光电鼠标传感在汽车领域中的应用研究

张洋海

摘 要：光电鼠标集数字图像技术与高分辨率成像技术于一体，是鼠标研究的一项突破，以其独有的价格和技术优势受到了人们的欢迎。光电鼠标传感器技术在各个领域都有着广泛的应用，其测量精度高、价格低廉、体积小，可以实现多种用途，光电鼠标传感技术的可靠性既得到厂商和消费者的认可，又使国内的光电科技企业迎来了新的发展机会。该文主要针对光电鼠标传感技术在汽车上的应用进行分析。

关键词：光电鼠标传感技术 汽车 应用

中图分类号：TP212.9 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）12（c）-0021-02

随着汽车技术的蓬勃发展与汽车工业化的逐渐成熟，光电鼠标传感技术在汽车领域也得到了广泛的应用。光电鼠标传感技术的可靠性既得到厂商和消费者的认可，又为国内的光电科技企业迎来了新的发展机会。该文从光电鼠标传感技术的原理、特性，光电鼠标传感技术在汽车上的应用以及光电鼠标传感技术未来发展方向几个方面进行阐述。

1 光电鼠标传感技术原理及特性

光电鼠标传感技术是把现代高分辨率成像技术和数字图像处理技术集为一体的新型技术，是鼠标技术的一次革命。因为具有独特的技術和价格优势，被选为计算机的标准配置。

光电鼠标与机械鼠标最大的区别是其定位方式不同。光电鼠标包括成像系统、信号处理系统、接口系统三部分。其工作原理是：在光电鼠标下部有一个发光二极管，通过该发光二极管发出光线，照亮光电鼠标的底部表面。然后将光电鼠标底部表面反射回的一部分光线，经过一组光学透镜，传到光感应器件内成像。这样，当光电鼠标移动时，其移动轨迹便会记录成一组高速拍摄的连贯图像。最后利用鼠标内的数字微处理功能对移动轨迹上的图像进行分析处理，根据不同位置来分析，从而判断鼠标的移动方向和距离，完成定位。光电鼠标的特性是具有两个技术参数，一个是分辨率，一个是采样频率。

2 光电鼠标传感技术在汽车上的应用

2.1 在车速测量上的应用

光电鼠标测量是通过鼠标位移与真实的物理位移之间存在的光学透镜造成的实物与成像之间的比例实现的。鼠标通过改变自身的分辨率，变鼠标近距成像为远距成像，从而达到其在汽车上的应用。光电鼠标的图像处理技术全部采用半导体技术，科技含量高，鼠标的重量和体积都很小，在汽车测速应用中使用十分方便。由于光电鼠标技术能够通过对相关数据的利用，自如地进行图像的采集处理和数据的输出。开发应用又特别简单，在汽车应用上容易实现。有学者针对光电鼠标底部应用了相机变焦镜头进行试验，设定了鼠标输出值，结果显示，鼠标路面距离与采样范围呈正比，采样范围越大，那么对于鼠标移动距离的要求也更高，如果实施的是远距成像，在光线不足的情况下，就需要采取其他的照明方式。光电鼠标采样面较小，特征点较差，对于均质面的适应力较差。汽车在行使过程中，路面是非常粗糙的，每一点特征与其他的点都有着显著的区别，这一点已经通过实验证实。

2.2 在倒车后视镜上的应用

光电鼠标传感技术在倒车后视上的应用与现有的倒车后视装置有所不同，光电鼠标是通过图像传感器对车身位置及方向进行测量定位来实现的。现有后视装置显示屏上看到的环境与实际车身位置是隔离的，驾驶员不能在显示屏上看到整个车身与周围环境的关系。而光电鼠标传感技术克服了现有后视装置的不足，利用图像传感器对车身位置及方向进行全方位的跟踪定位，并根据倒车过程中传感器的变化，准确地计算出车身的位置及方向，给出坐标，再利用追踪模型的摄像机对车后环境拍照，准确地得到车身位置与周围环境的照片。使倒车后视更准确可行。

2.3 在ABS、ESP上的应用

汽车防抱死制动系统ABS是通过反复运作来达到优化制动，使汽车在制动过程中良好地运行。现有的ABS使车辆只能测量轮速，通过轮速来测量车速，在一定程度上影响ABS的使用效果。把光电鼠标传感技术应用到ABS系统来测量车速，能够通过图像传感器、光学透镜全方位准确地把位移数据转化为速度。

在ESP上的应用，通过对车身纵向或横向图像传感器的设置，来测量加速度的变化，加速度一致没有位移时，车身处于前行直线运动；当测量出横向具有加速度时，车身伴有侧向滑动；当车身具有纵向加速度时，车身就有横向变化。在两点纵向加速度值出现差别时，那么数值大的一边就会在外侧旋转，在实际的应用过程中，需要根据车身横向宽度以及位移差来确定旋转角度。

实验显示，为了获取到最为理想的制动效果，需要将滑移率控制在15%～20%。但是，精确测量车速传感器的价格是非常高的，多数车辆只能够测轮速，再利用轮速来估计车速，将车速与轮速简化测量，这会影响到ABS的应用效果。

3 光电鼠标传感技术在汽车应用上的发展方向

由于环境的变化和人们环保意识的增强，汽车光电技术的革新势在必行。未来汽车的发展方向一定会更安全、环保和便捷。

首先，传感器更加精确。从现有汽车领域对光电器件的应用上不难看出，将来，雷达技术和彩色摄像装置的应用，会使传感器在汽车上的应用更加准确。

其次，光电传感器的普遍应用。光电传感具有与人眼相似的特性，对于汽车应用来说，事关重大。

4 结语

光电传感技术是汽车领域的重要组成部分。光电传感技术已经在传感器、红外线、雷达方面有了很大的发展，但在能源利用上还存在欠缺。新能源汽车相应政策的推出，给光电传感技术带来了新的发展契机，也为技术人员和厂商提供了新的发展方向。而光电鼠标技术的核心——图像处理技术会得到更大的发展。未来的光电传感器体积会更小，价格更便宜，而测量准确度会更高，在将来的汽车应用上发挥更大的作用。

参考文献

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