智能網(wǎng)聯(lián)汽車概論 課件 （第1版） 項目五 智能網(wǎng)聯(lián)汽車先進駕駛輔助與安全預警系統(tǒng)

01先進輔助系統(tǒng)認知1掌握ADAS的含義2熟悉ADAS系統(tǒng)的組成和主要功能3掌握ADAS系統(tǒng)的工作原理學習目標請說說：ADAS的含義？（1）ADAS的含義素材來源于網(wǎng)絡，此視頻僅用于教學，不作任何商業(yè)使用高級駕駛輔助系統(tǒng)（AdvancedDrivingAssistanceSystem）是利用安裝在車上的各式各樣傳感器（毫米波雷達、激光雷達、單\雙目攝像頭以及衛(wèi)星導航），在汽車行駛過程中隨時來感應周圍的環(huán)境，收集數(shù)據(jù)，進行靜態(tài)、動態(tài)物體的辨識、偵測與追蹤，并結合導航地圖數(shù)據(jù)，進行系統(tǒng)的運算與分析，從而預先讓駕駛者察覺到可能發(fā)生的危險，有效增加汽車駕駛的舒適性和安全性。觀看完視頻請回答問題下列問題？1.該視頻介紹的是哪個品牌的車輛？2.該視頻介紹了那種先進輔助駕駛功能？3.該駕駛功能的作用是什么？ADAS具有更快捷的主動安全技術信息處理，使駕駛員能夠在盡可能短的時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)可能發(fā)生的危險，以引起注意并提高安全意識。觀察右圖：請說說ADAS使用了哪些傳感器？這些傳感器的作用是什么？安裝的位置在哪里？2.ADAS關鍵元器件的組成（1）預警系統(tǒng)1）基礎型后視攝像頭。請說說基礎型后視攝像頭的作用與功能有哪些？2）前視攝像頭。請說說前視攝像頭的作用與功能有哪些？3）傳感器。請說說傳感器的作用與功能有哪些？4）環(huán)視泊車輔助系統(tǒng)。請說說什么是環(huán)視泊車輔助系統(tǒng)？5）77GHz雷達系統(tǒng)。請說說77GHz雷達系統(tǒng)的作用是什么？（2）駕駛員輔助系統(tǒng)請說說駕駛輔助系統(tǒng)的組成與工作原理是什么？組成：GPS和CCD攝像頭檢測模塊、通信模塊和控制模塊。工作原理：GPS和CCD攝像頭檢測模塊通過GPS接收機接收GPS衛(wèi)星信號，獲取車輛的經(jīng)緯度坐標、速度、時間等信息，并利用安裝在車輛前后的CCD攝像頭實時觀察道路兩側的情況。通信模塊可以在相互靠近的車輛之間實時傳輸檢測到的相關信息和駕駛信息，控制模塊可以在發(fā)生事故時主動控制，從而避免發(fā)生事故。1）GPS模塊和CCD攝像頭檢測模塊（見左圖）。請說說GPS模塊和CCD攝像頭檢測模塊的作用與功能是什么？右圖：Mobileye發(fā)布第四代ADAS視覺處理器芯片組技術原理框圖2）通信模塊。請說說通信模塊的作用與功能是什么？駕駛輔助系統(tǒng)依靠車輛之間的狀態(tài)信息進行相互通信和監(jiān)控駕駛狀態(tài)，從而保護駕駛安全，包括調(diào)整駕駛狀態(tài)和避免惡性碰撞。目前，現(xiàn)有的系統(tǒng)可以向駕駛員發(fā)出危險情況的警告，但不能自行制定預防措施，系統(tǒng)彌補了這一缺陷。使用即時網(wǎng)絡傳輸?shù)男畔⒅饕袃煞N，是哪兩種？3）控制模塊。請說說控制模塊的主要作用與功能是什么？早期ADAS技術主要基于被動預警，當車輛檢測到潛在危險時，提醒駕駛員注意異常車輛或道路狀況。全國汽車標準化技術委員會于2019年1月4日發(fā)布了《道路車輛先進駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)術語及定義》，其中ADAS駕駛輔助系統(tǒng)主要覆蓋了哪些技術？前向碰撞預警forwardcollisionwarning:FCW后向碰撞預警rearcollisionwarning:RCW車道偏離預警lanedeparturewning:LDW變道碰撞預警lanechangingwarning:LCW盲區(qū)監(jiān)測blindspotdetection;BSD……ADAS的工作原理是什么？ADAS的工作原理是基于不同的傳感器技術。77GHz雷達傳感器可以測量前方車輛的速度和兩輛車之間的間隔，同時監(jiān)測車輛的速度和間隔。該傳感器發(fā)射激光脈沖，并能檢測從其他物體反射的光束，與其他物體的間隔可以通過信號延遲的時間來計算。在實際的車輛傳感器應用中，通常一個傳感器只能實現(xiàn)一個功能，協(xié)作功能允許系統(tǒng)通過軟件輕松實現(xiàn)。如果將復合傳感器應用到汽車上，這些傳感器提供的數(shù)據(jù)可以融合在一起。在防碰撞系統(tǒng)中，檢測可靠性的提高使得系統(tǒng)干預和預警更容易、有效，ADAS系統(tǒng)實際上是將車輛視為一個完整的系統(tǒng)，該系統(tǒng)由各種相互作用的部件組成。ADAS技術應用還包括算法和軟件以及人機界面的交互（視覺、聽覺、觸覺反饋），算法和軟件技術可以對傳感器獲得的數(shù)據(jù)進行處理和分析，以獲得汽車周圍環(huán)境行為意識（例如其他車輛的技術動作軌跡等），并對交通狀況進行分類。通過檢測目標物體，駕駛員可以及時得到通知或警告,提醒駕駛人員及時做出反應。ADAS系統(tǒng)實際上是將車輛視為一個完整的系統(tǒng)，該系統(tǒng)由各種相互作用的部件組成。每個系統(tǒng)主要由三個程序組成，請詳細說明是哪三個程序？02ADAS在智能網(wǎng)聯(lián)汽車中的應用請說說ADAS與無人駕駛的區(qū)別SAE的自動駕駛定義根據(jù)美國國家公路交通安全管理局和美國汽車工程師學會定義，分為五個等級，請說說是哪五個等級？駕駛類別分級SAE名稱轉向和變速操作監(jiān)控駕駛環(huán)境極端駕駛情況的應對系統(tǒng)作用范圍輔助駕駛（人類駕駛員監(jiān)控環(huán)境）0無自動化人類駕駛員人類駕駛員人類駕駛員無1輔助駕駛人類駕駛員與系統(tǒng)人類駕駛員人類駕駛員部分2部分自動化系統(tǒng)人類駕駛員人類駕駛員部分自動駕駛（自動駕駛系統(tǒng)監(jiān)控環(huán)境）3有條件自動化系統(tǒng)系統(tǒng)人類駕駛員部分4高度自動化系統(tǒng)系統(tǒng)系統(tǒng)部分無人駕駛5完全自動化系統(tǒng)系統(tǒng)系統(tǒng)全部汽車無人駕駛各階段的功能是如何定義的？級別定義定義說明L0無自動駕駛具備一些預警功能，如防碰撞預警、車道偏離預警功能等L1駕駛輔助可以控制車輛的剎車、加速，具有簡單的ADAS功能，如車道保持、定速巡航、自動緊急制動等L2部分自動駕駛可以控制車輛的轉向，如一鍵泊車、自適應巡航功能等L3有條件自動駕駛高速公路正常行駛工況，市區(qū)無車道干涉路段L4高度自動駕駛高速公路全部工況及市區(qū)有車道干涉路段L5完全自動駕駛完全自動化素材來源于網(wǎng)絡，此視頻僅用于教學，不作任何商業(yè)用途目前智能汽車的主流技術主要是通過環(huán)境感知、位置映射、認知規(guī)劃和控制執(zhí)行等模塊來實現(xiàn)的。環(huán)境感知主要采用攝像頭和超聲波、毫米波、激光雷達等多種傳感器技術，定位測繪與地圖的構建采用V2X通信與導航芯片，認知規(guī)劃的核心是算法和處理芯片，采用電源管理芯片和功率器件技術來提高控制執(zhí)行動作與功能的穩(wěn)定性。車輛檢測的主要方法有哪些？各有什么特征？應用實例--特斯拉特斯拉Autopilot2.0L2級（如圖2-15所示）智能駕駛汽車擁有三個前視攝像頭，三個后視攝像頭，兩個側視攝像頭，12個超聲波雷達和一個安裝在車身上的前毫米波雷達。應用實例—奧迪國內(nèi)ADAS智能硬件產(chǎn)品在L2、L3級產(chǎn)品的應用相對成熟，百度的L4級技術的研發(fā)也已經(jīng)初步形成產(chǎn)品。L3主動安全智能控制系統(tǒng)由先進輔助駕駛（ADAS）、駕駛員監(jiān)控系統(tǒng)（DMS）和智能交通云控制平臺組成。它不僅具有車道偏離、前方碰撞預警、自動應急系統(tǒng)等功能，還可以實現(xiàn)車輛的終端報表數(shù)據(jù)查詢和存儲監(jiān)控等主要安全態(tài)勢分析。百度--阿波龍應用實例—百度汽車的智能化與網(wǎng)聯(lián)化技術發(fā)展的終極目的是實現(xiàn)真正的無人駕駛，也就是完全的自動駕駛，駕駛完全交給無人駕駛系統(tǒng)。無人駕駛車輛中可能只有一個啟動/停止按鈕，沒有方向盤、油門、剎車、離合器，在行駛時根本不需要駕駛員去踩油門加速或踩剎車，不需要方向盤來操控汽車的方向，只要告訴汽車要到什么地方，車輛會自動啟動將你送到目的地，至于如何去，開多快的速度，所有的決策都是汽車自己來決定，并且汽車還能與你一起交流一些你感興趣的話題。在未來，汽車與人的關系也會更加機智，汽車就是一個人工智能機器人，最終實現(xiàn)汽車與人的思維與行為意識的互動以及語言的交流。01智能網(wǎng)聯(lián)汽車安全預警系統(tǒng)ADAS有兩條技術路線，請回答有那兩條技術路線？汽車預警系統(tǒng)主動干預系統(tǒng)技術更新主動安全與被動安全系統(tǒng)融合車道偏離預警定義：車道偏離預警系統(tǒng)是一種通過獲取環(huán)境信息，對潛在車道偏離的自主性進行智能決策，輔助提醒駕駛員，進行預警的系統(tǒng)。獲取環(huán)境信息：通過智能網(wǎng)聯(lián)汽車環(huán)境感知技術獲取路面車道信息，如視覺傳感器、激光雷達。自主性：轉向燈開啟，車道偏離為自主性變道操作；轉向燈不開啟，車道偏離為無意識的車道偏移，如疲勞駕駛；智能決策：通過智能決策算法對獲取的信息進行判斷，依據(jù)當前行駛狀態(tài)給出實時分級指令。預警提示：根據(jù)智能決策的指令，實時完成車輛預警，如圖標警示信號，警示聲音。應用場景車道偏離系統(tǒng)的應用可以很好地處理疲勞駕駛導致的無意識睡眠的情況，避免事故的發(fā)生。長時間開車、單調(diào)的車輛外部環(huán)境容易引起駕駛員的疲勞駕駛，人在疲勞的狀態(tài)下，會導致無意識睡眠，進而發(fā)生事故。車道偏離預警系統(tǒng)的信息感知車道偏離預警系統(tǒng)通過合適的感知技術，獲取地面車道信息、車輛行駛軌跡，信息處理后傳輸給智能決策系統(tǒng)進行下一步操作；合適的感知技術：需要提取和處理的信息包括：地面車道信息，車輛行駛軌跡兩個方面。1基于高精度地圖定位的車道信息獲取與處理：衛(wèi)星定位、電子地圖匹配；2基于視覺傳感器的車道信息獲取與處理：圖片獲取、圖片預處理、車道識別、車道中心線計算；定義：前碰預警系統(tǒng)是一種通過獲取環(huán)境信息，對行駛前方的潛在碰撞風險進行智能決策，輔助提醒駕駛員，進行碰撞預警的系統(tǒng)。獲取環(huán)境信息障礙物信息：如視覺傳感器、毫米波雷達、激光雷達。障礙物信息：本車與前方障礙物的相對距離、相對速度等空間方位信息；智能決策：通過智能決策算法對獲取的信息實時分級指令。車輛控制：根據(jù)智能決策的指令，實時完成車輛分級控制，如警示信號，警示聲音、碰撞準備、輔助剎車等。前碰預警系統(tǒng)前碰預警系統(tǒng)的應用可以很好地處理安全車距不足的情況，避免追尾事故的發(fā)生。1一級預警：有一定的安全車距，系統(tǒng)通過圖示、聲音的方式警示駕駛員，提醒駕駛員控制車距；2二級預警：剎車距離減小，安全車距縮小，系統(tǒng)通過圖示、聲音的方式警示駕駛員，提醒駕駛員進行剎車操作；3三級預警：剎車力不足，系統(tǒng)干預，輔助駕駛員進行車輛控制，收緊安全帶，減輕傷害；前碰預警實現(xiàn)的條件①合適的環(huán)境感知技術：1.同學們覺得要需要哪些傳感器？2.感知距離應該是多少？②前方障礙物信息識別：1.需要識別哪些信息？①前碰預警系統(tǒng)的使用需要兼容低速、高速行駛工況，因此需要探測的距離在200以上，因此適合的環(huán)境感知技術就是：視覺傳感器、毫米波雷達、激光雷達。②需要識別障礙物的相對位置、