《智能網(wǎng)聯(lián)汽車概論》高職全套教學(xué)課件

模塊1走近智能網(wǎng)聯(lián)汽車模塊2智能網(wǎng)聯(lián)汽車環(huán)境感知系統(tǒng)模塊3智能網(wǎng)聯(lián)汽車計(jì)算平臺(tái)模塊4智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控底盤模塊5智能網(wǎng)聯(lián)汽車車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)模塊6智能網(wǎng)聯(lián)汽車導(dǎo)航定位模塊7-1智能網(wǎng)聯(lián)汽車先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)模塊7-2智能網(wǎng)聯(lián)汽車先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)模塊8智能網(wǎng)聯(lián)汽車智能座艙全套可編輯PPT課件

模塊導(dǎo)入智能網(wǎng)聯(lián)汽車作為汽車發(fā)展百年以來(lái)的重大變革,使汽車未來(lái)不再是單一的交通工具,而成為可移動(dòng)的智能空間,并最終實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛。智能網(wǎng)聯(lián)汽車與以往的汽車有什么本質(zhì)區(qū)別?智能網(wǎng)聯(lián)汽車是如何誕生的?其核心技術(shù)有哪些?在本模塊,讓我們一起走近智能網(wǎng)聯(lián)汽車。模塊一走近智能網(wǎng)聯(lián)汽車全套可編輯PPT課件

1●汽車技術(shù)發(fā)展歷程及趨勢(shì)2●智能網(wǎng)聯(lián)汽車的內(nèi)涵與分級(jí)3●智能網(wǎng)聯(lián)汽車體系結(jié)構(gòu)4●智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展規(guī)劃及關(guān)鍵技術(shù)1汽車技術(shù)發(fā)展歷程及趨勢(shì)1.1.1汽車技術(shù)發(fā)展歷程1.汽車的誕生與成長(zhǎng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《汽車、掛車及汽車列車的術(shù)語(yǔ)和定義第1部分:類型》(GB/T3730.1-2022)對(duì)汽車有如下定義:由動(dòng)力驅(qū)動(dòng)、具有四個(gè)或四個(gè)以上車輪的非軌道承載的車輛,包括與電力線相聯(lián)的車輛(如無(wú)軌電車),主要用于:載運(yùn)人員和/或貨物(物品);牽引載運(yùn)人員和/或貨物(物品)的車輛或特殊用途的車輛;專項(xiàng)作業(yè)或?qū)ｉT用途。1.1.1汽車技術(shù)發(fā)展歷程1.1.1汽車技術(shù)發(fā)展歷程“新四化”電動(dòng)化智能化網(wǎng)聯(lián)化共享化1.1.1汽車技術(shù)發(fā)展歷程電動(dòng)化是指汽車向著以新型能源作為驅(qū)動(dòng)力的新領(lǐng)域,是目前實(shí)現(xiàn)低碳化出行的最優(yōu)解決方案。智能化是指在汽車上搭載毫米波雷達(dá)、車載攝像頭、激光雷達(dá)等先進(jìn)傳感器設(shè)備,在電動(dòng)化的基礎(chǔ)上使車輛實(shí)現(xiàn)智能駕駛或者駕駛輔助,主要聚焦于智能駕駛和智能座艙兩大領(lǐng)域。網(wǎng)聯(lián)化是指通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù),將車與車、人、交通設(shè)施等之間信息進(jìn)行全面互聯(lián)融合。共享化通過(guò)共享與移動(dòng)出行服務(wù),優(yōu)化交通環(huán)境。智能網(wǎng)聯(lián)汽車(intelligentconnectedvehicle,ICV)作為汽車“新四化”發(fā)展和新科技革命的重要載體。1.1.1汽車技術(shù)發(fā)展歷程2.汽車電子技術(shù)的發(fā)展歷程(1)初級(jí)階段20世紀(jì)50、60年代，獨(dú)立電子零部件，簡(jiǎn)單的電子設(shè)備。(2)迅速發(fā)展階段20世紀(jì)70年代初到80年代中期，電子裝置。(3)智能化初步發(fā)展階段20世紀(jì)80年代中期到90年代中期，微型計(jì)算機(jī)，控制系統(tǒng)。(4)智能化、網(wǎng)聯(lián)化、自動(dòng)化發(fā)展階段20世紀(jì)90年代中期至今,網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)迅速發(fā)展,車輛的智能控制和網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。1.1.2汽車技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)2023年度中國(guó)汽車十大技術(shù)趨勢(shì)如下:(1)中央計(jì)算電子電氣架構(gòu)解決方案將實(shí)現(xiàn)重大突破。(2)360W·h/kg混合固液動(dòng)力電池將實(shí)現(xiàn)小規(guī)模量產(chǎn)。(3)車樁協(xié)同大功率超充(HPC)技術(shù)放量普及。(4)冗余轉(zhuǎn)向系統(tǒng)技術(shù)突破將滿足L3級(jí)以上自動(dòng)駕駛的控制需求。(5)千兆車載以太網(wǎng)將在多車型中實(shí)現(xiàn)前裝標(biāo)配。(6)高性能無(wú)線短距通信技術(shù)將實(shí)現(xiàn)上車搭載應(yīng)用。(7)鋁合金免熱處理一體化壓鑄技術(shù)應(yīng)用有望迎來(lái)快速增長(zhǎng)。(8)純固態(tài)Flash激光雷達(dá)將在補(bǔ)盲領(lǐng)域迎來(lái)量產(chǎn)。(9)70MPaIV型儲(chǔ)氫瓶將實(shí)現(xiàn)小規(guī)模搭載應(yīng)用。(10)混合動(dòng)力專用發(fā)動(dòng)機(jī)最高熱效率將突破45%。1.1.2汽車技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)未來(lái)3~5年中國(guó)汽車十大前沿技術(shù)如下:(1)高安全、高比能全固態(tài)鋰電池。(2)基于駕艙融合的智能計(jì)算芯片。(3)車路云一體化融合控制系統(tǒng)。(4)零碳內(nèi)燃機(jī)。(5)驅(qū)動(dòng)電機(jī)用新型軟磁材料。(6)智能網(wǎng)聯(lián)汽車場(chǎng)景數(shù)據(jù)庫(kù)。(7)智能電動(dòng)車用電子機(jī)械式線控制動(dòng)。(8)基于規(guī)則+學(xué)習(xí)的融合型決策算法。(9)智能駕駛操作系統(tǒng)。(10)高溫質(zhì)子交換膜(HT-PEM)燃料電池。2智能網(wǎng)聯(lián)汽車的內(nèi)涵與分級(jí)1.2.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車的內(nèi)涵與術(shù)語(yǔ)1.智能網(wǎng)聯(lián)汽車的內(nèi)涵智能網(wǎng)聯(lián)汽車是在一般汽車上增加雷達(dá)、攝像頭等先進(jìn)傳感器、控制器、執(zhí)行器等裝置,通過(guò)車載環(huán)境感知系統(tǒng)和信息終端實(shí)現(xiàn)與車、路、人等的信息交換,使車輛具備智能環(huán)境感知能力,能夠自動(dòng)分析車輛行駛的安全及危險(xiǎn)狀態(tài),并使車輛按照人的意愿到達(dá)目的地,最終實(shí)現(xiàn)替代人來(lái)做駕駛決策及操作的目的,如圖1-2所示。1.2.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車的內(nèi)涵與術(shù)語(yǔ)圖1-2智能網(wǎng)聯(lián)汽車的使用場(chǎng)景1.2.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車的內(nèi)涵與術(shù)語(yǔ)

《國(guó)家車輛網(wǎng)產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南(智能網(wǎng)聯(lián)汽車)(2023版)》中明確了智能網(wǎng)聯(lián)汽車的定義:智能網(wǎng)聯(lián)汽車是具備環(huán)境感知、智能決策和自動(dòng)控制,或與外界信息交互,乃至協(xié)同控制功能的汽車。1.2.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車的內(nèi)涵與術(shù)語(yǔ)2.智能網(wǎng)聯(lián)汽車的相關(guān)術(shù)語(yǔ)(1)智能汽車智能汽車是指通過(guò)搭載先進(jìn)傳感器等裝置,運(yùn)用人工智能等新技術(shù),具有自動(dòng)駕駛功能,逐步成為智能移動(dòng)空間和應(yīng)用終端的新一代汽車。(2)網(wǎng)聯(lián)汽車網(wǎng)聯(lián)汽車是指基于通信互聯(lián)建立車與車之間的連接,車與網(wǎng)絡(luò)中心和智能交通系統(tǒng)等服務(wù)中心之間的連接的一種汽車1.2.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車的內(nèi)涵與術(shù)語(yǔ)(3)自動(dòng)駕駛汽車自動(dòng)駕駛汽車是指在某些具有關(guān)鍵安全性的控制功能方面(如轉(zhuǎn)向、加速或制動(dòng))無(wú)須駕駛?cè)酥苯硬僮骷纯勺詣?dòng)完成控制動(dòng)作的汽車。(4)無(wú)人駕駛汽車無(wú)人駕駛汽車是智能汽車、網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展的最終目標(biāo)。無(wú)人駕駛汽車是通過(guò)車載傳感系統(tǒng)感知道路環(huán)境,自動(dòng)規(guī)劃并識(shí)別行車路線,從而控制車輛到達(dá)預(yù)定目標(biāo)的智能汽車。1.2.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車的內(nèi)涵與術(shù)語(yǔ)(5)智能交通系統(tǒng)將先進(jìn)的計(jì)算機(jī)處理、數(shù)據(jù)通信、傳感器、電子控制、人工智能等技術(shù)有效地集成運(yùn)用于整個(gè)地面交通管理系統(tǒng)而建立的一種在大范圍、全方位發(fā)揮作用的,實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效的綜合交通運(yùn)輸管理系統(tǒng)。圖1-3智能網(wǎng)聯(lián)汽車相關(guān)概念關(guān)系1.2.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車的分級(jí)1.美國(guó)汽車工程師學(xué)會(huì)對(duì)駕駛自動(dòng)化的分級(jí)等級(jí)具體情況L0：無(wú)自動(dòng)駕駛該層次汽車的駕控主體為駕駛?cè)?，不介入車輛操控，在任何道路、環(huán)境條件下，均由駕駛?cè)诉M(jìn)行感知、操縱、監(jiān)控，包括轉(zhuǎn)向盤、加速踏板和制動(dòng)踏板L1：輔助駕駛該層次汽車的駕控主體為駕駛?cè)撕蜋C(jī)器，在限定道路和環(huán)境條件下，汽車具有一個(gè)或多個(gè)特殊自動(dòng)控制功能，例如自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)、車道保持輔助系統(tǒng)等，但感知接管、監(jiān)控干預(yù)仍需駕駛?cè)送瓿蒐2：部分自動(dòng)駕駛該層次汽車的駕控主體為機(jī)器，在限定道路和環(huán)境條件下，汽車具有至少兩個(gè)控制功能融合在一起實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)，不需要駕駛?cè)藢?duì)其進(jìn)行控制，但駕駛?cè)巳孕枰恢睂?duì)周圍環(huán)境感知，并監(jiān)視系統(tǒng)情況，準(zhǔn)備在緊急情況下進(jìn)行人工干預(yù)L3：有條件自動(dòng)駕駛該層次汽車的駕控主體為機(jī)器，在限定道路和環(huán)境條件下，汽車能夠讓駕駛?cè)送耆挥每刂破?，而且可以自?dòng)檢測(cè)環(huán)境的變化以判斷是否返回駕駛?cè)笋{駛模式，駕駛?cè)藷o(wú)需一直對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視，但仍需在緊急情況下進(jìn)行人工干預(yù)L4:高度自動(dòng)駕駛該層次汽車的駕控主體為機(jī)器，在限定道路和環(huán)境條件下，汽車能夠自動(dòng)執(zhí)行完整的動(dòng)態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)和動(dòng)態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)支援，特定環(huán)境下系統(tǒng)會(huì)向駕駛?cè)颂岢鲰憫?yīng)請(qǐng)求，駕駛?cè)藷o(wú)需對(duì)系統(tǒng)請(qǐng)求作出回應(yīng)L5：完全自動(dòng)駕駛該層次汽車的駕控主體為機(jī)器，在任何道路和環(huán)境條件下，系統(tǒng)完全自動(dòng)控制車輛，乘坐人員只需輸入目的地，系統(tǒng)自動(dòng)規(guī)劃路線，檢測(cè)道路環(huán)境，最終到達(dá)目的地SAE對(duì)汽車駕駛自動(dòng)化的分級(jí)1.2.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車的分級(jí)2.我國(guó)對(duì)智能網(wǎng)聯(lián)汽車的分級(jí)等級(jí)具體情況0級(jí)駕駛自動(dòng)化（應(yīng)急輔助）要求駕駛自動(dòng)化系統(tǒng)不能持續(xù)執(zhí)行動(dòng)態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)中的車輛橫向或縱向運(yùn)動(dòng)控制，但具備持續(xù)執(zhí)行動(dòng)態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)中的部分目標(biāo)和事件探測(cè)與響應(yīng)的能力1級(jí)駕駛自動(dòng)化（部分駕駛輔助）要求駕駛自動(dòng)化系統(tǒng)在其設(shè)計(jì)運(yùn)行條件內(nèi)持續(xù)地執(zhí)行動(dòng)態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)中的車輛橫向或縱向運(yùn)動(dòng)控制，且具備與所執(zhí)行的車輛橫向或縱向運(yùn)動(dòng)控制相適應(yīng)的部分目標(biāo)和事件探測(cè)與響應(yīng)的能力2級(jí)駕駛自動(dòng)化（組合駕駛輔助）要求駕駛自動(dòng)化系統(tǒng)在其設(shè)計(jì)運(yùn)行條件內(nèi)持續(xù)地執(zhí)行動(dòng)態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)中的車輛橫向和縱向運(yùn)動(dòng)控制，且具備與所執(zhí)行的車輛橫向和縱向運(yùn)動(dòng)控制相適應(yīng)的部分目標(biāo)和事件探測(cè)與響應(yīng)的能力3級(jí)駕駛自動(dòng)化（有條件自動(dòng)駕駛）要求駕駛自動(dòng)化系統(tǒng)在其設(shè)計(jì)運(yùn)行條件內(nèi)持續(xù)地執(zhí)行全部動(dòng)態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)4級(jí)駕駛自動(dòng)化（高度自動(dòng)駕駛）要求駕駛自動(dòng)化系統(tǒng)在其設(shè)計(jì)運(yùn)行條件內(nèi)持續(xù)地執(zhí)行全部動(dòng)態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)和執(zhí)行動(dòng)態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)接管5級(jí)駕駛自動(dòng)化（完全自動(dòng)駕駛）要求駕駛自動(dòng)化系統(tǒng)在任何可行駛條件下持續(xù)地執(zhí)行全部動(dòng)態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)和執(zhí)行動(dòng)態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)接管我國(guó)對(duì)汽車駕駛自動(dòng)化的分級(jí)1.2.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車的分級(jí)智能化等級(jí)等級(jí)名稱等級(jí)定義控制監(jiān)視失效應(yīng)對(duì)典型工況人監(jiān)控駕駛環(huán)境1駕駛輔助（DA）通過(guò)環(huán)境信息對(duì)方向和加減速中的一項(xiàng)操作提供支援，其他駕駛操作都由人操作人與系統(tǒng)人人車道內(nèi)正常行駛，高速公路無(wú)車道干涉路段，泊車工況2部分自動(dòng)駕駛（PA）通過(guò)環(huán)境信息對(duì)方向和加減速中的多項(xiàng)操作提供支援，其他駕駛操作都由人操作人與系統(tǒng)人人高速公路及市區(qū)無(wú)車道干涉路段，換道、環(huán)島繞行、擁堵跟車等工況自動(dòng)駕駛系統(tǒng)（“系統(tǒng)”）監(jiān)控駕駛環(huán)境3有條件自動(dòng)駕駛（CA）由無(wú)人駕駛系統(tǒng)完成所有駕駛操作，根據(jù)系統(tǒng)請(qǐng)求，駕駛員需要提供適當(dāng)?shù)母深A(yù)系統(tǒng)系統(tǒng)人高速公路正常行駛工況，市區(qū)無(wú)車道干涉路段4高度自動(dòng)駕駛（HA）由無(wú)人駕駛系統(tǒng)完成所有駕駛操作，特定環(huán)境下系統(tǒng)會(huì)向駕駛員提出響應(yīng)請(qǐng)求，駕駛員可以對(duì)系統(tǒng)請(qǐng)求不進(jìn)行響應(yīng)系統(tǒng)系統(tǒng)系統(tǒng)高速公路全部工況及市區(qū)有車道干涉路段5完全自動(dòng)駕駛（FA）無(wú)人駕駛系統(tǒng)可以完成駕駛員能夠完成的所有道路環(huán)境下的駕駛操作系統(tǒng)系統(tǒng)系統(tǒng)所有形式工況我國(guó)對(duì)智能網(wǎng)聯(lián)汽車智能化技術(shù)層面的分級(jí)1.2.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車的分級(jí)我國(guó)對(duì)智能網(wǎng)聯(lián)汽車網(wǎng)聯(lián)化技術(shù)層面的分級(jí)網(wǎng)聯(lián)化等級(jí)等級(jí)名稱等級(jí)定義控制典型信息傳輸需求1網(wǎng)聯(lián)輔助信息交互基于車-路、車-后臺(tái)通信，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航等輔助信息的獲取以及車輛行駛與駕駛員操作等數(shù)據(jù)的上傳人地圖、交通流量、交通標(biāo)志、油耗、里程等信息傳輸實(shí)時(shí)性、可靠性要求較低2網(wǎng)聯(lián)協(xié)同感知基于車-車、車-路、車-人、車-后臺(tái)通信，實(shí)時(shí)獲取車輛周邊交通環(huán)境信息，與車載傳感器的感知信息融合，作為車輛自動(dòng)駕駛決策與控制系統(tǒng)的輸入人與系統(tǒng)周邊車輛/行人/非機(jī)動(dòng)車位置、信號(hào)燈相位、道路預(yù)警等信息傳輸實(shí)時(shí)性、可靠性要求較高3網(wǎng)聯(lián)協(xié)同決策與控制基于車-車、車-路、車-人、車-后臺(tái)通信，實(shí)時(shí)并可靠獲取車輛周邊交通環(huán)境信息及車輛決策信息，車-車、車-路等各交通參與者之間信息進(jìn)行交互融合，形成車-車、車-路等各交通參與者之間的協(xié)同決策與控制人與系統(tǒng)車-車、車-路間的協(xié)同控制信息傳輸實(shí)時(shí)性、可靠性要求最高1.2.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車的分級(jí)圖1-4智能網(wǎng)聯(lián)汽車的分級(jí)特點(diǎn)和發(fā)展路徑1.2.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車的分級(jí)3.智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展階段自主式駕駛輔助階段人機(jī)共駕階段網(wǎng)聯(lián)式駕駛輔助階段高度自動(dòng)化/無(wú)人駕駛階段3智能網(wǎng)聯(lián)汽車體系結(jié)構(gòu)1.3.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車系統(tǒng)的構(gòu)成圖1-5智能網(wǎng)聯(lián)汽車系統(tǒng)的構(gòu)成1.3.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)架構(gòu)“三橫兩縱”技術(shù)架構(gòu)。其中,“三橫”是指車輛關(guān)鍵技術(shù)、信息交互關(guān)鍵技術(shù)與基礎(chǔ)支撐關(guān)鍵技術(shù);“兩縱”是指支撐智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展的車載平臺(tái)與基礎(chǔ)設(shè)施。1.3.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)架構(gòu)圖1-6智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)架構(gòu)4智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展規(guī)劃及關(guān)鍵技術(shù)1.4.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展規(guī)劃1.智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展的歷程及趨勢(shì)時(shí)間發(fā)展階段主要事件1989～1999年小范圍研發(fā)階段自動(dòng)駕駛研發(fā)主要集中在少數(shù)高校。一些整車企業(yè)開始與高校聯(lián)合開展自動(dòng)駕駛的研發(fā)工作2000～2009年國(guó)家層面支持研發(fā)階段國(guó)家開始設(shè)立智能交通攻關(guān)立項(xiàng)，如推進(jìn)“863計(jì)劃”設(shè)立“智能交通系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)和示范工程”、“現(xiàn)代交通技術(shù)領(lǐng)域等”。更多高校與企業(yè)進(jìn)入自動(dòng)駕駛研發(fā)，如2003年國(guó)防科技大學(xué)與一汽集團(tuán)完成紅旗CA7460無(wú)人駕駛平臺(tái)；2005年上海交通大學(xué)研發(fā)城市交通的自動(dòng)駕駛車輛的應(yīng)用2010～2015年車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展階段國(guó)家推動(dòng)車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展，如“基于移動(dòng)中心技術(shù)的車輛通信網(wǎng)絡(luò)的研究”、“車路協(xié)同系統(tǒng)設(shè)計(jì)信息交互和集成驗(yàn)證研究”、“車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)研究”等國(guó)家級(jí)課題。國(guó)內(nèi)車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新著力大范圍合作，如中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)主導(dǎo)成立車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新技術(shù)聯(lián)盟等2015年以后智能網(wǎng)聯(lián)概念發(fā)展階段國(guó)家出臺(tái)智能網(wǎng)聯(lián)汽車的一系列宏觀政策，著力發(fā)展智能網(wǎng)聯(lián)汽車，明確智能網(wǎng)聯(lián)汽車將成為智能交通系統(tǒng)的重要組成部分我國(guó)智能網(wǎng)聯(lián)汽車的主要發(fā)展歷程1.4.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展規(guī)劃圖1-7《智能網(wǎng)聯(lián)汽車道路測(cè)試與示范應(yīng)用管理規(guī)范》(試行)的內(nèi)容框架1.4.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展規(guī)劃2.我國(guó)智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展的總體思路

國(guó)際普遍采用的“單車智能”01

我國(guó)特有的“中國(guó)方案”021.4.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展規(guī)劃圖1-8“中國(guó)方案”智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)架構(gòu)1.4.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展規(guī)劃3.我國(guó)智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展的目標(biāo)我國(guó)智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展的階段性目標(biāo)1.4.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展規(guī)劃1.4.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展規(guī)劃

《智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)路線圖2.0》圍繞乘用車、貨運(yùn)車、客運(yùn)車三類典型汽車制定了分階段發(fā)展目標(biāo)。智能網(wǎng)聯(lián)客運(yùn)車分階段發(fā)展目標(biāo)智能網(wǎng)聯(lián)乘用車分階段發(fā)展目標(biāo)智能網(wǎng)聯(lián)貨運(yùn)車分階段發(fā)展目標(biāo)1.4.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展規(guī)劃(1)智能網(wǎng)聯(lián)乘用車分階段發(fā)展目標(biāo)1.4.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展規(guī)劃(2)智能網(wǎng)聯(lián)貨運(yùn)車分階段發(fā)展目標(biāo)1.4.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展規(guī)劃(3)智能網(wǎng)聯(lián)客運(yùn)車分階段發(fā)展目標(biāo)1.4.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車關(guān)鍵技術(shù)1.環(huán)境感知技術(shù)環(huán)境感知技術(shù)包括利用機(jī)器視覺(jué)的圖像識(shí)別技術(shù)、利用雷達(dá)的周邊障礙物檢測(cè)技術(shù)、多源信息融合技術(shù)、傳感器冗余設(shè)計(jì)技術(shù)等。2.智能決策技術(shù)智能決策技術(shù)包括危險(xiǎn)事態(tài)建模、危險(xiǎn)預(yù)警與控制優(yōu)先級(jí)劃分、群體決策和協(xié)同、局部軌跡規(guī)劃、駕駛?cè)硕鄻有杂绊懛治龅燃夹g(shù)。1.4.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車關(guān)鍵技術(shù)3.控制執(zhí)行技術(shù)控制執(zhí)行技術(shù)包括面向驅(qū)動(dòng)/制動(dòng)的縱向運(yùn)動(dòng)控制、面向轉(zhuǎn)向的橫向運(yùn)動(dòng)控制、基于驅(qū)動(dòng)/制動(dòng)/轉(zhuǎn)向/懸架的底盤一體化控制、融合車聯(lián)網(wǎng)通信及車載傳感器的多車隊(duì)列協(xié)同和車路協(xié)同控制等。4.V2X技術(shù)車用無(wú)線通信技術(shù),本質(zhì)上是車與外界互聯(lián)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。1.4.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車關(guān)鍵技術(shù)

“V”代表的是車輛,“X”代表的是道路、人、車、設(shè)備等一切可以連接的設(shè)備。V2X主要包括車與車之間(vehicletovehicle,V2V)、車與路之間(vehicletoinfrastructure,V2I)、車與人之間(vehicletopedestrian,V2P)、車與網(wǎng)絡(luò)之間(vehicletonetwork,V2N)的交互。

V2X主要有DSRC和LTE-V兩大核心技術(shù)。

DSRC技術(shù)被稱為專用短程通信技術(shù),是一種成熟且高效的無(wú)線通信技術(shù),可以理解為Wi-Fi的增強(qiáng)版。

LTE-V技術(shù)是移動(dòng)通信LTE(4G)技術(shù)的第四代演化版本,專用于實(shí)現(xiàn)車輛間和車輛與道路通信設(shè)施間的通信,集中式(LTE-VCell)和分布式(LTE-VDirect)。1.4.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車關(guān)鍵技術(shù)5.云平臺(tái)與大數(shù)據(jù)技術(shù)云平臺(tái)與大數(shù)據(jù)技術(shù)包括云平臺(tái)架構(gòu)與數(shù)據(jù)交互標(biāo)準(zhǔn)、云操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)高效存儲(chǔ)和檢索技術(shù)、大數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析和深度挖掘技術(shù)等。6.信息安全技術(shù)信息安全技術(shù)包括汽車信息安全建模技術(shù)、安全體系、信息安全漏洞應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制等。模塊導(dǎo)入未來(lái)智能網(wǎng)聯(lián)汽車能夠在道路上有序地安全行駛,特別是無(wú)人駕駛汽車,不依賴駕駛?cè)?汽車也能安全行駛。智能網(wǎng)聯(lián)汽車或無(wú)人駕駛汽車依靠什么技術(shù)進(jìn)行安全行駛?如何對(duì)道路、車輛、行人、交通標(biāo)志、交通信號(hào)燈等進(jìn)行檢測(cè)和識(shí)別?通過(guò)本模塊的學(xué)習(xí),你可以得到答案。模塊二智能網(wǎng)聯(lián)汽車環(huán)境感知系統(tǒng)1●環(huán)境感知的定義與組成2●環(huán)境感知傳感器3●道路識(shí)別4●車輛識(shí)別5●行人識(shí)別6●交通標(biāo)志識(shí)別7●交通信號(hào)燈識(shí)別1環(huán)境感知的定義與組成2.1.1環(huán)境感知的定義智能網(wǎng)聯(lián)汽車的環(huán)境感知就是利用視覺(jué)傳感器、超聲波雷達(dá)(也稱超聲波傳感器)、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá),以及V2X通信技術(shù)等獲取道路、車輛位置和障礙物的信息,并將這些信息傳輸給車載控制中心,為智能網(wǎng)聯(lián)汽車提供決策依據(jù),是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛(無(wú)人駕駛)的第一步。環(huán)境感知在智能網(wǎng)聯(lián)汽車中的典型應(yīng)用如圖2-1所示。環(huán)境感知的對(duì)象主要有道路、車輛、行人、障礙物、交通標(biāo)志、交通信號(hào)燈等。2.1.1環(huán)境感知的定義圖2-1環(huán)境感知在智能網(wǎng)聯(lián)汽車中的典型應(yīng)用2.1.2環(huán)境感知系統(tǒng)的組成圖2-2智能網(wǎng)聯(lián)汽車的環(huán)境感知系統(tǒng)2環(huán)境感知傳感器2.2.1環(huán)境感知傳感器的類型與配置1.環(huán)境感知傳感器的類型超聲波傳感器激光雷達(dá)毫米波雷達(dá)視覺(jué)傳感器2.2.1環(huán)境感知傳感器的類型與配置2.環(huán)境感知傳感器的配置傳感器數(shù)量最小感知范圍備注環(huán)視攝像頭（高清）48m前、側(cè)向毫米波雷達(dá)信息處理策略有差異，不能互換；毫米波雷達(dá)和激光雷達(dá)互為冗余；不同供應(yīng)商的傳感器探測(cè)范圍有差異，表中數(shù)據(jù)僅供參考前視攝像頭150o/150m超聲波傳感器125m側(cè)向毫米波雷達(dá)（24GHz）4110o/60m前向毫米波雷達(dá)（24GHz）115o/170m激光雷達(dá)1110o/100m智能網(wǎng)聯(lián)汽車典型環(huán)境感知傳感器的配置2.2.1環(huán)境感知傳感器的類型與配置圖2-6奧迪A8自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的環(huán)境感知傳感器2.2.1環(huán)境感知傳感器的類型與配置圖2-8自動(dòng)駕駛中環(huán)境感知傳感器的應(yīng)用趨勢(shì)2.2.1環(huán)境感知傳感器的類型與配置3.環(huán)境感知傳感器的企業(yè)布局圖2-9環(huán)境感知傳感器的企業(yè)布局2.2.1環(huán)境感知傳感器的類型與配置4.環(huán)境感知傳感器的融合

(1)傳感器融合的原理和體系結(jié)構(gòu)傳感器的融合就是將多個(gè)傳感器獲取的數(shù)據(jù)、信息集中在一起綜合分析,以便更加準(zhǔn)確、可靠地描述外界環(huán)境,從而提高系統(tǒng)決策的正確性。2.2.1環(huán)境感知傳感器的類型與配置圖2-10傳感器融合的體系結(jié)構(gòu)2.2.1環(huán)境感知傳感器的類型與配置圖2-10傳感器融合的體系結(jié)構(gòu)2.2.1環(huán)境感知傳感器的類型與配置(2)視覺(jué)傳感器與毫米波雷達(dá)的融合圖2-11視覺(jué)傳感器與毫米波雷達(dá)的融合2.2.1環(huán)境感知傳感器的類型與配置視覺(jué)傳感器與毫米波雷達(dá)融合具有以下優(yōu)勢(shì):目標(biāo)真實(shí),可信度提高;可以互補(bǔ),全天候應(yīng)用與遠(yuǎn)距離提前預(yù)警;高精度,大視角、全距離條件下可以高性能定位;識(shí)別能力強(qiáng),對(duì)各種復(fù)雜對(duì)象都能夠識(shí)別。2.2.1環(huán)境感知傳感器的類型與配置圖像級(jí)目標(biāo)級(jí)信號(hào)級(jí)在智能駕駛場(chǎng)景下,視覺(jué)傳感器與毫米波雷達(dá)的數(shù)據(jù)融合大致有三種策略:2.2.1環(huán)境感知傳感器的類型與配置1圖像級(jí)融合以視覺(jué)傳感器為主體,將毫米波雷達(dá)輸出的整體信息進(jìn)行圖像特征轉(zhuǎn)化,然后與視覺(jué)系統(tǒng)的圖像輸出進(jìn)行融合。目標(biāo)級(jí)融合信號(hào)級(jí)融合2對(duì)視覺(jué)傳感器和毫米波雷達(dá)輸出進(jìn)行綜合可信度加權(quán),配合精度標(biāo)定信息進(jìn)行自適應(yīng)的搜索匹配后融合輸出。3對(duì)視覺(jué)傳感器和毫米波雷達(dá)傳出的數(shù)據(jù)源進(jìn)行融合。信號(hào)級(jí)別的融合數(shù)據(jù)損失最小,可靠性最高,但需要大量的運(yùn)算。2.2.2超聲波傳感器1.超聲波傳感器的定義與測(cè)距原理聲音以波的形式傳播,稱為聲波。按頻率分類,頻率小于20Hz的聲波稱為次聲波;頻率為20Hz~20kHz的聲波稱為可聽波,即人耳能分辨的聲波;頻率為20kHz~1GHz的聲波稱為超聲波;頻率大于1GHz的聲波稱為特超聲或微波超聲。超聲波傳感器也稱超聲波雷達(dá),它是利用超聲波的特性研制而成的傳感器,是在超聲波頻率范圍將交變的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成聲信號(hào)或?qū)⑼饨缏晥?chǎng)中的聲信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的能量轉(zhuǎn)換器件。2.2.2超聲波傳感器圖2-12超聲波傳感器的測(cè)距原理2.2.2超聲波傳感器2.超聲波傳感器的特點(diǎn)

(1)超聲波傳感器的有效探測(cè)距離一般在10m之內(nèi),但會(huì)有一個(gè)最小探測(cè)盲區(qū),一般為幾十毫米。

(2)超聲波對(duì)色彩、光照度不敏感,適用于識(shí)別透明、半透明及漫反射差的物體。

(3)超聲波對(duì)外界光線和電磁場(chǎng)不敏感,用于黑暗、有灰塵或煙霧、電磁干擾強(qiáng)、有毒等惡劣環(huán)境中。

(4)超聲波傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,體積小,成本低,信息處理簡(jiǎn)單可靠,易于小型化與集成化,并且可以進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。2.2.2超聲波傳感器3.超聲波傳感器的類型PDC傳感器

(駐車輔助傳感器)PLA傳感器或APA傳感器

(泊車輔助傳感器)2.2.2超聲波傳感器圖2-16超聲波傳感器的位置2.2.2超聲波傳感器4.超聲波傳感器的主要參數(shù)(1)測(cè)量范圍波長(zhǎng)越長(zhǎng),頻率越小,測(cè)量距離越大。

(2)測(cè)量精度主要受被測(cè)物體體積、表面形狀、表面材料等影響。2.2.2超聲波傳感器(3)波束角波束角越小,指向性越好。(4)工作頻率工作頻率直接影響超聲波的擴(kuò)散和吸收損失、障礙物反射損失、背景噪聲,并直接決定傳感器的尺寸。(5)抗干擾性能要求超聲波傳感器具有一定的抗干擾能力。2.2.2超聲波傳感器5.超聲波傳感器的應(yīng)用圖2-18特斯拉ModelS環(huán)境感知傳感器的配置2.2.3毫米波雷達(dá)1.毫米波雷達(dá)的定義毫米波雷達(dá)是工作在毫米波頻段的雷達(dá),如圖2-19所示。毫米波是指波長(zhǎng)為1~10mm的電磁波,對(duì)應(yīng)的頻率為30~300GHz。圖2-19毫米波雷達(dá)2.2.3毫米波雷達(dá)2.毫米波雷達(dá)的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)①探測(cè)距離遠(yuǎn)。②探測(cè)性能好。③響應(yīng)速度快。④適應(yīng)能力強(qiáng)。⑤抗干擾能力強(qiáng)。缺點(diǎn)①毫米波雷達(dá)的覆蓋區(qū)域呈扇形,有盲點(diǎn)區(qū)域。②毫米波雷達(dá)無(wú)法識(shí)別交通標(biāo)志。③毫米波雷達(dá)無(wú)法識(shí)別交通信號(hào)。2.2.3毫米波雷達(dá)3.毫米波雷達(dá)的類型(1)按工作原理分類脈沖式毫米波雷達(dá)與調(diào)頻式連續(xù)毫米波雷達(dá)。(2)按探測(cè)距離分類毫米波雷達(dá)可分為短程(SRR)、中程(MRR)和遠(yuǎn)程(LRR)毫米波雷達(dá)。(3)按頻段分類毫米波雷達(dá)可分為24GHz、60GHz、77GHz和79GHz毫米波雷達(dá)。2.2.3毫米波雷達(dá)4.毫米波雷達(dá)的測(cè)量原理脈沖式毫米波雷達(dá)的測(cè)量原理調(diào)頻式連續(xù)毫米波雷達(dá)的測(cè)量原理2.2.3毫米波雷達(dá)目前,車載毫米波雷達(dá)主要采用調(diào)頻式連續(xù)毫米波雷達(dá)。圖2-20調(diào)頻式連續(xù)毫米波雷達(dá)的測(cè)量原理2.2.3毫米波雷達(dá)毫米波雷達(dá)測(cè)量的相對(duì)距離s和相對(duì)速度v分別為2.2.3毫米波雷達(dá)2.2.3毫米波雷達(dá)5.毫米波雷達(dá)的工作過(guò)程圖2-21毫米波雷達(dá)的工作過(guò)程2.2.3毫米波雷達(dá)6.毫米波雷達(dá)的布置圖2-22毫米波雷達(dá)在智能網(wǎng)聯(lián)汽車上的布置2.2.3毫米波雷達(dá)7.毫米波雷達(dá)的主要指標(biāo)2.2.3毫米波雷達(dá)2.2.3毫米波雷達(dá)2.2.3毫米波雷達(dá)8.毫米波雷達(dá)的應(yīng)用毫米波雷達(dá)的應(yīng)用(5)盲區(qū)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(6)自動(dòng)泊車輔助系統(tǒng)(7)變道輔助系統(tǒng)(1)自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)(2)前向碰撞預(yù)警系統(tǒng)(3)后向碰撞預(yù)警系統(tǒng)(4)自動(dòng)制動(dòng)輔助系統(tǒng)2.2.4激光雷達(dá)1.激光雷達(dá)的定義激光雷達(dá)是工作在光波頻段的雷達(dá)。激光雷達(dá)根據(jù)安裝位置的不同,分為兩類:1一類安裝在智能網(wǎng)聯(lián)汽車或無(wú)人駕駛汽車的四周；2另一類安裝在智能網(wǎng)聯(lián)汽車或無(wú)人駕駛汽車的車頂。2.2.4激光雷達(dá)2.激光雷達(dá)的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)①探測(cè)范圍廣。②分辨率高。③信息量豐富。④可全天候工作。缺點(diǎn)①與毫米波雷達(dá)相比,激光雷達(dá)產(chǎn)品體積大,成本高。②激光雷達(dá)不能識(shí)別交通標(biāo)志和交通信號(hào)燈。2.2.4激光雷達(dá)3.激光雷達(dá)系統(tǒng)的組成圖2-28智能網(wǎng)聯(lián)汽車激光雷達(dá)系統(tǒng)的組成2.2.4激光雷達(dá)4.激光雷達(dá)的測(cè)距原理(1)脈沖測(cè)距法設(shè)c為光在空氣中傳播的速度,c=3×108m/s,光脈沖從發(fā)射到接收的時(shí)間為t,則待測(cè)距離為L(zhǎng)=ct/2。2.2.4激光雷達(dá)(2)干涉測(cè)距法2.2.4激光雷達(dá)(3)相位測(cè)距法2.2.4激光雷達(dá)2.2.4激光雷達(dá)5.激光雷達(dá)的類型(1)按有無(wú)機(jī)械旋轉(zhuǎn)部件分類按有無(wú)機(jī)械旋轉(zhuǎn)部件,激光雷達(dá)可分為機(jī)械激光雷達(dá)、固態(tài)激光雷達(dá)和混合固態(tài)激光雷達(dá)。(2)按線束數(shù)量分類按線束數(shù)量,激光雷達(dá)可分為單線束激光雷達(dá)與多線束激光雷達(dá)。2.2.4激光雷達(dá)6.激光雷達(dá)的主要指標(biāo)(1)距離分辨率(4)測(cè)量幀頻(2)最大探測(cè)距離(5)數(shù)據(jù)采樣率(6)角度分辨率(8)波長(zhǎng)(7)視場(chǎng)角(3)測(cè)距精度2.2.4激光雷達(dá)7.激光雷達(dá)的應(yīng)用(1)少線束激光雷達(dá)的用途①行人保護(hù)。②自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)的

啟停。③車道偏離預(yù)警。④自動(dòng)緊急制動(dòng)。⑤預(yù)碰撞處理。⑥交通擁堵輔助。⑦低速防碰撞功能。(2)多線束激光雷達(dá)的用途①高精度地圖制作與定位。②障礙物檢測(cè)與識(shí)別。③可通行空間檢測(cè)。④障礙物軌跡預(yù)測(cè)。2.2.5視覺(jué)傳感器1.視覺(jué)傳感器的定義視覺(jué)傳感器主要由光源、鏡頭、圖像傳感器、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器、圖像處理器、圖像存儲(chǔ)器等組成,如圖2-42所示,其主要功能是獲取足夠的機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)要處理的原始圖像。圖2-42視覺(jué)傳感器的組成2.2.5視覺(jué)傳感器2.視覺(jué)傳感器的特點(diǎn)視覺(jué)圖像的信息量極為豐富有較強(qiáng)的適應(yīng)環(huán)境的能力信息獲取面積大視覺(jué)傳感器應(yīng)用廣泛2.2.5視覺(jué)傳感器3.視覺(jué)傳感器的類型(1)單目攝像頭2.2.5視覺(jué)傳感器(2)雙目攝像頭2.2.5視覺(jué)傳感器(3)三目攝像頭2.2.5視覺(jué)傳感器圖2-49三目攝像頭的感知范圍2.2.5視覺(jué)傳感器(4)環(huán)視攝像頭2.2.5視覺(jué)傳感器4.視覺(jué)傳感器的要求高動(dòng)態(tài)中低像素角度要求安全級(jí)別高溫度要求防磁抗振壽命長(zhǎng)2.2.5視覺(jué)傳感器5.視覺(jué)傳感器的主要指標(biāo)1像素3靶面尺寸5信噪比2幀率4感光度6電子快門2.2.5視覺(jué)傳感器6.視覺(jué)傳感器的應(yīng)用23451交通信號(hào)燈識(shí)別車道線識(shí)別障礙物識(shí)別交通標(biāo)志和地面標(biāo)志識(shí)別可通行空間識(shí)別3道路識(shí)別2.3.1道路識(shí)別的定義與分類1.道路識(shí)別的定義道路識(shí)別就是把真實(shí)的道路通過(guò)環(huán)境感知傳感器轉(zhuǎn)換成汽車能認(rèn)識(shí)的道路,供智能網(wǎng)聯(lián)(自動(dòng)駕駛)汽車行駛;或通過(guò)視覺(jué)傳感器識(shí)別出車道線,提供車輛在當(dāng)前車道中的位置,幫助智能網(wǎng)聯(lián)汽車提高行駛的安全性。2.3.1道路識(shí)別的定義與分類圖2-53自動(dòng)駕駛汽車識(shí)別的道路2.3.1道路識(shí)別的定義與分類圖2-54視覺(jué)傳感器識(shí)別的車道線2.3.1道路識(shí)別的定義與分類2.道路識(shí)別的分類(1)按道路構(gòu)成特點(diǎn)分類按道路構(gòu)成特點(diǎn),道路識(shí)別可以分為結(jié)構(gòu)化道路識(shí)別和非結(jié)構(gòu)化道路識(shí)別。(2)按傳感器分類按智能網(wǎng)聯(lián)汽車所用傳感器,道路識(shí)別分為視覺(jué)傳感器道路識(shí)別和雷達(dá)道路識(shí)別。2.3.2道路圖像的特點(diǎn)1.陰影條件下的道路圖像圖2-55陰影條件下的道路圖像2.3.2道路圖像的特點(diǎn)2.強(qiáng)、弱光照條件下的道路圖像圖2-56陰天的道路圖像2.3.2道路圖像的特點(diǎn)3.雨天的道路圖像圖2-57雨天的道路圖像2.3.2道路圖像的特點(diǎn)4.彎道道路圖像圖2-58彎道道路圖像2.3.3道路識(shí)別的流程與方法1.道路識(shí)別的流程圖2-59道路識(shí)別的流程2.3.3道路識(shí)別的流程與方法2.道路識(shí)別的方法基于區(qū)域分割的識(shí)別方法基于道路模型的識(shí)別方法基于道路特征的識(shí)別方法基于道路特征與模型相結(jié)合的識(shí)別方法4車輛識(shí)別2.4.1車牌識(shí)別1.車牌識(shí)別的定義車牌識(shí)別就是利用攝像頭對(duì)監(jiān)控路面過(guò)往車輛的特征圖像和車輛全景圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)拍攝,利用圖像處理的分析方法,提取出車牌區(qū)域,進(jìn)而對(duì)車牌區(qū)域進(jìn)行字符分割和識(shí)別,從而對(duì)車輛進(jìn)行管理。2.4.1車牌識(shí)別圖2-61車牌識(shí)別2.4.1車牌識(shí)別2.車牌識(shí)別系統(tǒng)的組成圖2-62車牌識(shí)別系統(tǒng)的組成2.4.1車牌識(shí)別3.車牌識(shí)別的流程圖2-63車牌識(shí)別的流程2.4.1車牌識(shí)別4.車牌識(shí)別的方法基于模板匹配的字符識(shí)別算法基于特征的統(tǒng)計(jì)匹配法基于邊緣檢測(cè)和水平灰度變化特征的方法基于顏色相似度及彩色邊緣的算法2.4.2運(yùn)動(dòng)車輛識(shí)別基于特征的識(shí)別方法基于光流場(chǎng)的識(shí)別方法基于機(jī)器學(xué)習(xí)的識(shí)別方法基于模型的識(shí)別方法5行人識(shí)別2.5.1行人識(shí)別的定義與類型1.行人識(shí)別的定義行人識(shí)別是采用安裝在車輛前方的視覺(jué)傳感器采集前方場(chǎng)景的圖像信息,通過(guò)一系列復(fù)雜的算法分析處理這些圖像信息,實(shí)現(xiàn)對(duì)行人的識(shí)別。2.5.1行人識(shí)別的定義與類型圖2-66行人識(shí)別2.5.1行人識(shí)別的定義與類型2.行人識(shí)別的類型

可見光行人的檢測(cè)01

紅外行人的檢測(cè)022.5.2行人識(shí)別系統(tǒng)的組成圖2-67行人識(shí)別系統(tǒng)的組成2.5.3行人識(shí)別方法基于特征分類的行人識(shí)別方法基于模型的行人識(shí)別方法基于運(yùn)動(dòng)特性的行人識(shí)別方法基于形狀模型的行人識(shí)別方法小波變換和支持向量機(jī)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法6交通標(biāo)志識(shí)別2.6.1交通標(biāo)志介紹

《道路交通標(biāo)志和標(biāo)線第2部分:道路交通標(biāo)志》(GB5768.2—2022)。由該標(biāo)準(zhǔn)可知,我國(guó)的交通標(biāo)志分為主標(biāo)志和輔助標(biāo)志兩大類,主標(biāo)志又分為禁令標(biāo)志、指示標(biāo)志、警告標(biāo)志、指路標(biāo)志、旅游區(qū)標(biāo)志、告示標(biāo)志共6種。2.6.1交通標(biāo)志介紹3.雨天的道路圖像圖2-69部分禁令標(biāo)志2.6.1交通標(biāo)志介紹2.指示標(biāo)志圖2-70部分指示標(biāo)志2.6.1交通標(biāo)志介紹3.警告標(biāo)志圖2-71部分警告標(biāo)志2.6.1交通標(biāo)志介紹圖2-72交通標(biāo)志顏色與形狀的關(guān)系2.6.2交通標(biāo)志識(shí)別系統(tǒng)圖2-73交通標(biāo)志識(shí)別系統(tǒng)2.6.3交通標(biāo)志識(shí)別的流程與方法圖2-74交通標(biāo)志識(shí)別的流程1.交通標(biāo)志識(shí)別的流程2.6.3交通標(biāo)志識(shí)別的流程與方法2.交通標(biāo)志識(shí)別的方法基于顏色特征的交通標(biāo)志識(shí)別基于形狀特征的交通標(biāo)志識(shí)別基于顯著性的交通標(biāo)志識(shí)別基于特征提取和機(jī)器學(xué)習(xí)的交通標(biāo)志識(shí)別2.6.3交通標(biāo)志識(shí)別的流程與方法圖2-75交通標(biāo)志識(shí)別的結(jié)果7交通信號(hào)燈識(shí)別2.7.1交通信號(hào)燈介紹不同國(guó)家和地區(qū)采用的交通信號(hào)燈,式樣各不相同。在我國(guó),交通信號(hào)燈的設(shè)置都必須遵循國(guó)標(biāo)《道路交通信號(hào)燈》(GB14887—2011)和《道路交通信號(hào)燈設(shè)置與安裝規(guī)范》(GB14886—2016)。從顏色來(lái)看,交通信號(hào)燈的顏色有紅色、黃色、綠色,而且三種顏色在交通信號(hào)燈中出現(xiàn)的位置有一定的順序關(guān)系。從安裝方式來(lái)看,交通信號(hào)燈有橫向安裝和豎向安裝兩種,一般安裝在道路上方。2.7.1交通信號(hào)燈介紹2.7.1交通信號(hào)燈介紹從功能來(lái)看,交通信號(hào)燈有機(jī)動(dòng)車信號(hào)燈、非機(jī)動(dòng)車信號(hào)燈、左轉(zhuǎn)非機(jī)動(dòng)車信號(hào)燈、人行橫道信號(hào)燈、車道信號(hào)燈、方向指示信號(hào)燈、閃光警告信號(hào)燈、道口信號(hào)燈、掉頭信號(hào)燈。其中,機(jī)動(dòng)車信號(hào)燈、閃光警告信號(hào)燈、道口信號(hào)燈的光信號(hào)無(wú)圖案;非機(jī)動(dòng)車信號(hào)燈、左轉(zhuǎn)非機(jī)動(dòng)車信號(hào)燈、人行橫道信號(hào)燈、車道信號(hào)燈、方向指示信號(hào)燈、掉頭信號(hào)燈的光信號(hào)為各種圖案。2.7.2交通信號(hào)燈識(shí)別系統(tǒng)圖2-76交通信號(hào)燈識(shí)別系統(tǒng)的組成2.7.3交通信號(hào)燈識(shí)別的流程與方法1.交通信號(hào)燈識(shí)別的流程圖2-77交通信號(hào)燈識(shí)別的流程2.7.3交通信號(hào)燈識(shí)別的流程與方法2.交通信號(hào)燈識(shí)別的方法

基于顏色特征的識(shí)別方法01

基于形狀特征識(shí)別的方法02模塊導(dǎo)入智能網(wǎng)聯(lián)汽車的興起,讓芯片與軟件定義汽車的理念已成為汽車行業(yè)共識(shí),芯片和軟件將成為未來(lái)汽車智能化的基礎(chǔ)。計(jì)算平臺(tái)是智能網(wǎng)聯(lián)汽車的“大腦”,你作為一名初級(jí)技術(shù)員能否敘述計(jì)算平臺(tái)架構(gòu)、組成?本模塊將帶你了解智能網(wǎng)聯(lián)汽車計(jì)算平臺(tái)的概念和硬件類型、三種AI芯片的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn),以及智能網(wǎng)聯(lián)汽車軟件的三層架構(gòu)及SOA面向服務(wù)的架構(gòu)。模塊三智能網(wǎng)聯(lián)汽車計(jì)算平臺(tái)1●計(jì)算平臺(tái)定義及架構(gòu)2●計(jì)算平臺(tái)硬件及異構(gòu)平臺(tái)3●智能網(wǎng)聯(lián)汽車軟件1計(jì)算平臺(tái)定義及架構(gòu)3.1.1計(jì)算平臺(tái)概述1.計(jì)算平臺(tái)的定義計(jì)算平臺(tái)作為智能網(wǎng)聯(lián)汽車車端“大腦”,以環(huán)境感知數(shù)據(jù)、導(dǎo)航定位信息、車輛實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、云端智能計(jì)算平臺(tái)數(shù)據(jù)和其他V2X交互數(shù)據(jù)等作為輸入,基于環(huán)境感知定位、智能規(guī)劃決策和車輛運(yùn)動(dòng)控制等核心控制算法,輸出驅(qū)動(dòng)、傳動(dòng)、轉(zhuǎn)向和制動(dòng)等執(zhí)行控制指令,實(shí)現(xiàn)車輛自動(dòng)控制,并向云端智能計(jì)算平臺(tái)及V2X設(shè)備輸出數(shù)據(jù),還能夠通過(guò)人機(jī)交互界面實(shí)現(xiàn)車輛駕駛信息的人機(jī)交互。3.1.1計(jì)算平臺(tái)概述2.計(jì)算平臺(tái)的發(fā)展現(xiàn)狀隨著汽車智能化程度逐漸提高,對(duì)高性能SoC芯片的需求不斷提升,主控芯片是所有環(huán)節(jié)中壁壘最高、商業(yè)模式最佳的環(huán)節(jié)。英偉達(dá)、高通、英特爾等國(guó)際巨頭持續(xù)發(fā)力芯片賽道;國(guó)內(nèi)方面,華為、地平線等正在不斷追趕。3.1.1計(jì)算平臺(tái)概述3.1.1計(jì)算平臺(tái)概述英偉達(dá)DRIVEAGXPegasus高通SnapdragonRide華為MDC平臺(tái)地平線Matrix2自動(dòng)駕駛計(jì)算平臺(tái)百度Apollo車載計(jì)算平臺(tái)MobileyeEyeQ53.1.1計(jì)算平臺(tái)概述3.計(jì)算平臺(tái)的主要特點(diǎn)(1)采用異構(gòu)分布硬件架構(gòu)。(2)提供高算力,支持自動(dòng)駕駛應(yīng)用。(3)底層軟件提供標(biāo)準(zhǔn)接口,支持上層應(yīng)用定制化。(4)支持網(wǎng)聯(lián)云控等新功能的集成。(5)更高等級(jí)的安全策略。(6)高集成度的處理平臺(tái)。3.1.1計(jì)算平臺(tái)概述4.汽車電子電氣架構(gòu)的發(fā)展3.1.2計(jì)算平臺(tái)架構(gòu)1.計(jì)算平臺(tái)的組成圖3-2計(jì)算平臺(tái)結(jié)構(gòu)3.1.2計(jì)算平臺(tái)架構(gòu)(1)硬件平臺(tái)硬件平臺(tái)包括CPU計(jì)算單元、AI單元(GPU、ASIC、FPGA)、MCU控制單元、存儲(chǔ)、ISP等其他硬件組成的自動(dòng)駕駛域控制器,提供可持續(xù)擴(kuò)展的計(jì)算能力。(2)系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件包括自動(dòng)駕駛操作系統(tǒng)和中間件,為上層提供調(diào)度、通信、時(shí)間同步、調(diào)試診斷等基礎(chǔ)服務(wù)。3.1.2計(jì)算平臺(tái)架構(gòu)(3)功能軟件功能軟件包括自動(dòng)駕駛通用框架(感知、決策、執(zhí)行)、功能軟件通用框架(數(shù)據(jù)抽象/數(shù)據(jù)流框架/基礎(chǔ)服務(wù))。(4)應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件包括場(chǎng)景算法(涵蓋數(shù)據(jù)感知、多元融合、決策規(guī)劃、控制執(zhí)行等)、數(shù)據(jù)地圖等。3.1.2計(jì)算平臺(tái)架構(gòu)(5)其他結(jié)構(gòu)其他結(jié)構(gòu)包括工具箱(開發(fā)、仿真、調(diào)試、測(cè)試等)及安全體系(功能安全、信息安全等)。3.1.2計(jì)算平臺(tái)架構(gòu)2.車載智能計(jì)算基礎(chǔ)平臺(tái)參考架構(gòu)車載智能計(jì)算基礎(chǔ)平臺(tái)參考架構(gòu)組成自動(dòng)駕駛操作系統(tǒng)和異構(gòu)分布硬件架構(gòu)兩部分。車載智能計(jì)算基礎(chǔ)平臺(tái)參考架構(gòu)軟/硬件特點(diǎn)①異構(gòu):車載智能計(jì)算基礎(chǔ)平臺(tái)需采用異構(gòu)芯片硬件方案。②分布彈性:車載智能計(jì)算基礎(chǔ)平臺(tái)當(dāng)前需采用分布式硬件方案。2計(jì)算平臺(tái)硬件及異構(gòu)平臺(tái)3.2.1計(jì)算平臺(tái)硬件異構(gòu)多核芯片硬件架構(gòu)主要由AI單元、計(jì)算單元和控制單元三部分組成,見表3-2。3.2.1計(jì)算平臺(tái)硬件1.AI單元GPUFPGAASIC3.2.1計(jì)算平臺(tái)硬件3.2.1計(jì)算平臺(tái)硬件2.計(jì)算單元基于多核CPU的計(jì)算單元具有主頻高、計(jì)算能力強(qiáng)等特點(diǎn),通過(guò)系統(tǒng)內(nèi)核管理軟件和硬件資源,完成任務(wù)調(diào)度。計(jì)算單元主要用于執(zhí)行大部分自動(dòng)駕駛相關(guān)的核心算法,整合多傳感器融合數(shù)據(jù),完成路徑規(guī)劃、決策控制等功能。3.2.1計(jì)算平臺(tái)硬件3.控制單元控制單元主要基于傳統(tǒng)車輛控制器(MCU)完成車輛動(dòng)力學(xué)橫縱向控制任務(wù),搭載基礎(chǔ)軟件平臺(tái)的控制單元將各個(gè)車輛控制的功能軟件連接起來(lái)實(shí)現(xiàn)車輛控制,同時(shí),軟件系統(tǒng)需要預(yù)留與智能車輛操作系統(tǒng)集成的通信接口。

MCU是在ECU當(dāng)中負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理和運(yùn)算的芯片,是把CPU、內(nèi)存(RAM+ROM)、多種I/O接口等整合到單一芯片上形成的芯片級(jí)計(jì)算機(jī)。當(dāng)前,汽車級(jí)MCU主要有8位、16位和32位三種型號(hào)。計(jì)算平臺(tái)硬件異構(gòu)分布架構(gòu)CPU+GPU+ASIC(英偉達(dá)、特斯拉、高通等為代表)CPU+ASIC(Mobileye、華為、地平線等為代表)CPU+FPGA(百度-賽靈思、Waymo等為代表)3.2.2計(jì)算平臺(tái)硬件異構(gòu)分布架構(gòu)3.2.2計(jì)算平臺(tái)硬件異構(gòu)分布架構(gòu)3.2.2計(jì)算平臺(tái)硬件異構(gòu)分布架構(gòu)主要計(jì)算平臺(tái)綜合比較(1)GPU、ASIC為采用最多的AI芯片,FPGA較少。(2)主流廠商的芯片算力越來(lái)越高,制程越來(lái)越先進(jìn),這與智能駕駛由低等級(jí)向高等級(jí)演化趨勢(shì)一致。(3)從絕對(duì)算力來(lái)看,英偉達(dá)、高通、華為處于第一梯隊(duì);從功耗來(lái)看,高通表現(xiàn)突出,華為、英偉達(dá)表現(xiàn)相對(duì)一般。(4)從搭載的OEM廠商來(lái)看,英偉達(dá)、Mobileye處于領(lǐng)先位置,高通、華為、地平線則獲得了主流OEM的定點(diǎn),見表3-5。3.2.2計(jì)算平臺(tái)硬件異構(gòu)分布架構(gòu)3.2.2計(jì)算平臺(tái)硬件異構(gòu)分布架構(gòu)3智能網(wǎng)聯(lián)汽車軟件3.3.1汽車軟件架構(gòu)3.3.2系統(tǒng)軟件1.硬件抽象層———Hypervisor與BSP(1)Hypervisor(Hypervisor),虛擬化技術(shù)可以模擬出一個(gè)具有完整硬件系統(tǒng)功能、運(yùn)行在一個(gè)完全隔離環(huán)境中的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(2)BSPBSP(BoardSupportPackage)即板級(jí)支持包3.3.2系統(tǒng)軟件2.操作系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)與OS內(nèi)核(1)車載操作系統(tǒng)從功能實(shí)現(xiàn)角度,車載操作系統(tǒng)(車載OS)可以大致分為車控操作系統(tǒng)和智能座艙操作系統(tǒng)。①車控操作系統(tǒng):主要對(duì)應(yīng)自動(dòng)駕駛域、動(dòng)力域、底盤域,用于實(shí)現(xiàn)車身底盤控制、動(dòng)力系統(tǒng)和自動(dòng)駕駛,可分為嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)RTOS和基于POSIX標(biāo)準(zhǔn)的操作系統(tǒng)。②智能座艙操作系統(tǒng):主要對(duì)應(yīng)于座艙域,用于實(shí)現(xiàn)車載娛樂(lè)信息系統(tǒng)功能以及實(shí)現(xiàn)HMI相應(yīng)功能。3.3.2系統(tǒng)軟件(2)駕駛域操作系統(tǒng)駕駛域OS內(nèi)核以QNX、Linux、Vxworks三分天下。駕駛域OS按照定義范圍可大致分為狹義和廣義兩種:①狹義OS:特指可直接搭載在硬件上的OS內(nèi)核。②廣義OS:從下至上包括BSP、OS內(nèi)核、中間件及庫(kù)組件等系統(tǒng)軟件。(3)中間件中間件是介于應(yīng)用系統(tǒng)和系統(tǒng)軟件之間的一類軟件,位于客戶機(jī)服務(wù)器的操作系統(tǒng)之上,管理計(jì)算資源和網(wǎng)絡(luò)通信。3.3.3功能軟件3.3.3功能軟件3.3.4應(yīng)用軟件應(yīng)用層軟件運(yùn)行在廣義操作系統(tǒng)之上,具體負(fù)責(zé)自動(dòng)駕駛功能實(shí)現(xiàn)。典型的計(jì)算平臺(tái),在裝載運(yùn)行系統(tǒng)軟件和功能軟件構(gòu)成的操作系統(tǒng)后,向上支撐應(yīng)用軟件開發(fā),最終實(shí)現(xiàn)整體功能實(shí)現(xiàn)。應(yīng)用層軟件內(nèi)容繁雜,包括場(chǎng)景算法(涵蓋數(shù)據(jù)感知、決策規(guī)劃、控制執(zhí)行等)、高精度地圖、人機(jī)交互(HMI)等。高精度地圖是典型應(yīng)用軟件。高精度地圖領(lǐng)域呈現(xiàn)高德地圖、百度地圖、四維圖新三足鼎立態(tài)勢(shì)。3.3.4應(yīng)用軟件3.3.5汽車軟件發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)軟件定義汽車(SoftwareDefinedVehicles,SDV)指的是軟件深度參與到汽車定義、開發(fā)、驗(yàn)證、銷售、服務(wù)等過(guò)程中,并不斷改變和優(yōu)化各個(gè)過(guò)程,實(shí)現(xiàn)體驗(yàn)持續(xù)優(yōu)化、過(guò)程持續(xù)優(yōu)化、價(jià)值持續(xù)創(chuàng)造。3.3.5汽車軟件發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)3.3.5汽車軟件發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)3.3.5汽車軟件發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)現(xiàn)階段我國(guó)汽車軟件產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)以下五大發(fā)展趨勢(shì):(1)標(biāo)準(zhǔn)化的電子電氣架構(gòu)及系統(tǒng)軟件將逐步建立。(2)智能汽車軟件將逐步實(shí)現(xiàn)全棧化、完整化控制。(3)汽車軟件水平將成為提升自主車企產(chǎn)品力和競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵。(4)基于多維數(shù)據(jù)融合的應(yīng)用軟件將成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)。(5)由整車企業(yè)和軟件企業(yè)共同主導(dǎo)的產(chǎn)業(yè)生態(tài)將逐步構(gòu)建。模塊導(dǎo)入線控底盤是自動(dòng)駕駛執(zhí)行端的重要部件,能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)整車動(dòng)力輸出、行駛方向變化的主動(dòng)控制,是實(shí)現(xiàn)高階智能駕駛的基礎(chǔ)。智能網(wǎng)聯(lián)汽車或無(wú)人駕駛汽車依靠什么技術(shù)實(shí)現(xiàn)自主改變行駛方向?如何自主加速、減速?如何在緊急情況下自主制動(dòng)、駐車?如何自主調(diào)節(jié)懸架高度、剛度及阻尼力?通過(guò)本模塊的學(xué)習(xí),你可以得到答案。模塊四智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控底盤1●線控驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)2●線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)3●線控制動(dòng)系統(tǒng)4●線控懸架系統(tǒng)5●線控?fù)Q擋系統(tǒng)1線控驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)4.1.1線控底盤的發(fā)展、組成與特點(diǎn)1.線控底盤的發(fā)展歷程汽車底盤線控技術(shù)的發(fā)展是循序漸進(jìn)的且歷史非常長(zhǎng)。首先是線控?fù)Q擋,第一款車用自動(dòng)變速器1904年就被使用了。其次是線控油門,現(xiàn)在基本上所有的車都采用了電子油門來(lái)替代傳統(tǒng)的機(jī)械拉線或者拉桿式油門,第一款線控電子節(jié)氣門誕生于1988年,寶馬7系是首款搭載線控電子節(jié)氣門的車型。2001-2002年,博世生產(chǎn)的EHB被奔馳的SL跑車和E級(jí)所采用,這是最早使用線控制動(dòng)的兩款汽車。最后是線控轉(zhuǎn)向,在乘用車領(lǐng)域量產(chǎn)使用線控轉(zhuǎn)向的第一款車是2013年英菲尼迪推出的Q50車型。4.1.1線控底盤的發(fā)展、組成與特點(diǎn)2.汽車線控底盤的發(fā)展趨勢(shì)

(1)底盤系統(tǒng)線控化將從部分子系統(tǒng)線控化逐漸演進(jìn)到全局線控化,多系統(tǒng)多控制器將逐漸被域控制器取代,并實(shí)現(xiàn)控制集成化、模塊化、智能化、一體化。

(2)隨著技術(shù)的進(jìn)步、電子設(shè)備成本下降,以及其他的技術(shù)手段如非硬件冗余的容錯(cuò)控制技術(shù)等的應(yīng)用,線控系統(tǒng)的成本將逐漸下降,線控系統(tǒng)將在量產(chǎn)車上大范圍應(yīng)用。

(3)汽車底盤線控技術(shù)的成熟將加快智能化、自動(dòng)化汽車的發(fā)展。4.1.1線控底盤的發(fā)展、組成與特點(diǎn)3.線控底盤的組成線控轉(zhuǎn)向線控驅(qū)動(dòng)線控制動(dòng)線控?fù)Q擋線控懸架4.1.1線控底盤的發(fā)展、組成與特點(diǎn)4.線控底盤的特點(diǎn)

(1)線控技術(shù)用電信號(hào)取代了機(jī)械桿件和液壓系統(tǒng),在減小噪聲和減少振動(dòng)的同時(shí),可為汽車零部件的布置節(jié)省很多空間,電線的布置變得更靈活,增大了汽車的設(shè)計(jì)空間;線控技術(shù)降低部件的復(fù)雜性,減輕汽車自重,降低燃油消耗率及液壓系統(tǒng)和機(jī)械桿件的故障率。

(2)線控技術(shù)采用電信號(hào)的傳輸方式,響應(yīng)速度更快、更敏捷。線控技術(shù)可以提前預(yù)判駕駛?cè)说男袨?進(jìn)行提前干預(yù),在緊急情況下發(fā)揮作用,減少交通事故。

(3)真正意義上的線控系統(tǒng)沒(méi)有轉(zhuǎn)向液、制動(dòng)液等,不存在液壓系統(tǒng)液體泄漏的問(wèn)題,由電能驅(qū)動(dòng)電機(jī),節(jié)能環(huán)保。4.1.1線控底盤的發(fā)展、組成與特點(diǎn)

(4)由于線控系統(tǒng)取消機(jī)械或液壓連接,傳感器的不穩(wěn)定性、數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟粶?zhǔn)確性等可能使系統(tǒng)發(fā)生故障,安全可靠性有待提高。

(5)成本有待降低。要提高線控系統(tǒng)的安全可靠性,需要提供足夠的軟/硬件冗余,如傳感器冗余、電機(jī)冗余、芯片冗余等,因而提高了軟/硬件成本。4.1.2線控驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)1.線控油門系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)4.1.2線控驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)2.新能源汽車線控驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)4.1.2線控驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)4.1.2線控驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)4.1.3線控驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的工作原理1.線控油門系統(tǒng)的工作原理4.1.3線控驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的工作原理2.新能源汽車線控驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的工作原理4.1.4線控驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn)1.線控油門系統(tǒng)的特點(diǎn)線控油門系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn):(1)減少了機(jī)械組合零件,系統(tǒng)質(zhì)量更小。(2)可以和油壓、發(fā)動(dòng)機(jī)溫度和廢氣再循環(huán)等信息有更密切的電子信號(hào)結(jié)合,有助減少耗油量和廢氣排出。(3)節(jié)氣門開度被簡(jiǎn)化成電子信息,有助于提高各項(xiàng)系統(tǒng)的溝通效率。線控油門系統(tǒng)的缺點(diǎn):(1)成本更高。(2)有一定延遲效果。(3)可靠性不如機(jī)械式油門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。4.1.4線控驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn)2.新能源汽車線控驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn)集中式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)①結(jié)構(gòu)緊湊,便于處理電機(jī)冷卻、振動(dòng)隔振以及電磁干擾等問(wèn)題。②整車總布置形式與內(nèi)燃機(jī)接近,前艙熱管理、隔聲處理以及碰撞安全性與原車接近或者容易處理。缺點(diǎn)①通常要求使用高轉(zhuǎn)速大功率電機(jī),對(duì)電機(jī)性能要求高。②具有傳動(dòng)鏈長(zhǎng)、傳動(dòng)效率低的缺點(diǎn)。4.1.4線控驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn)集中式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)①整車布置的靈活性強(qiáng),車身造型設(shè)計(jì)的自由度大,易于實(shí)現(xiàn)同底盤不同造型產(chǎn)品的多樣化。②機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)部分減少或全部取消,可簡(jiǎn)化驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。③電機(jī)驅(qū)動(dòng)力矩響應(yīng)迅速,正/反轉(zhuǎn)靈活切換,驅(qū)動(dòng)力矩瞬時(shí)響應(yīng)快,惡劣工況的適應(yīng)能力強(qiáng)。④容易實(shí)現(xiàn)電氣制動(dòng)、機(jī)電復(fù)合制動(dòng)及再生制動(dòng),經(jīng)濟(jì)性更高,續(xù)航里程更長(zhǎng)。⑤在行駛穩(wěn)定性方面,通過(guò)電機(jī)力矩的獨(dú)立控制,更容易實(shí)現(xiàn)對(duì)橫擺力矩、縱向力矩的控制,從而提高整車的操縱穩(wěn)定性及行駛安全。4.1.4線控驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn)集中式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn)缺點(diǎn)①為滿足各輪運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào),對(duì)多個(gè)電機(jī)的同步協(xié)調(diào)控制要求高。②電機(jī)的分散安裝布置提出了結(jié)構(gòu)布置、熱管理、電磁兼容以及振動(dòng)控制等多方面的技術(shù)難題。2線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)4.2.1線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的分類與結(jié)構(gòu)4.2.1線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的分類與結(jié)構(gòu)4.2.1線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的分類與結(jié)構(gòu)1.線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的分類23451四輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向單電機(jī)前輪轉(zhuǎn)向雙電機(jī)前輪轉(zhuǎn)向雙電機(jī)獨(dú)立前輪轉(zhuǎn)向后輪線控轉(zhuǎn)向4.2.1線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的分類與結(jié)構(gòu)4.2.1線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的分類與結(jié)構(gòu)2.線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖4-9線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)4.2.2線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理轉(zhuǎn)向輸入實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向?qū)崿F(xiàn)路感反饋4.2.2線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理4.2.3線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的特點(diǎn)線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

(1)有效地實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向盤兩者之間的同步,從而使駕駛?cè)藢?duì)汽車的控制更加靈敏,改善操縱穩(wěn)定性。

(2)線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)只需要在轉(zhuǎn)向的時(shí)候進(jìn)行工作,不僅有效提升了傳動(dòng)效率,而且更加經(jīng)濟(jì)、環(huán)保。

(3)在碰撞發(fā)生時(shí),由前圍入侵傳遞到轉(zhuǎn)向管柱上的碰撞能量幾乎為零,提升了整車發(fā)生碰撞時(shí)對(duì)駕駛?cè)说谋Ｗo(hù)性能,提高被動(dòng)安全性。4.2.3線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的特點(diǎn)

(4)線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)取消了轉(zhuǎn)向盤與轉(zhuǎn)向輪之間的機(jī)械結(jié)構(gòu),使轉(zhuǎn)向系統(tǒng)質(zhì)量減小了大約5kg,利于整車輕量化。

(5)在汽車行駛的過(guò)程中,避免地面的不平整、轉(zhuǎn)向輪的不平衡等因素導(dǎo)致的抖動(dòng)傳遞到轉(zhuǎn)向盤上,舒適性高。4.2.3線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的特點(diǎn)線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的缺點(diǎn)

(1)線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的安全性和可靠性有待提高,這是各大車企需考慮的核心問(wèn)題。

(2)冗余設(shè)備導(dǎo)致額外增加的成本和質(zhì)量是阻礙其發(fā)展的因素之一。

(3)硬件上需要較高功率的路感電機(jī)和轉(zhuǎn)向電機(jī),軟件上需要復(fù)雜的算法。3線控制動(dòng)系統(tǒng)4.3.1線控制動(dòng)系統(tǒng)的分類與結(jié)構(gòu)1.線控制動(dòng)系統(tǒng)的分類電子液壓制動(dòng)(EHB)系統(tǒng)電子機(jī)械制動(dòng)

(EMB)系統(tǒng)混合線控制動(dòng)

(HBBW)系統(tǒng)4.3.1線控制動(dòng)系統(tǒng)的分類與結(jié)構(gòu)4.3.1線控制動(dòng)系統(tǒng)的分類與結(jié)構(gòu)4.3.1線控制動(dòng)系統(tǒng)的分類與結(jié)構(gòu)4.3.1線控制動(dòng)系統(tǒng)的分類與結(jié)構(gòu)2.線控制動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖4-14電子液壓制動(dòng)(EHB)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)4.3.1線控制動(dòng)系統(tǒng)的分類與結(jié)構(gòu)4.3.2線控制動(dòng)系統(tǒng)的工作原理1.電子液壓制動(dòng)(EHB)系統(tǒng)的工作原理4.3.2線控制動(dòng)系統(tǒng)的工作原理2.電子機(jī)械制動(dòng)(EMB)系統(tǒng)的工作原理4.3.3線控制動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn)電子液壓制動(dòng)(EHB)系統(tǒng)的特點(diǎn)(1)EHB系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)①EHB系統(tǒng)可通過(guò)正確識(shí)別駕駛?cè)艘鈭D,對(duì)制動(dòng)力(由踏板行程以及踏板加速度來(lái)辨別計(jì)算)加以調(diào)整,以避免制動(dòng)力不足。②傳統(tǒng)采用真空助力器的制動(dòng)系統(tǒng)助力能力受發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的影響,而EHB系統(tǒng)的制動(dòng)能力不受發(fā)動(dòng)機(jī)真空度影響。③由于制動(dòng)相關(guān)傳感器探測(cè)的是踏板的運(yùn)動(dòng)速度和踏板的行程,電控單元據(jù)此進(jìn)行制動(dòng)壓力調(diào)節(jié),制造商可以根據(jù)不同的車型以及對(duì)駕駛?cè)笋{駛習(xí)慣的統(tǒng)計(jì),通過(guò)更改控制算法和踏板模擬器提供給駕駛?cè)瞬煌奶ぐ甯杏X(jué),使得EHB系統(tǒng)的可移植性好。4.3.3線控制動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn)④在需要保持駐車狀態(tài)時(shí),可以使系統(tǒng)對(duì)車輪施加一定的制動(dòng)力,即使駕駛?cè)怂砷_制動(dòng)踏板依然能對(duì)車輪產(chǎn)生一定的制動(dòng)壓力,減輕駕駛?cè)说呢?fù)擔(dān),提高駕駛舒適性,實(shí)現(xiàn)電子駐車控制。⑤傳統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)特性無(wú)法隨意改變,而EHB系統(tǒng)可以通過(guò)分析駕駛?cè)艘鈭D,判斷不同的制動(dòng)行為,提供最合理的壓力變化特性。(2)EHB系統(tǒng)的缺點(diǎn)

EHB系統(tǒng)仍然需要液壓部件,離不開制動(dòng)液。4.3.3線控制動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn)電子機(jī)械制動(dòng)(EMB)系統(tǒng)的特點(diǎn)(1)EMB系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)①EMB系統(tǒng)的應(yīng)用使汽車可以省去制動(dòng)液壺、制動(dòng)主缸、助力裝置、液壓閥、復(fù)雜的管路系統(tǒng)等,使車輛結(jié)構(gòu)得到簡(jiǎn)化。②傳統(tǒng)的液壓制動(dòng)系統(tǒng)反應(yīng)時(shí)間為400~600ms,EHB系統(tǒng)為120~150ms,而EMB系統(tǒng)只要90ms,極大地縮短了制動(dòng)反應(yīng)的時(shí)間,制動(dòng)距離可以縮短60%,安全性能大幅度提高。③由于EMB系統(tǒng)沒(méi)有使用制動(dòng)液,不用擔(dān)心有液體泄漏,可避免液體泄漏導(dǎo)致短路或元件失效,維護(hù)簡(jiǎn)單,節(jié)省維修成本。④一系列電子元器件代替了原來(lái)笨重的機(jī)械助力傳動(dòng)裝置,減輕了整車的質(zhì)量,提高了整車的燃油經(jīng)濟(jì)性,減小了前、后軸的負(fù)荷,減少了輪胎的磨損。4.3.3線控制動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn)(2)EMB系統(tǒng)的缺點(diǎn)①由于不存在獨(dú)立的主動(dòng)備用制動(dòng)系統(tǒng),對(duì)系統(tǒng)的可靠性要求極高。此外,還需要一個(gè)備用系統(tǒng),在ECU元件失去效用、傳感器失靈、制動(dòng)器本身或線束出現(xiàn)故障時(shí),保障制動(dòng)的基本性能。②由于EMB系統(tǒng)位于輪轂中,輪轂的體積決定了電機(jī)體積,進(jìn)而決定了電機(jī)功率不可能太大,制約了制動(dòng)力。③工作環(huán)境惡劣,特別是溫度高,制動(dòng)片附近的溫度高達(dá)數(shù)百度。而電機(jī)體積又決定只能使用永磁電機(jī),而永磁材料在高溫下會(huì)消磁,影響電機(jī)工作。4線控懸架系統(tǒng)4.4.1線控懸架系統(tǒng)的分類與結(jié)構(gòu)1.線控懸架系統(tǒng)的分類懸架(亦稱懸掛)是連接車輪與車身的機(jī)構(gòu),對(duì)車身起支撐和減振的作用。懸架傳遞作用在車輪和車架之間的力,并且緩沖由不平路面?zhèn)鹘o車架或車身的沖擊力,衰減由此引起的振動(dòng),以保證汽車能平順地行駛。典型的懸架機(jī)構(gòu)主要包括彈性元件、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和減振器等。4.4.1線控懸架系統(tǒng)的分類與結(jié)構(gòu)4.4.1線控懸架系統(tǒng)的分類與結(jié)構(gòu)2.線控懸架系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖4-19線控懸架系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖4-20空氣彈簧的結(jié)構(gòu)4.4.1線控懸架系統(tǒng)的分類與結(jié)構(gòu)4.4.1線控懸架系統(tǒng)的分類與結(jié)構(gòu)4.4.2線控懸架系統(tǒng)的工作原理4.4.3線控懸架系統(tǒng)的特點(diǎn)1.線控懸架系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

(1)剛度可調(diào),可改善汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)出現(xiàn)的側(cè)傾以及制動(dòng)和加速等引起的車身點(diǎn)頭和后坐等問(wèn)題。

(2)汽車載荷變化時(shí),能自動(dòng)維持車身高度不變。

(3)碰到障礙物時(shí),能瞬時(shí)提高底盤和車輪以越過(guò)障礙,使汽車的通過(guò)性得到提高。

(4)可抑制制動(dòng)時(shí)的“點(diǎn)頭”,充分利用車輪與地面的附著條件加速制動(dòng)過(guò)程,縮短制動(dòng)距離。

(5)使車輪與地面保持良好的接觸,增大車輪與地面的附著力,增強(qiáng)汽車抵抗側(cè)滑的能力。4.4.3線控懸架系統(tǒng)的特點(diǎn)2.線控懸架系統(tǒng)的缺點(diǎn)

(1)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,故障的概率和危害性遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)懸掛系統(tǒng)。

(2)由于主要部件沒(méi)有備份,一旦出現(xiàn)嚴(yán)重泄漏事故,行車姿態(tài)會(huì)出現(xiàn)劇烈變化,安全風(fēng)險(xiǎn)較大。

(3)線控懸架系統(tǒng)相對(duì)傳統(tǒng)懸架系統(tǒng)增加了電機(jī)、控制器、傳感器、儲(chǔ)氣罐等配置,質(zhì)量和能耗有所增大。5線控?fù)Q擋系統(tǒng)4.5.1線控?fù)Q擋系統(tǒng)的分類與結(jié)構(gòu)1.線控?fù)Q擋系統(tǒng)的分類線控?fù)Q擋是一種不需要任何機(jī)械結(jié)構(gòu),僅通過(guò)電控來(lái)實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)的機(jī)構(gòu)。4.5.1線控?fù)Q擋系統(tǒng)的分類與結(jié)構(gòu)2.線控?fù)Q擋系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖4-26奧迪Q7線控?fù)Q擋系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)4.5.2線控?fù)Q擋系統(tǒng)的工作原理4.5.3線控?fù)Q擋系統(tǒng)的特點(diǎn)特點(diǎn)(1)選擋桿和變速箱之間不存在機(jī)械連接。(2)換擋操縱需求以純電子方式傳輸至變速箱。(3)駐車鎖通過(guò)電控液壓方式操控和激活。4.5.3線控?fù)Q擋系統(tǒng)的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)

(1)電子換擋選擇器相比原有的換擋器質(zhì)量更輕,體積更小,同時(shí)也易于維護(hù)。

(2)采取線控?fù)Q擋技術(shù)能夠提高換擋安全性和功能可靠性。

(3)便于集成附加功能,如APA全自動(dòng)泊車、自動(dòng)P擋請(qǐng)求、手動(dòng)/運(yùn)動(dòng)換擋模式選擇、整車防盜、駕駛習(xí)慣學(xué)習(xí)等。

(4)相比于傳統(tǒng)換擋機(jī)構(gòu),線控?fù)Q擋沒(méi)有拉線的束縛,可提升系統(tǒng)的輕量化和智能化水平。模塊導(dǎo)入智能網(wǎng)聯(lián)汽車車聯(lián)網(wǎng)是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛的底層必要技術(shù)之一。車聯(lián)網(wǎng)就像是神經(jīng)系統(tǒng),通過(guò)新一代信息通信技術(shù),實(shí)現(xiàn)車與云平臺(tái)、車與車、車與路、車與人、車內(nèi)等全方位網(wǎng)絡(luò)鏈接,實(shí)現(xiàn)“三網(wǎng)融合”,即將車內(nèi)網(wǎng)、車際網(wǎng)和車載移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行融合,保證信息和指令的實(shí)時(shí)傳遞。智能網(wǎng)聯(lián)汽車或無(wú)人駕駛汽車依靠什么技術(shù)實(shí)現(xiàn)車內(nèi)信息實(shí)時(shí)傳遞?依靠什么技術(shù)實(shí)現(xiàn)車與云平臺(tái)、車與車、車與路、車與人信息實(shí)時(shí)傳遞?依靠什么技術(shù)在車內(nèi)實(shí)現(xiàn)上網(wǎng)辦公,進(jìn)行商務(wù)購(gòu)物?通過(guò)對(duì)本模塊的學(xué)習(xí),你可以得到答案。模塊五智能網(wǎng)聯(lián)汽車車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)1●智能網(wǎng)聯(lián)汽車車聯(lián)網(wǎng)2●智能網(wǎng)聯(lián)汽車車內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)3●智能網(wǎng)聯(lián)汽車車際通信網(wǎng)絡(luò)4●智能網(wǎng)聯(lián)汽車移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)1智能網(wǎng)聯(lián)汽車車聯(lián)網(wǎng)5.1.1車聯(lián)網(wǎng)概述1.車聯(lián)網(wǎng)的定義車聯(lián)網(wǎng)借助新一代信息和通信技術(shù),實(shí)現(xiàn)車內(nèi)、車與車、車與路、車與人、車與服務(wù)平臺(tái)的全方位網(wǎng)絡(luò)連接,提升汽車智能化水平和自動(dòng)駕駛能力,構(gòu)建汽車和交通服務(wù)新業(yè)態(tài),從而提高交通效率,改善汽車駕乘感受,為用戶提供智能、舒適、安全、節(jié)能、高效的綜合服務(wù)。工業(yè)和信息化部印發(fā)的《車聯(lián)網(wǎng)(智能網(wǎng)聯(lián)汽車)產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃》指出,車聯(lián)網(wǎng)(智能網(wǎng)聯(lián)汽車)產(chǎn)業(yè)是汽車、電子、信息通信、道路交通運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)深度融合的新型產(chǎn)業(yè)形態(tài)。5.1.1車聯(lián)網(wǎng)概述2.車聯(lián)網(wǎng)的組成5.1.1車聯(lián)網(wǎng)概述3.車聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)5.1.1車聯(lián)網(wǎng)概述4.發(fā)展車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的重大意義車聯(lián)網(wǎng)推動(dòng)形成新模式與新業(yè)態(tài)車聯(lián)網(wǎng)是最具創(chuàng)新活力的產(chǎn)業(yè)之一車聯(lián)網(wǎng)是展現(xiàn)國(guó)家實(shí)力的核心領(lǐng)域5.1.2車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用與發(fā)展1.車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用

V2X,即vehicletoeverything,車聯(lián)萬(wàn)物。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),