智能自動駕駛車輛

智能自動駕駛車輛組員：夏敏思 潘海寧 周峰指導老師：劉曉軍

目錄2024/1/32第一節(jié)概述第二節(jié)開展歷程及現狀第三節(jié)根本功能子系統第四節(jié)Google實例第五節(jié)展望參考文獻第一節(jié)概述2024/1/33第一節(jié)概述2024/1/34車輛自動駕駛系統主要目的防止局部交通事故的發(fā)生提高道路利用率提高駕駛員方便性減輕駕駛員負擔實現車輛的平安高效行駛第二節(jié)開展歷程及現狀2024/1/35第二節(jié)開展歷程及現狀2024/1/362021年上海世博會期間，意大利帕爾瑪大學的無人駕駛電動汽車由意大利抵達上海。Google公司也于2021年推出自己的無人駕駛車GoogleFleet1，并已經成功試驗行駛了22萬5千多公里。第二節(jié)開展歷程及現狀2024/1/37實驗車型研發(fā)單位核心技術Navlab系列智能車美國卡內基梅隆大學視覺系統XLAB智能車Google公司環(huán)境三維建模、影像地圖技術ARGO實驗車意大利帕爾瑪大學低成本傳感器系統VAMP實驗車德國慕尼黑國防大學與奔馳公司合作環(huán)境識別系統Caravelle實驗車德國研究與技術部門與大眾公司合作多傳感器信息融合技術國外研究現狀第二節(jié)開展歷程及現狀2024/1/38實驗車型設計單位技術特點CITAVI系列自動駕駛汽車國防科技大學基于視覺導航，最高時速達75.6km/hJUTIV智能車吉林大學智能車輛體系結構，傳感器信息的獲取與處理，路徑識別與規(guī)劃ALVLAB智能車浙江大學具有跟蹤道路、避障、越野及岔路選擇等功能，支持臨場遙控駕駛THMR-V智能車清華大學結構化環(huán)境下的車道線自動跟蹤，復雜環(huán)境下的道路避障夸父一號智能車西安交通大學采用增強Gabor檢測的方法檢測車輛CyberTiggo自動駕駛汽車上海交通大學嵌入式視覺感知，基于環(huán)視的自動泊車系統，基于車聯網技術的多車協作國內研究現狀第三節(jié)根本功能子系統2024/1/39安全預警系統0102防撞系統03車道保持系統環(huán)保系統08緊急報警系統0605巡視控制系統自助導航系統0704視野擴展系統第三節(jié)根本功能子系統2024/1/3101.平安預警系統車輛安裝的車載設備，包括安裝在車身各個部位的傳感器、激光雷達、紅外雷達、盲點探測器、超聲波傳感器、電波雷達等設施具有事故檢測功能，由計算機控制，在超車、倒車、變換車道、雨霧天氣等容易發(fā)生事故的情況下，隨時以聲音、圖像等方式向駕駛員提供車輛周圍及車輛本身的必要信息，并可以以自動或半自動的進行車輛控制，從而有效的防止事故發(fā)生。第三節(jié)根本功能子系統2024/1/3111.平安預警系統車載設備還可以對駕駛員和車輛進行隨時檢測監(jiān)控，在必要的時候能發(fā)出警報信息，預防事故的發(fā)生。例如，監(jiān)測到駕駛員注意力不集中或者開始打瞌睡的時候，就提醒駕駛員注意，并采取相應措施。例如，在駕駛員飲酒過度的情況下鎖住發(fā)動機等等。第三節(jié)根本功能子系統2024/1/3122.防撞系統縱向防撞系統：通過安裝在車輛前后的雷達探測器或者激光傳感器等分別探測前后潛在的碰撞隱患或即將發(fā)生的碰撞事件，為駕駛員提供及時地回避操作指令，并自動控制車輛的加速，以保持適當的車輛間距，防止車輛與車輛、車輛與其它障礙物之間的正面或者追尾碰撞。比方，日產公司研制的防撞雷達，當汽車與前面的車輛接近太快的時候會提醒駕駛員。此外還有探測限速牌、自動緊急剎車等。第三節(jié)根本功能子系統2024/1/3132.防撞系統橫向防撞系統：利用車輛左右兩側的傳感器探測車輛兩旁的情況，從而為欲改變車道和駛離道路的車輛提供適當的側向平安間距，防止或減少車輛碰撞。交叉口防撞系統：交叉口是事故多發(fā)地點。該系統當車輛駛近交叉口時，判斷車輛是否有危險，據此控制車速，保證行車平安。第三節(jié)根本功能子系統2024/1/3142.防撞系統馬自達平安車距模型是一種自動控制的防追尾系統。它的功能是：在車輛正常行駛狀態(tài)下，系統關閉；當檢測到兩車之間車距小于閾值時發(fā)出警報；在發(fā)出警報后，假設駕駛員沒有采取行動那么系統啟動自動制動裝置，其數學模型如下：其中：v是本車車速，v0兩車相對車速,α1本車剎車減速度,α2前車剎車減速度,t1急速時間，t2剎車時間，d0允許兩車之間距離。第三節(jié)根本功能子系統2024/1/3153.車道保持系統該系統的作用主要是防止車輛偏移，其目的是當駕駛員疏忽時，保持車輛仍在控制下行駛。它采用警告系統告知駕駛員正在偏移，必要時，啟動自動控制裝置，自動控制轉向。裝有車道保持系統的汽車，可以自動的沿道路行駛，而不用駕駛員操作。當汽車行駛中偏離了車道，如果駕駛員沒有及時作出反響，系統會自動使汽車回到原來車道。第三節(jié)根本功能子系統2024/1/3164.視野擴展系統該系統也稱為視覺強化系統。車輛裝有檢測設備、屏幕顯示設備及計算機處理設備，加強黃昏、黑夜、雨霧天氣的視覺可知性，提高行車平安。美國通用公司研制的夜視系統如同電視機一樣，顯示屏的亮度可調，并且與是否開前照燈無關，迎面行駛的車輛也不會使系統失明。第三節(jié)根本功能子系統2024/1/3175.巡視控制系統該系統是在車道保持系統的根底上增加了雷達。雷達不斷測量本車與前車的距離，并計算出兩車的相對速度傳給車上的計算機，由計算機操縱節(jié)氣門和控制裝置，從而與前車自動保持平安距離，這樣，汽車就可以以較小的間距在車道上行駛。第三節(jié)根本功能子系統2024/1/318第四節(jié)Google實例2024/1/319第四節(jié)Google實例2024/1/3202021年4月，谷歌高調宣布其傳說中的自動駕駛汽車已經開了20萬公里并已經申請和獲得了多項相關專利。一旦它商品化，不僅像我們這些仍在駕照考試中掙扎的人會獲得全面解放，原本與車無緣的盲人、醉鬼也能享受福利！第四節(jié)Google實例2024/1/321激光雷達車頂的“水桶〞是自動駕駛汽車的激光雷達，它能對半徑60米的周圍環(huán)境進行掃描，并將結果以3D地圖的方式呈現出來，給予計算機最初步的判斷依據。第四節(jié)Google實例2024/1/322前置攝像頭谷歌在汽車的后視鏡附近安置了一個攝像頭，用于識別交通信號燈，并在車載電腦的輔助下區(qū)分移動的物體，比方前方車輛、自行車或是行人。第四節(jié)Google實例2024/1/323左后輪傳感器很多人第一眼會覺得這個像是方向控制設備，而事實上這是自動駕駛汽車的位置傳感器，它通過測定汽車的橫向移動來幫助電腦給汽車定位，確定它在馬路上的正確位置。第四節(jié)Google實例2024/1/324前后雷達谷歌在無人駕車汽車上分別安裝了4個雷達傳感器〔前方3個，前方1個〕，用于測量汽車與前〔和前置攝像頭一同配合測量〕后左右各個物體間的距離。第四節(jié)Google實例2024/1/325主控電腦自動駕駛汽車最重要的主控電腦被安排在后車廂，這里除了用于運算的電腦外，還有拓普康〔拓普康是日本一家負責工業(yè)測距和醫(yī)療器械的廠商〕的測距信息綜合器，這套核心裝備將負責汽車的行駛路線、方式的判斷和執(zhí)行。第五節(jié)展望2024/1/326第五節(jié)展望2024/1/327高速公路環(huán)境下的無人駕駛系統這類系統將使用在環(huán)境限定為具有良好標志的結構化高速公路上,主要完成道路標志線跟蹤、車輛識別等功能。這些研究把精力集中在簡單結構化環(huán)境下的高速自動駕駛上,其目標是實現進入高速公路之后的全自動駕駛。盡管這樣的應用定位有一定的局限性,但它確實解決了現代社會中最為常見、危險、也是最為枯燥的駕駛環(huán)節(jié)的駕駛任務。第五節(jié)展望2024/1/328城市環(huán)境下的無人駕駛系統與高速環(huán)境研究相比,城市環(huán)境下的無人駕駛由于速度較慢,因此更平安可靠,應用前景更好。短期內,可作為城市大容量公共交通(如地鐵等)的一種補充,解決城市區(qū)域交通問題,例如大型活動場所、公園、校園、工業(yè)園、機場等。但是,城市環(huán)境也更為復雜,對感知和控制算法提出了更高的要求。城市環(huán)境中的無人自動駕駛將成為下一階段研究重點。目前這類環(huán)境的應用已經進入到小范圍推廣階段,但其大范圍應用目前仍存在一定困難,例如可靠性問題、多車調度和協調問題、與其它交通參與者的交互問題、本錢問題、商業(yè)模型等。第五節(jié)展望2024/1/329參考文獻2024/1/330[1]宋振偉.基于FPGA的車輛自動駕駛系統的研究與仿真設計[D].哈爾濱：哈爾濱理工大學，2021.[2]呂峰.無人駕駛智能車控制系統的設計研究[D].西安：西安工業(yè)大學，2021.[3]汪明磊.智能車輛自主導航中避障路徑規(guī)劃與跟蹤控制研究[D].合肥：合肥工業(yè)大學，2021.[4]李陸浩.面向無人駕駛汽車的車道級導航研究