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文檔簡(jiǎn)介
第1
頁(yè)智能網(wǎng)聯(lián)汽車概論第1章智能網(wǎng)聯(lián)汽車基礎(chǔ)知識(shí)第2章智能網(wǎng)聯(lián)汽車環(huán)境感知系統(tǒng)第3章智能網(wǎng)聯(lián)汽車無(wú)線通信系統(tǒng)第4章智能網(wǎng)聯(lián)汽車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)第5章智能網(wǎng)聯(lián)汽車導(dǎo)航定位系統(tǒng)第6章智能網(wǎng)聯(lián)汽車先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)練習(xí)與實(shí)訓(xùn)全套PPT課件
第2
頁(yè)第1章智能網(wǎng)聯(lián)汽車基礎(chǔ)知識(shí)1.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車的定義與分級(jí)1.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車的體系結(jié)構(gòu)1.3智能網(wǎng)聯(lián)汽車的關(guān)鍵技術(shù)和發(fā)展趨勢(shì)1.4我國(guó)智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展規(guī)劃
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頁(yè)1.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車的定義與分級(jí)—定義智能網(wǎng)聯(lián)汽車是指搭載先進(jìn)的車載傳感器、控制器、執(zhí)行器等裝置,并融合現(xiàn)代通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù),實(shí)現(xiàn)車與X(車、路、行人、云端等)智能信息交換、共享,具備復(fù)雜環(huán)境感知、智能決策、協(xié)同控制等功能,可實(shí)現(xiàn)車輛“安全、高效、舒適、節(jié)能”行駛,并最終可實(shí)現(xiàn)替代人來(lái)操作的新一代汽車
第6
頁(yè)1.1.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車的定義——智能汽車智能汽車是在一般汽車上增加雷達(dá)和攝像頭等先進(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)操作的目的1.1.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車的定義——智能汽車2023/5/24目前典型的智能汽車是具有先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)的車輛,如前向碰撞預(yù)警系統(tǒng)、車道偏離預(yù)警系統(tǒng)、盲區(qū)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、駕駛員疲勞預(yù)警系統(tǒng)、車道保持輔助系統(tǒng)、自動(dòng)制動(dòng)輔助系統(tǒng)、自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)、自動(dòng)泊車輔助系統(tǒng)、自適應(yīng)前照明系統(tǒng)、夜視輔助系統(tǒng)、平視顯示系統(tǒng)、全景泊車系統(tǒng)等。ADAS在汽車上的配置越多,其智能化程度越高,其終極目標(biāo)是無(wú)人駕駛。汽車1.1.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車的定義——智能汽車2023/5/24奔馳2019款E260L運(yùn)動(dòng)型4MATIC轎車,配置了盲區(qū)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、車道偏離預(yù)警系統(tǒng)、車道保持輔助系統(tǒng)、駕駛員疲勞預(yù)警系統(tǒng)、自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)、自動(dòng)泊車輔助系統(tǒng)等,屬于智能化程度較高的智能汽車1.1.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車的定義——智能汽車2023/5/241.1.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車的定義——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)中心的連接,甚至是車與住宅、辦公室以及一些公共基礎(chǔ)設(shè)施的連接,也就是可以實(shí)現(xiàn)車內(nèi)網(wǎng)絡(luò)與車外網(wǎng)絡(luò)之間的信息交互,全面解決人—車—外部環(huán)境之間的信息交流問(wèn)題網(wǎng)聯(lián)汽車的初級(jí)階段是以車載信息技術(shù)為代表2023/5/241.1.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車的定義——網(wǎng)聯(lián)汽車2023/5/241.1.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車的定義——自動(dòng)駕駛汽車自動(dòng)駕駛汽車是指汽車至少在某些具有關(guān)鍵安全性的控制功能方面(如轉(zhuǎn)向、油門或制動(dòng))無(wú)須駕駛員直接操作即可自動(dòng)完成控制動(dòng)作的車輛。自動(dòng)駕駛汽車一般使用車載傳感器、GPS和其他通信設(shè)備獲得信息,針對(duì)安全狀況進(jìn)行決策規(guī)劃,在某種程度上恰當(dāng)?shù)貙?shí)施控制自動(dòng)駕駛汽車至少包括自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)、車道保持輔助系統(tǒng)、自動(dòng)制動(dòng)輔助系統(tǒng)、自動(dòng)泊車輔助系統(tǒng),比較高級(jí)的車型還應(yīng)該配備交通擁堵輔助系統(tǒng)2023/5/241.1.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車的定義——自動(dòng)駕駛汽車天籟2019款2.0TXVAD1智能領(lǐng)航版轎車配備了并線輔助系統(tǒng)、車道偏離預(yù)警系統(tǒng)、車道保持輔助系統(tǒng)、自動(dòng)制動(dòng)輔助系統(tǒng)、駕駛員疲勞預(yù)警系統(tǒng)、全速自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)、自動(dòng)泊車輔助系統(tǒng)等,屬于L2級(jí)的自動(dòng)駕駛汽車2023/5/241.1.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車的定義——無(wú)人駕駛汽車無(wú)人駕駛汽車是通過(guò)車載環(huán)境感知系統(tǒng)感知道路環(huán)境,自動(dòng)規(guī)劃和識(shí)別行車路線并控制車輛到達(dá)預(yù)定目標(biāo)的智能汽車。它是利用環(huán)境感知系統(tǒng)來(lái)感知車輛周圍環(huán)境,并根據(jù)感知所獲得的道路狀況、車輛位置和障礙物信息等,控制車輛的行駛方向和速度,從而使車輛能夠安全、可靠地在道路上行駛無(wú)人駕駛汽車能夠在限定的環(huán)境乃至全部環(huán)境下完成全部的駕駛?cè)蝿?wù)2023/5/241.1.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車的定義——無(wú)人駕駛汽車與智能汽車相比,無(wú)人駕駛汽車需要具有更先進(jìn)的環(huán)境感知系統(tǒng)、中央決策系統(tǒng)以及底層控制系統(tǒng)無(wú)人駕駛汽車能夠?qū)崿F(xiàn)完全自動(dòng)的控制,全程檢測(cè)交通環(huán)境,能夠?qū)崿F(xiàn)所有的駕駛目標(biāo)。駕駛員只需提供目的地或輸入導(dǎo)航信息,在任何時(shí)候均不需要對(duì)車輛進(jìn)行操控2023/5/241.1.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車的定義——無(wú)人駕駛汽車無(wú)人駕駛汽車是汽車智能化、網(wǎng)聯(lián)化的終極發(fā)展目標(biāo),是未來(lái)汽車發(fā)展的方向無(wú)人駕駛汽車是一種將檢測(cè)、識(shí)別、判斷、決策、優(yōu)化、執(zhí)行、反饋、糾控功能融為一體,集微電腦、微電機(jī)、綠色環(huán)保動(dòng)力系統(tǒng)、新型結(jié)構(gòu)材料等頂尖科技成果為一體的智慧型汽車無(wú)人駕駛汽車發(fā)展還需要多方面共同努力2023/5/241.1.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車的分級(jí)2023/5/24第二節(jié)智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)分級(jí)2023/5/241.1.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車的分級(jí)在量產(chǎn)車型中,自動(dòng)駕駛級(jí)別最高的是L3級(jí),即奧迪A8,它配備了4個(gè)魚(yú)眼攝像頭、12個(gè)超聲波雷達(dá)、4個(gè)中程毫米波雷達(dá)、1個(gè)遠(yuǎn)程毫米波雷達(dá)、1個(gè)激光雷達(dá)、1個(gè)前視攝像頭。其中,4個(gè)魚(yú)眼攝像頭用于360°環(huán)視系統(tǒng),12個(gè)超聲波雷達(dá)用于自動(dòng)泊車系統(tǒng)2023/5/242023/5/24
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頁(yè)2023/5/242023/5/24駕駛員擁有車輛全部控制權(quán)2023/5/24駕駛員擁有車輛部分控制權(quán)2023/5/24駕駛員沒(méi)有車輛控制權(quán)2023/5/242023/5/24
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頁(yè)2023/5/241.1.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車的分級(jí)主式駕駛輔助——依靠車載傳感器進(jìn)行環(huán)境感知并對(duì)駕駛員進(jìn)行駕駛操作輔助的系統(tǒng)網(wǎng)聯(lián)式駕駛輔助——依靠信息通信技術(shù)對(duì)車輛周邊環(huán)境進(jìn)行感知,并可對(duì)周圍車輛未來(lái)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行預(yù)測(cè),進(jìn)而對(duì)駕駛員進(jìn)行駕駛操作輔助的系統(tǒng)人機(jī)共駕——駕駛員和車輛智能系統(tǒng)同時(shí)共存,分享車輛控制權(quán),人機(jī)一體化協(xié)同完成駕駛?cè)蝿?wù)高度自動(dòng)/無(wú)人駕駛——駕駛員不需要介入車輛操作,車輛將會(huì)自動(dòng)完成所有工況下的自動(dòng)駕駛2023/5/241.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車的體系結(jié)構(gòu)—層次結(jié)構(gòu)2023/5/241.2.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車的層次結(jié)構(gòu)例如:汽車?yán)?7GHz毫米波雷達(dá)探測(cè)前方車輛的信息(距離、速度等)和道路的信息(車道線等),并把這些信息傳遞給智能決策層,判斷車輛是否處于安全車距,是否偏離車道,再把判斷結(jié)果向控制和執(zhí)行層傳輸,發(fā)出預(yù)警信息,保障車輛安全行駛2023/5/241.2.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)邏輯結(jié)構(gòu)2023/5/241.2.3智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)架構(gòu)2023/5/241.2.3智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)架構(gòu)2023/5/241.2.3智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)架構(gòu)2023/5/241.2.3智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)架構(gòu)2023/5/241.2.4智能網(wǎng)聯(lián)汽車的產(chǎn)品物理結(jié)構(gòu)2023/5/241.3智能網(wǎng)聯(lián)汽車的關(guān)鍵技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)1.環(huán)境感知技術(shù)車輛本身狀態(tài)感知道路感知行人感知交通信號(hào)感知交通標(biāo)識(shí)感知交通狀況感知周圍車輛感知2023/5/241.3.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車的關(guān)鍵技術(shù)2.無(wú)線通信技術(shù)長(zhǎng)距離無(wú)線通信技術(shù)——5G短距離無(wú)線通信技術(shù)——DSRC、LTE-V2023/5/241.3.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車的關(guān)鍵技術(shù)3.智能互聯(lián)技術(shù)車載自組織網(wǎng)絡(luò)——V2X2023/5/241.3.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車的關(guān)鍵技術(shù)4.車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)CAN、LIN、MOST——以太網(wǎng)2023/5/241.3.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車的關(guān)鍵技術(shù)5.先進(jìn)駕駛輔助技術(shù)2023/5/241.3.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車的關(guān)鍵技術(shù)6.信息融合技術(shù)信息融合技術(shù)是指在一定準(zhǔn)則下,利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)多源信息進(jìn)行分析和綜合,以實(shí)現(xiàn)不同應(yīng)用的分類任務(wù)而進(jìn)行的處理過(guò)程。2023/5/241.3.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車的關(guān)鍵技術(shù)7.信息安全與隱私保護(hù)技術(shù)智能網(wǎng)聯(lián)汽車接入網(wǎng)絡(luò)的同時(shí),也帶來(lái)了信息安全和行車的問(wèn)題。2023/5/241.3.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車的關(guān)鍵技術(shù)8.人機(jī)界面技術(shù)語(yǔ)音控制手勢(shì)識(shí)別觸屏技術(shù)2023/5/241.3.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展趨勢(shì)以深度學(xué)習(xí)為代表的AI技術(shù)快速發(fā)展和應(yīng)用激光雷達(dá)等先進(jìn)傳感器加速向低成本和小型化發(fā)展自主式智能與網(wǎng)聯(lián)式智能技術(shù)加速融合高速公路自動(dòng)駕駛與低速區(qū)域自動(dòng)駕駛系統(tǒng)將率先應(yīng)用2023/5/24
第48
頁(yè)1.4
我國(guó)智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展規(guī)劃1.4.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展的總體思路近期以自主環(huán)境感知為主,推進(jìn)網(wǎng)聯(lián)信息服務(wù)為輔的部分自動(dòng)駕駛(PA)應(yīng)用中期重點(diǎn)形成網(wǎng)聯(lián)式環(huán)境感知能力,實(shí)現(xiàn)可在復(fù)雜工況下的半自動(dòng)駕駛(CA)遠(yuǎn)期推動(dòng)可實(shí)現(xiàn)V2X協(xié)同控制、具備高度/完全自動(dòng)駕駛功能的智能化技術(shù)
第49
頁(yè)1.4.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展目標(biāo)
第50
頁(yè)1.4.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展目標(biāo)
第51
頁(yè)1.4.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展目標(biāo)
第52
頁(yè)1.4.3智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展的重點(diǎn)產(chǎn)品
第53
頁(yè)1.4.4智能網(wǎng)聯(lián)汽車的關(guān)鍵零部件
第54
頁(yè)1.4.5智能網(wǎng)聯(lián)汽車的共性關(guān)鍵技術(shù)
第55
頁(yè)練習(xí)與實(shí)訓(xùn)
第56
頁(yè)練習(xí)與實(shí)訓(xùn)
第57
頁(yè)練習(xí)與實(shí)訓(xùn)
第58
頁(yè)練習(xí)與實(shí)訓(xùn)
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頁(yè)練習(xí)與實(shí)訓(xùn)
第60
頁(yè)謝謝!
第61
頁(yè)第2章智能網(wǎng)聯(lián)汽車環(huán)境感知系統(tǒng)2.1環(huán)境感知的定義與組成2.2環(huán)境感知傳感器2.3道路識(shí)別2.4車輛識(shí)別2.5行人識(shí)別2.6交通標(biāo)志識(shí)別2.7交通信號(hào)燈識(shí)別
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第64
頁(yè)2.1環(huán)境感知系統(tǒng)的定義與組成——定義環(huán)境感知就是利用車載超聲波傳感器、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)、視覺(jué)傳感器,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ADAS實(shí)現(xiàn)的第一步2.1.1環(huán)境感知的定義2023/5/242.1.1環(huán)境感知的定義2023/5/24環(huán)境感知的對(duì)象主要有道路、車輛、行人、各種障礙物、交通標(biāo)志、交通信號(hào)燈等2.1.2環(huán)境感知的組成2023/5/242.1.2環(huán)境感知的組成2023/5/242.2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毫米波雷達(dá)激光雷達(dá)視覺(jué)傳感器2023/5/242.2.1環(huán)境感知傳感器的類型與配置2023/5/242.2.1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環(huán)境感知傳感器主要有超聲波傳感器、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)、單/雙/三目攝像頭、環(huán)視攝像頭等2023/5/242.2.1環(huán)境感知傳感器的類型與配置2023/5/242.2.1環(huán)境感知傳感器的類型與配置2023/5/242.2.1環(huán)境感知傳感器的類型與配置通用公司用于研究L4級(jí)自動(dòng)駕駛技術(shù)的Bolts5個(gè)16線束激光雷達(dá)21個(gè)毫米波雷達(dá)16個(gè)攝像頭2023/5/242.2.1環(huán)境感知傳感器的類型與配置2023/5/242.2.1環(huán)境感知傳感器的類型與配置3.環(huán)境感知傳感器的布局2023/5/242.2.1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2023/5/242.2.1環(huán)境感知傳感器的類型與配置2023/5/242.2.1環(huán)境感知傳感器的類型與配置2023/5/242.2.1環(huán)境感知傳感器的類型與配置圖像級(jí)融合——是以視覺(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——是對(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信號(hào)級(jí)融合——是對(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2023/5/242.2.2
超聲波傳感器——定義聲音以波的形式傳播稱為聲波頻率大于20
000Hz的聲波稱為超聲波頻率小于20Hz的聲波稱為次聲波頻率為20~20
000Hz的聲波就是人能夠聽(tīng)見(jiàn)的聲波2023/5/242.2.2
超聲波傳感器——特點(diǎn)探測(cè)距離短,有盲區(qū)對(duì)色彩、光照度不敏感對(duì)光線和電磁場(chǎng)不敏感簡(jiǎn)單,體積小,成本低2023/5/242.2.2
超聲波傳感器——測(cè)距原理2023/5/242.2.2
超聲波傳感器——類型駐車輔助傳感器(UPA,PDC)—15~250cm泊車輔助傳感器(APA,PLA)—30~500cm2023/5/242.2.2
超聲波傳感器——主要參數(shù)測(cè)量范圍:15~500cm測(cè)量精度:測(cè)量值與真實(shí)值的偏差波束角:能量強(qiáng)度減小一半處的角度工作頻率:40kHz左右抗干擾性能:噪聲干擾反射回來(lái)的超聲波,2023/5/242.2.2
超聲波傳感器——應(yīng)用最常見(jiàn)的是自動(dòng)泊車輔助系統(tǒng)2023/5/242.2.2
超聲波傳感器——應(yīng)用前視攝像頭、前置毫米波雷達(dá)和12個(gè)超聲波傳感器2023/5/242.2.3
毫米波雷達(dá)——定義工作在毫米波頻段的雷達(dá)。毫米波是指長(zhǎng)度為1~10mm的電磁波,對(duì)應(yīng)的頻率為30~300GHz;主要用于自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)、自動(dòng)制動(dòng)輔助系統(tǒng)、盲區(qū)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、行人檢測(cè)等2023/5/242.2.3
毫米波雷達(dá)——特點(diǎn)探測(cè)距離遠(yuǎn),250m以上探測(cè)性能好響應(yīng)速度快適應(yīng)能力強(qiáng)抗干擾能力強(qiáng)覆蓋區(qū)域呈扇形,有盲點(diǎn)區(qū)域無(wú)法識(shí)別交通標(biāo)志無(wú)法識(shí)別交通信號(hào)2023/5/242.2.3
毫米波雷達(dá)——類型按工作原理分類:脈沖式、調(diào)頻式連續(xù)毫米波雷達(dá)按探測(cè)距離分類:短程(<60m)、中程(100m左右)和遠(yuǎn)程(>200m)毫米波雷達(dá)按頻段分類:24GHz、60GHz、77GHz和79GHz毫米波雷達(dá)2023/5/242.2.3
毫米波雷達(dá)——類型77GHz毫米波雷達(dá)與24GHz毫米波雷達(dá)相比具有以下不同(1)77GHz毫米波雷達(dá)探測(cè)距離更遠(yuǎn)(2)77GHz毫米波雷達(dá)的體積更?。?)77GHz毫米波雷達(dá)所需要的工藝更高(4)77GHz毫米波雷達(dá)的檢測(cè)精度更好(5)77GHz毫米波雷達(dá)的射頻芯片不容易獲取2023/5/242.2.3
毫米波雷達(dá)——測(cè)量原理調(diào)頻式連續(xù)毫米波雷達(dá)是利用多普勒效應(yīng)測(cè)量得出目標(biāo)的距離和速度2023/5/242.2.3
毫米波雷達(dá)——工作過(guò)程2023/5/242.2.3
毫米波雷達(dá)——布置正向布置,與路面夾角的最大偏差不超過(guò)5°側(cè)向布置,前45°夾角,后30°夾角布置高度,500(滿載)~800mm(空載)2023/5/242.2.3
毫米波雷達(dá)——主要指標(biāo)2023/5/242.2.3
毫米波雷達(dá)——主要指標(biāo)2023/5/242.2.3
毫米波雷達(dá)——主要指標(biāo)2023/5/242.2.3
毫米波雷達(dá)——應(yīng)用自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)(找網(wǎng)上相關(guān)視頻播放)2023/5/242.2.3
毫米波雷達(dá)——應(yīng)用前向碰撞預(yù)警系統(tǒng)2023/5/242.2.3
毫米波雷達(dá)——應(yīng)用自動(dòng)制動(dòng)輔助系統(tǒng)2023/5/242.2.3
毫米波雷達(dá)——應(yīng)用盲區(qū)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)2023/5/242.2.3
毫米波雷達(dá)——應(yīng)用自動(dòng)泊車輔助系統(tǒng)2023/5/242.2.3
毫米波雷達(dá)——應(yīng)用變道輔助系統(tǒng):盲區(qū)監(jiān)測(cè)、變道預(yù)警、后向碰撞預(yù)警2023/5/242.2.3
毫米波雷達(dá)——應(yīng)用后向碰撞預(yù)警系統(tǒng)2023/5/242.2.3
毫米波雷達(dá)2023/5/242.2.4
激光雷達(dá)——定義激光雷達(dá)是工作在光波頻段的雷達(dá),它利用光波頻段的電磁波先向目標(biāo)發(fā)射探測(cè)信號(hào),然后將其接收到的同波信號(hào)與發(fā)射信號(hào)相比較,從而獲得目標(biāo)的位置(距離、方位和高度)、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(速度、姿態(tài))等信息,實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的探測(cè)、跟蹤和識(shí)別2023/5/242.2.4
激光雷達(dá)——定義2023/5/242.2.4
激光雷達(dá)——特點(diǎn)探測(cè)范圍廣:可達(dá)300m以上。分辨率高:距離分辨率可達(dá)0.1m;速度分辨率能達(dá)到10m/s以內(nèi);角度分辨率不低于0.1mard信息量豐富:探測(cè)目標(biāo)的距離、角度、反射強(qiáng)度、速度等信息,生成目標(biāo)多維度圖像可全天候工作:不依賴于外界條件或目標(biāo)本身的輻射特性與毫米波雷達(dá)相比,產(chǎn)品體積大,成本高。不能識(shí)別交通標(biāo)志和交通信號(hào)燈2023/5/242.2.4
激光雷達(dá)——組成激光雷達(dá)系統(tǒng)由收發(fā)天線、收發(fā)前端、信號(hào)處理模塊、汽車控制裝置和報(bào)警模塊組成2023/5/242.2.4
激光雷達(dá)——測(cè)距原理脈沖測(cè)距法2023/5/242.2.4
激光雷達(dá)——測(cè)距原理干涉測(cè)距法2023/5/242.2.4
激光雷達(dá)——測(cè)距原理相位測(cè)距法2023/5/242.2.4
激光雷達(dá)——類型機(jī)械激光雷達(dá):帶有控制激光發(fā)射角度的旋轉(zhuǎn)部件,體積較大,價(jià)格昂貴,測(cè)量精度相對(duì)較高,一般置于汽車頂部2023/5/242.2.4
激光雷達(dá)——類型固態(tài)激光雷達(dá):依靠電子部件來(lái)控制激光發(fā)射角度,無(wú)須機(jī)械旋轉(zhuǎn)部件,故尺寸較小,可安裝于車體內(nèi)激光雷達(dá)公司Quanergy在2016年發(fā)布的號(hào)稱全球首款的固態(tài)激光雷達(dá)S3,可以達(dá)到厘米級(jí)精度,30Hz掃描頻率,0.1°的角分辨率2023/5/242.2.4
激光雷達(dá)——類型混合固態(tài)激光雷達(dá):沒(méi)有大體積旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu),采用固定激光光源,通過(guò)內(nèi)部玻璃片旋轉(zhuǎn)的方式改變激光光束方向,實(shí)現(xiàn)多角度檢測(cè)的需要,并且采用嵌入式安裝32線混合固態(tài)UltraPuckAuto;16線機(jī)械式VLP-162023/5/242.2.4
激光雷達(dá)——類型單線束激光雷達(dá)2D數(shù)據(jù)只能測(cè)量距離2023/5/242.2.4
激光雷達(dá)——類型多線束激光雷達(dá):4線束、8線束、16線束、32線束、64線束、128等,其細(xì)分可分為2.5D激光雷達(dá)及3D激光雷達(dá)2.5D:垂直視野范圍一般不超過(guò)10°3D:可達(dá)到30°甚至40°以上2023/5/242.2.4
激光雷達(dá)——類型奧迪A8為了實(shí)現(xiàn)L3級(jí)別的自動(dòng)駕駛,在汽車的進(jìn)氣格柵下布置了4線束激光雷達(dá)2023/5/242.2.4
激光雷達(dá)——類型美國(guó)威力登(Velodyne)公司開(kāi)發(fā)的128線束激光雷達(dá)的探測(cè)距離約是HDL-64E的3倍,達(dá)到300m,分辨率則是10倍,尺寸縮小了70%。該產(chǎn)品是為L(zhǎng)5級(jí)別自動(dòng)駕駛而開(kāi)發(fā)的2023/5/242023/5/242.2.4
激光雷達(dá)——主要指標(biāo)(1)距離分辨率:是指兩個(gè)目標(biāo)物體可區(qū)分的最小距離(2)最大探測(cè)距離:通常需要標(biāo)注基于某一個(gè)反射率下的測(cè)得值,例如白色反射體大概70%反射率,黑色物體7%~20%反射率(3)測(cè)距精度:是指對(duì)同一目標(biāo)進(jìn)行重復(fù)測(cè)量得到的距離值之間的誤差范圍(4)測(cè)量幀頻:測(cè)量幀頻與攝像頭的幀頻概念相同,刷新率越高,響應(yīng)速度越快2023/5/242.2.4
激光雷達(dá)——主要指標(biāo)(5)數(shù)據(jù)采樣率:是指每秒輸出的數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù),等于幀率乘以單幅圖像的點(diǎn)云數(shù)目(6)角度分辨率:是指掃描的角度分辨率,等于視場(chǎng)角除以該方向所采集的點(diǎn)云數(shù)目(7)視場(chǎng)角:又分為垂直視場(chǎng)角和水平視場(chǎng)角,是激光雷達(dá)的成像范圍(8)波長(zhǎng):波長(zhǎng)會(huì)影響雷達(dá)的環(huán)境適應(yīng)性和對(duì)人眼的安全性2023/5/242.2.4
激光雷達(dá)——主要指標(biāo)6.激光雷達(dá)的主要指標(biāo)2023/5/242.2.4
激光雷達(dá)——應(yīng)用IBEOLUX(4線束)激光雷達(dá)是德國(guó)IBEO公司借助高分辨率激光測(cè)量技術(shù),推出的第一款多功能的汽車智能傳感器。它擁有110°的寬視角,0.3~200m的探測(cè)距離,絕對(duì)安全的1等級(jí)激光2023/5/242.2.4
激光雷達(dá)——應(yīng)用(1)行人保護(hù):能檢測(cè)0.3~30m視場(chǎng)范圍內(nèi)所有的行人(2)自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)的啟和停:可在0~200km/h的速度范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)行駛(3)車道偏離預(yù)警:可以檢測(cè)車輛行駛前方的車道線標(biāo)識(shí)和潛在的障礙,同時(shí)也可以計(jì)算車輛在道路中的位置(4)自動(dòng)緊急制動(dòng):實(shí)時(shí)檢測(cè)車輛行駛前方的所有靜止的和移動(dòng)的物體,并且判斷它們的外形,當(dāng)要發(fā)生危險(xiǎn)時(shí),自動(dòng)緊急制動(dòng)2023/5/242.2.4
激光雷達(dá)——應(yīng)用(5)預(yù)碰撞處理:通過(guò)分析所有的環(huán)境掃描數(shù)據(jù),不管即將發(fā)生什么樣的碰撞,會(huì)在碰撞發(fā)生前100ms發(fā)出警告(6)交通擁堵輔助:消除頻繁啟停,實(shí)現(xiàn)低速下的自動(dòng)跟車和車道保持(7)低速防碰撞功能:在30km/h下,LUX(4線束)激光雷達(dá)檢測(cè)并分析前方的路況,車輛會(huì)在發(fā)生碰撞前自動(dòng)停駛2023/5/242.2.4
激光雷達(dá)——應(yīng)用(1)高精度電子地圖和定位2023/5/242.2.4
激光雷達(dá)——應(yīng)用(2)障礙物檢測(cè)與識(shí)別2023/5/242.2.4
激光雷達(dá)——應(yīng)用(3)可行空間檢測(cè)2023/5/242.2.4
激光雷達(dá)——應(yīng)用(4)障礙物軌跡預(yù)測(cè)2023/5/242.2.5
視覺(jué)傳感器——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,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2023/5/242.2.5
視覺(jué)傳感器——定義把光源、攝像機(jī)、圖像處理器、標(biāo)準(zhǔn)的控制與通信接口等集成一體的視覺(jué)傳感器,常稱為一個(gè)智能圖像采集與處理單元2023/5/242.2.5
視覺(jué)傳感器——特點(diǎn)(1)信息量極為豐富:不僅包含有視野內(nèi)物體的距離信息,而且還有該物體的顏色、紋理、深度和形狀等信息(2)多任務(wù)檢測(cè):在視野范圍內(nèi)可同時(shí)實(shí)現(xiàn)道路檢測(cè)、車輛檢測(cè)、行人檢測(cè)、交通標(biāo)志檢測(cè)、交通信號(hào)燈檢測(cè)等(3)實(shí)時(shí)獲取場(chǎng)景信息:提供的信息不依賴于先驗(yàn)知識(shí),比如GPS導(dǎo)航依賴地圖信息,有較強(qiáng)的適應(yīng)環(huán)境的能力2023/5/242.2.5
視覺(jué)傳感器——特點(diǎn)(4)應(yīng)用廣泛:可以前視、后視、側(cè)視、內(nèi)視等2023/5/242.2.5
視覺(jué)傳感器——類型單目雙目三目環(huán)視2023/5/242.2.5
視覺(jué)傳感器——類型3.視覺(jué)傳感器的類型2023/5/242.2.5
視覺(jué)傳感器——要求視覺(jué)傳感器工藝要求:在工藝上的首要特性是快速,以140km/h的速度為例,汽車每秒要移動(dòng)40m,為避免兩次圖像信息獲取間隔期間自動(dòng)駕駛的距離過(guò)長(zhǎng),要求攝像機(jī)具有最慢不低于30幀/秒的影像捕捉率,在汽車制造商的規(guī)格中,甚至提出了60幀/秒和120幀/秒的要求2023/5/242.2.5
視覺(jué)傳感器——要求視覺(jué)傳感器功能要求:(1)高動(dòng)態(tài):在較暗環(huán)境和明暗差異較大下仍能實(shí)現(xiàn)識(shí)別(2)中低像素:為降低計(jì)算處理的負(fù)擔(dān),攝像頭的像素并不需要非常高,目前30~120萬(wàn)像素已經(jīng)能滿足要求(3)角度要求:對(duì)于環(huán)視和后視攝像頭,一般采用135°以上的廣角鏡頭;前置攝像頭一般采用55°的范圍(4)安全性:相比工業(yè)級(jí)和生活級(jí)攝像頭,車載攝像頭在安全級(jí)別上要求更高,尤其是前置攝像頭安全級(jí)別要求更高。2023/5/242.2.5
視覺(jué)傳感器——要求(5)溫度要求:車載攝像頭溫度范圍為-40℃~80℃(6)防磁抗震:汽車啟動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生極高的電磁,車載攝像頭必須具備極高的防磁抗震的可靠性(7)壽命長(zhǎng):壽命至少要在8~10年才能滿足要求2023/5/242.2.5
視覺(jué)傳感器——主要指標(biāo)(1)像素:像素越多,代表著它能夠感測(cè)到更多的物體細(xì)節(jié),從而圖像就越清晰(2)幀率:幀率代表單位時(shí)間所記錄或播放的圖片的數(shù)量(3)靶面尺寸:就是圖像傳感器感光部分的大小。一般用英寸來(lái)表示,通常這個(gè)數(shù)據(jù)指的是這個(gè)圖像傳感器的對(duì)角線長(zhǎng)度,如常見(jiàn)的有1/3英寸,靶面越大,意味著通光量越好,而靶面越小則比較容易獲得更大的景深2023/5/242.2.5
視覺(jué)傳感器——主要指標(biāo)(4)感光度:代表入射光線的強(qiáng)弱。感光度越高,感光面對(duì)光的敏感度就越強(qiáng),快門速度就越高(5)信噪比:是信號(hào)電壓對(duì)于噪聲電壓的比值,典型值為45~55dB,信噪比越大說(shuō)明對(duì)噪聲的控制越好(6)電子快門:用來(lái)控制圖像傳感器的感光時(shí)間,電子快門越快,感光度越低,因此適合在強(qiáng)光下拍攝
2023/5/242.2.5
視覺(jué)傳感器——功能具有車道線識(shí)別、障礙物檢測(cè)、交通標(biāo)志和地面標(biāo)志識(shí)別、交通信號(hào)燈識(shí)別、可通行空間檢測(cè)等功能2023/5/242.2.5
視覺(jué)傳感器——應(yīng)用具有車道線識(shí)別障礙物識(shí)別交通標(biāo)志識(shí)別交通信號(hào)燈識(shí)別可行空間識(shí)別2023/5/242.2.5
視覺(jué)傳感器2023/5/242.2.5
視覺(jué)傳感器——應(yīng)用根據(jù)不同ADAS功能的需要,安裝位置分為前視、后視、側(cè)視以及內(nèi)置攝像頭。實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛時(shí)將安裝6個(gè)以上攝像頭2023/5/242.2.5
視覺(jué)傳感器2023/5/242.2.5
視覺(jué)傳感器2023/5/242.3
道路識(shí)別——定義真實(shí)的道路通過(guò)激光雷達(dá)轉(zhuǎn)換成汽車認(rèn)識(shí)的道路,供自動(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。2023/5/242.3.1
道路識(shí)別的識(shí)別與分類道路識(shí)別的任務(wù)是提取車道的幾何結(jié)構(gòu),如車道的寬度、車道線的曲率等;確定車輛在車道中的位置、方向;提取車輛可行駛的區(qū)域2023/5/242.3.1道路識(shí)別的定義與分類——分類依據(jù)道路類型的不同,道路分為結(jié)構(gòu)化道路和非結(jié)構(gòu)化道路2023/5/242.3.2
道路圖像的特點(diǎn)陰影條件下的道路圖像先對(duì)道路的陰影進(jìn)行檢測(cè)和去除2023/5/242.3.2
道路圖像的特點(diǎn)強(qiáng)弱光照條件下的道路圖像強(qiáng)光照射弱光照射2023/5/242.3.2
道路圖像的特點(diǎn)雨天條件下的道路圖像雨水對(duì)道路有覆蓋雨水能反光2023/5/242.3.2
道路圖像的特點(diǎn)彎道處的道路圖像建模上會(huì)有些復(fù)雜可近似看成直線模型2023/5/242.3.3
道路識(shí)別的流程和方法——流程采集原始圖像→圖像灰度化→圖像濾波→圖像二值化→車道線提取2023/5/242.3.3
道路識(shí)別的流程和方法——流程2023/5/242.3.3
道路識(shí)別的流程和方法——方法基于區(qū)域分割的識(shí)別方法基于道路特征的識(shí)別方法基于道路模型的識(shí)別方法基于道路特征與模型相結(jié)合的識(shí)別方法2023/5/24車道線識(shí)別舉例1.
原始圖像I=imread('C:\桌面\t.jpg');figure(1)imshow(I)title('原始圖像')2023/5/24車道線識(shí)別舉例2.
圖像灰度化I1=rgb2gray(I);figure(2)imshow(I1)title('灰度圖像')2023/5/24車道線識(shí)別舉例3.
圖像濾波I21=medfilt2(I1);%高斯濾波I22=filter2(fspecial('average',3),I21)/255;%平滑濾波figure(3)imshow(I22)title('圖像濾波')2023/5/24車道線識(shí)別舉例4.
圖像二值化I3=im2bw(I22);figure(4)imshow(I3)title('圖像二值化')2023/5/24車道線識(shí)別舉例5.
圖像邊緣檢測(cè)I4=edge(I3,'canny');figure(5)imshow(I4)title('圖像邊緣檢測(cè)')2023/5/24車道線識(shí)別舉例6.霍夫變換[H,T,R]=hough(I4);figure(6)imshow(H,[],'XData',T,'YData',R,'InitialMagnification','fit')title('霍夫變換圖像')xlabel('\theta軸')ylabel('\rho軸')axison,axisnormalholdonP=houghpeaks(H,2,'threshold',ceil(0.3*max(H(:))));x=T(P(:,2));y=R(P(:,1));plot(x,y,‘s’,‘color’,‘white’)
2023/5/24車道線識(shí)別舉例6.霍夫變換
2023/5/24車道線識(shí)別舉例7.車道線檢測(cè)lines=houghlines(I4,T,R,P,'FillGap',50,'MinLength',50); figure(7)imshow(I4)title('車道線檢測(cè)')
2023/5/242.4
車輛識(shí)別——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2023/5/242.4.1
車牌識(shí)別——組成攝像機(jī)專用控制器顯示屏快速閘機(jī)計(jì)算機(jī)軟硬件等2023/5/242.4.1
車牌識(shí)別——流程圖像采集→視頻車輛檢測(cè)→車牌定位→字符分割→字符識(shí)別→結(jié)果輸出2023/5/242.4.1
車牌識(shí)別——方法基于模板匹配的字符識(shí)別算法:速度快,實(shí)時(shí)性好基于特征的統(tǒng)計(jì)匹配法:應(yīng)用效果不理想,抗干擾性不強(qiáng)基于邊緣檢測(cè)和水平灰度變化特征的方法:使用多基于顏色相似度及彩色邊緣的算法:一般不單獨(dú)使用2023/5/242.4.1
車牌識(shí)別2023/5/24車牌識(shí)別舉例1-1.讀取原始圖像2023/5/24車牌識(shí)別舉例1-2.轉(zhuǎn)換成灰度圖像2023/5/24車牌識(shí)別舉例1-3.邊緣檢測(cè)2023/5/24車牌識(shí)別舉例1-4.圖像腐蝕2023/5/24車牌識(shí)別舉例1-5.圖像膨脹2023/5/24車牌識(shí)別舉例1-6.提取車牌區(qū)域2023/5/24車牌識(shí)別舉例1-7.原始圖像切割2023/5/24車牌識(shí)別舉例2-1.切割后的圖像轉(zhuǎn)換成灰度圖像2023/5/24車牌識(shí)別舉例2-2.對(duì)灰度圖像進(jìn)行直方圖均衡化2023/5/24車牌識(shí)別舉例2-3.灰度圖像二值化2-4.中值濾波2023/5/24車牌識(shí)別舉例2-5.計(jì)算每個(gè)字符的位置,并逐一進(jìn)行切割后得到只儲(chǔ)存單一字符的圖像2023/5/24車牌識(shí)別舉例3.字符識(shí)別2023/5/242.4.2運(yùn)動(dòng)車輛識(shí)別基于特征的識(shí)別方法基于機(jī)器學(xué)習(xí)的識(shí)別方法基于光流場(chǎng)的識(shí)別方法基于模型的識(shí)別方法2023/5/242.5行人識(shí)別——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2023/5/242.5.1行人識(shí)別的定義與類型——類型可見(jiàn)光行人的檢測(cè):采用的視覺(jué)傳感器為普通的光學(xué)攝像頭,非常符合人的正常視覺(jué)習(xí)慣,而且硬件成本十分低廉。但是受到光照條件的限制,該方法只能應(yīng)用在白天,在光照條件很差的陰雨天或夜間則無(wú)法使用紅外行人的檢測(cè):采用紅外熱成像攝像頭,利用物體發(fā)出的熱紅外線進(jìn)行成像,不依賴于光照,具有很好的夜視功能,在白天和晚上都適用,尤其是在夜間以及光線較差的陰雨天具有無(wú)可替代的優(yōu)勢(shì)2023/5/242.5.2行人識(shí)別系統(tǒng)的組成預(yù)處理:通過(guò)傳感器獲得行人圖像信息,做預(yù)處理,如降噪、增強(qiáng)等分類檢測(cè):采用圖像分割、模型提取等一些圖像處理技術(shù),在圖像中選取一些感興趣的區(qū)域,即行人的候選區(qū)域,用分類等技術(shù)方法判斷候選區(qū)域中是否包含行人。決策報(bào)警:對(duì)可能發(fā)生碰撞的情況進(jìn)行報(bào)警或其他避免碰撞的操作2023/5/242.5.3
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2023/5/242.6
交通標(biāo)志識(shí)別2.6.1交通標(biāo)志介紹警告標(biāo)志2023/5/242.6.1
交通標(biāo)志介紹禁令標(biāo)志2023/5/242.6.1
交通標(biāo)志介紹指示標(biāo)志2023/5/242.6.1
交通標(biāo)志介紹交通標(biāo)志的顏色與形狀之間也有著一定的關(guān)系2023/5/242.6.2
交通標(biāo)志識(shí)別系統(tǒng)首先使用車載攝像機(jī)獲取目標(biāo)圖像,然后進(jìn)行圖像分割和特征提取,通過(guò)與交通標(biāo)志標(biāo)準(zhǔn)特征庫(kù)比較進(jìn)行交通標(biāo)志識(shí)別,識(shí)別結(jié)果可以與其他智能網(wǎng)聯(lián)汽車共享2023/5/242.6.3
交通標(biāo)志識(shí)別的流程與方法原始圖像采集→圖像預(yù)處理→圖像分割檢測(cè)→圖像特征提取→交通標(biāo)志識(shí)別2023/5/24交通標(biāo)志識(shí)別舉例1.讀取原始圖像2023/5/24交通標(biāo)志識(shí)別舉例2.將圖像由RGB顏色空間轉(zhuǎn)化為HSV顏色空間并提取亮度2023/5/24交通標(biāo)志識(shí)別舉例3.利用顏色閾值提取紅色2023/5/24交通標(biāo)志識(shí)別舉例4.圖像碰撞處理2023/5/24交通標(biāo)志識(shí)別舉例5.根據(jù)特征提取算法找出圖像中最適合待測(cè)對(duì)象2023/5/24交通標(biāo)志識(shí)別舉例6.根據(jù)界定的標(biāo)志所在區(qū)域?qū)D像進(jìn)行切割,得到的標(biāo)志識(shí)別結(jié)果2023/5/242.7交通信號(hào)燈識(shí)別——介紹從顏色來(lái)看,交通信號(hào)燈的顏色有紅色、黃色、綠色三種,而且三種顏色在交通信號(hào)燈中出現(xiàn)的位置都有一定的順序關(guān)系;從安裝方式來(lái)看,交通信號(hào)燈有橫放安裝和豎放安裝兩種,一般安裝在道路上方2023/5/242.7.2交通信號(hào)燈識(shí)別系統(tǒng)圖像采集模塊圖像預(yù)處理模塊檢測(cè)模塊識(shí)別模塊跟蹤模塊通信模塊2023/5/242.7.3交通信號(hào)燈識(shí)別的流程與方法原始圖像采集→圖像灰度化→直方圖均衡化→圖像二值化→交通信號(hào)燈識(shí)別2023/5/242.7.3交通信號(hào)燈識(shí)別的流程與方法2023/5/242.7.3交通信號(hào)燈識(shí)別的流程與方法基于顏色特征的識(shí)別方法:選取某個(gè)色彩空間對(duì)交通信號(hào)燈的紅、黃、綠3種顏色進(jìn)行描述基于形狀特征的識(shí)別方法:利用交通信號(hào)燈和它的相關(guān)支撐物之間的幾何信息2023/5/24交通信號(hào)燈識(shí)別舉例1.讀取圖像2023/5/24交通信號(hào)燈識(shí)別舉例2.將原始圖像從RGB空間轉(zhuǎn)化為HSV空間,并輸出HSV圖像2023/5/24交通信號(hào)燈識(shí)別舉例3.繪制出原始圖的圖像直方圖2023/5/24交通信號(hào)燈識(shí)別舉例4.分別統(tǒng)計(jì)識(shí)別圖中的紅綠黃像素點(diǎn)。MATLAB將圖像轉(zhuǎn)化為HSV圖像后分別統(tǒng)計(jì)圖像中的紅黃綠像素點(diǎn)的個(gè)數(shù)5.輸出紅黃綠像素點(diǎn)的個(gè)數(shù)并進(jìn)行比較Max_Red_y=345統(tǒng)計(jì)的圖像中紅色像素點(diǎn)的個(gè)數(shù)Max_Green_y=932統(tǒng)計(jì)的圖像中綠色像素點(diǎn)的個(gè)數(shù)Max_Yellow_y=83統(tǒng)計(jì)的圖像中黃色像素點(diǎn)的個(gè)數(shù)6.輸出識(shí)別結(jié)果。通過(guò)比較圖像中紅黃綠像素點(diǎn)個(gè)數(shù)的多少來(lái)進(jìn)行判斷當(dāng)前的信號(hào)燈,像素點(diǎn)多的即為當(dāng)前信號(hào)燈2023/5/24
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頁(yè)練習(xí)與實(shí)訓(xùn)
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頁(yè)謝謝!
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頁(yè)第3章智能網(wǎng)聯(lián)汽車無(wú)線通信系統(tǒng)3.1無(wú)線通信的定義與組成3.2
V2X通信3.3藍(lán)牙通信3.4
DSRC通信3.5
L-TEV通信3.6移動(dòng)通信
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頁(yè)3.1無(wú)線通信的定義與組成——定義無(wú)線通信就是不用導(dǎo)線、電纜、光纖等有線介質(zhì),而是利用電磁波信號(hào)在自由空間中傳播的特性進(jìn)行信息交換的一種通信方式,可以傳輸數(shù)據(jù)、圖像、音頻和視頻等
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頁(yè)3.1.1無(wú)線通信的定義無(wú)線通信系統(tǒng)一般由發(fā)射設(shè)備、傳輸介質(zhì)和接收設(shè)備組成;發(fā)射設(shè)備和接收設(shè)備上需要安裝天線,完成電磁波的發(fā)射與接收3.1.2無(wú)線通信的分類2023/5/24傳輸信號(hào)形式:模擬無(wú)線通信和數(shù)字無(wú)線通信無(wú)線終端狀態(tài):固定無(wú)線通信和移動(dòng)無(wú)線通信電磁波波長(zhǎng):長(zhǎng)波、中波、短波、超短波、微波無(wú)線通信長(zhǎng)波無(wú)線通信:波長(zhǎng)大于1
000m、頻率低于300kHz中波無(wú)線通信:波長(zhǎng)為100~1
000m、頻率為300~3
000kHz短波無(wú)線通信:波長(zhǎng)為10~100m、頻率為3~30MHz超短波無(wú)線通信:波長(zhǎng)為1~10m、頻率為30~300MHz微波無(wú)線通信:波長(zhǎng)小于1m、頻率高于300MHz3.1.2無(wú)線通信的分類2023/5/24信道路徑和傳輸方式的不同:紅外通信、可見(jiàn)光通信、微波中繼通信和衛(wèi)星通信通信距離:短距離無(wú)線通信和遠(yuǎn)距離無(wú)線通信短距離無(wú)線通信技術(shù)主要有藍(lán)牙技術(shù)、紫峰(ZigBee)技術(shù)、Wi-Fi技術(shù)、超寬帶(UWB)技術(shù)、60GHz技術(shù)、紅外(IrDA)技術(shù)、射頻識(shí)別(RFID)技術(shù)、近場(chǎng)通信(NFC)技術(shù)、可見(jiàn)光(VLC)技術(shù)、專用短程通信(DSRC)、LTE-V等3.2V2X通信——定義智能網(wǎng)聯(lián)汽車V2X通信代表車輛與車輛通信(V2V)、車輛與基礎(chǔ)設(shè)施通信(V2I)、車輛與行人通信(V2P)、車輛與應(yīng)用平臺(tái)或云端通信(V2N)2023/5/243.2.2對(duì)V2X通信系統(tǒng)的要求2023/5/243.2.3V2X通信的應(yīng)用1.基于V2I的道路異常狀態(tài)預(yù)警2023/5/243.2.3V2X通信的應(yīng)用2.基于V2I的道路濕滑預(yù)警2023/5/243.2.3V2X通信的應(yīng)用3.基于V2I的道路施工預(yù)警2023/5/243.2.3V2X通信的應(yīng)用4.基于V2I的交通標(biāo)識(shí)標(biāo)牌信息顯示2023/5/243.2.3V2X通信的應(yīng)用5.基于V2I的主動(dòng)安全控制2023/5/243.2.3V2X通信的應(yīng)用6.基于V2I的行人預(yù)警2023/5/243.2.3V2X通信的應(yīng)用7.基于V2I的盲區(qū)碰撞預(yù)警2023/5/243.2.3V2X通信的應(yīng)用8.基于V2I的交叉口碰撞預(yù)警2023/5/243.2.3V2X通信的應(yīng)用9.基于V2I的換道碰撞預(yù)警2023/5/243.3藍(lán)牙通信——定義藍(lán)牙(Bluetooth)通信是由世界著名的5家大公司——愛(ài)立信、諾基亞、東芝、IBM和英特爾,于1998年5月聯(lián)合宣布的一種短距離無(wú)線通信技術(shù)2023/5/243.3.2藍(lán)牙通信的特點(diǎn)(1)全球范圍適用。藍(lán)牙工作在2.4GHz的ISM頻段(2)通信距離為0.1~10m,發(fā)射功率100mW時(shí)可以達(dá)到100m(3)同時(shí)可傳輸語(yǔ)音和數(shù)據(jù)(4)可以建立臨時(shí)性的對(duì)等連接(5)抗干擾能力強(qiáng)(6)藍(lán)牙模塊體積很小,便于集成(7)功耗低(8)接口標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)放(9)成本低2023/5/243.3.3藍(lán)牙通信的應(yīng)用1.車載藍(lán)牙電話2.車載藍(lán)牙音響2023/5/243.3.3藍(lán)牙通信的應(yīng)用3.車載藍(lán)牙導(dǎo)航4.藍(lán)牙后視鏡2023/5/243.3.3藍(lán)牙通信的應(yīng)用5.汽車虛擬鑰匙2023/5/243.3.3藍(lán)牙通信的應(yīng)用5.汽車虛擬鑰匙2023/5/243.4DSRC通信——定義DSRC(專用短程通信技術(shù))是一種高效的短程無(wú)線通信技術(shù),它可以實(shí)現(xiàn)在特定小區(qū)域內(nèi)對(duì)高速運(yùn)動(dòng)下的移動(dòng)目標(biāo)的識(shí)別和雙向通信,例如車輛與車輛(V2V)、車輛與基礎(chǔ)設(shè)施(V2I)雙向通信,實(shí)時(shí)傳輸圖像、語(yǔ)音和數(shù)據(jù)信息,將車輛和道路有機(jī)連接2023/5/243.4.1DSRC通信的定義與組成——定義DSRC通信系統(tǒng)的參考架構(gòu):車輛與車輛之間,以及車輛與路側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施之間,通過(guò)DSRC進(jìn)行信息交互2023/5/243.4.1DSRC通信的定義與組成——組成車載單元(OBU)、路側(cè)單元(RSU)以及DSRC協(xié)議2023/5/243.4.2DSRC通信系統(tǒng)要求—總體功能要求無(wú)線通信能力要求如下。(1)車路通信的路側(cè)單元最大覆蓋半徑大于1km。(2)車車通信單跳距離可達(dá)300m。(3)支持車載單元的最大運(yùn)動(dòng)速度不小于120km/h。網(wǎng)絡(luò)通信功能要求如下。(1)廣播功能。(2)多點(diǎn)廣播功能。(3)地域群播功能。(4)消息優(yōu)先級(jí)的功能管理。(5)通道/連接管理功能。(6)車載單元的移動(dòng)性管理功能。2023/5/243.4.2DSRC通信系統(tǒng)要求2.媒體訪問(wèn)控制層技術(shù)要求(1)車載單元與車載單元通信接口要求:為滿足汽車輔助駕駛中緊急安全事件消息的傳播,媒體訪問(wèn)控制層的通信時(shí)延應(yīng)小于40ms。(2)媒體訪問(wèn)控制層支持的并發(fā)業(yè)務(wù)數(shù)應(yīng)大于3(3)路側(cè)單元支持的并發(fā)終端用戶容量應(yīng)大于1282023/5/243.4.2DSRC通信系統(tǒng)要求3.網(wǎng)絡(luò)層技術(shù)要求(1)網(wǎng)絡(luò)層可適配不同的物理層(2)支持終端的運(yùn)動(dòng)最大速度不小于120km/h;在跨路側(cè)設(shè)備覆蓋區(qū)時(shí),可保證業(yè)務(wù)連續(xù)性(3)緊急安全事件業(yè)務(wù)的端到端傳輸時(shí)延應(yīng)小于50ms(4)可支持多種接入技術(shù)要求,網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層與接入層技術(shù)具有相對(duì)獨(dú)立性,可通過(guò)多種接入技術(shù)為網(wǎng)絡(luò)層提供服務(wù)(5)支持傳輸技術(shù)多樣性,網(wǎng)絡(luò)層與數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)相對(duì)獨(dú)立,網(wǎng)絡(luò)層不受底層傳輸技術(shù)的影響(6)服務(wù)質(zhì)量(QoS)保證,可為業(yè)務(wù)建立優(yōu)先級(jí),并具備QoS識(shí)別能力,以支持網(wǎng)絡(luò)的QoS保證機(jī)制2023/5/243.4.2DSRC通信系統(tǒng)要求4.應(yīng)用層技術(shù)要求應(yīng)用層主要包括車車通信應(yīng)用、車路通信應(yīng)用以及其他通用交通應(yīng)用。主要技術(shù)要求如下。(1)業(yè)務(wù)接口統(tǒng)一,制定標(biāo)準(zhǔn)格式。(2)業(yè)務(wù)支撐管理。(3)安全性。2023/5/243.4.3DSRC通信支持業(yè)務(wù)(1)汽車輔助駕駛:輔助駕駛和道路基礎(chǔ)設(shè)施狀態(tài)警告(2)交通運(yùn)輸安全:包括緊急救援請(qǐng)求及響應(yīng)、緊急事件通告、緊急車輛調(diào)度與優(yōu)先通行、運(yùn)輸車輛及駕駛員的安全監(jiān)控、超載超限管理、交通弱勢(shì)群體保護(hù)等(3)交通管理:包括交通法規(guī)告知、交通執(zhí)法、信號(hào)優(yōu)先、交通燈最佳速度指引、停車場(chǎng)管理等2023/5/243.4.3DSRC通信支持業(yè)務(wù)(4)導(dǎo)航及交通信息服務(wù):包括路線實(shí)時(shí)指引和導(dǎo)航,施工區(qū)、收費(fèi)、停車場(chǎng)、換乘、交通事件信息,流量監(jiān)控等(5)電子收費(fèi):包括以電子化的交易方式,向用戶收取相關(guān)費(fèi)用,如道路、橋梁和隧道通行費(fèi)、停車費(fèi)等(6)運(yùn)輸管理:包括運(yùn)政稽查、特種運(yùn)輸監(jiān)測(cè)、車隊(duì)管理、場(chǎng)站區(qū)管理等(7)其他:包括車輛軟件/數(shù)據(jù)配置和更新、車輛和RUS的數(shù)據(jù)校準(zhǔn)、協(xié)作感知信息更新及發(fā)送等2023/5/243.4.3DSRC通信支持業(yè)務(wù)DSRC技術(shù)在智能網(wǎng)聯(lián)汽車上可實(shí)現(xiàn)V2X通信2023/5/243.5
LTE—V通信——定義LTE-V是我國(guó)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的V2X技術(shù),是按照全球統(tǒng)一規(guī)定的體系架構(gòu)及其通信協(xié)議和數(shù)據(jù)交互標(biāo)準(zhǔn),在車輛與車輛(V2V)、車輛與基礎(chǔ)設(shè)施(V2I)、車輛與行人(V2P)之間組網(wǎng),構(gòu)建數(shù)據(jù)共享交互橋梁,助力實(shí)現(xiàn)智能化的動(dòng)態(tài)信息服務(wù)、車輛安全駕駛、交通管控等2023/5/243.5.1
LTE—V的定義2023/5/243.5.2
LTE—V通信的組成用戶終端、路側(cè)單元(RSU)和基站3部分組成,定義了兩種通信方式,蜂窩鏈路式和短程直通鏈路式2023/5/243.5.3
LTE—V通信與DSRC通信比較2023/5/243.5.3
LTE—V通信與DSRC通信比較2023/5/243.6
移動(dòng)通信——定義移動(dòng)通信是指通信的雙方至少有一方在運(yùn)動(dòng)中實(shí)現(xiàn)通信的方式,包括移動(dòng)臺(tái)與固定臺(tái)之間、移動(dòng)臺(tái)與移動(dòng)臺(tái)之間、移動(dòng)臺(tái)與用戶之間的通信2023/5/243.6.1
移動(dòng)通信的定義與組成——組成由移動(dòng)臺(tái)(MS)、基站子系統(tǒng)(BSS)、移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心(MSC)等組成2023/5/243.6.2
移動(dòng)通信的特點(diǎn)(1)高速度:對(duì)于5G的基站峰值要求不低于20Gb/s,高速度給未來(lái)對(duì)速度有很高要求的業(yè)務(wù)提供了機(jī)會(huì)和可能(2)泛在網(wǎng):泛在網(wǎng)有兩個(gè)層面的含義,一是廣泛覆蓋,一是縱深覆蓋(3)低功耗:5G要支持大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用,就必須要有功耗的要求。如果能把功耗降下來(lái),讓大部分物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品一周充一次電,甚至一個(gè)月充一次電,就能大大改善用戶體驗(yàn),促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的快速普及2023/5/243.6.2
移動(dòng)通信的特點(diǎn)(4)低時(shí)延:5G時(shí)延降低到1ms(5)萬(wàn)物互聯(lián):5G時(shí)代,終端不是按人來(lái)定義,因?yàn)槊咳丝赡軗碛袛?shù)個(gè)、每個(gè)家庭可能擁有數(shù)個(gè)終端。通信業(yè)對(duì)5G的愿景是每一平方公里,可以支撐100萬(wàn)個(gè)移動(dòng)終端。(6)重構(gòu)安全:在5G基礎(chǔ)上建立的是智能互聯(lián)網(wǎng),智能互聯(lián)網(wǎng)不僅是要實(shí)現(xiàn)信息傳輸,還要建立起一個(gè)社會(huì)和生活的新機(jī)制與新體系。智能互聯(lián)網(wǎng)的基本精神是安全、管理、高效、方便,這就需要重新構(gòu)建安全體系。2023/5/243.6.2
移動(dòng)通信的特點(diǎn)2023/5/243.6.3
移動(dòng)通信的應(yīng)用面向無(wú)人駕駛汽車的5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)2023/5/243.6.3
移動(dòng)通信的應(yīng)用國(guó)內(nèi)測(cè)試的首輛5G無(wú)人駕駛電動(dòng)巴士。最多可容納12人,最大速度為20km/h,為純電動(dòng)行駛,能實(shí)現(xiàn)無(wú)人操作下的行人避讓、車輛檢測(cè)、加減速、緊急停車、障礙繞行、變道、自動(dòng)按站??俊⑥D(zhuǎn)彎燈開(kāi)閉等功能2023/5/243.6.3
移動(dòng)通信的應(yīng)用汽車大腦避障單元交通監(jiān)測(cè)單元定位單元路徑規(guī)劃單元操作面板遠(yuǎn)程通信單元驅(qū)動(dòng)反饋單元2023/5/24
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頁(yè)練習(xí)與實(shí)訓(xùn)
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頁(yè)第4章智能網(wǎng)聯(lián)汽車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)4.1網(wǎng)絡(luò)的類型與特點(diǎn)4.2車載網(wǎng)絡(luò)4.3車載自組織網(wǎng)絡(luò)4.4車載移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)
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頁(yè)4.1網(wǎng)絡(luò)的類型與特點(diǎn)—類型以車內(nèi)總線通信為基礎(chǔ)的車載網(wǎng)絡(luò)以短距離無(wú)線通信為基礎(chǔ)的車載自組織網(wǎng)絡(luò)以遠(yuǎn)距離無(wú)線通信為基礎(chǔ)的車載移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)4.1.1網(wǎng)絡(luò)的類型—車載網(wǎng)絡(luò)類型(1)A類低速網(wǎng)絡(luò):傳輸速率一般小于10kbit/s(千比特每秒),主流協(xié)議是LIN(局域互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)),主要用于電動(dòng)門窗、電動(dòng)座椅、照明系統(tǒng)等(2)B類中速網(wǎng)絡(luò):傳輸速率在10~125kbit/s之間,對(duì)實(shí)時(shí)性要求不太高,主要面向獨(dú)立模塊之間數(shù)據(jù)共享的中速網(wǎng)絡(luò);主流協(xié)議是低速CAN(控制器局域網(wǎng)絡(luò)),主要用于故障診斷、空調(diào)、儀表顯示2023/5/244.1.1網(wǎng)絡(luò)的類型—車載網(wǎng)絡(luò)類型2023/5/24(3)C類高速網(wǎng)絡(luò):傳輸速率在125~1000kbit/s之間,對(duì)實(shí)時(shí)性要求高,主要面向高速、實(shí)時(shí)閉環(huán)控制的多路傳輸網(wǎng);主流協(xié)議是高速CAN、FlexRay(服樂(lè)克思睿)等,主要用于發(fā)動(dòng)機(jī)控制、ABS、ASR、ESP、懸架控制等(4)D類多媒體網(wǎng)絡(luò):傳輸速率在250kbit/s~100Mbit/s之間,網(wǎng)絡(luò)協(xié)議主要有MOST、以太網(wǎng)、藍(lán)牙、ZigBee技術(shù)等,主要用于要求傳輸效率較高的多媒體系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)等(5)E類安全網(wǎng)絡(luò):傳輸速率為10Mbit/s,主要面向汽車安全系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)4.1.1網(wǎng)絡(luò)的類型—車載網(wǎng)絡(luò)類型2023/5/244.1.1網(wǎng)絡(luò)的類型—車載自組織網(wǎng)絡(luò)車載自組織網(wǎng)絡(luò)是基于短距離無(wú)線通信技術(shù)自主構(gòu)建的V2V、V2I、V2P之間的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)V2V、V2I、V2P之間的信息傳輸,使車輛具有行駛環(huán)境感知、危險(xiǎn)辨識(shí)、智能控制等功能,并能夠?qū)崿F(xiàn)V2V、V2I之間的協(xié)同控制2023/5/244.1.1網(wǎng)絡(luò)的類型—車載移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)車載移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)是基于遠(yuǎn)距離通信技術(shù)構(gòu)建的車輛與互聯(lián)網(wǎng)之間連接的網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)車輛信息與各種服務(wù)信息在車載移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)上的傳輸,使智能網(wǎng)聯(lián)汽車用戶能夠開(kāi)展商務(wù)辦公、信息娛樂(lè)服務(wù)等2023/5/244.1.2網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)(1)復(fù)雜化:智能網(wǎng)聯(lián)汽車電控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)復(fù)雜,它包含多達(dá)數(shù)百個(gè)ECU通信節(jié)點(diǎn),ECU被劃分到十幾個(gè)不同的網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)之中,由ECU產(chǎn)生的需要進(jìn)行通信的信號(hào)個(gè)數(shù)多達(dá)數(shù)千個(gè)(2)異構(gòu)化:為滿足各個(gè)功能子系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)帶寬、實(shí)時(shí)性、可靠性和安全性的不同需求,CAN、LIN、FlexRay、MOST、以太網(wǎng)、自組織網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等多種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)都將在智能網(wǎng)聯(lián)汽車上得到應(yīng)用,因此,不同網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)中所采用的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)之間存在很大程度的異構(gòu)性2023/5/244.1.2網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)(3)網(wǎng)關(guān)互連的層次化架構(gòu):智能網(wǎng)聯(lián)汽車電控系統(tǒng)和先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)具有層次化特點(diǎn),它同時(shí)包括同一網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)內(nèi)不同ECU之間的通信和兩個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)所包含的ECU之間的跨網(wǎng)關(guān)通信等多種情況。如防碰撞系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)依賴于安全子系統(tǒng)、底盤(pán)控制子系統(tǒng)、車身子系統(tǒng)以及V2V、V2I、V2P之間的交互和協(xié)同控制(4)通信節(jié)點(diǎn)組成和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是變化的:智能網(wǎng)聯(lián)汽車需要實(shí)現(xiàn)V2V、V2I、V2P之間的通信,它的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中包含的通信節(jié)點(diǎn)和體系結(jié)構(gòu)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是變化的2023/5/244.2車載網(wǎng)絡(luò)車載網(wǎng)絡(luò)類型主要有CAN、LIN、FlexRay、MOST、以太網(wǎng)等2023/5/244.2.1
CAN總線網(wǎng)絡(luò)——定義CAN是控制器局域網(wǎng)絡(luò)(ControllerAreaNetwork)的簡(jiǎn)稱,是德國(guó)博世公司在1985年時(shí)為了解決汽車上眾多測(cè)試儀器與控制單元之間的數(shù)據(jù)傳輸,而開(kāi)發(fā)的一種支持分布式控制的串行數(shù)據(jù)通信總線。目前,CAN總線已經(jīng)是國(guó)際上應(yīng)用最廣泛的網(wǎng)絡(luò)總線之一,它的數(shù)據(jù)信息傳輸速率最大為1Mbit/s,屬于中速網(wǎng)絡(luò),通信距離(無(wú)須中繼)最遠(yuǎn)可達(dá)10km。2023/5/244.2.1
CAN總線網(wǎng)絡(luò)——特點(diǎn)CAN總線采用雙絞線作為傳輸介質(zhì),媒體訪問(wèn)方式為位仲裁,是一種多主總線2023/5/244.2.1
CAN總線網(wǎng)絡(luò)——特點(diǎn)(1)多主控制:在總線空閑時(shí),所有單元都可開(kāi)始發(fā)送消息;最先訪問(wèn)總線的單元可獲得發(fā)送權(quán);多個(gè)單元同時(shí)開(kāi)始發(fā)送時(shí),發(fā)送高優(yōu)先級(jí)ID(標(biāo)識(shí)符)消息的單元可獲得發(fā)送權(quán)(2)消息的發(fā)送:在CAN協(xié)議中,所有的消息都以固定的格式發(fā)送;總線空閑時(shí),所有與總線相連的單元都可以開(kāi)始發(fā)送新消息;兩個(gè)以上的單元同時(shí)開(kāi)始發(fā)送消息時(shí),對(duì)各消息ID的每個(gè)位進(jìn)行逐個(gè)仲裁比較;仲裁獲勝(被判定為優(yōu)先級(jí)最高)的單元可繼續(xù)發(fā)送消息,仲裁失利的單元?jiǎng)t立刻停止發(fā)送而進(jìn)行接收工作2023/5/244.2.1
CAN總線網(wǎng)絡(luò)——特點(diǎn)(3)系統(tǒng)的柔軟性:與總線相連的單元沒(méi)有類似于“地址”的信息;因此在總線上增加單元時(shí),連接在總線上的其他單元的軟硬件及應(yīng)用層都不需要改變。(4)高速度和遠(yuǎn)距離:當(dāng)通信距離小于40m時(shí),CAN總線的傳輸速率可以達(dá)到1Mbit/s;通信速度與其通信距離成反比,當(dāng)其通信距離達(dá)到10km時(shí),其傳輸速率仍可以達(dá)到約5kbit/s(5)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)請(qǐng)求:可通過(guò)發(fā)送“遙控幀”請(qǐng)求其他單元發(fā)送數(shù)據(jù)2023/5/244.2.1
CAN總線網(wǎng)絡(luò)——特點(diǎn)(6)錯(cuò)誤檢測(cè)功能、錯(cuò)誤通知功能、錯(cuò)誤恢復(fù)功能(7)故障封閉:CAN總線可以判斷出錯(cuò)誤的類型是總線上暫時(shí)的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤(如外部噪聲等)還是持續(xù)的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤(如單元內(nèi)部故障、驅(qū)動(dòng)器故障、斷線等);當(dāng)總線上發(fā)生持續(xù)的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤時(shí),可將引起此故障的單元從總線上隔離出去(8)連接:CAN總線可以同時(shí)連接多個(gè)單元,可連接的單元總數(shù)理論上是沒(méi)有限制的;但實(shí)際上可連接的單元數(shù)受總線上的時(shí)間延遲及電氣負(fù)載的限制;降低傳輸速率,可連接的單元數(shù)增加;提高傳輸速率,則可連接的單元數(shù)減少2023/5/244.2.1
CAN總線網(wǎng)絡(luò)——應(yīng)用2023/5/244.2.2
LIN總線網(wǎng)絡(luò)——定義LIN是局部連接網(wǎng)絡(luò)(LocalInterconnectNetwork)的簡(jiǎn)稱,也被稱為局域網(wǎng)子系統(tǒng),是專門為汽車開(kāi)發(fā)的一種低成本串行通信網(wǎng)絡(luò),用于實(shí)現(xiàn)汽車中的分布式電子系統(tǒng)控制。LIN網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸速率為20kbit/s,屬于低速網(wǎng)絡(luò),媒體訪問(wèn)方式為單主多從,是一種輔助總線,輔助CAN總線工作;使用LIN總線可大大降低成本2023/5/244.2.2
LIN總線網(wǎng)絡(luò)——特點(diǎn)(1)LIN總線的通信是基于SCI數(shù)據(jù)格式,媒體訪問(wèn)采用單主節(jié)點(diǎn)、多從節(jié)點(diǎn)的方式,數(shù)據(jù)優(yōu)先級(jí)由主節(jié)點(diǎn)決定,靈活性好(2)一條LIN總線最多可以連接16個(gè)節(jié)點(diǎn),共有64個(gè)標(biāo)識(shí)符(3)LIN總線采用低成本的單線連接,傳輸速率最高可達(dá)20kbit/s(4)不需要進(jìn)行仲裁,同時(shí)在從節(jié)點(diǎn)中無(wú)須石英或陶瓷振蕩器,只采用片內(nèi)振蕩器就可以實(shí)現(xiàn)自同步,從而降低硬件成本2023/5/244.2.2
LIN總線網(wǎng)絡(luò)——特點(diǎn)(5)幾乎所有的MCU(微控制單元)均具備LIN所需硬件,且實(shí)現(xiàn)費(fèi)用較低(6)網(wǎng)絡(luò)通信具有可預(yù)期性,信號(hào)傳播時(shí)間可預(yù)先計(jì)算(7)通過(guò)主機(jī)節(jié)點(diǎn)可將LIN與上層網(wǎng)絡(luò)(CAN)相連接,實(shí)現(xiàn)LIN的子總線輔助通信功能,從而優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),提高網(wǎng)絡(luò)效率和可靠性(8)LIN總線通信距離最大不超過(guò)40m2023/5/244.2.2
LIN總線網(wǎng)絡(luò)——應(yīng)用LIN網(wǎng)絡(luò)主要應(yīng)用于車窗、門鎖、開(kāi)關(guān)面板、后視鏡等2023/5/244.2.3
FlexRay總線網(wǎng)絡(luò)——定義FlexRay是一種用于汽車的高速可確定性的、具備故障容錯(cuò)的總線系統(tǒng)。汽車中的控制器件、傳感器和執(zhí)行器之間的數(shù)據(jù)交換主要是通過(guò)CAN網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行的。然而新的線控技術(shù)(X-by-wire)系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想的出現(xiàn),導(dǎo)致車輛系統(tǒng)對(duì)信息傳送速度尤其是故障容錯(cuò)與時(shí)間確定性的需求不斷增加;FlexRay通過(guò)在確定的時(shí)間槽中傳送信息,以及在兩個(gè)通道上的故障容錯(cuò)和冗余信息的傳送,可以滿足這些新增加的要求2023/5/244.2.3
FlexRay總線網(wǎng)絡(luò)——特點(diǎn)(1)數(shù)據(jù)傳輸速率高:最大傳輸速率可達(dá)到10Mbit/s,雙通道總數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)到20Mbit/s,因此,應(yīng)用在車載網(wǎng)絡(luò)上,F(xiàn)lexRay的網(wǎng)絡(luò)帶寬可以是CAN網(wǎng)絡(luò)的20倍(2)可靠性好:具有冗余數(shù)據(jù)傳輸能力的總線系統(tǒng)使用兩個(gè)相互獨(dú)立的信道,每個(gè)信道都由一組雙線導(dǎo)線組成;一個(gè)信道失靈時(shí),該信道應(yīng)傳輸?shù)男畔⒖稍诹硪粭l沒(méi)有發(fā)生故障的信道上傳輸;此外,總線監(jiān)護(hù)器的存在進(jìn)一步提高了通信的可靠性2023/5/244.2.3
FlexRay總線網(wǎng)絡(luò)——特點(diǎn)(3)確定性:確定性數(shù)據(jù)傳輸用于確保時(shí)間觸發(fā)區(qū)域內(nèi)的每條信息都能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)傳輸(4)靈活性:靈活性是FlexRay總線的突出特點(diǎn),體現(xiàn)在以下方面:支持多種方式的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接、串級(jí)連接、主動(dòng)星形連接、混合型連接等;信息長(zhǎng)度可配置,可根據(jù)實(shí)際控制應(yīng)用需求,為其設(shè)定相應(yīng)的數(shù)據(jù)載荷長(zhǎng)度;雙通道拓?fù)浼瓤捎糜谠黾訋?,也可用于傳輸冗余的信息;周期?nèi)靜態(tài)、動(dòng)態(tài)信息傳輸部分的時(shí)間都可隨具體應(yīng)用而改變2023/5/244.2.3
FlexRay總線網(wǎng)絡(luò)——應(yīng)用(1)替代CAN總線:數(shù)據(jù)傳輸速率要求超過(guò)CAN的應(yīng)用,F(xiàn)lexRay替代多條CAN總線(2)用做“數(shù)據(jù)主干網(wǎng)”:數(shù)據(jù)傳輸速率高,且支持多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),非常適合于車輛主干網(wǎng)絡(luò),連接多個(gè)獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)(3)用于分布式測(cè)控系統(tǒng):分布式測(cè)控系統(tǒng)用戶要求確切知道消息到達(dá)時(shí)間,且消息周期偏差非常小,如動(dòng)力系統(tǒng)、底盤(pán)系統(tǒng)的一體化控制中。(4)用于高安全性要求的系統(tǒng):FlexRay本身不能確保系統(tǒng)安全,但它具備大量功能以支持面向安全的系統(tǒng)設(shè)計(jì)2023/5/244.2.3
FlexRay總線網(wǎng)絡(luò)——應(yīng)用2023/5/244.2.4
MOST總線網(wǎng)絡(luò)——定義MOST(多媒體定向系統(tǒng)傳輸)總線是使用光纖或雙絞線作為傳輸介質(zhì)的環(huán)形網(wǎng)絡(luò),可以同時(shí)傳輸音/視頻流數(shù)據(jù)、異步數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù),支持高達(dá)150Mbit/s的傳輸速率。MOST25是第1代總線標(biāo)準(zhǔn),最高可支持24.6Mbit/s的傳輸速率,以塑料光纖作為傳輸介質(zhì);第2代標(biāo)準(zhǔn)MOST50的傳輸速率是MOST25的2倍,采用塑料光纖、非屏蔽雙絞線作為傳輸介質(zhì);第3代標(biāo)準(zhǔn)MOST150,不僅最高可支持147.5Mbit/s的傳輸速率,還解決了與以太網(wǎng)的連接等問(wèn)題,MOST150將成為MOST總線技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)。2023/5/244.2.4
MOST總線網(wǎng)絡(luò)——特點(diǎn)(1)保證低成本條件下,最高可以達(dá)到147.5Mbit/s的速率(2)無(wú)論是否有主控計(jì)算機(jī)都可以工作(3)支持聲音和壓縮圖像的實(shí)時(shí)處理(4)支持?jǐn)?shù)據(jù)的同步和異步傳輸(5)發(fā)送/接收器嵌有虛擬網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)(6)支持多種網(wǎng)絡(luò)連接方式,提供MOST設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)(7)通過(guò)采用MOST,可以減輕線束的質(zhì)量(8)光纖網(wǎng)絡(luò)不會(huì)受到電磁輻射干擾與搭鐵環(huán)的影響2023/5/244.2.4
MOST總線網(wǎng)絡(luò)——應(yīng)用主要用于車載電視、車載電話、車載CD、車載互聯(lián)網(wǎng)、DVD導(dǎo)航等系統(tǒng)的控制;用在車載攝像頭等行車系統(tǒng)2023/5/24四種常用總線網(wǎng)絡(luò)傳輸速率與成本的比較2023/5/244.2.5以太網(wǎng)——定義以太網(wǎng)(Ethernet)是由美國(guó)施樂(lè)(Xerox)公司創(chuàng)建,并由施樂(lè)、英特爾(Intel)和數(shù)字裝備(DEC)公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)的基帶局域網(wǎng)規(guī)范,是當(dāng)今現(xiàn)有局域網(wǎng)采用的最通用的通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)包括標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)(10Mbi
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