內(nèi)容2021-車輛控制

1、智能交通系統(tǒng)Intelligent Transport Systems張飛舟 博士北京大學(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院2015年5月27日 星期三Advanced Vehicle Control Systems第十三講車輛控制目 錄 AVCS 概述發(fā)展AVCS目的美國車輛控制發(fā)展日本車輛控制發(fā)展歐洲車輛控制發(fā)展韓國車輛控制發(fā)展AVCS在中國車輛控制的最新發(fā)展趨勢 先進(jìn)的車輛控制系統(tǒng)（Advanced Vehicle Control Systems）是借助車載設(shè)備及路側(cè)、路表的檢測設(shè)備來檢測周圍行駛環(huán)境的變化情況，自動駕駛控制以達(dá)到行車安全和增加道路通行能力的目的，包括事故規(guī)避系統(tǒng)和監(jiān)測調(diào)控系統(tǒng)等。1、A

2、VCS 概述AVCS核心內(nèi)容是智能汽車的研究與應(yīng)用，這種汽車具有道路障礙自動識別、自動報警、自動轉(zhuǎn)向、自動制動、自動保持安全距離、車速和巡航控制功能。1.1 AVCS的主要內(nèi)容安裝在車身各部位的傳感器、盲點監(jiān)測器、微波雷達(dá)、激光雷達(dá)、攝像機等設(shè)施由計算機控制，在易發(fā)生危險的情況下，隨時以聲、光形式向司機提供車體周圍必要信息，并可自動采取措施，從而有效地防止事故的發(fā)生。1.2 AVCS的主要功能車內(nèi)計算機中存儲大量有關(guān)駕駛員個人和車輛各部分的信息參數(shù)，當(dāng)監(jiān)測到這些參數(shù)發(fā)生變化、超過某種安全極限值時就會向司機發(fā)出警報，并采取相應(yīng)措施，以預(yù)防事故發(fā)生。1.2 AVCS的主要功能 AVCS 概述發(fā)展A

3、VCS目的美國車輛控制發(fā)展日本車輛控制發(fā)展歐洲車輛控制發(fā)展韓國車輛控制發(fā)展AVCS在中國車輛控制的最新發(fā)展趨勢目 錄2、 發(fā)展AVCS的目的增加公路的通行能力，減少道路阻塞，縮短行車時間；降低事故率，提高行車安全；降低行車成本，提高行車效率；降低廢氣排放量，減輕環(huán)境污染。 增加公路的通行能力，減少道路阻塞，縮短行車時間。 AVCS能使運行的車輛保持合適的最小跟車間距，保持車流穩(wěn)定地前進(jìn)，縮短行車耗時，緩解交通擁擠，提高道路利用效率，增加公路的通行能力。2、 發(fā)展AVCS的目的增加公路降低事故率，提高行車安全 AVCS可以通過顯示或預(yù)警裝置，給駕駛員提供足夠的交通信息，幫助駕駛員作出正確的駕駛操

4、作決策。2、 發(fā)展AVCS的目的 在AVCS 高度完善的情況下，可以將人工駕駛轉(zhuǎn)為自動控制，防止因駕駛員疏忽和機件故障造成的交通事故，并可提供適當(dāng)?shù)陌踩雷o(hù)，當(dāng)最終實現(xiàn)自動駕駛時，將完全排除人為因素而導(dǎo)致的交通事故，從而實現(xiàn)高效安全的行車秩序。2、 發(fā)展AVCS的目的降低行車成本，提高行車效率 在AVCS控制下，可以保持車流的順暢，減少交通阻塞，減少由于車輛滯留在道路時間過長而導(dǎo)致的消耗過多，以及減少因頻繁的踩油門與剎車所造成的能源消耗，提高行車能源利用效率。2、 發(fā)展AVCS的目的降低廢氣排放量,減輕環(huán)境污染 當(dāng)車流順暢、穩(wěn)定地向前行駛時，排放的廢氣、噪聲等環(huán)境污染較少，可達(dá)到減輕環(huán)境污染的

5、效果 。 2、 發(fā)展AVCS的目的 AVCS 概述發(fā)展AVCS目的美國車輛控制發(fā)展日本車輛控制發(fā)展歐洲車輛控制發(fā)展韓國車輛控制發(fā)展AVCS在中國車輛控制的最新發(fā)展趨勢目 錄3、美國車輛控制發(fā)展智能汽車：跑遍天下不迷路美國汽車業(yè)在智能汽車研究開發(fā)上的構(gòu)想是，人們能夠站在自家門口，用遙控器指引汽車自動開出車庫，然后駕駛著開出社區(qū)的馬路。當(dāng)?shù)竭_(dá)智能化的主干公路時，駕駛者就可以將開車任務(wù)交給汽車內(nèi)的機器人駕駛員。3.1 美國智能汽車構(gòu)想（1）自己安全地在筆記本電腦上處理公務(wù)、玩游戲、看碟片、或索性再繼續(xù)美美地睡上一覺。到達(dá)預(yù)定的出口時，主人才重新接管對汽車的主控權(quán)，自己駕車到達(dá)目的地。3.1 美國智能

6、汽車構(gòu)想（1）3.1 美國智能汽車構(gòu)想（2）一份調(diào)查報告列舉了智能化汽車擁有的主要功能:夜視功能 攝像機能幫助駕車者看到在前燈光線外的物體。音控技術(shù) 可讓駕車者對汽車發(fā)出語音指令，控制車內(nèi)廣播電臺、電話和內(nèi)部溫度。今后數(shù)年內(nèi)，語音激活功能將成為接入網(wǎng)絡(luò)和其他各種自動服務(wù)的關(guān)鍵。3.1 美國智能汽車構(gòu)想（2）衛(wèi)星電話系統(tǒng) 駕車者按一個鍵，就可以同他人通話。這一系統(tǒng)主要提供緊急救援服務(wù)，它可以通過一個車內(nèi)手機連接到24小時服務(wù)中心，由于有全球定位系統(tǒng)的輔助，接線員知道你目前確切的位置。該系統(tǒng)在2003年已成為汽車的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。 3.1 美國智能汽車構(gòu)想（3）調(diào)整踏板 駕車者可根據(jù)自己的身高和最合適的

7、坐姿而調(diào)整腳控踏板。福特汽車公司2005年1月已開始在其幾種車型中提供可調(diào)整踏板。3.1 美國智能汽車構(gòu)想（3）車上網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 目前至少有10家車商向市場提供可在車上上網(wǎng)的配套裝置，你可以邊開車邊上網(wǎng)。美國通用汽車公司已在車上安裝Onstar系統(tǒng)，你可以用語音指令要求播放天氣預(yù)報、新聞和交通狀態(tài)，或者是電子郵件，電腦發(fā)出聲音為你將信息閱讀出來。更令駕車者歡喜的是，你可在車上指示家中網(wǎng)絡(luò)家電工作。3.1 美國智能汽車構(gòu)想（4）自動門 鑰匙也許很快就會過時。Mercedes公司正在開發(fā)一種電子開關(guān)系統(tǒng)，能夠在車主靠近車門的時候自動辨認(rèn)對方。車主只要隨身攜帶一張電子卡，將這一系統(tǒng)激活即可。 3.1 美

8、國智能汽車構(gòu)想（4）自動導(dǎo)航 該技術(shù)將很受駕車者歡迎，尤其是長途開車和外出旅行，你不必?fù)?dān)心方向和路徑，預(yù)先輸入的指令將保證車子按最佳路線行駛。 同時，自動控制系統(tǒng)將讓你不必一直將腳放在踏板上，該系統(tǒng)通過雷達(dá)使汽車同前面的一輛車保持安全的距離。這樣的系統(tǒng)已經(jīng)開始出現(xiàn)在Mercedes和美洲豹的豪華車上。3.1 美國智能汽車構(gòu)想（5）此外，未來的智能汽車將逐漸淘汰傳統(tǒng)的石化燃料動力系統(tǒng)，而啟用“綠色”能源。 ITSgn.rmNATIONAL ITS ARCHITECTURE3.2 美國 ITS中的AVCS（1）Road VehiclesBraking systems, propulsion （推進(jìn)

9、） systems, suspension（緩沖） systems, and steering（定位） systemABS and Traction（牽引） Control SystemsABS, one of the earliest AVCS commercially availableconsidered among the most meaningful vehicle safety advancesA development from ABS is the traction control system3.2 美國 ITS中的AVCS（2）Four Wheel Steering Sy

10、stems（四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)）Electronic and/or mechanical means to steer the rear wheels in either the same or opposite direction as front wheelsFour wheel steering is primarily a convenience featureSome safety benefit as it increases the stability and maneuverability（機動性） of the vehicle, particularly at high speed

11、3.2 美國 ITS中的AVCS（3）Active Suspension Systems（主動懸架系統(tǒng)）Conventional, spring and damper suspension systems generally trade-off（平衡）good handling and road-holding for comfort and smoothness.Active suspensions provide the benefits of both soft and firm suspensions under the appropriate conditions.3.2 美國 IT

12、S中的AVCS（4）Autonomous Intelligent Cruise（巡航） Control (AICC)Monitors distance to vehicle ahead.warns or actively slows the subject vehicle if the separation distance and/or relative speed between the vehicles fall within a danger zone.If there are no vehicles or obstacles within range, the system beha

13、ves like a conventional cruise control system.3.2 美國 ITS中的AVCS（5）In-Vehicle Collision（碰撞） Warning SystemsCurrently there are several collision warning systems in use to enhance driver awareness and safety.These systems operate much like an AICC but they warn of hazards within a zone around the vehic

14、le.Development continues in areas of human factors (how to most effectively indicate the level of threat to the driver) and processing algorithms to correctly determine the level of threat.3.2 美國 ITS中的AVCS（6）Roadway-Based Warning Systems（巷道預(yù)警系統(tǒng)）The Guidelight system, developed by Nissan and tested i

15、n Japan warns drivers on road curves of approaching vehicles in the curve.roadway-based sensors and lights along the perimeter of a curve.3.2 美國 ITS中的AVCS（7）Roadway-Based Warning Systems（巷道預(yù)警系統(tǒng)）BMW is field testing the COMPANION system in Germany which uses illuminated roadside beacons connected to

16、a traffic control center to warn passing vehicles of certain types of hazards ahead (fog, ice, congestion, accidents, etc).Truck rollover warning system installed at two exit ramps from I-495 in Virginia, uses weigh-in-motion, height detection and speed detection.3.2 美國 ITS中的AVCS（7）Near-Obstacle Det

17、ection Systems (附近障礙物檢測系統(tǒng)，NODS)Several manufacturers presently sell systems that warn the driver of obstacles out of the drivers viewing range.Boschs ultrasonic Parkpilot, rear-looking systems.Many school buses are currently installing Delcos FOREWARN radar-based NODS to monitor the areas around the

18、 bus that the driver cannot see when students are boarding or exiting the bus.3.2 美國 ITS中的AVCS（8）Guideway-Based BusesGuideway-based buses use AVCS to improve service quality relative to conventional buses.These buses are autonomous (no driver) or semi-autonomous (driver present).O-Bahn in Essen, Ger

19、many, and elsewhere.These buses, made by Daimler-Benz, operate either under electronic or mechanical lateral guidance.3.2 美國 ITS中的AVCS（9）Lane Following and Maintaining（車道跟蹤與維護(hù)）These safety methods have been tested extensively, but not yet released to production.The technology studied relies on vehic

20、le-based cameras to monitor the road ahead with the aid of lane recognition algorithms.3.2 美國 ITS中的AVCS（10）Driver MonitoringSystems to prevent drowsy（瞌睡） driver accidentsmonitoring steering wheel movements, and/or eye blinking（眨眼）Do we really not know when we are drowsy ?Sleep researcher: driver dro

21、wsiness accounts for as many highway accidents as drunkenness.Studies show that as many as one in 20 Americans have fallen asleep at the wheel.Drowsiness accounts for 30 percent of fatal crashes.3.2 美國 ITS中的AVCS（11）Future TechnologiesAutomated Highway System (AHS) conceptsDrive-by-Wire Systems（線控系統(tǒng)驅(qū)

22、動）Bosch Brake-by-Wire（ELB，線控制動） for Heavy Vehicles3.2 美國 ITS中的AVCS（12）Vision EnhancementCadillac Passive IR System with HUDActive Laser Headlight Illumination Housing and Urban Development (美住房和城市發(fā)展部）Daimler Chrysler3.2 美國 ITS中的AVCS（13）ITS in Winter Maintenance3.2 美國 ITS中的AVCS（14）ITS in Winter Maint

23、enance3.2 美國 ITS中的AVCS（15）美無線電波強制停車技術(shù) 這種新技術(shù)主要通過裝在警車尾箱里的一塊電池和一個能夠儲存電流的電容器起作用。在使用時，警察只有按動汽車儀表板上的特殊按鈕，尾箱中的電容器就會釋放出電流，并通過車頂天線向目標(biāo)車輛反射窄束密集無線電波，從而使目標(biāo)車輛的電子系統(tǒng)電流突然升高，擾亂噴油系統(tǒng)和發(fā)動機點火信號，最終被迫減速停駛。初步測試表明，這一技術(shù)能夠攔截相距50米左右的車輛。 （發(fā)明者：戴維.吉里，曾是美國加州大學(xué)伯克利分校物理學(xué)教授）3.2 美國 ITS中的AVCS（16）對著汽車點菜雖然已經(jīng)用了半年多，但提起他那輛靛青色的“約康”轎車，沙利文仍是滿臉的滿足

24、，“簡直是太方便了，它不僅是交通工具，而且還是出色的管家、保姆、秘書，只要下個命令，許多事情就辦好了，它聽得懂你的話?！?.3 美國的通用公司（1）對著汽車點菜打開后視鏡旁邊的麥克風(fēng)，你就可說出你的需要了，無論是訂餐、買電影票，都可以得到滿足。沙利文喜歡吃中國菜，只要在回家的路上對著汽車說說自己的需要，到了家就能吃到附近中餐館送來的中國菜。 車到目的地，只要一句“把門鎖了”，就可以放心地走了。3.3 美國的通用公司（1）這些聽起來像是科幻小說中的情節(jié)，現(xiàn)在確已變成事實：裝有聲音識別軟件，內(nèi)置電話與客戶服務(wù)中心24小時聯(lián)系，能對你的環(huán)境、大多數(shù)的奇思怪想作出反應(yīng)。 這方面的領(lǐng)頭羊要算是美國通用汽

25、車公司的星球服務(wù)系統(tǒng)，它已經(jīng)被裝備在了通用公司54種車型中的36種上。3.3 美國的通用公司（2）裝了星球服務(wù)系統(tǒng)的汽車變得特別聰明，如果你不小心把自己鎖在車外了，該系統(tǒng)可以根據(jù)你的聲音傳遞一個信息給車內(nèi)電腦，門會自動開啟。如果撞車了，安全氣囊打開后，汽車會自動發(fā)出求救信號。此外，它還會為你提供現(xiàn)場直播的球賽的比分，即時更新的股票行情等其它方面的信息。3.3 美國的通用公司（2）這種智能汽車的關(guān)鍵在于裝了高性能電腦。電腦就像汽車的大腦，它能夠接受各種信息，再向其它系統(tǒng)發(fā)號施令。此外，全球衛(wèi)星定位技術(shù)也很重要，客戶服務(wù)中心通過它對汽車實施跟蹤。3.3 美國的通用公司（3）有了這些設(shè)備，客戶服務(wù)中

26、心可以準(zhǔn)確掌握汽車所在的位置、狀況，完成司機提出的要求，在發(fā)生意外時發(fā)出警報。通用汽車公司是在1996年開始這項業(yè)務(wù)的，當(dāng)時許多人對此十分懷疑，全北美地區(qū)只有1000名用戶。現(xiàn)在則不同了，開智能汽車成了身份的象征，據(jù)說在美國開著這種汽車追女孩子成功率極高。3.3 美國的通用公司（3）3.4 美國IBM的產(chǎn)品（1）3.4 美國IBM的產(chǎn)品（2）3.4 美國IBM的產(chǎn)品（3）3.4 美國IBM的產(chǎn)品（4） AVCS 概述發(fā)展AVCS目的美國車輛控制發(fā)展日本車輛控制發(fā)展歐洲車輛控制發(fā)展韓國車輛控制發(fā)展AVCS在中國車輛控制的最新發(fā)展趨勢目 錄4、 日本的車輛控制發(fā)展4.1 日本的AVCS發(fā)展計劃日本

27、的先進(jìn)的安全汽車ASV （Advanced Safety Vehicle ） ASV是以安全技術(shù)為中心、謀求汽車智能化的國家性項目。1991年，由運輸省、學(xué)者和汽車制造商組成的ASV推進(jìn)研討會發(fā)起了這個聯(lián)合項目，1991年1995年完成了它的第一期研究開發(fā)計劃，現(xiàn)在正在進(jìn)行它的第二期計劃。4.1 日本的AVCS（2）第一期的AVS進(jìn)行了4個領(lǐng)域20個系統(tǒng)的技術(shù)開發(fā)，例如“事故預(yù)警技術(shù)”中的輪胎氣壓警報系統(tǒng)和瞌睡中駕駛警報系統(tǒng)，“事故規(guī)避技術(shù)”中的車間距離控制系統(tǒng)，“沖突時的被害減輕技術(shù)”中的車輛沖擊吸收結(jié)構(gòu)，“沖突后的防止災(zāi)害擴大技術(shù)”中的滅火、解除門鎖裝置等系統(tǒng)。下面通過幾個例子來說明ASV

28、的先進(jìn)安全技術(shù)。 第一期AVS計劃完成之后，1996年3月14，15日在琦玉縣熊谷市的運輸省交通安全公害研究所的汽車試驗場舉行了ASV的試制車演示會。一共16臺車參加了演示，向公眾披露了AVS的各種新技術(shù)。4.1 日本的AVCS（3）在這16臺車剎車系統(tǒng)中，毫米波雷達(dá)和CCD攝像機識別前方障礙物、預(yù)測沖突的危險性、以警報聲和屏幕顯示通知駕駛員。當(dāng)駕駛員沒有響應(yīng)警報、采取相應(yīng)的預(yù)防沖突的措施時，該系統(tǒng)就會自動剎車。4.1 日本的AVCS（3） 關(guān)于車輛側(cè)向控制，ASV計劃采用了多種方法，包括檢測車上磁性傳感器與道路上磁釘?shù)拇艌鲎兓?、用CCD攝像機檢測車輛與路面白色參考線的偏離和用陀螺儀檢測車輛的

29、橫向擺動。4.1 日本的AVCS（4）先進(jìn)的車輛控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖4.1 日本的AVCS（5）先進(jìn)的車輛控制系統(tǒng)的工作原理示意圖4.1 日本的AVCS（6）第二期ASV第二期計劃的研究開發(fā)項目如下主要安全技術(shù) 技術(shù)系統(tǒng) 1事故預(yù)警技術(shù)（發(fā)布信息、警報、減輕負(fù)擔(dān)） 駕駛員危險狀態(tài)警報系統(tǒng) 車輛危險狀態(tài)警報系統(tǒng) 協(xié)助提高駕駛可視性的系統(tǒng) 協(xié)助提高夜間駕駛可視性的系統(tǒng) 4. 1 日本的AVCS（7）1事故預(yù)警技術(shù)（發(fā)布信息、警報、減輕負(fù)擔(dān)） 死角警報系統(tǒng) 獲取周圍車輛信息警報系統(tǒng)獲取道路環(huán)境信息警報系統(tǒng) 向外傳輸信息警報系統(tǒng) 減輕駕駛負(fù)擔(dān)的系統(tǒng)4. 1 日本的AVCS（8）2事故規(guī)避技術(shù)（提高限界

30、性能、自動操作） 提高車輛運動控制性能的系統(tǒng) 駕駛員危險狀態(tài)規(guī)避系統(tǒng) 死角事故規(guī)避系統(tǒng)與周圍車輛等的事故規(guī)避系統(tǒng)由道路環(huán)境信息引起的事故規(guī)避系統(tǒng)4.1 日本的AVCS（9）3全自動駕駛技術(shù)（利用既存的和新型基礎(chǔ)設(shè)施） 利用既存基礎(chǔ)設(shè)施的自律型自動駕駛系統(tǒng) 利用新型基礎(chǔ)設(shè)施的自動駕駛系統(tǒng)4沖突安全技術(shù)（保護(hù)乘員、減輕 步行者傷害） 沖突時沖擊吸收系統(tǒng) 司乘人員保護(hù)系統(tǒng) 步行者被害減輕系統(tǒng)5 防止災(zāi)害擴大技術(shù)(20) 緊急時門鎖解除系統(tǒng)(21) 二次沖突減輕系統(tǒng)(22) 火災(zāi)撲滅系統(tǒng)(23 )事故發(fā)生時自動通報系統(tǒng)6 汽車底盤技術(shù)(24) 汽車電話安全對應(yīng)系統(tǒng)(25) 先進(jìn)的數(shù)字速度變化記錄器駕駛

31、記錄系統(tǒng)4.1 日本的AVCS（10）6 汽車底盤技術(shù)(26 )電子式車輛識別卡(27) 車輛狀態(tài)自動應(yīng)答系統(tǒng)(28) 先進(jìn)的GPS定位系統(tǒng)(29) 高級電噴(30) 高齡駕駛者的特性對應(yīng)系統(tǒng)(31） 疲勞生理特性檢測對應(yīng)系統(tǒng)4.1 日本的AVCS（11） progressive commander由可8個方向轉(zhuǎn)動操作的旋鈕及其周圍的“目標(biāo)所在地”，“目的地”、“返回”、“菜單”及“畫面”等按鈕構(gòu)成。 6座微型面包車“Edix”采用了名為“progressive commander” 的車載導(dǎo)航儀綜合控制器。圖1“Edix”的儀表盤。綜合控制器位于中間位置progressive command

32、er。 4.2 日本本田公司的AVCS（1） 圖2 “Edix”上配備的“progressive commander”的放大圖。為了便于駕駛員操作，按鈕設(shè)計在了旋鈕左右兩側(cè)圖3 前一款車“Elysion”上配備的“progressive commander”按鈕設(shè)計在按鈕周圍4.2 日本本田公司的AVCS（2）本田公司的開發(fā)了一項技術(shù)，簡稱為HIDS的“駕駛員智能支持系統(tǒng)”，可以大大減輕在高速公路行駛中的駕駛員們的疲勞，因為它不但會與前車保持一定車距，而且會認(rèn)路。駕駛員智能支持系統(tǒng)4.2 日本本田公司的AVCS（3）本田公司圍繞汽車安全性的研究集中于如何使車輛在實際行駛中避免因駕駛員的錯誤而造

33、成傷害；它有一個研究項目叫做先進(jìn)安全車輛(ASV)，而HIDS則是從ASV中演變出來的一個項目，據(jù)稱這項技術(shù)目前在世界上還沒有研究的先例。駕駛員智能支持系統(tǒng)4.2 日本本田公司的AVCS（3）這個系統(tǒng)可以偵查到前方有無車輛并相應(yīng)地控制HIDS車的速度，可以識別道路上的車道標(biāo)志并在車輛偏離車道時作出調(diào)整。這將有助于駕駛員們輕松地照顧到前方及兩邊的路況，減少由于駕駛疲勞而出現(xiàn)的誤操作。4.2 日本本田公司的AVCS（4）經(jīng)日本運輸省批準(zhǔn)，本田公司作為首家獲準(zhǔn)在公路上試驗的公司在日本公路上試驗了HIDS車，結(jié)果表明在減輕駕駛勞動強度方面效果顯著。它的四個功能分別介紹如下：4.2 日本本田公司的AVC

34、S（4）控制車速及與前車的距離當(dāng)HIDS車單獨在高速公路上行駛時，可以預(yù)先設(shè)定車速作等速巡航（這個技術(shù)在當(dāng)今很多現(xiàn)代轎車上都有）；當(dāng)前方有車時，HIDS系統(tǒng)會依靠車上的激光雷達(dá)測得前車的車速及與前車的距離，并與本車原先設(shè)定的車速相比較；4.2 日本本田公司的AVCS（5）控制車速及與前車的距離若前車車速降低，則它會通過操作油門及制動機構(gòu)降低本車的車速，同時通過不斷測定本車的車速及橫擺的情況隨時調(diào)整本車的運動方向及車速；若前車突然減速而使兩車距離過小時，系統(tǒng)會發(fā)出警報聲敦促駕駛員采取緊急措施；當(dāng)前車轉(zhuǎn)彎或離開本車道時，HIDS系統(tǒng)會自動將車加速至原來設(shè)定的巡航速度。4.2 日本本田公司的AVCS

35、（5）控制HIDS車在車道中心位置HIDS車上裝有本田專門開發(fā)的成像處理系統(tǒng)。它由一臺CCD攝像機及電腦芯片組成。由攝像機攝下前方路況及路標(biāo)，ECU芯片會識別劃分車道的虛線、雙虛線、黃線等，并將無用的圖像濾掉。4.2 日本本田公司的AVCS（6）控制HIDS車在車道中心位置通過對本車在車道中的位置與車道寬度、長度及標(biāo)線連續(xù)性的對比計算，可以判斷出本車是否在車道中心以及前方適當(dāng)距離內(nèi)有無車道的拐彎或中斷等情況。4.2 日本本田公司的AVCS（6）控制HIDS車在車道中心位置假如發(fā)現(xiàn)偏差，ECU芯片會將修正指令發(fā)給電動助力轉(zhuǎn)向的控制機構(gòu)，改變輸入助力轉(zhuǎn)向電機中的電流值就可以改變轉(zhuǎn)向力矩的大小。4.

36、2 日本本田公司的AVCS（6）偏移警告 假如由于某種突發(fā)性情況而使本車突然駛離車道，這時由于情況緊急而來不及由電腦作出補償，則必須由警報系統(tǒng)提醒駕駛員采取緊急措施。4.2 日本本田公司的AVCS（7） 人機界面 駕駛員可隨時通過裝在車速表內(nèi)的顯示，知道系統(tǒng)的工作情況及車周圍的情況(前方及車道情況)。 當(dāng)然若駕駛員長期注視這個顯示仍然不能減輕駕駛勞動強度，它會用警報聲或閃光來引起注意。4.2 日本本田公司的AVCS（7）通過檢測行駛狀態(tài)和通過檢測駕駛員的生理狀態(tài)來檢知駕駛員是否處于瞌睡狀態(tài)的方法很不相同。前一方法是：為測定修正操舵周期使用操舵角傳感器；為檢測對道路白線的偏移使用CCD攝像機；為

37、檢測車速的變化用車載導(dǎo)航器的車速傳感器。后一方法是：使用戴在駕駛員手腕上的心率傳感器測其心率變化；使用CCD攝像機監(jiān)視駕駛員的眼睛的運動。 瞌睡中駕駛警報系統(tǒng) 4.2 日本本田公司的AVCS（8）以上各傳感器檢知的信號由車載計算機處理，當(dāng)超過了限定值時可判斷為瞌睡狀態(tài)。此外，防止瞌睡中駕駛的方法還有：通過HUD或內(nèi)部儀表盤上的顯示器用光、聲形式發(fā)出警報，敦促駕駛員停車休息；瞌睡中駕駛警報系統(tǒng) 4.2 日本本田公司的AVCS（9）通過坐席振動或駕駛操縱桿振動或散發(fā)令人清醒的香氣，提高駕駛員的清醒度；警告后若駕駛員仍處于危險狀態(tài)的情況下，則或者車輛自動操舵，或者一邊向周圍車輛發(fā)出危險燈信號促使其注

38、意、一邊自動剎車。 瞌睡中駕駛警報系統(tǒng) 4.2 日本本田公司的AVCS（9）本田汽車裝備的車間距自動控制系統(tǒng)具有檢測駕駛橫向擺動的功能。它是通過車載導(dǎo)航器的檢測前進(jìn)方向用陀螺儀檢出車輛是否在晃動著前進(jìn)。類似地，ASV中有很多功能并不是靠安裝新的專用裝置，而是利用已有的裝置（如車載導(dǎo)航器）來實現(xiàn)。車間距自動控制系統(tǒng)4.2 日本本田公司的AVCS（10）該車間距自動控制系統(tǒng)就是省去CCD攝像機，采用使用激光的高性能雷達(dá)、綜合運用各種傳感器來檢測車間距，這樣花費7萬日元就可實現(xiàn)檢測車間距的功能，使車間距自動控制系統(tǒng)的費用將到原來的五分之一。車間距自動控制系統(tǒng)4.2 日本本田公司的AVCS（10）20

39、05年7月21日三菱電機宣布，已成功開發(fā)出帶語音導(dǎo)航功能的DSRC（專用短程通訊）應(yīng)用系統(tǒng)，由車載設(shè)備和設(shè)置在道路上的天線和控制設(shè)備等組成。準(zhǔn)備將其發(fā)展成通過與車載導(dǎo)航儀相配合，在車載導(dǎo)航儀畫面上顯示語音導(dǎo)航內(nèi)容的信息系統(tǒng)。4.3 日本三菱公司的AVCS（1） 如果使用該公司開發(fā)的DSRC系統(tǒng)，就能利用設(shè)置在道路上的天線向車輛發(fā)送“前方為事故多發(fā)路口，請多加注意”等導(dǎo)航信息。此外，還在探討用于停車場、加油站和開車購物商場等場合的可行性。4.3 日本三菱公司的AVCS（1） 圖4：帶語音導(dǎo)航功能的DSRC車載設(shè)備。尺寸為寬93高28縱長136mm,投產(chǎn)時準(zhǔn)備將體積縮小到與現(xiàn)有ETC車載設(shè)備相同的

40、尺寸。4.3 日本三菱公司的AVCS（2）圖5：天線部分最大可以4Mbps同車載設(shè)備進(jìn)行通信。實用時性能可達(dá)到1Mbps左右。4.3 日本三菱公司的AVCS（3）處理器的工作頻率高達(dá)400MHZ，能夠更精細(xì)、平滑的顯示地圖數(shù)據(jù)。強化翻屏及檢索功能，它采用了高速CPU和顯示芯片進(jìn)行單芯片集成的車載導(dǎo)航儀專用芯片，硬盤容量為20G，由于能夠執(zhí)行高速處理，所以能更快的進(jìn)行地圖翻屏和路線檢索。三菱：“導(dǎo)航內(nèi)核”4.3 日本三菱公司的AVCS（4）另外，十字路口的立體地圖顯示和標(biāo)志性設(shè)施的顯示也更精細(xì)。聲音識別功能不僅支持正式名稱，還支持簡稱，使使用更方便。從CD向硬盤錄音為4倍速，還具有“追溯播放”功

41、能，錄音的同時可以播放。三菱：“導(dǎo)航內(nèi)核”4.3 日本三菱公司的AVCS（4） 圖6 最高檔機型“CU-H9000MD”。屬于顯示屏一體型的內(nèi)吸 （in dash）方式，具備DVD/CD/MD、電視和廣播功能4.3 日本三菱公司的AVCS（5）圖7 清楚的顯示十字路口周邊情況的“直觀城市圖”。不僅顯示道路，還顯示十字路口周圍的大樓，顯示景象接近實際效果4.3 日本三菱公司的AVCS（6）圖8 形象的顯示標(biāo)志性設(shè)施的“3D真實多邊形地標(biāo)”能夠更真實的顯示東京塔的塔基部分4.3 日本三菱公司的AVCS（7）日本先鋒導(dǎo)航儀是可預(yù)測交通阻塞功能的硬盤導(dǎo)航儀；可配備30GB可拆卸硬盤的導(dǎo)航儀“Carro

42、zzeria HDD（CyberNavi）”；作為導(dǎo)航儀“心臟”部分的計算機和大容量硬盤內(nèi)置于“BrainUnit”，采用可從導(dǎo)航儀機身拆卸的設(shè)計；4.4 日本先鋒公司的AVCS（1）通過安裝于家用“Living Kit”可實現(xiàn)與家用電視接收機等之間的連接?？稍诩抑兄贫ǔ鲂蟹桨福―rive Plan）、欣賞存儲在硬盤中的音樂；Living Kit支持寬帶接入，因此可預(yù)先在家中進(jìn)行地圖數(shù)據(jù)升級等操作。另外，該導(dǎo)航儀采用的硬盤由東芝生產(chǎn)。4.4 日本先鋒公司的AVCS（1）先鋒的產(chǎn)品還具有交通阻塞預(yù)測功能。將過去不斷增多的交通阻塞數(shù)據(jù)按季節(jié)、時間及星期統(tǒng)計處理后存儲在硬盤中。比如，將事先設(shè)定時間下

43、的阻塞情況顯示在地圖上、在阻塞預(yù)測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上配合當(dāng)前的阻塞情況加以分析，提示更快捷的行駛路線。4.4 日本先鋒公司的AVCS（2） 此外，還可根據(jù)駕駛者選擇的心情從記錄在硬盤中的音樂數(shù)據(jù)中選取最合適的樂曲進(jìn)行播放。當(dāng)在硬盤上存儲CD內(nèi)容時，數(shù)字信號處理器（DSP）可提取節(jié)奏和混音等樂曲的特征并處理成數(shù)據(jù)后保存在硬盤中。根據(jù)在硬盤中存儲時保存下來的樂曲特征，可配合駕駛員選擇的心情（歡快、開朗、安靜、悲傷、慰藉）自動選曲進(jìn)行播放。4.4 日本先鋒公司的AVCS（3）圖8 先鋒導(dǎo)航儀4.4 日本先鋒公司的AVCS（4）圖9.從導(dǎo)航儀中取出“BrainUnit”圖10.將“BrainUnit”裝入“

44、Living Kit”4.5 日本SONY的AVCS4.5 日本SONY的AVCS AVCS 概述發(fā)展AVCS目的美國車輛控制發(fā)展日本車輛控制發(fā)展歐洲車輛控制發(fā)展韓國車輛控制發(fā)展AVCS在中國車輛控制的最新發(fā)展趨勢目 錄5、歐洲車輛控制發(fā)展（1）在歐洲，前期的智能交通運輸系統(tǒng)研究主要是開發(fā)高性能汽車。這項研究的最大成果當(dāng)屬奔馳公司“quot;維塔”牌智能汽車-它已創(chuàng)下了無人自動駕駛一萬多公里的紀(jì)錄。無人駕駛汽車5、歐洲車輛控制發(fā)展（1）在“維塔”牌智能汽車內(nèi)，裝有一套汽車自動駕駛系統(tǒng)。當(dāng)汽車駛出車庫后，它即會自動打開安裝在車身兩側(cè)、前后的“電子眼睛”-18臺袖珍電子攝像機。無人駕駛汽車5、歐洲

45、車輛控制發(fā)展（1）這些電子眼睛能看清汽車前后百米和兩側(cè)7米的周圍環(huán)境，而且還會將看到的實時圖像，用紅、藍(lán)、綠三種顏色區(qū)分開來，并分別沿著三條線路送入汽車行李箱。 無人駕駛汽車行李箱中有一位高明的“駕駛員”-一臺隨車計算機。計算機由12個微處理器組成，每秒鐘可處理12次由18臺攝像機拍攝的圖像。它能及時發(fā)現(xiàn)正在接近的汽車、行人或其它征兆。 該駕駛系統(tǒng)不僅能預(yù)測所見目標(biāo)的距離，還能計算出目標(biāo)的移動速度，并測出自己在路途中的位置。5、歐洲車輛控制發(fā)展（2）無人駕駛汽車如果發(fā)現(xiàn)前方汽車離自己太近，計算機就會發(fā)出命令，進(jìn)行慢剎車，以保持安全車距。如果看到有超車的機會，計算機也會命令汽車加大油門高速超車，

46、然后再將車速調(diào)整到原來的狀態(tài)。此外，自動駕駛系統(tǒng)還能識別道路上的如限速和禁止超車等標(biāo)志，并按要求進(jìn)行行駛，不會發(fā)生違章事故。5、歐洲車輛控制發(fā)展（2）無人駕駛汽車當(dāng)然，如果道路不同步智能化，這種“天才”汽車的功能也會受到制約。因此，歐洲的智能交通運輸系統(tǒng)計劃，在開發(fā)了高性能汽車后，將偏重于對道路的建設(shè)和改造。 5、歐洲車輛控制發(fā)展（3）無人駕駛汽車沃爾沃（Volvo）把重點放在了安全上。他們的新車因此起名為沃爾沃安全概念車（Volvo Safety Concept Car），簡稱SCC。當(dāng)你坐到駕駛座上后，便會有傳感器自動地搜索你的眼球，然后把汽車部件進(jìn)行調(diào)整以適應(yīng)你。車底、座位、方向盤、控制

47、桿都會自動調(diào)整到最使你舒適的位置。VOLVO5、歐洲車輛控制發(fā)展（4）對于夜間行車來說，燈光當(dāng)然是至關(guān)重要的。SCC在傳統(tǒng)的車燈基礎(chǔ)上，結(jié)合以視覺光纖和計算機，使得汽車能根據(jù)你的駕駛速度來調(diào)節(jié)光線。假如你開得慢，燈光就較近而廣；假如你開得快，燈光束就變得遠(yuǎn)而窄。VOLVO5、歐洲車輛控制發(fā)展（5）假如你曾經(jīng)不慎有把狗在車?yán)锟s了一夜，或是擔(dān)心有人在黑暗的停車處爬上后座伺機攻擊你，那么SCC能讓你放心。它裝有心跳傳感器，你能隨時知道車中是否有生物。VOLVO5、歐洲車輛控制發(fā)展（5）你還可以在沃爾沃的計算機中事先安裝的程序，記載你的旅游路線和個人健康信息。假如你遇到了突發(fā)事件，沃爾沃中心（Volv

48、o On-Call Plus Center）能很快收到這些信息，助你脫困。VOLVO5、歐洲車輛控制發(fā)展（5）此外，該車還包括朝后安裝的照相機，以及碰撞報警系統(tǒng)等等。VOLVO5、歐洲車輛控制發(fā)展（5） AVCS 概述發(fā)展AVCS目的美國車輛控制發(fā)展日本車輛控制發(fā)展歐洲車輛控制發(fā)展韓國車輛控制發(fā)展AVCS在中國車輛控制的最新發(fā)展趨勢目 錄6、韓國三星AVCS產(chǎn)品（1）6、韓國三星AVCS產(chǎn)品（2） AVCS 概述發(fā)展AVCS目的美國車輛控制發(fā)展日本車輛控制發(fā)展歐洲車輛控制發(fā)展韓國車輛控制發(fā)展AVCS在中國車輛控制的最新發(fā)展趨勢目 錄7、AVCS在中國7.1 清華智能汽車（1）THMRV（Tsi

49、ngHua Mobile Robot V）清華V型智能車是清華大學(xué)計算機系智能技術(shù)與系統(tǒng)國家重點實驗室在中國科學(xué)院院士張鈸主持下研制的新一代智能移動機器人，兼有面向高速公路和一般道路的功能。7.1 清華智能汽車（2）車體采用道奇7座廂式車改裝，裝備有彩色攝像機和激光測距儀組成的道路與障礙物檢測系統(tǒng)；由差分GPS、磁羅盤和光碼盤組成的組合定位導(dǎo)航系統(tǒng)等。兩套計算機系統(tǒng)分別進(jìn)行視覺住處處理，完成信息融合、路徑規(guī)劃、行為與決策控制等功能。7.1 清華智能汽車（2）四臺IPC工控機分別完成激光測距信息處理、定位信息處理、通訊管理、駕駛控制等功能。設(shè)計車速高速公路為80km/h，一般道路為20 km/h。目前已能夠在校園的非結(jié)構(gòu)化道路環(huán)境下，進(jìn)行道路跟蹤和避障自主行駛。汽車的智能化可以減輕駕駛員的疲勞，適應(yīng)復(fù)雜的天氣條件，減少交通事故的發(fā)生。中國第一汽車集團(tuán)公司和國防科技大