智能自動駕駛車輛資料

1、智能自動駕駛(jish)車輛組員(z yun)：夏敏思 潘海寧 周峰指導(dǎo)老師：劉曉軍 共三十一頁目 錄2022/7/272第一節(jié) 概述第二節(jié) 發(fā)展(fzhn)歷程及現(xiàn)狀第三節(jié) 基本功能子系統(tǒng)第四節(jié) Google實例 第五節(jié) 展望參考文獻(xiàn)共三十一頁第一節(jié) 概述(i sh)2022/7/273汽車自動駕駛概念 是指借助車載設(shè)備及路側(cè)、路表的電子設(shè)備來檢測周圍行駛環(huán)境的變化情況，進行部分或完全的自動駕駛控制的系統(tǒng)。 該系統(tǒng)的本質(zhì)就是將車輛道路系統(tǒng)中的現(xiàn)代化的通信技術(shù)、控制技術(shù)和交通信息理論加以集成，提供一個良好(lingho)的駕駛環(huán)境，在特定條件下，車輛將在自動控制下安全行駛。共三十一頁第一節(jié) 概

2、述(i sh)2022/7/274車輛自動駕駛系統(tǒng)主要目的防止部分交通事故的發(fā)生提高(t go)道路利用率提高駕駛員方便性減輕駕駛員負(fù)擔(dān)實現(xiàn)車輛的安全高效行駛共三十一頁第二節(jié) 發(fā)展歷程(lchng)及現(xiàn)狀2022/7/2751969年，美軍便在對越南的戰(zhàn)爭中，將無人駕駛汽車用于運輸軍事物資。20世紀(jì) 80 年代，美國提出了地面自主車輛(chling)計劃(ALV)的科研項目，并成功研制了一輛能夠在校園中自主行駛的 8 輪車，由于當(dāng)時技術(shù)限制車速不高。1995 年，美國卡耐基梅隆大學(xué)研制了一輛無人駕駛汽車，名為“Navlab-V”，隨后進行橫穿美國東部和西部的試驗，該無人車自主行駛了 96%以上

3、的路程。但在這次試驗中該車只對方向（即舵機）進行自主控制。2005年，在美國舉辦的“大挑戰(zhàn)”比賽上，斯坦福大學(xué)推出了一輛改裝自大眾途銳的多功能汽車，該車成功通過了沙漠、隧道、河床和山道等多種道路，取得勝利。共三十一頁第二節(jié) 發(fā)展(fzhn)歷程及現(xiàn)狀2022/7/2762010 年上海世博會期間，意大利帕爾瑪大學(xué)的無人駕駛電動汽車由意大利抵達(dá)(dd)上海。Google 公司也于 2010 年推出自己的無人駕駛車 Google Fleet1，并已經(jīng)成功試驗行駛了 22 萬 5 千多公里。共三十一頁第二節(jié) 發(fā)展(fzhn)歷程及現(xiàn)狀2022/7/277實驗車型研發(fā)單位核心技術(shù)Navlab系列智能車

4、美國卡內(nèi)基梅隆大學(xué)視覺系統(tǒng)XLAB智能車Google公司環(huán)境三維建模、影像地圖技術(shù)ARGO實驗車意大利帕爾瑪大學(xué)低成本傳感器系統(tǒng)VAMP實驗車德國慕尼黑國防大學(xué)與奔馳公司合作環(huán)境識別系統(tǒng)Caravelle實驗車德國研究與技術(shù)部門與大眾公司合作多傳感器信息融合技術(shù)國外研究(ynji)現(xiàn)狀共三十一頁第二節(jié) 發(fā)展歷程(lchng)及現(xiàn)狀2022/7/278實驗車型設(shè)計單位技術(shù)特點CITAVI系列自動駕駛汽車國防科技大學(xué)基于視覺導(dǎo)航，最高時速達(dá)75.6km/hJUTIV智能車吉林大學(xué)智能車輛體系結(jié)構(gòu)，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(xué)具有跟蹤道路、避障、越野及岔路選擇等功

5、能，支持臨場遙控駕駛THMR-V智能車清華大學(xué)結(jié)構(gòu)化環(huán)境下的車道線自動跟蹤，復(fù)雜環(huán)境下的道路避障夸父一號智能車西安交通大學(xué)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(xué)嵌入式視覺感知，基于環(huán)視的自動泊車系統(tǒng)，基于車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的多車協(xié)作國內(nèi)研究(ynji)現(xiàn)狀共三十一頁第三節(jié) 基本功能子系統(tǒng)2022/7/279安全預(yù)警系統(tǒng)0102防撞系統(tǒng)03車道保持系統(tǒng)環(huán)保系統(tǒng)08緊急報警系統(tǒng)0605巡視控制系統(tǒng)自助導(dǎo)航系統(tǒng)0704視野擴展系統(tǒng)共三十一頁第三節(jié) 基本功能子系統(tǒng)2022/7/27101.安全預(yù)警系統(tǒng) 車輛安裝的車載設(shè)備，包括安裝在車身各個部位的傳感器、激光雷達(dá)、紅外

6、雷達(dá)、盲點探測器、超聲波傳感器、電波雷達(dá)等設(shè)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(xnx)，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。共三十一頁第三節(jié) 基本功能子系統(tǒng)2022/7/27111.安全預(yù)警系統(tǒng) 車載設(shè)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(yù)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(yīng)措施。例如，在駕駛員飲酒(yn ji)過度的情況下鎖住發(fā)動機等等。共三十一頁第三節(jié) 基本功

7、能子系統(tǒng)2022/7/27122.防撞系統(tǒng)縱向防撞系統(tǒng)：通過(tnggu)安裝在車輛前后的雷達(dá)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(dāng)?shù)能囕v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。 比如，日產(chǎn)公司研制的防撞雷達(dá)，當(dāng)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。共三十一頁第三節(jié) 基本功能子系統(tǒng)2022/7/27132.防撞系統(tǒng)橫向防撞系統(tǒng)：利用車輛左右兩側(cè)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(dāng)?shù)膫?cè)向安全間距，防止或減

8、少車輛碰撞。交叉口防撞系統(tǒng)：交叉口是事故多發(fā)地點(ddin)。該系統(tǒng)當(dāng)車輛駛近交叉口時，判斷車輛是否有危險，據(jù)此控制車速，保證行車安全。共三十一頁第三節(jié) 基本功能子系統(tǒng)2022/7/27142.防撞系統(tǒng) 馬自達(dá)安全(nqun)車距模型是一種自動控制的防追尾系統(tǒng)。它的功能是：在車輛正常行駛狀態(tài)下，系統(tǒng)關(guān)閉；當(dāng)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，若駕駛員沒有采取行動則系統(tǒng)啟動自動制動裝置，其數(shù)學(xué)模型如下： 其中： v是本車車速，v0兩車相對車速, 1本車剎車減速度,2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。共三十一頁第三節(jié) 基本功能子系統(tǒng)2022/7/27

9、153.車道保持系統(tǒng) 該系統(tǒng)的作用主要是防止車輛偏移，其目的是當(dāng)駕駛員疏忽時，保持車輛仍在控制下行駛(xngsh)。它采用警告系統(tǒng)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(zhuǎn)向。 裝有車道保持系統(tǒng)的汽車，可以自動的沿道路行駛，而不用駕駛員操作。當(dāng)汽車行駛中偏離了車道，如果駕駛員沒有及時作出反應(yīng)，系統(tǒng)會自動使汽車回到原來車道。共三十一頁第三節(jié) 基本功能子系統(tǒng)2022/7/27164.視野擴展系統(tǒng) 該系統(tǒng)也稱為視覺強化系統(tǒng)。車輛裝有檢測設(shè)備、屏幕顯示設(shè)備及計算機處理設(shè)備，加強黃昏、黑夜、雨霧天氣的視覺可知性，提高行車安全。 美國通用公司(n s)研制的夜視系統(tǒng)如同電視機一樣，顯示屏的亮

10、度可調(diào)，并且與是否開前照燈無關(guān)，迎面行駛的車輛也不會使系統(tǒng)失明。共三十一頁第三節(jié) 基本功能子系統(tǒng)2022/7/27175.巡視控制系統(tǒng) 該系統(tǒng)是在車道保持系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了雷達(dá)。雷達(dá)不斷測量本車與前車(qin ch)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(qin ch)自動保持安全距離，這樣，汽車就可以以較小的間距在車道上行駛。共三十一頁第三節(jié) 基本功能子系統(tǒng)2022/7/27186.緊急報警系統(tǒng) 該系統(tǒng)主要是在事故情況下縮短事故響應(yīng)時間，提高事故處理效率。使用(shyng)GPS、GIS技術(shù)、GSM通訊技術(shù)，當(dāng)事故發(fā)生時，自動發(fā)出包括車輛位置

11、的無線電信號。7.自助導(dǎo)航系統(tǒng) 該系統(tǒng)利用GPS、GIS、GSM等技術(shù)，給駕駛員提供最佳行駛路線，避開交通擁堵路段。8.環(huán)保系統(tǒng) 該系統(tǒng)由計算機監(jiān)測控制燃油、排放等情況，以取得最佳環(huán)保效果。共三十一頁第四節(jié) Google實例(shl)2022/7/2719技術(shù)準(zhǔn)備 隨著汽車巡航系統(tǒng)（Crusie Control System，簡稱CCS，可使汽車工作在發(fā)動機有利轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，減輕駕駛員的駕駛操縱勞動強度，提高(t go)行駛舒適性的汽車自動行駛裝置）和自動泊車入位系統(tǒng)Park Assist Vision，簡稱PAV，利用攝像機和超聲波傳感器使車輛自動停入與行車道垂直的標(biāo)準(zhǔn)車位）已經(jīng)越來越普及，從

12、這些簡單的小型自動化跳躍到汽車全自動無人駕駛，不是什么難事。共三十一頁第四節(jié) Google實例(shl)2022/7/27202012年4月，谷歌高調(diào)宣布其傳說中的自動駕駛汽車已經(jīng)開了20萬公里并已經(jīng)申請和獲得了多項相關(guān)(xinggun)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！共三十一頁第四節(jié) Google實例(shl)2022/7/2721激光雷達(dá) 車頂?shù)摹八啊笔亲詣玉{駛汽車的激光雷達(dá)，它能對半徑60米的周圍環(huán)境進行(jnxng)掃描，并將結(jié)果以3D地圖的方式呈現(xiàn)出來，給予計算機最初步的判斷依據(jù)。共三十一頁第四節(jié) Goo

13、gle實例(shl)2022/7/2722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辨別移動的物體，比如前方車輛、自行車或是(hu sh)行人。共三十一頁第四節(jié) Google實例(shl)2022/7/2723左后輪傳感器 很多人第一眼會覺得這個像是方向控制設(shè)備，而事實上這是自動駕駛汽車的位置傳感器，它通過測定(cdng)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。共三十一頁第四節(jié) Google實例(shl)2022/7/2724前后雷達(dá) 谷歌在無人駕車汽車上分別安裝了4個雷達(dá)傳感器（前方3個，后方1個），用于測量汽車與前（和

14、前置(qin zh)攝像頭一同配合測量）后左右各個物體間的距離。共三十一頁第四節(jié) Google實例(shl)2022/7/2725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(fù)責(zé)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(hxn)裝備將負(fù)責(zé)汽車的行駛路線、方式的判斷和執(zhí)行。共三十一頁第五節(jié) 展望(zhnwng)2022/7/2726無人駕駛汽車的研究,可以歸納為3個方面:高速公路(o s n l)環(huán)境城市環(huán)境特殊環(huán)境下的無人駕駛系統(tǒng)。 就具體研究內(nèi)容而言, 3 個方面相互重疊,只是技術(shù)的側(cè)重點不同。共三十一頁第五節(jié) 展望

15、(zhnwng)2022/7/2727高速公路環(huán)境下的無人駕駛系統(tǒng) 這類系統(tǒng)將使用在環(huán)境限定為具有良好標(biāo)志的結(jié)構(gòu)化高速公路上,主要完成道路標(biāo)志線跟蹤、車輛識別等功能。這些研究把精力集中在簡單結(jié)構(gòu)化環(huán)境下的高速自動駕駛上,其目標(biāo)是實現(xiàn)進入高速公路之后的全自動駕駛。盡管這樣的應(yīng)用定位有一定的局限性,但它的確解決了現(xiàn)代社會中最為常見(chn jin)、危險、也是最為枯燥的駕駛環(huán)節(jié)的駕駛?cè)蝿?wù)。共三十一頁第五節(jié) 展望(zhnwng)2022/7/2728城市環(huán)境下的無人駕駛系統(tǒng) 與高速環(huán)境研究相比,城市環(huán)境下的無人駕駛由于(yuy)速度較慢,因此更安全可靠,應(yīng)用前景更好。短期內(nèi),可作為城市大容量公共交通

16、(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(fù)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(yīng)用已經(jīng)進入到小范圍推廣階段,但其大范圍應(yīng)用目前仍存在一定困難,例如可靠性問題、多車調(diào)度和協(xié)調(diào)問題、與其它交通參與者的交互問題、成本問題、商業(yè)模型等。共三十一頁第五節(jié) 展望(zhnwng)2022/7/2729特殊環(huán)境下的無人駕駛系統(tǒng) 無人駕駛汽車研究走在前列的國家,一直都很重視其在軍事和其他一些特殊條件下的應(yīng)用。但其關(guān)鍵技術(shù)和基于(jy)高速公路和城市環(huán)境的車輛是一致的,只是在性能

17、要求上的側(cè)重點不一樣。例如,車輛的可靠性、對惡劣環(huán)境的適應(yīng)性是在特殊環(huán)境下考慮的首要問題,也是在未來推廣應(yīng)用要重點解決的問題。共三十一頁參考文獻(xiàn)2022/7/27301宋振偉.基于FPGA的車輛自動駕駛系統(tǒng)的研究與仿真設(shè)計D.哈爾濱： 哈爾濱理工大學(xué)，2014.2呂峰.無人駕駛智能車控制系統(tǒng)(kn zh x tn)的設(shè)計研究D.西安：西安工業(yè)大學(xué)， 2014.3汪明磊.智能車輛自主導(dǎo)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(xué)，2013.4李陸浩.面向無人駕駛汽車的車道級導(dǎo)航研究D.吉林：吉林大學(xué)， 2014.5孟海華、江洪波、湯天波.全球自動駕駛發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢（上）J. 華東科技，2014,9:66-68.6陳大明、孟海華、湯天波.全球自動駕駛發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢（下）J. 華東科技，2014,10:68-70.7廖爽、許勇、王善超.智能汽車自動駕駛的控制方法研究J.計算機 測量與控制，2014,22（8）：2472-2474.共三十一頁內(nèi)容摘要智能自動駕駛車輛。2010 年上海世博會期間，意大利帕爾