阳能或风能的多余能量在电池可持续性中起着至关重要的作用。创新材料，增强的回收，高级管理系统，替代化学和可再生能源整合的组合将显着增强电池的可持续性和性能。电池的主要组件是什么。汽车电池内有什么。
ADAS手册
本章探讨了自动驾驶研究的当前状态，这是在自动出租车要求的背景下设定的。根据开发团队的科学出版物和自我报告提供了全面的概述，研究了环境感知，自我感知，任务成就，本地化，合作，地图使用和功能安全等方面。虽然某些方法在很大程度上依赖于GPS和MAP数据等卫星系统，但很少关注环境感知和场景的理解。尽管近年来对自动驾驶的令人印象深刻的证明，但许多挑战仍未解决，尤其是在自动驾驶公共道路时。本书可深入了解高级驾驶员辅助系统（ADA）和自动驾驶的基本原理，技术细节和应用，涵盖了ADAS系统设计，高级材料，人工智能和可靠性问题等领域。以学术和行业专家的贡献为特色，该全面参考将读者彻底了解ADA的各个方面，突出了未来的研究和发展的关键领域。作者Yan Li博士是Intel Corporation的高级职员工程师，在微电总包装相关的技术解决方案以及质量和可靠性问题方面拥有丰富的经验。在此处给出的文章文本：Li博士参与了矿物质金属和材料协会（TMS），美国金属学会（ASM）和电子设备故障分析协会（EDFAS）等专业协会。此选择可能会对道路事故产生重大影响。她自2011年以来一直是TMS年度会议的组织者，也是综合电路国际物理与失败分析技术委员会成员（IPFA）。Li博士在微电子包装中发表了20多篇论文和两份专利，并共同编辑了一本关于3D微电子包装的书。Shi博士是Lyft 5级自动驾驶部门的主要硬件可靠性工程师。他在加入Lyft之前已经在半导体和消费电子产品上工作了15多年。Shi博士担任过各种职务，包括集成工程师，高级可靠性工程师，员工质量和可靠性工程师以及过程工程师。他获得了博士学位。德克萨斯大学奥斯汀分校的物理学博士学位和中国科学技术大学物理学学士学位。先进的驾驶员辅助系统（ADA）和自动驾驶汽车（AV）的潜在影响很大。通过减少危险的驾驶行为，交通拥堵，碳排放和成本，同时改善道路安全性和独立性，ADAS和AV具有重塑运输的潜力。但是，有许多挑战，包括新技术，非自动级零件的必要性以及现有自动级组件的新任务配置文件。给定的文本似乎讨论了影响运输，环境和安全的人类活动的各个方面。要点包括：日常生活涉及休息，社会联系或工作等个人需求之间的决策。至关重要的方面是随着自动化水平的增加而需要复杂的技术。温室气体，许多国家有计划在2050年到2050年达到零零排放的计划对美国温室气体排放的贡献最大自2020年成立以来，交通拥堵，碳排放和改善道路安全Lyft的自动驾驶部门已取得了显着的里程碑。 拥有超过100,000辆带薪骑手旅行，该平台现在是美国最大的公共自动驾驶商业平台之一[32]，Lyft也已开发了四代内部员工测试的自动驾驶车辆平台（图5）。 图像展示了由Lyft的5级部门设计的两辆自动驾驶汽车，该车建立在福特Fusion和FCA Pacifica模型之上。 尽管驾驶员辅助系统和自动驾驶功能取得了进步，但许多挑战仍然存在。 由SAE J3016 [33]定义的六级驾驶自动化框架突出了所涉及的复杂性（表1）。 随着自动化水平的上升，对高级技术（例如感知，计划和控制子系统）的要求也会增加。 感知子系统依赖于传感器来检测车辆外部的对象并将其定位在环境中。 典型的传感器包括相机，GPS，IMU，LIDAR，雷达等。 由于其优点和缺点，各种传感器的组合并不罕见。 [35]。温室气体，许多国家有计划在2050年到2050年达到零零排放的计划对美国温室气体排放的贡献最大自2020年成立以来，交通拥堵，碳排放和改善道路安全Lyft的自动驾驶部门已取得了显着的里程碑。拥有超过100,000辆带薪骑手旅行，该平台现在是美国最大的公共自动驾驶商业平台之一[32]，Lyft也已开发了四代内部员工测试的自动驾驶车辆平台（图5）。图像展示了由Lyft的5级部门设计的两辆自动驾驶汽车，该车建立在福特Fusion和FCA Pacifica模型之上。尽管驾驶员辅助系统和自动驾驶功能取得了进步，但许多挑战仍然存在。由SAE J3016 [33]定义的六级驾驶自动化框架突出了所涉及的复杂性（表1）。随着自动化水平的上升，对高级技术（例如感知，计划和控制子系统）的要求也会增加。感知子系统依赖于传感器来检测车辆外部的对象并将其定位在环境中。典型的传感器包括相机，GPS，IMU，LIDAR，雷达等。由于其优点和缺点，各种传感器的组合并不罕见。[35]。通过利用传感器数据和机器学习算法，对象进行检测，分类和跟踪（表2）。感知子系统的信息传递给了计划子系统，该计划子系统生成了具有特定目标位置和速度的投影路点。控制子系统然后根据此数据发送加速，制动或转向消息。这些自治子系统需要通过CPU和GPU实现的强大计算功能。各种架构在市场上共存，包括集中和分布式方法。热管理对于高级驾驶员辅助系统和由于涉及巨大的计算活动而具有自动驾驶功能至关重要。已经引入了液体冷却子系统，其中包含定制设计的冷板，并带有新的悬挂材料和过程（图6）。几家公司遇到了与热管理相关的类似技术挑战，例如冷板设计和热接口材料选择。冷板的屈曲或变形会对热性能产生负面影响，可能导致电短裤和火灾危害。系统中的制造过程或颗粒中的过多残留物会堵塞散热器并阻碍冷却液流动。实际道路上的拐角处对自动驾驶汽车构成挑战。为了减轻这些问题，公司正在广泛测试其系统，从而收集感知数据以离线训练机器学习模型。但是，此过程受到空气界面上数据传输速度的限制所阻碍。J. of CAV，2020年。J. of CAV，2020年。因此，许多组织在道路测试期间使用固态驱动器（SSD）来存储感知数据。由于SSD插入和去除的频率高，金属表面可能会磨损，从而冒着数据丢失的风险。在高级驾驶员辅助系统中使用非自动级组件和自主驾驶功能已节省了市场的时间，但引入了设计挑战。像DRAM内存之类的组件已被为这些应用所要求，但是它们在振动测试中通常会失败，从而导致系统故障。制造缺陷或材料选择不足也可能导致组件故障。在固定层损坏底盘和金属夹子在机箱上造成的隔热层损坏后，现成的单元（OT）单元失败。Shi等人的研究。[35]强调了将多个GPU并行结合到增强计算能力的潜在优势。这可以通过使用歧管整合单个水块来实现，从而简化冷却液环设计。典型的现成（OT）水块/EPDM垫圈/歧管系统由位于水块上的歧管组成，其中两个组件之间的EPDM垫圈夹在两个组件之间。拧紧后，螺钉会压缩EPDM垫圈，在歧管/螺钉上产生排斥力。但是，如图9a在温度周期式测试中，检测到歧管和水块之间的关节周围检测到冷却液泄漏。如图根据鱼骨图，主要假设表明，EPDM垫圈在高温下经历了压缩组和永久性塑性变形。由于其工作温度较低，因此这种现象对消费电子产品并不是一个关注。本研究中讨论的故障模式对自动驾驶汽车的组件和系统资格具有影响。与传统汽车平均每天驾驶不到一小时的驾驶不同，诸如机器人税之类的自动驾驶汽车的日常运营时间将大大更长。10a，这种增加的运营时间减少了达到10,000个小时数的年数。假设车速为每小时35英里（MPH），图。10b表明，随着日常运营时间的增加，自动驾驶汽车将在更少的时间内达到100,000英里。例如，如果一个机器人每天驾驶11个小时，则达到这一里程碑大约需要0.7年。此分析表明，从“数年”的角度来看，自动驾驶汽车的寿命可能比传统汽车的寿命短。这个结论与福特先前的说法保持一致，该声明预测车辆每四年将耗尽和压碎。将在以下各章中更详细地探讨基于任务配置文件的测试计划。作者旨在解决与高级驾驶员辅助系统和自动驾驶功能有关的硬件子系统设计，制造，测试和可靠性分析的出版物的有限可用性。AI和自动驾驶汽车的章节摘要：该系列审查了高级驾驶员辅助系统（ADAS）和自动驾驶汽车的应用。章节还涵盖了安全标准，方法论，挑战（边缘案例，重型尾部分配），公开可用的培训数据集，开源模拟器和验证过程。高级驾驶员辅助系统（ADA）依赖于各种技术，例如LIDAR，雷达，电化学功率系统和车载显示技术，以进行安全导航。对这些技术进行了审查，以分析其能力，挑战和应用。第1章探讨了LIDAR传感器的最新技术，涵盖了关键指标，例如检测范围，视野和眼部安全。讨论了各种激光雷达映射方法，包括机械旋转扫描仪和频率调节连续波（FMCW）LIDARS。第2章回顾了雷达技术，研究其体系结构，类别（单位，bistatic和多键雷达），波形设计以及FMCW雷达的链接预算分析。简化的示例用于说明主题。第3章侧重于ADAS车辆的电化学电源系统，讨论电池类型，化学，结构和过程。还提供了电池管理系统和故障模式分析，以及用于电池测试的行业标准的比较。第4章回顾了各种车载显示技术（LCD，TFT LCD，OLED，LED）及其架构。诸如光学性能，外观，集成和可靠性之类的要求，以及规范，功能，质量和验证等挑战。第5章探讨了数据中心使用的硬盘驱动器的当前状态和挑战。组件和材料，包括各种解决方案，以实现较高的面积数据密度，例如微波炉辅助磁记录和热辅助磁记录。工程师角色涵盖了产品生命周期的硬件可靠性的各个方面。它需要风险评估方法，例如FMEA，断层树分析和应力强度测试，加速且高度加速的生活测试技术以及用于数据分析的统计方法。此外，工程师需要执行故障分析并实施纠正措施，计算系统可靠性指标并评估可修复的系统。使用特定的硬件组件（例如相机，冷板和水块）有助于说明这些概念。章节“高级驱动器 - 辅助系统中的故障分析”深入了电子设备的分析流，讨论了各种电气测试技术，体格检查方法和材料表征程序。它涵盖了几种成像技术，包括I-V曲线跟踪和基于X射线的光谱法。本书还回顾了影响半导体套件的腐蚀机制，尤其是专注于铜和金球键。其他值得注意的来源包括B. Schlager等。此外，还简要概述了先进的驾驶员辅助系统和自动驾驶功能，以及对其他章节内容的审查。自动驾驶汽车对温室气体排放的影响，通过分析包括学术期刊和行业报告在内的各种来源进行了对自动驾驶汽车技术的最新进步的回顾。研究研究了2016年至2021年之间在Google Scholar上发表的论文，重点介绍了高级驾驶员辅助系统（ADAS），自动驾驶和硬件可靠性等主题。该评论强调了几项关键研究，其中包括N. Brese的一项研究，该研究在2019年在IEEE ECTC上提前了汽车电子技术。S. Sun等人进行了另一项值得注意的研究，他研究了MIMO雷达在2020年7月发表的IEEE Signal Processing Magazine文章中对ADA和自动驾驶的优势和挑战。该评论还涉及行业报告，例如2020年12月15日的Lyft新闻稿，该新闻稿宣布了其网络上的下一阶段的自动驾驶汽车。此外，从2020年2月11日起的LYFT报告讨论了经过Aptiv Technology提供100,000次自动驾驶骑行后吸取的经验教训。该研究提到了包括SAE J3016在内的几种标准和准则，该标准和指南提供了分类法和与驾驶汽车驾驶自动化系统有关的术语的定义。的最新传感器模型用于ADA/自动驾驶功能的虚拟测试，发表在SAE INT中。审查还检查了H. Shi等人的论文中讨论的Robo Taxis中的硬件可靠性。在2021年6月至7月的IEEE第71届电子组件和技术会议（ECTC）。另一个相关研究是由F. Chen进行的，他探索了自动驾驶汽车模块/组件的机器人税环境压力和故障模式的硬件可靠性资格。作者承认了几个人的贡献，包括Cruise的Fen Chen，他们分享了他的实验数据，以及提供语法检查的Angel Shi和Charlotte Shi。