智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù) 課件全套 趙曉敏 項(xiàng)目1-6 車聯(lián)網(wǎng)與汽車智能化技術(shù)概述 - 高級(jí)駕駛輔助技術(shù)

智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)與應(yīng)用項(xiàng)目一車聯(lián)網(wǎng)與汽車智能化技術(shù)概述講師：時(shí)間：智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)概述01CONTENTS

目錄智能網(wǎng)聯(lián)汽車關(guān)鍵技術(shù)概述02智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)發(fā)展歷史及未來(lái)趨勢(shì)03Part車聯(lián)網(wǎng)與汽車智能化技術(shù)概述01智能網(wǎng)聯(lián)汽車定義：搭載車載傳感器、控制器等裝置，融合通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)車與X智能信息交換的新一代汽車。技術(shù)組成：包含復(fù)雜環(huán)境感知、智能決策、協(xié)同控制等功能，旨在實(shí)現(xiàn)"安全、高效、舒適、節(jié)能"的行駛。智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)定義車聯(lián)網(wǎng)概念：車輛物聯(lián)網(wǎng)，通過(guò)信息通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)車與車、人、路、服務(wù)平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)連接。車聯(lián)網(wǎng)組成：車載網(wǎng)絡(luò)、車載自組組織網(wǎng)絡(luò)、車載移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)全方位網(wǎng)絡(luò)鏈接。車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)網(wǎng)聯(lián)化：車輛采用新一代移動(dòng)通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)車輛信息交互，增強(qiáng)智能化程度和自動(dòng)駕駛能力。智能化：車輛配備多種傳感器，實(shí)現(xiàn)對(duì)周圍環(huán)境的自主感知和控制。智能化與網(wǎng)聯(lián)化智能化分級(jí)：智能汽車是在汽車上增加雷達(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。我國(guó)在智能化的定義分五個(gè)層次，分別駕駛輔助（DA）、部分自動(dòng)駕駛（PA）、有條件自動(dòng)駕駛（CA）、高度自動(dòng)駕駛（HA）、完全自動(dòng)駕駛（FA），其等級(jí)定義、失效應(yīng)對(duì)、典型工況具體如下表。智能網(wǎng)聯(lián)汽車分級(jí)網(wǎng)聯(lián)化程度的分級(jí)：網(wǎng)聯(lián)化以車內(nèi)網(wǎng)、車際網(wǎng)和車載移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，按照約定的通信協(xié)議和數(shù)據(jù)交互標(biāo)準(zhǔn)，在V2X（X：車、路、行人及互聯(lián)網(wǎng)等）之間，進(jìn)行無(wú)線通訊和信息交換的大系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。我國(guó)把網(wǎng)聯(lián)化分為網(wǎng)聯(lián)輔助信息交互、網(wǎng)聯(lián)協(xié)同感知、網(wǎng)聯(lián)協(xié)同決策與控制三個(gè)階段，具體等級(jí)定義、典型信息、傳輸需求如下表所示。智能網(wǎng)聯(lián)汽車分級(jí)全球廣泛采用的是由SAEInternational（美國(guó)工程師學(xué)會(huì)）制定的劃分方法，按照分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，自動(dòng)駕駛從L0－L5總共被分為6個(gè)級(jí)別，L0代表沒(méi)有自動(dòng)駕駛的傳統(tǒng)人類駕駛，L1～L5則隨自動(dòng)駕駛的成熟程度進(jìn)行了逐級(jí)劃分。SAE對(duì)汽車智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)的分級(jí)LEVEL0(L0):NoAutomation(無(wú)自動(dòng)化)。SAE定義為由人類駕駛者全權(quán)操作，在行駛過(guò)程中可得到警告和保護(hù)系統(tǒng)的輔助。L0僅能提供警告和瞬時(shí)輔助功能。相關(guān)功能包括：前車碰撞預(yù)警（FCW）、車道偏離預(yù)警（LDW）、交通標(biāo)志識(shí)別系統(tǒng)（TSR）、倒車提醒、盲點(diǎn)探測(cè)系統(tǒng)（BSD）等。LEVEL1(L1):輔助控制。能夠幫助駕駛員完成某些駕駛?cè)蝿?wù)，且只能幫助完成一項(xiàng)駕駛操作。相比較L0無(wú)自動(dòng)化，駕駛員可以稍微輕松些，但需要監(jiān)控駕駛環(huán)境并準(zhǔn)備隨時(shí)接管。代表性技術(shù)應(yīng)用有：車道保持系統(tǒng)，定速巡航系統(tǒng)。LEVEL2(L2):輔助駕駛?？梢酝瑫r(shí)自動(dòng)進(jìn)行加減速和轉(zhuǎn)向的操作，常見功能有自適應(yīng)巡航功能和車道保持輔助系統(tǒng)。LEVEL3(L3):協(xié)同駕駛。車輛在特定環(huán)境中可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加減速和轉(zhuǎn)向，無(wú)需駕駛者操作。駕駛員可以不監(jiān)控周邊環(huán)境，但要隨時(shí)準(zhǔn)備接管車輛，應(yīng)對(duì)自動(dòng)駕駛處理不了的路況。LEVEL4(L4):自動(dòng)駕駛，實(shí)現(xiàn)全程不需要駕駛員，但是會(huì)有限制條件，例如車輛車速不能超過(guò)一定值。實(shí)現(xiàn)L4級(jí)別自動(dòng)駕駛后已經(jīng)可以不需要安裝剎車和油門踏板了。LEVEL5(L5):無(wú)人駕駛，意味著車輛已經(jīng)完全替代駕駛員，什么天氣、地理因素都不用操心。以后的汽車將成由座駕轉(zhuǎn)變?yōu)樽摚魏螚l件都可以實(shí)現(xiàn)智能電腦控制車輛。SAE對(duì)汽車智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)的分級(jí)車路協(xié)同系統(tǒng)：采用無(wú)線通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)車車、車路動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)信息交互，形成安全、高效和環(huán)保的道路交通系統(tǒng)。車路協(xié)同技術(shù)自主駕駛輔助：以車輛環(huán)境傳感器系統(tǒng)為依托，輔助駕駛操作系統(tǒng)有兩種類型：預(yù)警系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。網(wǎng)聯(lián)駕駛輔助，是一種依靠信息和通信技術(shù)來(lái)感知車輛周圍環(huán)境并預(yù)測(cè)周圍車輛未來(lái)運(yùn)動(dòng)來(lái)幫助駕駛員駕駛的系統(tǒng)。人機(jī)共駕，是指駕駛員與智能系統(tǒng)同時(shí)共享對(duì)車輛的控制，并于人機(jī)結(jié)合完成駕駛?cè)蝿?wù)。與普通駕駛系統(tǒng)相比，駕駛車輛的任務(wù)將由自然駕駛?cè)伺c自動(dòng)駕駛系統(tǒng)共同承擔(dān)。高度自動(dòng)駕駛，駕駛員不需要參與車輛的操作，車輛將在所有條件下自動(dòng)完成自動(dòng)駕駛。高自動(dòng)駕駛階段，遇到無(wú)法控制的駕駛條件時(shí)，車輛將提示駕駛員接管。如果駕駛員不接班，車輛將用保守的方式，如側(cè)邊停車，以確保安全。無(wú)人駕駛階段，車輛沒(méi)有駕駛員，需要處理所有駕駛條件并確保安全。智能交通系統(tǒng)：綜合運(yùn)用先進(jìn)技術(shù)，加強(qiáng)車輛、道路、使用者之間的聯(lián)系，形成保障安全、提高效率的運(yùn)輸系統(tǒng)。智能交通Part智能網(wǎng)聯(lián)汽車關(guān)鍵技術(shù)概述0201智能網(wǎng)聯(lián)汽車“三橫兩縱”技術(shù)架構(gòu)：“三橫”是指智能網(wǎng)聯(lián)汽車主要涉及的車輛/設(shè)施、信息交互與基礎(chǔ)支撐三大技術(shù)領(lǐng)域，它可再細(xì)分為第二層與第三層技術(shù)。“兩縱”是指支撐智能汽車發(fā)展的車載平臺(tái)與基礎(chǔ)設(shè)施。01基礎(chǔ)設(shè)施除了車載平臺(tái)外，支撐智能駕駛發(fā)展的所有外部環(huán)境條件，如道路、交通、通信網(wǎng)絡(luò)等。智能網(wǎng)聯(lián)汽車需要車路協(xié)同、車路一體化，在智能網(wǎng)聯(lián)汽車的推動(dòng)下，道路等基礎(chǔ)設(shè)施將逐漸向電子化、信息化、智能化方向發(fā)展。智能網(wǎng)聯(lián)的橫向技術(shù)可細(xì)分為三層體系，第一層為車輛關(guān)鍵技術(shù)、信息交互關(guān)鍵技術(shù)、基礎(chǔ)支撐技術(shù)三部分，各部分再細(xì)分為第二層與第三層技術(shù)。0101根據(jù)技術(shù)路線，智能網(wǎng)聯(lián)汽車關(guān)鍵技術(shù)主要包含環(huán)境感知技術(shù)、決策技術(shù)、控制執(zhí)行技術(shù)、V2X通信技術(shù)、云平臺(tái)和大數(shù)據(jù)技術(shù)、信息安全技術(shù)、高精度地圖和高精度定位技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)與法規(guī)、試驗(yàn)評(píng)價(jià)等方面。技術(shù)概述：利用傳感器獲取道路、車輛位置和障礙物信息，為智能網(wǎng)聯(lián)汽車提供決策依據(jù)。01技術(shù)應(yīng)用：包括攝像頭、激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、超聲波傳感器等。02環(huán)境感知技術(shù)01汽車朝智能化方向飛速發(fā)展，智能汽車是集感知、決策和控制等功能于一體的自主交通工具。其中，感知系統(tǒng)代替人類駕駛?cè)说囊?、聽、觸等功能，融合攝像機(jī)、雷達(dá)等傳感器采集的海量交通環(huán)境數(shù)據(jù)，精確識(shí)別各類交通元素，為未來(lái)自動(dòng)駕駛汽車決策系統(tǒng)提供支撐。01環(huán)境感知技術(shù)作為智能網(wǎng)聯(lián)汽車的基礎(chǔ)，同時(shí)也是智能駕駛的四大核心技術(shù)（環(huán)境感知、精確定位、路徑規(guī)劃和線控執(zhí)行）之一，環(huán)境感知技術(shù)利用傳感器獲取道路、車輛位置和障礙物信息，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)，是智能駕駛汽車的“通天眼”，應(yīng)用在智能網(wǎng)聯(lián)汽車的各個(gè)角落。環(huán)境感知系統(tǒng)由信息采集單元、信息處理單元和信息傳輸單元組成。系統(tǒng)基于單一傳感器、多傳感器信息融合或車載自組織網(wǎng)絡(luò)獲取周圍環(huán)境和車輛的實(shí)時(shí)信息，經(jīng)信息處理單元根據(jù)一定算法識(shí)別處理后，通過(guò)信息傳輸單元實(shí)現(xiàn)車輛內(nèi)部或車與車之間的信息共享。感知系統(tǒng)包括攝像頭、激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、超聲波傳感器、慣性系統(tǒng)、多傳感器融合技術(shù)、多元信息交互系統(tǒng)等。決策過(guò)程：依據(jù)感知信息進(jìn)行決策判斷，確定工作模型，制定相應(yīng)控制策略。技術(shù)實(shí)現(xiàn)：通過(guò)感知端及高精度地圖，決策端進(jìn)行認(rèn)知理解，規(guī)劃車輛行駛軌跡。智能決策技術(shù)決策規(guī)劃通常指駕駛腦，它首先融合多傳感信息，對(duì)周圍可能存在障礙物的目標(biāo)狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測(cè)，然后根據(jù)駕駛需求進(jìn)行行為決策，規(guī)劃出兩點(diǎn)間多條可選安全路徑，并在這些路徑中規(guī)劃選取一條最優(yōu)的路徑作為車輛行駛軌跡。駕駛腦通過(guò)各種傳感器收集車輛及車輛周邊信息，形成駕駛態(tài)勢(shì)CT圖，與駕駛地圖形成一次路徑規(guī)劃，通過(guò)駕駛態(tài)勢(shì)CT圖的變化再形成二次路徑規(guī)劃，再通過(guò)自動(dòng)駕駛反饋進(jìn)行緊急干預(yù)。智能決策技術(shù)控制執(zhí)行系統(tǒng)：控制執(zhí)行是整個(gè)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的最后一環(huán)，是將環(huán)境感知，行為決策，路徑規(guī)劃的結(jié)論付諸實(shí)踐的執(zhí)行者?？刂茍?zhí)行系統(tǒng)將來(lái)自決策系統(tǒng)的路徑規(guī)劃落實(shí)到汽車機(jī)構(gòu)的動(dòng)作上。控制過(guò)程的目標(biāo)就是使車輛的位置、姿態(tài)、速度和加速度等重要參數(shù)，符合最新決策結(jié)果。技術(shù)組成：控制執(zhí)行技術(shù)主要指線控底層技術(shù)，包括線控制動(dòng)、線控轉(zhuǎn)向、線控驅(qū)動(dòng)、線控?fù)Q擋、線控懸掛五大部分?？刂茍?zhí)行技術(shù)01系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)智能網(wǎng)聯(lián)汽車的系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)涉及多個(gè)方面，其中電子電氣架構(gòu)技術(shù)、人機(jī)交互技術(shù)和智能計(jì)算平臺(tái)技術(shù)是至關(guān)重要的組成部分。

電子電氣架構(gòu)是車輛上的電子系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)。它定義了各種傳感器、控制單元、執(zhí)行器和通信總線之間的連接和交互方式。智能網(wǎng)聯(lián)汽車的電子電氣架構(gòu)通常采用多層次的設(shè)計(jì)，包括硬件層、中間件層和應(yīng)用層，提供了靈活性和可擴(kuò)展性，使車輛更容易適應(yīng)新的功能和技術(shù)。電子電氣架構(gòu)多采用分布式控制，即將車輛功能分布到不同的控制單元上，以提高系統(tǒng)的可靠性和性能。例如，不同的子系統(tǒng)可能分別控制駕駛輔助、車輛網(wǎng)絡(luò)和娛樂(lè)系統(tǒng)。智能網(wǎng)聯(lián)汽車電子電氣架構(gòu)使用高帶寬和可靠性的通信總線，如ControllerAreaNetwork(CAN)、Ethernet等，用于各個(gè)子系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳輸和通信，有助于實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)共享和協(xié)同操作。此外，智能網(wǎng)聯(lián)汽車大多實(shí)施硬件和軟件層面的安全措施，遵守功能安全標(biāo)準(zhǔn)，如ISO26262，對(duì)電子電氣架構(gòu)的設(shè)計(jì)要求，以防范惡意攻擊和非法訪問(wèn)。

人機(jī)交互技術(shù)采用可視化界面，設(shè)計(jì)直觀的儀表盤、中控屏幕和頭部顯示器，向駕駛員傳遞關(guān)鍵信息。集成先進(jìn)的語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)，允許駕駛員和乘客使用語(yǔ)音指令來(lái)控制車輛功能，從而減少對(duì)物理控制的依賴。

智能計(jì)算平臺(tái)技術(shù)涉及到車輛內(nèi)部的計(jì)算和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，以支持復(fù)雜的智能功能，如自動(dòng)駕駛、智能感知和決策。智能網(wǎng)聯(lián)汽車的專用通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)主要包括車載通信技術(shù)和車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。車載通信技術(shù)包括車輛間通信（V2V）和車輛與基礎(chǔ)設(shè)施通信，通過(guò)無(wú)線通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)車輛之間和車輛與道路設(shè)施之間的數(shù)據(jù)交換和信息共享。車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)：包括車內(nèi)網(wǎng)絡(luò)和車輛對(duì)外網(wǎng)絡(luò)。車內(nèi)網(wǎng)絡(luò)用于連接車載電子設(shè)備、傳感器和控制單元，實(shí)現(xiàn)車內(nèi)設(shè)備之間的互聯(lián)互通。車輛對(duì)外網(wǎng)絡(luò)則用于連接車輛與云端服務(wù)器、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和其他外部網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)車輛與外部環(huán)境的通信。02技術(shù)應(yīng)用：提升交通安全、降低交通事故率，支持自動(dòng)駕駛、智能交通和車聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新。01V2X概念：車輛與一切事物相連接的新一代信息通信技術(shù)。專用通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)0102云計(jì)算：通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將巨大的數(shù)據(jù)計(jì)算處理程序分解成小程序，通過(guò)多部服務(wù)器進(jìn)行處理和分析。大數(shù)據(jù)：對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行分布式數(shù)據(jù)挖掘，訓(xùn)練自動(dòng)駕駛系統(tǒng)。云計(jì)算和大數(shù)據(jù)技術(shù)云計(jì)算和大數(shù)據(jù)技術(shù)V2X車用無(wú)線通信技術(shù)（VehicletoEverything,V2X），是將車輛與一切事物相連接的新一代信息通信技術(shù)，其中V代表車輛，X代表任何與車交互信息的對(duì)象，當(dāng)前X主要包含車、人、交通路側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施和網(wǎng)絡(luò)，V2X是未來(lái)智能交通運(yùn)輸系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，它可以通過(guò)通訊獲得實(shí)時(shí)路況、道路信息、行人信息等一系列交通信息，提高駕駛安全性、減少擁堵、提高交通效率、提供車載娛樂(lè)信息等?；赩2X技術(shù)不僅可以大幅提升交通安全、降低交通事故率，而且可以為自動(dòng)駕駛、智能交通和車聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新提供低成本、易實(shí)施的技術(shù)路線和基礎(chǔ)平臺(tái)。車路協(xié)同技術(shù)應(yīng)用于智能網(wǎng)聯(lián)汽車的人工智能技術(shù)主要包括自動(dòng)駕駛技術(shù)、智能導(dǎo)航系統(tǒng)、語(yǔ)音識(shí)別和自然語(yǔ)言處理等，通過(guò)人工智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)車輛的自主決策、智能導(dǎo)航和語(yǔ)音交互等功能。人工智能技術(shù)應(yīng)用于智能網(wǎng)聯(lián)汽車的人工智能技術(shù)主要包括自動(dòng)駕駛技術(shù)、智能導(dǎo)航系統(tǒng)、語(yǔ)音識(shí)別和自然語(yǔ)言處理等，通過(guò)人工智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)車輛的自主決策、智能導(dǎo)航和語(yǔ)音交互等功能。智能網(wǎng)聯(lián)汽車安全技術(shù)包括信息安全技術(shù)、功能安全技術(shù)和預(yù)期安全技術(shù)。智能網(wǎng)聯(lián)汽車信息安全體系主要包括：網(wǎng)絡(luò)化、智能化的車載控制器(BCM、IMMO、PKE/RKE、TBOX、IVI、ADAS)、智能化的車載傳感器(TPMS、CAMERA、LIDAR、RADAR)、輸入口、接口層和代碼行（OBD、CAN、Ethernet、無(wú)線、手機(jī)、云）、多云端控制權(quán)、無(wú)人駕駛操控權(quán)（遠(yuǎn)程手機(jī)控制）、小集成化、成熟度高的車載通信（蜂窩、WIFI、藍(lán)牙、NFC、RFID）。汽車的通信和娛樂(lè)系統(tǒng)是最容易被黑客通過(guò)入侵手機(jī)網(wǎng)絡(luò)、WiFi、藍(lán)牙等通道，找到車載App漏洞進(jìn)行攻擊，就能獲取用戶在這些App上的隱私數(shù)據(jù)、歷史記錄，實(shí)現(xiàn)監(jiān)聽或促發(fā)導(dǎo)航偏離。另外傳感器也是黑客入侵可能的途徑。像GPS、攝像頭、激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、IMU等常見傳感器裝置，都可以被黑客干擾進(jìn)而影響自動(dòng)駕駛的判斷機(jī)制和行駛軌道。比如攻擊激光雷達(dá)讓其辨別不了即時(shí)性不良數(shù)據(jù)，或者是試著干擾他們長(zhǎng)期積累的聚合數(shù)據(jù)等等信息安全技術(shù)定位技術(shù)是自動(dòng)駕駛汽車研究領(lǐng)域中的核心問(wèn)題之一,也是感知-規(guī)劃-控制三層體系中最基礎(chǔ)的環(huán)節(jié)之一。穩(wěn)定高頻的高精度定位是自動(dòng)駕駛汽車安全行駛的保證。公共道路場(chǎng)景下的自動(dòng)駕駛要求定位誤差控制在厘米級(jí),為了實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)的定位,主流的定位方法分為兩類:以全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(GlobalNavigationSatelliteSystem,GNSS)為基礎(chǔ)的定位技術(shù)和以高精度地圖為基礎(chǔ)的定位技術(shù)。括大量的駕駛輔助信息，最重要的信息是道路網(wǎng)的精確三維表征。定位，感知及規(guī)劃都依賴高精度地圖，高精度地圖可以幫助車輛找到合適的行車空間，幫助規(guī)劃器確定不同的路線選擇，并幫助預(yù)測(cè)軟件預(yù)測(cè)道路上其他車輛在將來(lái)的位置，在有限速或障礙物的路段，高精度地圖可以使車輛提前查看，提前加速或者變道。高精度地圖包括道路定義、交叉路口、交通信號(hào)、車道規(guī)則以及用于汽車導(dǎo)航的其他元素。高精度地圖的構(gòu)建包括五個(gè)步驟：數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、對(duì)象檢測(cè)、手動(dòng)驗(yàn)證、地圖發(fā)布。高精度地圖和高精度定位技術(shù)高精度地圖和高精度定位技術(shù)高精度地圖與傳統(tǒng)地圖的區(qū)別智能網(wǎng)聯(lián)汽車的測(cè)試評(píng)價(jià)技術(shù)是指對(duì)車輛系統(tǒng)和相關(guān)技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)性的測(cè)試和評(píng)估，以確保其在各種條件下能夠安全、可靠地運(yùn)行，主要包括對(duì)功能安全、信息安全、性能、可靠性、人機(jī)界面等方面的評(píng)價(jià)。功能安全測(cè)試包括對(duì)車輛電子系統(tǒng)的各個(gè)組件和功能進(jìn)行測(cè)試，以驗(yàn)證其在正常操作和故障情況下的行為，通常涉及使用模擬器、硬件在環(huán)（Hardware-in-the-Loop，HiL）測(cè)試平臺(tái)和實(shí)際車輛測(cè)試。信息安全測(cè)試關(guān)注車輛系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)和通信安全，其重點(diǎn)包括網(wǎng)絡(luò)防護(hù)、加密通信、身份驗(yàn)證、訪問(wèn)控制等，以確保車輛系統(tǒng)對(duì)于潛在的網(wǎng)絡(luò)攻擊是安全的。性能測(cè)試確保車輛系統(tǒng)在各種工況下都能夠?qū)崿F(xiàn)良好的性能，包括響應(yīng)時(shí)間、處理能力、通信延遲等方面。性能測(cè)試還包括在高負(fù)載和惡劣天氣條件下的測(cè)試?？煽啃院湍途眯詼y(cè)試是對(duì)車輛系統(tǒng)進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行測(cè)試，包括模擬各種道路和氣候條件下的測(cè)試，以評(píng)估其在不同環(huán)境和使用情境下的可靠性，以確保車輛系統(tǒng)的穩(wěn)定性。人機(jī)界面測(cè)試針對(duì)車輛的用戶界面進(jìn)行測(cè)試，確保它對(duì)駕駛員和乘客是直觀、易用且不會(huì)導(dǎo)致分心，其中包括對(duì)語(yǔ)音識(shí)別、手勢(shì)控制等交互技術(shù)的測(cè)試。軟件質(zhì)量和安全漏洞測(cè)試是對(duì)車輛系統(tǒng)的軟件進(jìn)行靜態(tài)和動(dòng)態(tài)分析，以檢測(cè)和修復(fù)潛在的安全漏洞和代碼缺陷。用戶體驗(yàn)測(cè)試用來(lái)評(píng)估車輛系統(tǒng)對(duì)用戶的整體體驗(yàn)，包括界面設(shè)計(jì)、交互方式、聲音和圖形等方面。測(cè)試評(píng)價(jià)技術(shù)的綜合運(yùn)用可以確保智能網(wǎng)聯(lián)汽車在面臨各種挑戰(zhàn)時(shí)都能夠提供高水平的安全性、可靠性和用戶體驗(yàn)。測(cè)試是智能網(wǎng)聯(lián)汽車研發(fā)過(guò)程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是車輛上路之前的必要步驟，以保障車輛在實(shí)際使用中的安全性和性能。測(cè)試評(píng)價(jià)技術(shù)智能網(wǎng)聯(lián)汽車涉及到多個(gè)方面的技術(shù)和安全性考慮，需要一系列的標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)來(lái)指導(dǎo)其研發(fā)、生產(chǎn)和使用。這些標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)確保車輛在智能化和聯(lián)網(wǎng)化的過(guò)程中能夠滿足高度的安全性、可靠性和法規(guī)遵從性。智能網(wǎng)聯(lián)汽車涉及到的標(biāo)準(zhǔn)主要有ISO26262、ISO/SAE21434、ISO20078、UNECER79、IEEE1609等。ISO26262是一項(xiàng)關(guān)于車輛功能安全的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，用于定義汽車電子和電氣系統(tǒng)的功能安全要求，包括整個(gè)車輛開發(fā)生命周期中的各個(gè)階段，以確保車輛在正常操作和故障條件下都能提供高度的安全性。ISO/SAE21434是一項(xiàng)關(guān)注智能汽車的網(wǎng)絡(luò)和信息安全的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，提供了用于評(píng)估和管理汽車網(wǎng)絡(luò)的安全性，包括防范入侵、數(shù)據(jù)保護(hù)、軟件更新等方面的一個(gè)框架。ISO20078是一項(xiàng)道路車輛通信互聯(lián)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)涵蓋了車輛之間和車輛與基礎(chǔ)設(shè)施之間的通信協(xié)議，確保車輛之間的互聯(lián)性和信息交流的標(biāo)準(zhǔn)化。UNECER79是由聯(lián)合國(guó)經(jīng)濟(jì)委員會(huì)頒布的規(guī)范，涵蓋了自動(dòng)駕駛車輛的標(biāo)準(zhǔn)，包括對(duì)駕駛員監(jiān)控、人機(jī)界面、車輛控制等方面的要求。IEEE1609是一系列涵蓋了車輛間通信和車輛基礎(chǔ)設(shè)施之間通信的標(biāo)準(zhǔn)，確保了智能車輛之間的信息交換的一致性和安全性。智能網(wǎng)聯(lián)汽車涉及到的法規(guī)主要包括UN-R79（國(guó)際）、GB/T33598（中國(guó)）、NHTSA（美國(guó)）、EU-ITS指令（歐洲）等。UN-R79是一項(xiàng)聯(lián)合國(guó)關(guān)于自動(dòng)駕駛車輛的國(guó)際法規(guī)，定義了自動(dòng)駕駛汽車的分類、測(cè)試程序和安全要求，各國(guó)可以根據(jù)自身需求采納并適用。GB/T33598是中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)，用于規(guī)范自動(dòng)駕駛汽車領(lǐng)域的術(shù)語(yǔ)和定義。NHTSA自動(dòng)駕駛汽車指南（美國(guó)）是美國(guó)國(guó)家公路交通安全管理局發(fā)布的關(guān)于自動(dòng)駕駛汽車的指南，指導(dǎo)制造商和相關(guān)方在測(cè)試和部署自動(dòng)駕駛技術(shù)時(shí)應(yīng)遵循的最佳實(shí)踐。EU-ITS指令（歐洲）是歐洲聯(lián)盟發(fā)布的關(guān)于智能運(yùn)輸系統(tǒng)的指令，其中包括智能車輛和車輛間通信的相關(guān)要求。以上標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)是智能網(wǎng)聯(lián)汽車領(lǐng)域中的一部分，具體的要求和適用范圍可能因國(guó)家和地區(qū)而異。制造商和研發(fā)人員通常需要遵循這些標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)，以確保他們的產(chǎn)品在國(guó)際市場(chǎng)上的合規(guī)性和可接受性。智能網(wǎng)聯(lián)汽車標(biāo)準(zhǔn)與法規(guī)Part智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)發(fā)展歷史及未來(lái)趨勢(shì)03歷史發(fā)展：汽車技術(shù)經(jīng)歷了機(jī)械時(shí)代、電子時(shí)代、軟件時(shí)代、新商業(yè)模式時(shí)代?；ヂ?lián)網(wǎng)科技的滲透催生汽車互聯(lián)智能革命，未來(lái)的汽車將為人類提供更便捷的交通。從德國(guó)工業(yè)4.0，到美國(guó)制造創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃，再到日本工業(yè)機(jī)器人的聚焦，各國(guó)都在加緊部署，搶占未來(lái)戰(zhàn)略制高點(diǎn)。以互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和機(jī)器智能等技術(shù)為代表的新一輪科技革命方興未艾。在此背景下，我國(guó)提出《中國(guó)制造2025》，將汽車智能技術(shù)視為未來(lái)十年國(guó)家智能制造發(fā)展的重要領(lǐng)域之一。從未來(lái)發(fā)展路線看，汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展必須解決能源、污染、安全和擁堵四大汽車公害，節(jié)能化、信息化與智能化汽車是未來(lái)汽車發(fā)展的最終目標(biāo)。2017年智能汽車技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入自動(dòng)駕駛的初級(jí)階段，2020年進(jìn)入部分自動(dòng)駕駛，2030實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)駕駛，發(fā)展步伐非常之快。汽車技術(shù)發(fā)展背景01”技術(shù)演進(jìn)歷程：從DARPA挑戰(zhàn)賽到量產(chǎn)車的發(fā)展，自動(dòng)駕駛技術(shù)的進(jìn)步。02”未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)：智能網(wǎng)聯(lián)汽車的市場(chǎng)化應(yīng)用，技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)演進(jìn)智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)演進(jìn)國(guó)內(nèi)外有多家公司致力于智能網(wǎng)聯(lián)汽車的研發(fā)，截止到2023年，全球大部分主流主機(jī)廠已經(jīng)全面投入ADAS和自動(dòng)駕駛系統(tǒng)開發(fā)當(dāng)中，自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的研發(fā)需要做大量的道路測(cè)試，由于道路測(cè)試具有一定危險(xiǎn)性，只有國(guó)家規(guī)劃開放的路段才允許進(jìn)行自動(dòng)駕駛道路測(cè)試。下圖為有代表性的國(guó)內(nèi)自動(dòng)駕駛測(cè)試道路規(guī)劃。。智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)演進(jìn)隨著自動(dòng)駕駛技術(shù)的發(fā)展，相應(yīng)的政策法規(guī)不斷出臺(tái)，逐步完善。我國(guó)自動(dòng)駕駛技術(shù)的相關(guān)政策的發(fā)布?xì)v程如下。智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)演進(jìn)世界各國(guó)的政策法規(guī)如下。智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)演進(jìn)得益于高性能芯片技術(shù)、人工智能等科技的全面發(fā)展，近年來(lái)自動(dòng)駕駛技術(shù)迎來(lái)快速進(jìn)步，但無(wú)人駕駛技術(shù)目前依然面臨各種難題。根據(jù)中國(guó)信息通信研究院統(tǒng)計(jì)，2022年中國(guó)智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)量為1.85億輛，預(yù)計(jì)到2025年，智能網(wǎng)聯(lián)汽總量將達(dá)到2.59億輛，在汽車保有量中的占比約75.6%。2020年2月，國(guó)家發(fā)改委正式發(fā)布關(guān)于印發(fā)《智能汽車創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略》的通知，提出戰(zhàn)略愿景，到2025年，中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)智能汽車的技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)生態(tài)、基礎(chǔ)設(shè)施、法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品監(jiān)管和網(wǎng)絡(luò)安全體系基本形成。實(shí)現(xiàn)有條件自動(dòng)駕駛的智能汽車達(dá)到規(guī)?；a(chǎn)，實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)駕駛的智能汽車在特定環(huán)境下市場(chǎng)化應(yīng)用。智能交通系統(tǒng)和智慧城市相關(guān)設(shè)施建設(shè)取得積極進(jìn)展，車用無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)（LTE-V2X等）實(shí)現(xiàn)區(qū)域覆蓋，新一代車用無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)（5G-V2X）在部分城市道路、高速公路逐步開展應(yīng)用，高精度時(shí)空基準(zhǔn)服務(wù)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)全覆蓋。國(guó)家頂層設(shè)計(jì)將智能網(wǎng)聯(lián)汽車定義為戰(zhàn)略發(fā)展方向，產(chǎn)業(yè)意義深遠(yuǎn)，重要性將與新能源汽車相當(dāng)。現(xiàn)有的整車廠，傾向于溫和漸進(jìn)的策略。只有當(dāng)技術(shù)足夠成熟、社會(huì)阻礙徹底清除時(shí)，全自動(dòng)駕駛汽車才可能實(shí)現(xiàn)。在此期間，整車廠將遵從既定的方式進(jìn)行市場(chǎng)化。智能網(wǎng)聯(lián)汽車未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)謝謝大家項(xiàng)目二智能網(wǎng)聯(lián)汽車感知與識(shí)別技術(shù)演講人任務(wù)1環(huán)境感知傳感器概述01任務(wù)目標(biāo)02任務(wù)引入03能夠了解環(huán)境感知技術(shù)的概念04目錄01任務(wù)1環(huán)境感知傳感器概述02任務(wù)引入任務(wù)引入智能網(wǎng)聯(lián)汽車環(huán)境感知傳感器在智能網(wǎng)聯(lián)汽車上的配置與自動(dòng)駕駛級(jí)別有關(guān)，自動(dòng)駕駛級(jí)別越高，配置的傳感器越多，隨著汽車智能化和網(wǎng)聯(lián)化的發(fā)展，智能網(wǎng)聯(lián)汽車配備的先進(jìn)傳感器的數(shù)量將會(huì)逐漸增加，預(yù)計(jì)無(wú)人駕駛汽車將配備30個(gè)左右先進(jìn)傳感器。陳嘉豪同學(xué)在汽車4S店實(shí)習(xí)，某顧客想購(gòu)入一款智能化水平較高的汽車，讓陳嘉豪同學(xué)對(duì)汽車的環(huán)境感知系統(tǒng)配置做詳細(xì)介紹。那么，智能汽車的環(huán)境感知系統(tǒng)一般包含哪些傳感器的配置呢？03任務(wù)目標(biāo)04能夠了解環(huán)境感知技術(shù)的概念能夠了解環(huán)境感知技術(shù)的概念2能夠熟悉常用環(huán)境感知傳感器的種類3能夠熟悉常用環(huán)境感知傳感器的主要應(yīng)用場(chǎng)景知識(shí)鏈接在汽車行駛過(guò)程中，駕駛員會(huì)根據(jù)行人的移動(dòng)軌跡預(yù)判其下一步的位置，然后依據(jù)車速進(jìn)行安全路徑的規(guī)劃，智能駕駛車輛同樣要能做到這些。多個(gè)移動(dòng)物體的軌跡追蹤與預(yù)測(cè)，難度比單一物體要高得多，這就是環(huán)境感知，也是智能駕駛汽車最具難度的技術(shù)。作為智能駕駛汽車的基礎(chǔ)，同時(shí)也是智能駕駛的四大核心技術(shù)之一，環(huán)境感知技術(shù)利用傳感器獲取道路、車輛位置和障礙物信息，并將這些信息傳輸給車載控制中心。環(huán)境感知系統(tǒng)為智能駕駛汽車提供決策依據(jù)，是智能駕駛汽車的“通天眼”。環(huán)境感知系統(tǒng)由信息采集單元、信息處理單元和信息傳輸單元組成。自動(dòng)駕駛四大核心技術(shù)分別是環(huán)境感知、精確定位、路徑規(guī)劃、線控執(zhí)行，而環(huán)境感知主要包括三個(gè)方面：路面、靜態(tài)物體和動(dòng)態(tài)物體，是自動(dòng)駕駛和機(jī)器人領(lǐng)域的核心技術(shù)。知識(shí)鏈接環(huán)境感知系統(tǒng)基于單一傳感器、多傳感器信息融合或車載自組織網(wǎng)絡(luò)獲取周圍環(huán)境和車輛的實(shí)時(shí)信息，經(jīng)信息處理單元根據(jù)一定算法識(shí)別處理后，通過(guò)信息傳輸單元實(shí)現(xiàn)車輛內(nèi)部或車與車之間的信息共享。如下圖2-1-1所示。常見的環(huán)境感知傳感器有超聲波傳感器、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)和視覺(jué)傳感器等，各傳感器的原理和特點(diǎn)不同，在環(huán)境感知技術(shù)中的使用也不同。圖2-1-1環(huán)境感知系統(tǒng)組成超聲波傳感器超聲波傳感器是利用超聲波的特性，將超聲波信號(hào)轉(zhuǎn)換成其它能量信號(hào)的傳感器，具有頻率高、波長(zhǎng)短、繞射現(xiàn)象小等特點(diǎn)，對(duì)液體、固體的穿透性較強(qiáng)。超聲波發(fā)射器發(fā)出的超聲波脈沖,經(jīng)媒質(zhì)傳到障礙物表面,反射后通過(guò)媒質(zhì)傳到接收器,測(cè)出超聲脈沖從發(fā)射到接收所需的時(shí)間,根據(jù)媒質(zhì)中的聲速,求得從探頭到障礙物表面之間的距離。原理如下圖2-1-2所示。圖2-1-2超聲波傳感器測(cè)距原理簡(jiǎn)圖在汽車自動(dòng)泊車輔助系統(tǒng)中，安裝在前后保險(xiǎn)杠的8個(gè)UPA（用于探測(cè)周圍障礙物的超聲波傳感器）和安裝在左右側(cè)的4個(gè)ALA（用于測(cè)量停車位的長(zhǎng)度的超聲波傳感器）共同作用，完成自動(dòng)泊車輔助。如下圖2-1-3所示。超聲波傳感器圖2-1-3超聲波傳感器在自動(dòng)泊車系統(tǒng)的應(yīng)用UPA，又叫PDC傳感器，安裝在汽車前后保險(xiǎn)杠，用于探測(cè)汽車前后障礙物，探測(cè)距離15~250cm。APA，又叫PLA傳感器，安裝在汽車側(cè)面，用于測(cè)量停車位長(zhǎng)度，探測(cè)距離30~500cm。毫米波雷達(dá)毫米波雷達(dá)是工作在毫米波頻段的雷達(dá)，通過(guò)發(fā)射源向給定目標(biāo)發(fā)射毫米波信號(hào),并分析發(fā)射信號(hào)時(shí)間、頻率和反射信號(hào)時(shí)間、頻率之間的差值,可以精確測(cè)量出目標(biāo)相對(duì)于雷達(dá)的距離和運(yùn)動(dòng)速度等信息。毫米波雷達(dá)類型與應(yīng)用：如下圖2-1-4所示圖3-1-4毫米波雷達(dá)的類型毫米波雷達(dá)的特點(diǎn)：如下圖2-1-5所示毫米波雷達(dá)圖2-1-5毫米波雷達(dá)的特點(diǎn)激光雷達(dá)激光雷達(dá)是工作在光頻波段的雷達(dá)，激光雷達(dá)系統(tǒng)由發(fā)射模塊、接收模塊、控制單元和信號(hào)處理系統(tǒng)組成。如下圖2-1-6所示。圖2-1-6激光雷達(dá)的組成激光雷達(dá)通過(guò)測(cè)算激光發(fā)射信號(hào)與激光回波信號(hào)的往返時(shí)間,計(jì)算出目標(biāo)的距離和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)等信息,實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的探測(cè)、跟蹤和識(shí)別。根據(jù)發(fā)射激光信號(hào)的形式不同，分為脈沖法激光測(cè)距和相位法激光測(cè)距。工作原理如下圖2-1-7所示。激光雷達(dá)logo圖2-1-7激光雷達(dá)的工原理機(jī)械式激光雷達(dá)與固態(tài)激光雷達(dá)的參數(shù)對(duì)比，如表2-1-1所示。表2-1-1激光雷達(dá)與固態(tài)激光雷達(dá)參數(shù)對(duì)比視覺(jué)傳感器視覺(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，以實(shí)現(xiàn)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、可行空間檢測(cè)等功能。如下圖2-1-8所示。圖2-1-8視覺(jué)傳感器的工作范圍攝像頭有兩個(gè)重要的指標(biāo)：分辨率和有效像素。視覺(jué)傳感器分辨率實(shí)際上就是每場(chǎng)行同步脈沖數(shù)，這是因?yàn)樾型矫}沖數(shù)越多，則對(duì)每場(chǎng)圖像掃描的行數(shù)也越多。事實(shí)上，分辨率反映的是攝像頭的縱向分辨能力。有效像素常寫成兩數(shù)相乘的形式，如“320x240”，其中：前一個(gè)數(shù)值表示單行視頻信號(hào)的精細(xì)程度，即行分辨能力；后一個(gè)數(shù)值為分辨率，因而有效像素=行分辨能力×分辨率。視覺(jué)傳感器是智能網(wǎng)聯(lián)汽車實(shí)現(xiàn)預(yù)警、識(shí)別類ADAS功能的基礎(chǔ),廣泛應(yīng)用于各ADAS系統(tǒng)中，如表2-1-2所示。表2-1-2視覺(jué)傳感器在智能網(wǎng)聯(lián)汽車上的應(yīng)用視覺(jué)傳感器慣性導(dǎo)航系統(tǒng)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)（INS）是利用慣性測(cè)量單元（IMU）的角度和加速度信息來(lái)計(jì)算載體的相對(duì)位置的一種定位技術(shù)。其主要由3個(gè)模塊組成：慣性測(cè)量單元、信號(hào)預(yù)處理單元和機(jī)械力學(xué)編排模塊。一個(gè)慣性測(cè)量單元包括3個(gè)相互正交的單軸加速度計(jì)（Accelerometer）和3個(gè)相互正交的單軸陀螺儀（Gyroscopes），慣性測(cè)量單元結(jié)構(gòu)如圖2-1-9所示。信號(hào)預(yù)處理部分對(duì)慣性測(cè)量單元輸出信號(hào)進(jìn)行信號(hào)調(diào)理、誤差補(bǔ)償并檢查輸出量范圍等，以確保慣性測(cè)量單元正常工作。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)圖2-1-9慣性測(cè)量單元結(jié)構(gòu)慣性導(dǎo)航通常與GPS的融合使用。全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)是應(yīng)用最廣泛的定位系統(tǒng)，它使用方便，成本低，定位精度可達(dá)到5米。然而定位導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用也面臨著易受干擾、動(dòng)態(tài)環(huán)境可靠性差、數(shù)據(jù)輸出頻率低、高層建筑衛(wèi)星信號(hào)閉塞等問(wèn)題。如果將衛(wèi)星定位導(dǎo)航和慣性導(dǎo)航系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)，兩個(gè)導(dǎo)航系統(tǒng)可以相互補(bǔ)充，形成一個(gè)有機(jī)的整體。如圖2-1-10所示。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)圖2-1-10慣性導(dǎo)航與GPS的融合使用GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)GPS是通過(guò)接收和解譯人造衛(wèi)星所發(fā)射的電波信號(hào)來(lái)確定測(cè)站點(diǎn)位置的測(cè)量定位系統(tǒng)，它是英文“GlobalPositioningSystem”（全球定位系統(tǒng)）的縮寫。GPS由24顆衛(wèi)星組成，其中21顆工作衛(wèi)星，3顆備用衛(wèi)星，大致均勻地分布在6個(gè)軌道面上。軌道面相對(duì)于地球赤道面的傾角為55，各軌道平面之間的交角為60，衛(wèi)星距地球約20200公里，運(yùn)行周期為11小時(shí)58分。在世界任何地區(qū)任何時(shí)候至少可以同時(shí)接收4顆衛(wèi)星信號(hào)，最多可以同時(shí)接收到11顆衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)。每顆衛(wèi)星上均裝有4臺(tái)高精度的原子鐘（2臺(tái)銫鐘、2臺(tái)銣鐘），稱為衛(wèi)星鐘，用以提供高精度的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)。GPS定位系統(tǒng)工作原理：已知一顆衛(wèi)星的位置和接收器到它的距離，就可以確定接收器在一個(gè)球面上；已知兩顆衛(wèi)星的位置和接收器到它們的距離，就可以確定接收器在一個(gè)環(huán)上。工作原理如圖2-1-11所示。GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)圖2-1-11GPS定位系統(tǒng)工作原理高精度地圖狹義高精度地圖是由傳統(tǒng)圖形商定義的精度更高、內(nèi)容更詳細(xì)的地圖。例如，定義更詳細(xì)信息。廣義的高精度地圖直接為我們構(gòu)建了一個(gè)真實(shí)的三維世界。除了絕對(duì)位置的形狀信息和拓?fù)潢P(guān)系外，還包括點(diǎn)云、語(yǔ)義和特征等屬性。高精地圖應(yīng)包含的主要信息包括導(dǎo)向箭頭、車道寬度、車道標(biāo)線、車道分割/合并、車道寬度變化、護(hù)欄、障礙物等等。如下圖所示。圖2-1-12高精地圖矢量元素高精度地圖傳統(tǒng)地圖依賴于拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)，將各種元素作為對(duì)象堆放在地圖上，將道路存儲(chǔ)為路徑。而高精度地圖為了提高存儲(chǔ)效率和機(jī)器可讀性，地圖在存儲(chǔ)時(shí)分為矢量層和對(duì)象層。在高精度地圖生產(chǎn)過(guò)程中，通過(guò)提取車輛上傳感器采集的原始數(shù)據(jù)，獲取高精度地圖特征值，構(gòu)成特征地圖。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提取、處理和標(biāo)注矢量圖形，包括道路網(wǎng)絡(luò)信息、道路屬性信息、道路幾何信息和道路上主要標(biāo)志的抽象信息。高精地圖生產(chǎn)過(guò)程包含以下內(nèi)容：高精度地圖道路元素圖像處理在高精度地圖中，為了給自動(dòng)駕駛汽車提供道路的拓?fù)湫畔ⅰ⒔煌s束信息，需要對(duì)道路元素進(jìn)行識(shí)別并做語(yǔ)義標(biāo)注等以便于后期高精度地圖的制作。如圖2-1-13所示。圖2-1-13道路元素識(shí)別高精度地圖圖像識(shí)別與處理道路元素包括交通標(biāo)志牌、紅綠燈、車道線和隔離帶等。高精度地圖的制作需要對(duì)各種道路元素進(jìn)行圖像識(shí)別、語(yǔ)義標(biāo)注等處理。圖像識(shí)別與處理流程如下圖所示。圖2-1-14圖像識(shí)別與處理流程高精度地圖激光點(diǎn)云處理在高精度地圖制作中，通常使用激光雷達(dá)掃描獲取點(diǎn)云數(shù)據(jù)，進(jìn)而重建三維道路環(huán)境，并利用重建好的三維環(huán)境進(jìn)行道路要素特征的提取與識(shí)別，準(zhǔn)確地反映道路環(huán)境并描述其道路環(huán)境特征，準(zhǔn)確表述道路環(huán)境特征，得到高精度點(diǎn)云地圖。如圖2-1-15所示。圖2-1-15高精度點(diǎn)云地圖高精度地圖激光點(diǎn)云特征提取激光雷達(dá)獲取的原始數(shù)據(jù)集以激光點(diǎn)云文件形式進(jìn)行存儲(chǔ)。點(diǎn)云文件包含物體表面的離散點(diǎn)集、法向量、顏色或標(biāo)簽等基本信息，但缺少物體的曲面、體積以及各頂點(diǎn)間的幾何拓?fù)涞刃畔ⅰ８呔鹊貓D激光點(diǎn)云法向量法向量作為激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)重要的局部特征，能夠?qū)ιy激光點(diǎn)云的局部進(jìn)行有效的描述并為其他激光點(diǎn)云處理技術(shù)提供支撐。激光點(diǎn)云法向量的計(jì)算方法常用的有兩種解決方案：曲面重建技術(shù)和法向量估計(jì)法。通?；邳c(diǎn)云的特性、應(yīng)用場(chǎng)景、計(jì)算資源等因素選擇合適的方法。高精度地圖激光點(diǎn)云配準(zhǔn)利用激光點(diǎn)云配準(zhǔn)技術(shù)將從各個(gè)視角下采集到的含有誤差的激光點(diǎn)云通過(guò)旋轉(zhuǎn)平移，消除誤差并統(tǒng)一到同一坐標(biāo)系下，還原道路的三維環(huán)境。激光點(diǎn)云配準(zhǔn)算法繁多，主要分為粗配準(zhǔn)以及精配準(zhǔn)兩種:粗匹配，用于兩片激光點(diǎn)云初始位置誤差較大的情況下快速取得兩片激光點(diǎn)云的轉(zhuǎn)換關(guān)系，輸出精度不高；精匹配，適用于初始位置誤差較小的情況下對(duì)兩片激光點(diǎn)云的坐標(biāo)進(jìn)行精準(zhǔn)的計(jì)算，輸出精度高。高精度地圖激光點(diǎn)云分割logo在高精度地圖制作中，為了能夠?qū)魲U、標(biāo)志牌和路沿等交通道路元素從大量雜亂無(wú)序的激光點(diǎn)云中識(shí)別出來(lái)，需要對(duì)激光點(diǎn)云進(jìn)行分割后提取出來(lái)。如圖2-1-16所示。圖2-1-16激光點(diǎn)云分割傳感器融合傳感器融合實(shí)際上是模仿人類通過(guò)五官獲得外界信息的這種由感知到認(rèn)知的過(guò)程。傳感器數(shù)據(jù)融合是針對(duì)一個(gè)系統(tǒng)使用多個(gè)（種）傳感器這一特定問(wèn)題而提出的信息處理方法，可發(fā)揮多個(gè)（種）傳感器的聯(lián)合優(yōu)勢(shì)，消除單一傳感器的局限性，把分布在不同位置的多個(gè)同類或不同類傳感器所提供的數(shù)據(jù)資源加以綜合，采用使計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)其進(jìn)行分析加以互補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)最佳協(xié)同效果，獲得對(duì)被觀測(cè)對(duì)象的一致性解釋與描述，提高系統(tǒng)的容錯(cuò)性，從而提高系統(tǒng)決策、規(guī)劃、反應(yīng)的快速性和正確性，使系統(tǒng)獲得更充分的信息（1）傳感器融合的過(guò)程。如下圖所示。傳感器融合圖2-1-17傳感器融合過(guò)程傳感器融合多傳感器融合結(jié)構(gòu)根據(jù)傳感器信息在不同信息層次上的融合，可以將多傳感器信息融合劃分為L(zhǎng)ow-level融合、High-level融合和混合融合結(jié)構(gòu)。如圖2-1-17所示。圖2-1-17多傳感器融合結(jié)構(gòu)Low-level融合體系結(jié)構(gòu)是一種較低信息層次上的融合，是集中式融合結(jié)構(gòu)。集中式驗(yàn)合結(jié)構(gòu)將各傳感器獲得的原始數(shù)據(jù)直接送到數(shù)據(jù)融合中心，進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)、預(yù)測(cè)等，在傳感器端不需要任何處理，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)融合。如圖2-1-18所示。傳感器融合多傳感器融合結(jié)構(gòu)圖2-1-18Low-level融合體系結(jié)構(gòu)傳感器融合數(shù)據(jù)級(jí)融合數(shù)據(jù)級(jí)融合又稱像素級(jí)融合，是最低層次的融合，直接對(duì)傳感器的觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行融合處理，然后基于融合后的結(jié)果進(jìn)行特征提取和判斷決策。如圖2-1-18所示。圖2-1-18數(shù)據(jù)級(jí)融合體系結(jié)構(gòu)傳感器融合數(shù)據(jù)級(jí)融合根據(jù)融合內(nèi)容，數(shù)據(jù)級(jí)融合又可以分為圖像級(jí)融合、目標(biāo)級(jí)融合和信號(hào)級(jí)融合。圖像級(jí)融合以視覺(jué)為主體，將雷達(dá)輸出的整體信息進(jìn)行圖像特征轉(zhuǎn)化，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)和雷達(dá)的輸出進(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)和雷達(dá)傳感器ECU傳出的數(shù)據(jù)源進(jìn)行融合，其數(shù)據(jù)損失小、可靠性高，但需要大量的計(jì)算。傳感器融合特征級(jí)融合特征級(jí)融合指在提取所采集數(shù)據(jù)包含的特征向量之后融合。特征向量用來(lái)體現(xiàn)所監(jiān)測(cè)物理量的屬性，在面向檢測(cè)對(duì)象特征的融合中，這些特征信息是指采集圖像中的目標(biāo)或特別區(qū)域，如邊緣、人物、建筑或車輛等信息。如圖2-1-19所示。圖2-1-19特征級(jí)融合體系結(jié)構(gòu)任務(wù)2超聲波傳感器技術(shù)任務(wù)引入超聲波是一種振動(dòng)頻率高于聲波的機(jī)械波，具有頻率高、波長(zhǎng)短、繞射現(xiàn)象小，特別是方向性好、能夠成為射線而定向傳播等特點(diǎn)。新技術(shù)使得今天的超聲波傳感器非常堅(jiān)固耐用并有著精確的感應(yīng)能力，這些新增強(qiáng)的特性拓展了新的應(yīng)用領(lǐng)域，完全超越了傳統(tǒng)的超聲波傳感器的應(yīng)用。超聲波雷達(dá)在汽車智能技術(shù)中主要用作停車環(huán)境檢測(cè)（倒車?yán)走_(dá)），陳嘉豪同學(xué)在某汽車零配件公司實(shí)習(xí)，負(fù)責(zé)某倒車?yán)走_(dá)產(chǎn)品的技術(shù)支持，那么倒車?yán)走_(dá)是如何在倒車時(shí)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控與報(bào)警的呢？任務(wù)目標(biāo)任務(wù)2超聲波傳感器技術(shù)22能夠熟悉超聲波傳感器的工作原理及各項(xiàng)參數(shù)33能夠熟悉超聲波傳感器的應(yīng)用場(chǎng)景11能夠熟悉超聲波傳感器的概念6知識(shí)鏈接55能夠熟悉超聲波傳感器在汽車上的配置方案44能夠熟悉超聲波傳感器的優(yōu)缺點(diǎn)超聲波傳感器介紹及工作原理超聲波雷達(dá)發(fā)展至今以及將近百年歷史。其原理是發(fā)射人耳所不能察覺(jué)的高頻率超聲波，遇到障礙物后反彈回來(lái)。傳感器在接收到發(fā)射回來(lái)的聲波后，根據(jù)發(fā)射和接收聲波的時(shí)間差來(lái)計(jì)算出傳感器和障礙物之間的距離。超聲波傳感器是利用超聲波的特性研制而成的傳感器。超聲波是一種振動(dòng)頻率高于聲波的機(jī)械波，由換能晶片在電壓的激勵(lì)下發(fā)生振動(dòng)產(chǎn)生的，它具有頻率高、波長(zhǎng)短、繞射現(xiàn)象小，特別是方向性好、能夠成為射線而定向傳播等特點(diǎn)。超聲波對(duì)液體、固體的穿透本領(lǐng)很大，尤其是在陽(yáng)光不透明的固體中，它可穿透幾十米的深度。超聲波碰到雜質(zhì)或分界面會(huì)產(chǎn)生顯著反射形成反射成回波，碰到活動(dòng)物體能產(chǎn)生多普勒效應(yīng)。因此超聲波檢測(cè)廣泛應(yīng)用在工業(yè)、國(guó)防、生物醫(yī)學(xué)等方面以超聲波作為檢測(cè)手段，必須產(chǎn)生超聲波和接收超聲波。完成這種功能的裝置就是超聲波傳感器，習(xí)慣上稱為超聲探頭。超聲波傳感器介紹及工作原理超聲波傳感器是一款通過(guò)超聲波發(fā)射裝置發(fā)出超聲波，根據(jù)接收器接到超聲波時(shí)的時(shí)間差就可以知道距離了。這與雷達(dá)測(cè)距原理相似。超聲波發(fā)射器向某一方向發(fā)射超聲波，在發(fā)射時(shí)刻的同時(shí)開始計(jì)時(shí)，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就立即返回來(lái)，超聲波接收器收到反射波就立即停止計(jì)時(shí)。（超聲波在空氣中的傳播速度為340m/s，根據(jù)計(jì)時(shí)器記錄的時(shí)間t，就可以計(jì)算出發(fā)射點(diǎn)距障礙物的距離(s)，即：s=340t/2）如下圖2-2-1所示。超聲波傳感器介紹及工作原理圖2-2-1超聲波測(cè)距原理超聲波傳感器的優(yōu)缺點(diǎn)在20世紀(jì)已經(jīng)出現(xiàn)的車載超聲波雷達(dá)，當(dāng)時(shí)個(gè)體較大，靈敏度識(shí)別度都不是很高，識(shí)別有效范圍在1米到2米之間，起初的功能也只是倒車時(shí)如果車輛后方近處有障礙物時(shí)發(fā)出聲音警報(bào)。障礙物物體如果直徑過(guò)小或太矮，那么都無(wú)法被超聲波雷達(dá)偵測(cè)到。要實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代車輛的輔助或自動(dòng)泊車需求，那么2米的偵測(cè)范圍是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。經(jīng)過(guò)20多年的科技發(fā)展，如今的超聲波雷達(dá)已經(jīng)非常先進(jìn)和靈敏。以博世公司的第六代超聲波雷達(dá)為例，其長(zhǎng)度只有4.4厘米大小，重量才14g，接收聲波的傳感器圓面半徑只有2.3厘米，卻可以達(dá)到從15厘米到5.5米的偵測(cè)范圍。精度達(dá)到3cm，即只要物體直徑超過(guò)3cm就可以感應(yīng)得到。如下圖所示。超聲波傳感器的優(yōu)缺點(diǎn)圖2-2-2超聲波雷達(dá)除了偵測(cè)精度及偵測(cè)范圍半徑，超聲波雷達(dá)還有一些其它的技術(shù)參數(shù)對(duì)泊車這個(gè)場(chǎng)景也至關(guān)重要，如水平方向掃描扇形的角度和垂直方向掃描的最大夾角等等。如下圖2-2-3所示。超聲波傳感器的優(yōu)缺點(diǎn)圖2-2-3超聲波雷達(dá)測(cè)量范圍超聲波是一種機(jī)械波，使得超聲波雷達(dá)有著以下局限，如圖所示。超聲波傳感器的優(yōu)缺點(diǎn)圖2-2-4超聲波雷達(dá)的局限性超聲波傳感器在智能網(wǎng)聯(lián)汽車上的應(yīng)用場(chǎng)景由于超聲波在傳播過(guò)程中還受很多其它因素影響很大，如溫度等等，所以在采購(gòu)或使用此類傳感器時(shí)還要考慮到很多其它的技術(shù)因素，詳情將在有關(guān)超聲波雷達(dá)的獨(dú)立教學(xué)章節(jié)中提到。超聲波雷達(dá)一般安裝在車輛的前后保險(xiǎn)杠上。在一些嚴(yán)酷工況下，比如被雨雪或泥巴覆蓋的時(shí)候，硬件本身沒(méi)有壞，但檢測(cè)會(huì)出問(wèn)題。博世的一款傳感器有一個(gè)特點(diǎn)就是失聰檢測(cè)，它把數(shù)字信號(hào)和不同傳感器信號(hào)編碼加在了一起，通過(guò)一個(gè)線性頻率，使每個(gè)超聲波發(fā)出的頻率都不太一樣，相當(dāng)于每個(gè)超聲波都有一個(gè)自己的身份認(rèn)證碼，這樣極大提高了超聲波的抗干擾能力，使得傳感器可以做到多收多發(fā)，不僅抗干擾能力提升了，整個(gè)系統(tǒng)的刷新時(shí)間也會(huì)變得更快。如下圖2-2-4所示。超聲波傳感器在智能網(wǎng)聯(lián)汽車上的應(yīng)用場(chǎng)景圖2-2-4超聲波雷達(dá)在智能網(wǎng)聯(lián)汽車的應(yīng)用超聲波傳感器在智能網(wǎng)聯(lián)汽車上的配置方案博世的這款第六代超聲波雷達(dá)水平掃描扇形角度達(dá)到75度，也就是說(shuō)要實(shí)現(xiàn)360全面覆蓋的全自動(dòng)泊車，那5，6個(gè)此類雷達(dá)就足夠。但在實(shí)際大部分車輛的配備中，整車廠寧愿選擇掃描角度小但偵測(cè)范圍半徑大的超聲波雷達(dá)。因此大部分車輛的自動(dòng)泊車中都安裝大量傳感器。比如蔚來(lái)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)NIOPilot(SAEL2)就包括了12個(gè)超聲波雷達(dá)。如下圖2-2-5所示。超聲波傳感器在智能網(wǎng)聯(lián)汽車上的配置方案圖3-2-5蔚來(lái)汽車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)超聲波傳感器的安裝（1）確定超聲波傳感器安裝位置：①離地高度：50~70cm。②水平間距：兩點(diǎn)之間的距離根據(jù)實(shí)際情況合理布局。01（2）選擇超聲波傳感器鉆頭直徑：要使鉆頭的直徑與傳感器的直徑相等，為18.8mm。02（3）安裝超聲波傳感器：使箭頭方向朝上，然后安裝超聲波傳感器。03（4）均衡用力壓緊：在超聲波傳感器的邊緣均衡用力，將傳感器壓入，并且與安裝孔貼緊。04（5）連接插頭，用力擰緊：連接防水、防塵插頭，并且用力擰緊。05（6）確定配線的長(zhǎng)度：超聲波傳感器線束的標(biāo)配長(zhǎng)度為2.5m左右，可以根據(jù)車型的實(shí)際需要截取。06超聲波傳感器的標(biāo)定（1）在工作區(qū)放置工作牌，將超聲波雷達(dá)安裝在支架上。（2）將超聲波雷達(dá)和控制盒線束連接。（3）打開超聲波雷達(dá)控制盒供電開關(guān)、超聲波電源開關(guān)。（4）在超聲波雷達(dá)正前方1m處放置障礙物（或站立人模擬障礙物）。（5）觀察超聲波顯示界面測(cè)距數(shù)值。（6）前后左右移動(dòng)障礙物，觀察測(cè)距數(shù)值變化。在超聲波雷達(dá)的不感應(yīng)區(qū)域、限定區(qū)域和不確定區(qū)域示意中標(biāo)記相應(yīng)區(qū)域尺寸。（7）組裝和連接示波器。（8）將示波器測(cè)試針連接控制面板端口CH2（信號(hào)）、CH1（接地）。（9）打開示波器，測(cè)試超聲波雷達(dá)發(fā)射的脈沖信號(hào)。超聲波傳感器的標(biāo)定（10）觀察波形，分析超聲波雷達(dá)發(fā)射信號(hào)的脈沖周期。（11）整理實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地。在車后2米內(nèi)無(wú)障礙物的條件下，將倒車擋掛入后，仔細(xì)分辨倒車?yán)走_(dá)模塊通電后的自檢。謝謝任務(wù)3毫米波雷達(dá)技術(shù)01任務(wù)3毫米波雷達(dá)技術(shù)02任務(wù)引入任務(wù)引入自動(dòng)駕駛技術(shù)發(fā)展至今，該領(lǐng)域目前已經(jīng)演變成了融合感知派和視覺(jué)感知派這兩條截然不同的技術(shù)路線。除了特斯拉之外，絕大多數(shù)車企都屬于融合感知派，它們往往會(huì)采用激光雷達(dá)+毫米波雷達(dá)+攝像頭等多重冗余感知方案。對(duì)于融合感知派成員來(lái)說(shuō)，激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)已經(jīng)不再是裝不裝的問(wèn)題，而是需要裝多少個(gè)的問(wèn)題。正當(dāng)大多數(shù)車企還在糾結(jié)于應(yīng)該在自己的產(chǎn)品上搭載多少顆激光雷達(dá)，多少顆毫米波雷達(dá)時(shí)，從2022年2月中旬開始，特斯拉投放在北美市場(chǎng)的ModelS和ModelX將不再配備毫米波雷達(dá)，這也就意味著特斯拉在北美市場(chǎng)上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了純視覺(jué)自動(dòng)駕駛的這一愿景，正式進(jìn)入了它想要的純視覺(jué)智能駕駛時(shí)代。你是否認(rèn)同不搭載毫米波雷達(dá)的自動(dòng)駕駛方案呢？03任務(wù)目標(biāo)04了解毫米波雷達(dá)定義、結(jié)構(gòu)、功能、工作原理了解毫米波雷達(dá)定義、結(jié)構(gòu)、功能、工作原理020103042了解毫米波雷達(dá)在智能網(wǎng)聯(lián)汽車整車的作用4能夠熟悉毫米波雷達(dá)的優(yōu)缺點(diǎn)3能夠熟悉毫米波雷達(dá)的應(yīng)用場(chǎng)景5能夠熟悉毫米波雷達(dá)在汽車上的配置方案毫米波雷達(dá)介紹毫米波雷達(dá)：MillimeterWaveRADAR（MillimeterWaveRadioDetectionAndRanging無(wú)線電探測(cè)與測(cè)距）。毫米波是指波長(zhǎng)為1~10mm的電磁波，對(duì)應(yīng)的頻率范圍為30~300GHz。電磁波波普如下圖2-3-1所示。圖2-3-1電磁波波譜毫米波雷達(dá)介紹毫米波雷達(dá)是工作在毫米波頻段的雷達(dá)，它通過(guò)發(fā)射與接收高頻電磁波來(lái)探測(cè)目標(biāo)，后端信號(hào)處理模塊利用回波信號(hào)計(jì)算出目標(biāo)的距離、速度和角度等信息。按照測(cè)量目標(biāo)的距離遠(yuǎn)近可劃分為短程雷達(dá)（SRR）、中程雷達(dá)（MRR）、遠(yuǎn)程雷達(dá)（LRR)。如下圖2-3-2所示。圖2-3-2毫米波雷達(dá)頻段與距離分類毫米波雷達(dá)的組成毫米波雷達(dá)是一種利用毫米波頻段進(jìn)行雷達(dá)測(cè)量的傳感器。它由發(fā)射模塊、接收模塊、天線和信號(hào)處理模塊構(gòu)成。毫米波工作時(shí)，發(fā)射模塊通過(guò)天線將電信號(hào)（電能）轉(zhuǎn)化為電磁波發(fā)出，接收模塊接收到射頻信號(hào)后，將射頻電信號(hào)轉(zhuǎn)換為低頻信號(hào)，再由信號(hào)處理模塊從信號(hào)中獲取距離、速度和角度等信息。毫米波雷達(dá)的發(fā)射模塊負(fù)責(zé)產(chǎn)生并發(fā)射毫米波信號(hào)。通常使用毫米波頻段的電子器件，如諧振器或振蕩器來(lái)產(chǎn)生毫米波信號(hào)。毫米波雷達(dá)的天線用于發(fā)射和接收毫米波信號(hào)。毫米波雷達(dá)的接收模塊負(fù)責(zé)接收并處理回波信號(hào)。接收模塊通常包括低噪聲放大器、混頻器和解調(diào)器等電子器件，用于增強(qiáng)和解調(diào)接收到的信號(hào)。天線的設(shè)計(jì)通常需要滿足較高的增益和方向性要求，以便有效地發(fā)射和接收毫米波信號(hào)。毫米波雷達(dá)的信號(hào)處理模塊用于對(duì)接收到的回波信號(hào)進(jìn)行處理和分析，通常包括數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）和算法，用于提取出目標(biāo)的位置、速度、尺寸等信息。毫米波雷達(dá)的組成以上是毫米波雷達(dá)的一些主要組成部分。不同型號(hào)和應(yīng)用的毫米波雷達(dá)可能會(huì)有所不同，但通常都會(huì)包含這些基本組件。毫米波雷達(dá)的組成如圖2-3-3所示。圖2-3-3毫米波雷達(dá)的組成05毫米波雷達(dá)測(cè)距原理毫米波雷達(dá)測(cè)距原理與激光雷達(dá)相比毫米波雷達(dá)會(huì)有很多測(cè)量短距離的場(chǎng)景，如側(cè)向警示、倒車警示等，因此主要以FMCW調(diào)制方法來(lái)測(cè)距。測(cè)距原理為：通過(guò)振蕩器形成持續(xù)變化的信號(hào)，而發(fā)出信號(hào)和接收信號(hào)之間形成頻率差，其差值與發(fā)射-接收時(shí)間差成線性關(guān)系，只要通過(guò)頻率差就能計(jì)算車輛與物體距離。如圖2-3-4所示。圖2-3-4毫米波測(cè)距原理06毫米波雷達(dá)測(cè)速原理毫米波雷達(dá)測(cè)速原理（1）毫米波雷達(dá)測(cè)速主要是基于多普勒效應(yīng)來(lái)測(cè)速。（2）當(dāng)發(fā)射的電磁波和被探測(cè)目標(biāo)有相對(duì)移動(dòng)、回波的頻率會(huì)和發(fā)射波的頻率不同，通過(guò)檢測(cè)這個(gè)頻率差可以測(cè)得目標(biāo)相對(duì)于雷達(dá)的移動(dòng)速度。如下圖2-3-5所示。圖2-3-5毫米波測(cè)速原理07毫米波雷達(dá)角度測(cè)量原理毫米波雷達(dá)角度測(cè)量原理（1）毫米波雷達(dá)方位測(cè)量主要包括水平角度和垂直角度的測(cè)量。（2）通過(guò)毫米波雷達(dá)的發(fā)射天線（TX）發(fā)射出毫米波后，遇到被監(jiān)測(cè)物體，反射回來(lái)，通過(guò)毫米波雷達(dá)并列的接收天線（RX1和RX2），收到同一監(jiān)測(cè)目標(biāo)反射回來(lái)的毫米波，根據(jù)反射回波的相位差（b）以及RX1和RX2間的距離（d），就可以通過(guò)三角函數(shù)計(jì)算出被監(jiān)測(cè)目標(biāo)的方位角（αAZ）。（3）為了提高方位的測(cè)量精度，采用使用大量陣列天線來(lái)構(gòu)成窄波束的方法。如下圖2-3-6所示。毫米波雷達(dá)角度測(cè)量原理圖3-3-5毫米波角度測(cè)量毫米波雷達(dá)優(yōu)缺點(diǎn)毫米波雷達(dá)是唯一具備“全天候全天時(shí)”工作能力的車載傳感器，是智能網(wǎng)聯(lián)汽車不可或缺的核心傳感器之一。08優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)（1）精度高，抗干擾能力強(qiáng)。毫米波雷達(dá)工作在高頻段，測(cè)量精度高，并且由于周圍噪聲和干擾處于中低頻區(qū)，基本上不會(huì)影響毫米雷達(dá)的正常運(yùn)行；（2）高分辨率，多目標(biāo)。毫米波雷達(dá)的高分辨率，利于分辨出距離較近的多目標(biāo)；（3）高頻率，低功率。毫米波雷達(dá)不同型號(hào)功耗不同，一般低于12W；（4）探測(cè)距離遠(yuǎn)，實(shí)時(shí)性高。傳播速度與光速一樣，可以快速地測(cè)量出目標(biāo)的距離、速度和角度等信息；（5）全天候全天時(shí)。具有很強(qiáng)的穿透能力，在雨、雪、大霧、塵埃等惡劣天氣依然可以正常工作。不受光線強(qiáng)度影響，可全天時(shí)工作；（6）敏感高，誤報(bào)低。毫米波雷達(dá)金屬電磁反射強(qiáng)，其探測(cè)不受顏色與溫度的影響，誤報(bào)低；（7）可測(cè)速，可測(cè)距。毫米波雷達(dá)可同時(shí)探測(cè)多個(gè)目標(biāo)的速度和距離；優(yōu)點(diǎn)圖2-3-6毫米波雷達(dá)優(yōu)點(diǎn)09缺點(diǎn)缺點(diǎn)（1）虛假報(bào)警：毫米波雷達(dá)是利用目標(biāo)對(duì)電磁波的反射來(lái)發(fā)現(xiàn)并測(cè)定目標(biāo)位置，而充滿雜波的外部環(huán)境給毫米波雷達(dá)感知經(jīng)常帶來(lái)虛警問(wèn)題；（2）盲區(qū)：覆蓋區(qū)域呈扇形，有盲點(diǎn)區(qū)域；（3）交通標(biāo)志：無(wú)法識(shí)別交通標(biāo)志和交通信號(hào)燈；（4）道路標(biāo)志：無(wú)法識(shí)別道路標(biāo)線；毫米波雷達(dá)的分類根據(jù)毫米波雷達(dá)的波長(zhǎng)及基于此的測(cè)量距離，市場(chǎng)上的毫米波雷達(dá)可以分為兩大類。（1）24GHz毫米波雷達(dá)又名角雷達(dá)，嚴(yán)格來(lái)說(shuō)是厘米波雷達(dá)。其在傳統(tǒng)車輛中已經(jīng)應(yīng)用多年，屬于中短距離雷達(dá)，一般安裝在車輛的兩側(cè)，測(cè)距范圍在70米之內(nèi)?？梢杂脕?lái)掃描駕駛員盲區(qū)，在車輛變道或拐彎時(shí)提供自動(dòng)或輔助功能。（2）77GHz毫米波雷達(dá)又名中長(zhǎng)距離雷達(dá)，主要安裝在車輛前后方，高配車輛上的測(cè)距范圍今天可接近300米，是ADAS輔助駕駛功能的核心。毫米波雷達(dá)的技術(shù)參數(shù)毫米波雷達(dá)的技術(shù)參數(shù)主要有：最大探測(cè)距離、距離分辨率、距離靈敏度、距離測(cè)量精度、最大探測(cè)速度等，如下圖所示。圖2-3-6毫米波雷達(dá)測(cè)量技術(shù)參數(shù)毫米波雷達(dá)的應(yīng)用盲點(diǎn)檢測(cè)/變道輔助（BSD/LCA）在智能網(wǎng)聯(lián)汽車的盲點(diǎn)檢測(cè)/變道輔助功能中，毫米波雷達(dá)用于監(jiān)測(cè)駕駛員視線盲區(qū)的其他車輛。當(dāng)其他車輛進(jìn)入盲區(qū)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出警告，通常通過(guò)閃爍的燈光或聲音提醒駕駛員，以減少變道時(shí)的潛在危險(xiǎn)。毫米波雷達(dá)的應(yīng)用自動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng)（AEB）AEB是一種主動(dòng)安全技術(shù)，智能網(wǎng)聯(lián)汽車在檢測(cè)到潛在碰撞風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，能夠自動(dòng)啟動(dòng)緊急制動(dòng)以避免或減輕碰撞的嚴(yán)重程度。車載毫米波雷達(dá)通過(guò)發(fā)射毫米波并接收返回信號(hào)，能夠檢測(cè)車輛前方的目標(biāo)，包括其他車輛、行人、或靜止障礙物，可以測(cè)量目標(biāo)與前方車輛之間的距離和相對(duì)速度?；谂c前方車輛的距離和速度信息，車輛的AEB系統(tǒng)使用算法來(lái)評(píng)估潛在的碰撞風(fēng)險(xiǎn)。如果系統(tǒng)判斷存在碰撞風(fēng)險(xiǎn)，并且駕駛員沒(méi)有采取適當(dāng)?shù)男袆?dòng)，AEB系統(tǒng)將啟動(dòng)緊急制動(dòng)。當(dāng)AEB系統(tǒng)確定有碰撞風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)主動(dòng)觸發(fā)車輛的制動(dòng)系統(tǒng)，使車輛減速或停車，以減輕碰撞的嚴(yán)重程度或完全避免碰撞。如圖2-3-7所示。毫米波雷達(dá)的應(yīng)用自適應(yīng)巡航（ACC）ACC是一種先進(jìn)的駕駛輔助系統(tǒng)，能夠維持車輛在高速公路上的巡航速度，并根據(jù)前方交通狀況進(jìn)行智能調(diào)整速度。車載毫米波雷達(dá)能夠精確測(cè)量前方目標(biāo)與巡航車輛之間的距離和相對(duì)于巡航車輛的速度?；诤撩撞ɡ走_(dá)提供的目標(biāo)距離和速度信息，ACC系統(tǒng)使用算法來(lái)實(shí)時(shí)調(diào)整巡航車輛的速度，以保持與前方目標(biāo)的安全距離。毫米波雷達(dá)的應(yīng)用開門預(yù)警（DOW）當(dāng)開門預(yù)警功能開啟時(shí)，安裝于汽車兩側(cè)的毫米波雷達(dá)檢測(cè)到盲區(qū)有目標(biāo)車輛駛?cè)耄覞M足報(bào)警條件時(shí)，駕駛員或乘客打開同側(cè)的車門，系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警，提醒駕駛員或乘客此時(shí)下車危險(xiǎn)。毫米波雷達(dá)的應(yīng)用后方追尾預(yù)警（RCW）當(dāng)開啟后方追尾預(yù)警功能時(shí)，當(dāng)安裝于汽車后方的毫米波雷達(dá)檢測(cè)到本車道有車輛快速接近，存在碰撞危險(xiǎn)，汽車會(huì)自動(dòng)開啟雙閃警示后方車輛減速，同時(shí)儀表顯示提醒駕駛員，該功能為0車速啟動(dòng)。如圖2-3-8所示。毫米波雷達(dá)的應(yīng)用后方追尾預(yù)警（RCW）圖2-3-7FCW前方碰撞預(yù)警圖2-3-8RCW后方碰撞預(yù)警10毫米波雷達(dá)的安裝調(diào)試毫米波雷達(dá)安裝工具設(shè)備：電鉆工具：平口起子、梅花起子（拆附件）、專用鉆頭、彩筆、卷尺、電膠布、電筆（安裝用）、紙膠帶。安裝調(diào)試過(guò)程第1步：拆后保險(xiǎn)杠。檢查后保險(xiǎn)桿內(nèi)部構(gòu)造情況，如車架大梁、撞擊緩沖泡沫塊等，盡量避開此類位置。如果有塑料螺絲動(dòng)作得輕一些。第2步：打孔。用標(biāo)尺度量出探頭的位置，用配套的專用鉆頭沿標(biāo)記處開孔，并將孔修理平滑。（如果是換用新的倒車毫米波雷達(dá)，這個(gè)較危險(xiǎn)的步驟就可以省去）第3步：安裝倒車毫米波雷達(dá)的探頭。按探頭編號(hào)從左至右依次裝入打孔處。理順探頭連線，并上穿至后備箱左側(cè)處。第4步：安裝倒車毫米波雷達(dá)的控制器，拆開后備箱左側(cè)內(nèi)襯板及左尾燈，安裝上倒車毫米波雷達(dá)控制器，電源信號(hào)線接在倒車燈線。第5步：安裝倒車毫米波雷達(dá)的顯示器。根據(jù)用車習(xí)慣找毫米波雷達(dá)顯示器的固定位置，建議安裝在左側(cè)A柱下方。將顯示器信號(hào)線沿左側(cè)門邊壓條下方或地膠墊下，排到后備箱左側(cè)處，依順序把顯示器及探頭插頭接往主控制器。安裝調(diào)試過(guò)程第6步：測(cè)試倒車毫米波雷達(dá)是否能正常使用。掛入倒檔測(cè)試倒車毫米波雷達(dá)的工作狀況，確定各探頭及顯示器是否正常，然后裝回尾燈及內(nèi)飾板、保險(xiǎn)杠。11毫米波雷達(dá)的標(biāo)定毫米波雷達(dá)的標(biāo)定（1）在工作區(qū)放置工作牌，將毫米波雷達(dá)安裝在支架上。在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容（4）在毫米波雷達(dá)正前方固定距離放置模擬目標(biāo)，記錄距離。在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容（2）將毫米波雷達(dá)RACN信號(hào)線與控制柜CAN-H和CAN-L連接。在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容（5）打開控制柜電源，啟動(dòng)計(jì)算機(jī)。在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容（3）打開毫米波雷達(dá)控制盒供電開關(guān)、電源開關(guān)。在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容（6）啟動(dòng)“RadarViewer"或其他毫米波測(cè)試軟件。在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容（7）對(duì)毫米波雷達(dá)安裝位置進(jìn)行調(diào)整、標(biāo)定（模擬目標(biāo)在測(cè)試軟件中顯示信息與實(shí)際一致）。在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容（8）記錄軟件測(cè)試界面的距離、幅度、角度等信息。在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容（9）記錄最遠(yuǎn)距離測(cè)試點(diǎn)位數(shù)據(jù)。（10）記錄距離精度測(cè)試點(diǎn)位數(shù)據(jù)。任務(wù)4激光雷達(dá)技術(shù)任務(wù)引入近兩年以來(lái)，越來(lái)越多的車企選擇在量產(chǎn)車上配置激光雷達(dá)，以獲得邁向高階自動(dòng)駕駛的“通行證”。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，包括小鵬P5、寶馬iX、理想L9、蔚來(lái)ET7、威馬M7等在內(nèi)的幾十款車型均配置了激光雷達(dá)。激光雷達(dá)最初是以“軍轉(zhuǎn)民”的方式出現(xiàn)在汽車領(lǐng)域的，所以價(jià)格較高。但隨著技術(shù)迭代，搭載L2~L3級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)的量產(chǎn)車也開始配備激光雷達(dá)。有推崇者，就有反對(duì)者。在行業(yè)內(nèi)，特斯拉便是激光雷達(dá)的反對(duì)者。你如何分析汽車搭載激光雷達(dá)的優(yōu)缺點(diǎn)呢？任務(wù)目標(biāo)12能夠熟悉激光雷達(dá)的概念能夠熟悉激光雷達(dá)的概念2能夠熟悉激光雷達(dá)的工作原理及各項(xiàng)參數(shù)3能夠熟悉激光雷達(dá)的應(yīng)用場(chǎng)景4能夠熟悉激光雷達(dá)的優(yōu)缺點(diǎn)5能夠熟悉激光雷達(dá)在汽車上的配置方案激光雷達(dá)的概念雷達(dá)（RADAR-Radiodetectionandranging）是無(wú)線電探測(cè)和測(cè)距，即發(fā)射電磁波對(duì)目標(biāo)進(jìn)行照射并接收其回波，由此獲得目標(biāo)的距離、速度、方位、高度等信息。傳統(tǒng)的雷達(dá)是以微波作為載波的雷達(dá)，大約出現(xiàn)在1935年。按雷達(dá)頻段分，可分為超視距雷達(dá)、微波雷達(dá)、毫米波雷達(dá)以及激光雷達(dá)等，如下圖3-4-1所示。激光雷達(dá)的概念圖2-4-1不同頻段對(duì)應(yīng)的雷達(dá)激光雷達(dá)，簡(jiǎn)稱Lidar，也稱LaserRadar或LADAR（LaserDetectionandRanging：激光探測(cè)及測(cè)距），是一種通過(guò)發(fā)射激光束探測(cè)目標(biāo)的位置、距離等特征量的雷達(dá)系統(tǒng)。以光電探測(cè)器為接收器件，以光學(xué)望遠(yuǎn)鏡為天線。Lidar（激光雷達(dá)）有時(shí)被稱為3D激光掃描，是3D掃描和激光掃描的一種特殊組合，因?yàn)榧す饫走_(dá)因?yàn)榧す獠ㄩL(zhǎng)短，準(zhǔn)直性高，使得激光雷達(dá)性能優(yōu)異：角分辨率和距離分辨率高、抗干擾能力強(qiáng)、能獲得目標(biāo)多種圖像信息(深度、反射率等)、體積小、質(zhì)量輕等特性；所以它可應(yīng)用于地面、空中和移動(dòng)等領(lǐng)域。最初稱為光雷達(dá)，因?yàn)槟菚r(shí)使用的光源均非激光。自激光發(fā)射器出現(xiàn)以來(lái)，激光作為高亮度、低發(fā)散的相干光特別適合作光雷達(dá)的光源，所以現(xiàn)在的光雷達(dá)均使用激光發(fā)射器作光源，名稱也就統(tǒng)稱為激光雷達(dá)。激光雷達(dá)系統(tǒng)組成激光脈沖基本測(cè)距原理：測(cè)距儀發(fā)出光脈沖，經(jīng)被測(cè)目標(biāo)反射，光脈沖回到測(cè)距儀接收系統(tǒng)。測(cè)量發(fā)射和接收光脈沖的時(shí)間間隔，即光脈沖在待測(cè)距離上的往返傳播時(shí)間，然后根據(jù)光速計(jì)算出距離。如下圖2-4-2所示。圖2-4-2激光雷達(dá)測(cè)距原理激光雷達(dá)系統(tǒng)組成激光雷達(dá)的關(guān)鍵部件按照信號(hào)處理的信號(hào)鏈包括控制硬件DSP（數(shù)字信號(hào)處理器）、激光驅(qū)動(dòng)、激光發(fā)射發(fā)光二極管、發(fā)射光學(xué)鏡頭、接收光學(xué)鏡頭、APD（雪崩光學(xué)二極管）、TIA（可變跨導(dǎo)放大器）和探測(cè)器，如圖2-4-3所示。其中除了發(fā)射和接收光學(xué)鏡頭外，都是電子部件。激光雷達(dá)向外發(fā)射激光束，層數(shù)越多，精度也越高。發(fā)射光學(xué)鏡頭將激光發(fā)射出去后，當(dāng)激光遇到障礙物會(huì)反射，從而被接收光學(xué)鏡頭接收，創(chuàng)建一組點(diǎn)云。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的快速演進(jìn)，性能逐步提升的同時(shí)成本迅速降低。激光雷達(dá)系統(tǒng)組成圖2-4-3激光雷達(dá)系統(tǒng)組成13相位測(cè)距（CW-TOF）相位測(cè)距（CW-TOF）相位測(cè)距原理：通過(guò)測(cè)量被強(qiáng)度調(diào)制的連續(xù)波激光信號(hào)在雷達(dá)與目標(biāo)之間來(lái)回飛行產(chǎn)生的相位差獲得距離信息。優(yōu)點(diǎn)是測(cè)距分辨率高（毫米級(jí)），難點(diǎn)是測(cè)量速度較低，測(cè)距精度易受目標(biāo)形狀和運(yùn)動(dòng)的影響。應(yīng)用場(chǎng)景例如手持式激光測(cè)距儀，如下圖2-4-4所示。圖2-4-4手持式激光測(cè)距儀14脈沖測(cè)距（P-TOF）脈沖測(cè)距（P-TOF）脈沖測(cè)距原理：通過(guò)測(cè)量激光脈沖在雷達(dá)和目標(biāo)之間來(lái)回飛行時(shí)間獲取目標(biāo)距離的信息。測(cè)距原理如圖2-4-5所示。圖2-4-5脈沖測(cè)距原理15三角測(cè)距原理三角測(cè)距原理光器發(fā)射激光，在照射到物體后，反射光由線性CCD接收，由于激光器和探測(cè)器間隔了一段距離，所以依照光學(xué)路徑，不同距離的物體將會(huì)成像在CCD上不同的位置。按照三角公式進(jìn)行計(jì)算，就能推導(dǎo)出被測(cè)物體的距離。三角測(cè)距原理圖2-4-6三角測(cè)距原理16激光雷達(dá)優(yōu)點(diǎn)激光雷達(dá)優(yōu)點(diǎn)(1)隱蔽性好、抗有源干擾能力強(qiáng)：激光直線傳播、方向性好、光束非常窄,只有在其傳播路徑上才能接收到，因此敵方截獲非常困難，且激光雷達(dá)的發(fā)射系統(tǒng)(發(fā)射望遠(yuǎn)鏡)口徑很小,可接收區(qū)域窄，有意發(fā)射的激光干擾信號(hào)進(jìn)入接收機(jī)的概率極低；(2)低空探測(cè)性能好：微波雷達(dá)由于存在各種地物回波的影響,低空存在有一定區(qū)域的盲區(qū)(無(wú)法探測(cè)的區(qū)域)。而對(duì)于激光雷達(dá)來(lái)說(shuō),只有被照射的目標(biāo)才會(huì)產(chǎn)生反射,完全不存在地物回波的影響，因此可以"零高度"工作，低空探測(cè)性能較微波雷達(dá)強(qiáng)了許多。(3)分辨率高：激光雷達(dá)可以獲得極高的角度、距離和速度分辨率信息。通常角分辨率不低于0.1mard也就是說(shuō)可以分辨3km距離上相距0.3m的兩個(gè)目標(biāo)(這是微波雷達(dá)無(wú)論如何也辦不到的),并可同時(shí)跟蹤多個(gè)目標(biāo)；距離分辨率可達(dá)0.1m；速度分辨率能達(dá)到10m/s以內(nèi)。距離和速度分辨率高,意味著可以利用距離——多譜勒成像技術(shù)來(lái)獲得目標(biāo)的清晰圖像。分辨率高,是激光雷達(dá)的最顯著的優(yōu)點(diǎn),其多數(shù)應(yīng)用都是基于此。17激光雷達(dá)的缺點(diǎn)激光雷達(dá)的缺點(diǎn)(1)工作時(shí)受天氣和大氣影響大。激光一般在晴朗的天氣里衰減較小，傳播距離較遠(yuǎn)。而在大雨、濃煙、濃霧等壞天氣里，衰減急劇加大，傳播距離大受影響。(2)由于激光雷達(dá)的波束極窄,在空間搜索目標(biāo)非常困難，直接影響對(duì)非合作目標(biāo)的截獲概率和探測(cè)效率,只能在較小的范圍內(nèi)搜索、捕獲目標(biāo)，因而激光雷達(dá)較少單獨(dú)直接應(yīng)用于戰(zhàn)場(chǎng)進(jìn)行目標(biāo)探測(cè)和搜索。18車載激光雷達(dá)的類型車載激光雷達(dá)的類型車載激光雷達(dá)的分類,按照發(fā)射激光線數(shù)可分為單線激光雷達(dá)和多線激光雷達(dá)：①單線激光雷達(dá)：也稱為二維激光雷達(dá)，適用于平面上的測(cè)量和檢測(cè)任務(wù)。②多線激光雷達(dá)：多線激光雷達(dá)指的是激光雷達(dá)通過(guò)多個(gè)激光器發(fā)射光源，形成多線束的掃描，目前主要應(yīng)用于無(wú)人機(jī)測(cè)繪、自動(dòng)駕駛3D建模及SLAM加強(qiáng)定位。按照硬件結(jié)構(gòu)的不同，可劃分為以下幾類：①同軸旋轉(zhuǎn)機(jī)械式。實(shí)物外觀及成像如圖2-4-7所示。車載激光雷達(dá)的類型圖2-4-7同軸旋轉(zhuǎn)機(jī)械式激光雷達(dá)及成像②棱鏡旋轉(zhuǎn)機(jī)械式。實(shí)物外觀及成像如圖2-4-8所示。車載激光雷達(dá)的類型圖2-4-8棱鏡旋轉(zhuǎn)機(jī)械式激光雷達(dá)及成像③面陣式。實(shí)物外觀及成像如圖2-4-9所示。車載激光雷達(dá)的類型圖2-4-9面陣式激光雷達(dá)及成像激光雷達(dá)的應(yīng)用領(lǐng)域目前眾多行業(yè)中，大致可分為如上表中幾大類型：低速室內(nèi)場(chǎng)景、低速室外場(chǎng)景、高速室外場(chǎng)景；其中高速室外最為典型的代表就是自動(dòng)駕駛汽車，該項(xiàng)技術(shù)難度高，相對(duì)于高速室外場(chǎng)景來(lái)說(shuō)，室內(nèi)、外低速較容易實(shí)現(xiàn)，包括車輛的感知、決策、控制、執(zhí)行、相比乘用車來(lái)說(shuō)都相對(duì)簡(jiǎn)單，同時(shí)也不用考慮乘客的舒適感。如圖2-4-10所示。圖2-4-10激光雷達(dá)應(yīng)用領(lǐng)域19實(shí)物實(shí)物深圳速騰聚創(chuàng)公司16線激光雷達(dá)是典型機(jī)械式激光雷達(dá)，實(shí)物如下圖所示。圖2-4-11激光雷達(dá)實(shí)物當(dāng)激光雷達(dá)掃描平面墻體時(shí)，呈現(xiàn)出類似雙曲線分布輪廓圖。16線激光雷達(dá)在圓形環(huán)境中掃描一周的路徑為若干個(gè)向上或向下的圓錐面，其形成的點(diǎn)云圖為為圓形，當(dāng)掃描的環(huán)境不為圓形時(shí)，其點(diǎn)云圖為所有圓錐面與掃描環(huán)境的交線。因此，當(dāng)激光雷達(dá)掃描平面墻體時(shí)，矩形面與圓錐面的交線為一系列的雙曲線，如圖2-4-12所示。實(shí)物圖2-4-12激光雷達(dá)典型場(chǎng)景點(diǎn)云呈現(xiàn)20參數(shù)參數(shù)速騰聚創(chuàng)16線激光雷達(dá)各項(xiàng)參數(shù)如表2-4-1所示。表2-4-1速騰聚創(chuàng)16線激光雷達(dá)各項(xiàng)參數(shù)21組成結(jié)構(gòu)組成結(jié)構(gòu)該激光雷達(dá)系統(tǒng)主要由四大基本單元構(gòu)成，如下圖2-4-13所示。①發(fā)射單元：由激光器、發(fā)射鏡等組成。②接收單元：由光電探測(cè)器、接收鏡、濾光片組成。③機(jī)械或電子掃描機(jī)構(gòu)：包括頂蓋、底座、旋轉(zhuǎn)體等結(jié)構(gòu)。④信號(hào)處理單元：由集成的信號(hào)處理系統(tǒng)構(gòu)成。信號(hào)處理單元用于處理接收到的激光雷達(dá)數(shù)據(jù)，將其轉(zhuǎn)換為三維點(diǎn)云或其他形式的空間信息，包括去噪、濾波、目標(biāo)識(shí)別和跟蹤等處理步驟。此外集成的控制單元負(fù)責(zé)激光的發(fā)射和接收時(shí)序控制、激光束的掃描控制、數(shù)據(jù)采集和處理等。組成結(jié)構(gòu)圖2-4-13激光雷達(dá)組成結(jié)構(gòu)激光雷達(dá)的裝調(diào)1.激光雷達(dá)的安裝：為自動(dòng)駕駛車輛服務(wù)的激光雷達(dá)，目前多數(shù)還只能在車身上尋找不太突兀的地方安放。2.激光雷達(dá)的標(biāo)定：激光雷達(dá)標(biāo)定的目的是求解激光雷達(dá)測(cè)量坐標(biāo)系相對(duì)于其他測(cè)量坐標(biāo)系的相對(duì)變換關(guān)系，以便獲取障礙物相對(duì)本車的距離、速度、角度等信息。具體標(biāo)定步驟（以速騰RSVIEW軟件為例）。（1）在工作區(qū)放置工作牌，將激光雷達(dá)安裝在支架上，注意平整與無(wú)遮擋。（2）將激光雷達(dá)的USB接口與實(shí)驗(yàn)臺(tái)USB接口連接。（3）打開計(jì)算機(jī)的“設(shè)備管理器”，查看連接硬件的識(shí)別端口。（4）深圳速騰提供RSVIEW軟件讀取設(shè)備參數(shù)，根據(jù)硬件識(shí)別端口進(jìn)行設(shè)置。也可以使用其他定制軟件。激光雷達(dá)的裝調(diào)（5）單擊“command-scan"啟動(dòng)激光雷達(dá)掃描。（6）在雷達(dá)正前方放置模擬目標(biāo)，觀察掃描的點(diǎn)云圖像、角度與距離信息。（7）移動(dòng)物體，觀察點(diǎn)云變化，并記錄。（8）單擊“setmotorPWM”，調(diào)節(jié)激光雷達(dá)轉(zhuǎn)速。（9）連接示波器。（11）測(cè)試激光雷達(dá)輸出、輸人信號(hào)波形（比特率256kib/s），并記錄。（12）測(cè)試激光雷達(dá)PWM脈沖調(diào)制波形，并記錄。（13）清理實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地。謝謝任務(wù)5視覺(jué)傳感器01任務(wù)5視覺(jué)傳感器02任務(wù)引入任務(wù)引入近年來(lái)，汽車ADAS高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)裝車率正在快速增長(zhǎng)?？v覽各大廠商，這些技術(shù)基本上集中在L2-L3級(jí)自動(dòng)駕駛，而為了實(shí)現(xiàn)這些功能，單車感知系統(tǒng)中，攝像頭的使用量基本上都在5個(gè)以上。比如說(shuō)特斯拉8個(gè)、小鵬P7為14個(gè)、威馬W6是7個(gè)。ADAS攝像頭分類從主流車企代表車型的自動(dòng)駕駛感知方案來(lái)看，都廣泛采用了多種傳感器融合的方案。以通用CruiseAV為例，其目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)L4級(jí)別的自動(dòng)駕駛，全車搭載5個(gè)Velodyne的16線激光雷達(dá)、21個(gè)毫米波雷達(dá)以及16個(gè)攝像頭。根據(jù)ADAS不同的功能需要以及安裝位置，車載攝像頭包括前視、環(huán)視、后視、側(cè)視以及內(nèi)置攝像頭，不同位置的攝像頭功能各異，是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛必不可少的構(gòu)成部分。那么，智能汽車上的視覺(jué)傳感器（攝像頭）主要有哪些不同種類，如何識(shí)別周邊環(huán)境中的車輛及行人的呢？03任務(wù)目標(biāo)04能夠熟悉視覺(jué)傳感器的概念能夠熟悉視覺(jué)傳感器的概念A(yù)DBC3能夠熟悉視覺(jué)傳感器的應(yīng)用場(chǎng)景4能夠熟悉視覺(jué)傳感器的分類5能夠熟悉視覺(jué)傳感器在汽車上的配置方案2能夠熟悉視覺(jué)傳感器的工作原理及各項(xiàng)參數(shù)知識(shí)鏈接攝像機(jī)從誕生的那一日起已經(jīng)有了100多年的歷史。在科技高度發(fā)展，尤其是計(jì)算芯片和光學(xué)鏡頭迅速微小型的今天，即使是精度非常高的專業(yè)攝影機(jī)在日常生活中也已經(jīng)非常常見，一般用來(lái)完成拍照、攝像這些基本的功能。自動(dòng)駕駛以及人工智能的到來(lái)，使得人們有了從攝像頭中，獲取更為智慧的結(jié)果的需求，即通過(guò)攝像頭的視野，分析感知環(huán)境的變化，做出判斷，將結(jié)果反饋到終端或者云端的處理器當(dāng)中，服務(wù)于更豐富的應(yīng)用。與其它智能汽車上的視覺(jué)傳感器，比如和激光雷達(dá)相比較，其物理原理（直接光學(xué)成像）和成像過(guò)程（2D平面圖像3D數(shù)據(jù)）雖然不同，但由于其體積非常小，硬件價(jià)格低廉，而如果算法足夠強(qiáng)大的話，在ADAS各樣應(yīng)用場(chǎng)景中也能符合大部分的使用條件。123視覺(jué)傳感器在ADAS中的應(yīng)用視覺(jué)傳感器在智能網(wǎng)聯(lián)汽車中的功能是物體的識(shí)別與跟蹤、車輛本身的定位?；谥悄軘z像頭的ADAS高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)車道偏離警告(LDW)、基于雷達(dá)視覺(jué)融合的車輛探測(cè)、前部碰撞警告(FCW)、車距監(jiān)測(cè)(HMW)、行人探測(cè)、智能前燈控制(IHC)、交通標(biāo)志識(shí)別(TSR)、僅視覺(jué)自適應(yīng)巡航控制(ACC)等功能，如下表2-5-1所示。表2-5-1視覺(jué)傳感器在ADAS中的應(yīng)用攝像頭的分類車載攝像頭按照安裝位置及用途，大致可分為三類：前視攝像頭、（側(cè)面）環(huán)視攝像頭、后視攝像頭和駕駛艙內(nèi)置攝像頭。05前視攝像頭前視攝像頭前視攝像頭可用于行車輔助類如行車記錄儀、車道偏離預(yù)警及交通標(biāo)示識(shí)別等。智能前視攝像頭（單目/雙目/三目）可用于動(dòng)態(tài)物體檢測(cè)（車輛、行人）、靜態(tài)物體檢測(cè)（交通信號(hào)燈、交通標(biāo)志、車道線等）和可通行空間劃分等。多與ADAS輔助駕駛系統(tǒng)協(xié)作，實(shí)現(xiàn)包括緊急制動(dòng)AEB，自巡航ACC等場(chǎng)景功能。前視攝像頭在車上的安裝位置案例如圖2-5-1所示。前視攝像頭圖2-5-1前攝像頭的應(yīng)用前視攝像頭在很多交通場(chǎng)景中必須測(cè)量障礙物，如行人，車輛，或是地上一些特殊線條，如停車線，泊車位劃線等的距離。根據(jù)測(cè)距時(shí)的不同技術(shù)原理，又可劃分成單目攝像頭和多目（雙目和三目）攝像頭。目前應(yīng)用于自動(dòng)駕駛的路況判斷，多以單目攝像頭方案為主。單目攝像頭主要依靠數(shù)據(jù)樣本和一些專門針對(duì)圖形識(shí)別的算法來(lái)獲取圖像抽象信息，如距離，邊界，形狀等。雙目匹配的作用是把同一場(chǎng)景在左右視圖上對(duì)應(yīng)的像點(diǎn)匹配起來(lái)，像人眼一般。這樣做的目的是為了得到視差圖。雙目匹配被普遍認(rèn)為是立體視覺(jué)中最困難也是最關(guān)鍵的問(wèn)題。而多目攝像頭則是讓各個(gè)攝像頭用不同的焦距來(lái)覆蓋不同距離范圍的場(chǎng)景。06環(huán)視攝像頭環(huán)視攝像頭環(huán)視視覺(jué)傳感器的鏡頭采用魚眼鏡頭，而且安裝位置是朝向地面的。某些高配車型上會(huì)有“360全景顯示”功能，所用到的就是環(huán)視攝像頭。(側(cè)面）環(huán)視攝像頭主要用于低速近距離感知，系統(tǒng)同時(shí)采集車輛四周的影像，經(jīng)過(guò)圖像處理單元畸變還原→視角轉(zhuǎn)化→圖像拼接→圖像增強(qiáng)，最終形成一幅車輛四周無(wú)縫隙的360度全景俯視圖，再在四幅圖像的中間放上一張車的俯視圖，即可實(shí)現(xiàn)從車頂往下看的效果，如下圖所示。環(huán)視視覺(jué)傳感器的感知范圍并不大，主要用于車身5-10米內(nèi)的障礙物檢測(cè)、自主泊車時(shí)的庫(kù)位線識(shí)別等。車載視覺(jué)傳感器環(huán)視圖像及圖像拼接處理后的效果圖如圖2-5-2所示。環(huán)視攝像頭圖2-5-2車載視覺(jué)傳感器環(huán)視效果圖07后視攝像頭后視攝像頭汽車的后視攝像頭是一種安裝在車輛后部的攝像頭系統(tǒng)，用于提供駕駛員在駕駛時(shí)對(duì)車輛后方環(huán)境的實(shí)時(shí)視圖。后視攝像頭通常用于輔助駕駛員進(jìn)行倒車、停車、變道等操作，以提高駕駛的安全性和便利性。08駕駛艙內(nèi)置攝像頭駕駛艙內(nèi)置攝像頭駕駛艙內(nèi)置攝像頭主要針對(duì)駕駛員的疲勞、分神、不規(guī)范駕駛等危險(xiǎn)情況進(jìn)行一層或多層預(yù)警，要求在全部工況