【課件】2-3 車聯(lián)網(wǎng)傳感技術(shù)

車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用能力模塊二車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)任務(wù)三車聯(lián)網(wǎng)傳感技術(shù)導(dǎo)入路的精準(zhǔn)感知是實(shí)現(xiàn)車路協(xié)同，構(gòu)建智慧公路的前提和基礎(chǔ)，也就是通過車上配置各種傳感器，實(shí)現(xiàn)周邊環(huán)境的數(shù)字化，便于進(jìn)一步進(jìn)行AI的決策和處理，可以說(shuō)沒有準(zhǔn)確的道路感知，車路協(xié)同只能實(shí)現(xiàn)一些基本的信號(hào)控制、碰撞預(yù)警等最簡(jiǎn)單的功能，只有實(shí)現(xiàn)道路的全域數(shù)字化，構(gòu)建真正的智慧公路，才能讓車路協(xié)同大放異彩。接下來(lái)的內(nèi)容將展示傳感器的妙用。新授Newteaching1目錄一、傳感器的定義及分類二、車路協(xié)同傳感器技術(shù)三、傳感器技術(shù)在車路協(xié)同中的應(yīng)用一、傳感器的定義及分類

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB7665-87對(duì)傳感器下的定義是：“能感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號(hào)的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成”。

傳感器是一種檢測(cè)裝置，能感受到被測(cè)量的信息，并能將檢測(cè)感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。二、車路協(xié)同傳感器技術(shù)

車路協(xié)同系統(tǒng)基于通信技術(shù)構(gòu)建路側(cè)多節(jié)點(diǎn)之間，車-車之間的連接，將整個(gè)交通體系的人、車、路等參與者構(gòu)建為一個(gè)整體，實(shí)現(xiàn)人-車-路等重要交通要素之間的交互和協(xié)作。車路協(xié)同系統(tǒng)二、車路協(xié)同傳感器技術(shù)（一）車路協(xié)同感知體系簡(jiǎn)介

車路協(xié)同感知在結(jié)合現(xiàn)有的智能交通感知設(shè)備的基礎(chǔ)上，增加了更加精密的路側(cè)感知設(shè)備、車載感知設(shè)備和5G移動(dòng)大數(shù)據(jù)。二、車路協(xié)同傳感器技術(shù)

激光雷達(dá)的工作原理是利用可見光和近紅外光（多為950nm波段附近的紅外光）發(fā)射一個(gè)信號(hào)，經(jīng)目標(biāo)反射后被接收系統(tǒng)收集，通過測(cè)量反射光的運(yùn)行時(shí)間而確定目標(biāo)的距離。另外，目標(biāo)的徑向速度，可以由反射光的多普勒頻移來(lái)確定。1.激光雷達(dá)

激光雷達(dá)是激光技術(shù)與現(xiàn)代光電探測(cè)技術(shù)結(jié)合的先進(jìn)探測(cè)方式，由發(fā)射系統(tǒng)、接收系統(tǒng)、信息處理等部分組成。（二）交通感知傳感器二、車路協(xié)同傳感器技術(shù)

毫米波雷達(dá)的工作原理是雷達(dá)通過天線向外發(fā)射毫米波，接收目標(biāo)反射信號(hào)，經(jīng)后方處理快速準(zhǔn)確地獲取汽車周圍的物理環(huán)境信息（如汽車與其他物體之間的相對(duì)距離、相對(duì)速度、角度、運(yùn)動(dòng)方向等），然后根據(jù)所探知的物體信息進(jìn)行目標(biāo)追蹤和識(shí)別分類，進(jìn)而結(jié)合車身動(dòng)態(tài)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，最終通過ECU進(jìn)行智能處理。2.毫米波雷達(dá)

毫米波雷達(dá)主要由信號(hào)發(fā)射天線、信號(hào)接收天線、射頻收發(fā)通道及數(shù)據(jù)處理單元構(gòu)成。（二）交通感知傳感器二、車路協(xié)同傳感器技術(shù)

車載攝像頭工作原理：攝像頭電源接在倒車尾燈上，當(dāng)掛入倒檔時(shí)，像頭同步供電進(jìn)入工作狀態(tài)，把收集到的現(xiàn)頻信息通過無(wú)線發(fā)射器發(fā)送給置于車前端的無(wú)線接收器，接收器把視頻信息通過AVIN接口傳給GPS導(dǎo)航儀。這樣，當(dāng)接收器收到信號(hào)后，無(wú)論Gps導(dǎo)航儀處于任何一種操作界面，都會(huì)把液晶屏優(yōu)先提供用于倒車影像視頻。3.視頻攝像機(jī)

視頻攝像機(jī)是在智能交通系統(tǒng)中應(yīng)用最為普遍的感知設(shè)備。隨著自動(dòng)駕駛技術(shù)的不斷發(fā)展，視頻攝像機(jī)也被廣泛運(yùn)用在自動(dòng)駕駛車輛上。伴隨視覺處理技術(shù)的進(jìn)步，可以使視頻處理出的有效信息倍增，從而更好地辨別道路上的標(biāo)識(shí)、行人等信息。（二）交通感知傳感器二、車路協(xié)同傳感器技術(shù)

車載傳感器是汽車計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的輸入裝置，通過對(duì)車身狀態(tài)信息的采集，傳輸?shù)娇刂茮Q策單元，分為傳統(tǒng)基礎(chǔ)傳感器與自動(dòng)駕駛傳感器兩大類。其中，自動(dòng)駕駛傳感器是智能汽車最為重要的硬件系統(tǒng)部分，在這一大類中，激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)和車載攝像頭是車載感知設(shè)備的主要選項(xiàng)。（三）車載傳感器二、車路協(xié)同傳感器技術(shù)

在應(yīng)用層面，車載攝像頭目前技術(shù)成熟，物體識(shí)別度高，適用于行車輔助監(jiān)控、駐車輔助、乘車人員監(jiān)控等等。（三）車載傳感器

激光雷達(dá)可以結(jié)合IMU與高精度地圖等手段進(jìn)行精準(zhǔn)定位。

車載毫米波雷達(dá)主要應(yīng)用在主動(dòng)安全功能以及行車的縱向功能上，適用于AEB、FCW、BSW、LCA、ACC、LKA等多個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景。

超聲波雷達(dá)由于檢測(cè)距離比較短，通常安裝在車身的兩側(cè)以及后端，主要應(yīng)用于倒車和泊車輔助相關(guān)功能。二、車路協(xié)同傳感器技術(shù)

近年來(lái)，隨著深度學(xué)習(xí)技術(shù)的興起和發(fā)展，在車路協(xié)同領(lǐng)域，有研究技術(shù)提出了使用路側(cè)視覺傳感器來(lái)捕捉道路信息，將道路信息再反饋給行車以及周圍的智能汽車，用以輔助自動(dòng)駕駛的方法。（三）路側(cè)傳感器三、傳感器技術(shù)在車路協(xié)同中的應(yīng)用智能車載感知技術(shù)智能路側(cè)感知技術(shù)在車路協(xié)同中，傳感器技術(shù)可稱為智能感知技術(shù)。智能感知技術(shù)三、傳感器技術(shù)在車路協(xié)同中的應(yīng)用

智能車載感知技術(shù)，通過在車輛出廠時(shí)對(duì)其安裝傳感器，利用這種車載傳感器進(jìn)行感知車輛的行駛狀況，系統(tǒng)對(duì)車輛的各種行駛狀況進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，與正常合理的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，檢驗(yàn)車輛是否有產(chǎn)生危險(xiǎn)的可能性。

例如車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行速率嚴(yán)重低于正常車輛發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行速率，系統(tǒng)立即將數(shù)據(jù)處理并利用信號(hào)控制將信息反饋至車主本身，進(jìn)而提醒車主謹(jǐn)慎行駛車輛至安全區(qū)域并進(jìn)行維修，避免交通事故的產(chǎn)生。三、傳感器技術(shù)在車路協(xié)同中的應(yīng)用

第二種即為智能路側(cè)感知技術(shù)，即在各個(gè)交通道路安裝傳感器及監(jiān)控錄像等，實(shí)時(shí)感知車輛在行駛過程中所產(chǎn)生的各種問題并對(duì)其進(jìn)行定位；

如果車主在行駛過程中產(chǎn)生了違章行為，路側(cè)系統(tǒng)會(huì)實(shí)時(shí)將其記錄并反饋至最近的交通中心，若此道路覆蓋有交通錄像設(shè)備，即會(huì)立刻將車主的車輛和所產(chǎn)生的違章行為直接在錄像中呈現(xiàn)。隨堂討論P(yáng)racticeontheclass2隨堂討論1、請(qǐng)簡(jiǎn)單描述傳感器在車路協(xié)同中的應(yīng)用。2、請(qǐng)查閱