智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術 課件全套 楊慧榮 項目1-6 智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術 -ADAS高級駕駛輔助系統(tǒng)認知

PART01智能網(wǎng)聯(lián)汽車認知智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術TASK01智能網(wǎng)聯(lián)汽車概述任務一智能網(wǎng)聯(lián)汽車概述**情景引入**

我國高度重視智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展，智能網(wǎng)聯(lián)汽車已成為關聯(lián)眾多重點領域協(xié)同創(chuàng)新、構(gòu)建新型交通運輸體系的重要載體，并在塑造產(chǎn)業(yè)生態(tài)、推動國家創(chuàng)新、提高交通安全、實現(xiàn)節(jié)能減排等方面具有重大戰(zhàn)略意義，已經(jīng)上升到國家戰(zhàn)略高度。工業(yè)和信息化部、交通運輸部、科學技術部、國家發(fā)展和改革委員會、公安部等部委出臺一系列規(guī)劃及政策推動我國智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展。

你知道智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展歷程嗎？一、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的產(chǎn)生

當前，以萬物互聯(lián)、大數(shù)據(jù)、云計算和人工智能等為代表技術的新一輪科技變革方興未艾，正在引領全球制造業(yè)全面轉(zhuǎn)型升級，并引發(fā)產(chǎn)業(yè)格局和生態(tài)的重構(gòu)。面對這一變局，世界各工業(yè)強國都制定了相應的應對策略，加大科技創(chuàng)新力度，推動前沿技術發(fā)展，欲搶先建立智能制造體系，占得制造業(yè)未來發(fā)展的戰(zhàn)略先機。其中，具有代表性的包括德國的“工業(yè)4.0”、美國的“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”和日本的“機器人革命”等。任務一智能網(wǎng)聯(lián)汽車概述一、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的產(chǎn)生

在這些發(fā)展戰(zhàn)略中，汽車產(chǎn)業(yè)和技術都占據(jù)了至關重要的位置，各國紛紛選擇汽車產(chǎn)業(yè)作為制造業(yè)整體升級的突破口，依托汽車產(chǎn)業(yè)的基礎性、關聯(lián)性和帶動性，加快推進制造業(yè)轉(zhuǎn)型。這一戰(zhàn)略指向帶動全球汽車技術進入了加速進步和融合發(fā)展的新時期，并呈現(xiàn)出電動化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化、共享化四大發(fā)展趨勢。其中，電動化是基礎，智能化是關鍵，網(wǎng)聯(lián)化是條件，共享化是趨勢。

在這種趨勢下，智能網(wǎng)聯(lián)汽車應運而生。圖1-1

國外智能汽車產(chǎn)生任務一智能網(wǎng)聯(lián)汽車概述一、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的產(chǎn)生

在這些發(fā)展戰(zhàn)略中，汽車產(chǎn)業(yè)和技術都占據(jù)了至關重要的位置，各國紛紛選擇汽車產(chǎn)業(yè)作為制造業(yè)整體升級的突破口，依托汽車產(chǎn)業(yè)的基礎性、關聯(lián)性和帶動性，加快推進制造業(yè)轉(zhuǎn)型。這一戰(zhàn)略指向帶動全球汽車技術進入了加速進步和融合發(fā)展的新時期，并呈現(xiàn)出電動化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化、共享化四大發(fā)展趨勢。其中，電動化是基礎，智能化是關鍵，網(wǎng)聯(lián)化是條件，共享化是趨勢。

在這種趨勢下，智能網(wǎng)聯(lián)汽車應運而生。圖1-2

國內(nèi)智能汽車產(chǎn)生任務一智能網(wǎng)聯(lián)汽車概述二、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展現(xiàn)狀

汽車保有量的增加，帶來能源短缺、環(huán)境污染、交通擁堵和事故頻發(fā)等問題。如何有效解決這些問題，已成為汽車行業(yè)發(fā)展的瓶頸。智能網(wǎng)聯(lián)汽車的出現(xiàn)則提供了良好的解決方法。各個國家紛紛將智能網(wǎng)聯(lián)汽車提高到國家“汽車強國”戰(zhàn)略的高度，作為國家重點培育和支持發(fā)展的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。

智能網(wǎng)聯(lián)汽車采用智能傳感器、智能控制系統(tǒng)和先進執(zhí)行機構(gòu)，依靠高速無線傳輸網(wǎng)絡，實現(xiàn)車、人、路、云端等智能信息交換、共享，通過智能傳感器感知周圍復雜環(huán)境，并依靠智能控制系統(tǒng)進行決策、控制，實現(xiàn)車輛智能系統(tǒng)代替人進行駕駛。根據(jù)專業(yè)機構(gòu)預計，智能網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng)在汽車產(chǎn)業(yè)內(nèi)的裝配率預計在2025年達到83%的水平；到2035年全球智能駕駛汽車銷量將超過1000萬輛。任務一智能網(wǎng)聯(lián)汽車概述二、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展現(xiàn)狀1.國外發(fā)展現(xiàn)狀2016年，美國加利福尼亞州允許自動駕駛車輛在指定公共道路上進行測試。在無人駕駛測試的研發(fā)公司中，谷歌公司和通用汽車公司排名前列。德國戴姆勒公司也不甘落后，建立了全球智能網(wǎng)聯(lián)汽車大數(shù)據(jù)平臺，全自動駕駛已經(jīng)達到了L4等級。日本、韓國也相繼制訂了自動駕駛研發(fā)計劃，促使自身不斷研發(fā)智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術，而且其研發(fā)領域更廣闊，選擇一般道路作為智能網(wǎng)聯(lián)汽車駕駛的對象，使得被測試的道路不局限于高速公路。以歐盟為主導的傳統(tǒng)西方汽車制造企業(yè)，如梅賽德斯-奔馳、寶馬等依靠現(xiàn)有的高級駕駛輔助技術，聯(lián)合C-ITS戰(zhàn)略等，計劃在2030年實現(xiàn)完全自動駕駛。部分國家智能網(wǎng)聯(lián)汽車政策匯總及解讀如表1-1所示。任務一智能網(wǎng)聯(lián)汽車概述二、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展現(xiàn)狀1.國外發(fā)展現(xiàn)狀任務一智能網(wǎng)聯(lián)汽車概述二、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展現(xiàn)狀2.國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀2017年4月，工業(yè)和信息化部、國家發(fā)展和改革委員會及科學技術部三部委聯(lián)合印發(fā)的《汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》指出，汽車行業(yè)發(fā)展的重點任務包括對智能網(wǎng)聯(lián)汽車關鍵技術攻關和智能網(wǎng)聯(lián)汽車示范推廣，并將智能網(wǎng)聯(lián)汽車推進工程列為八大工程之一。2019年9月，中共中央、國務院印發(fā)的《交通強國建設綱要》指出，加強智能網(wǎng)聯(lián)汽車（智能汽車、自動駕駛、車路協(xié)同）研發(fā)，形成自主可控完整的產(chǎn)業(yè)鏈。2020年2月，國家發(fā)展和改革委員會等十一部門印發(fā)《智能汽車創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略》（下稱《戰(zhàn)略》），明確提出了建設中國標準智能汽車和實現(xiàn)智能汽車強國的戰(zhàn)略目標?！稇?zhàn)略》指出，到2025年，中國標準智能汽車的技術創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)生態(tài)、基礎設施、法規(guī)標準、產(chǎn)品監(jiān)管和網(wǎng)絡安全體系基本形成。展望2035到2050年，中國標準智能汽車體系全面建成、更加完善。任務一智能網(wǎng)聯(lián)汽車概述二、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展現(xiàn)狀2.國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀2023年7月，工業(yè)和信息化部、國家標準化管理委員會聯(lián)合修訂印發(fā)了《國家車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)標準體系建設指南（智能網(wǎng)聯(lián)汽車）（2023版）》，針對智能網(wǎng)聯(lián)汽車通用規(guī)范、核心技術與關鍵產(chǎn)品應用，構(gòu)建包括智能網(wǎng)聯(lián)汽車基礎、技術、產(chǎn)品、試驗標準等在內(nèi)的智能網(wǎng)聯(lián)汽車標準體系，充分發(fā)揮標準對智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)關鍵技術、核心產(chǎn)品和功能應用的基礎支撐和引領作用。

截止到2023年7月中國智能網(wǎng)聯(lián)汽車行業(yè)發(fā)展相關政策如表1-2所示，中國智能網(wǎng)聯(lián)汽車行業(yè)分階段技術目標如表1-3所示。任務一智能網(wǎng)聯(lián)汽車概述二、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展現(xiàn)狀2.國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀任務一智能網(wǎng)聯(lián)汽車概述二、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展現(xiàn)狀2.國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀任務一智能網(wǎng)聯(lián)汽車概述二、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展現(xiàn)狀2.國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀“十四五”期間中國智能網(wǎng)聯(lián)汽車行業(yè)發(fā)展主要任務如表1-4所示。任務一智能網(wǎng)聯(lián)汽車概述三、智能網(wǎng)聯(lián)汽車定義及構(gòu)成1.智能網(wǎng)聯(lián)汽車定義

智能網(wǎng)聯(lián)汽車是指搭載先進的車載傳感器、控制器、執(zhí)行器等裝置，并融合現(xiàn)代通信與網(wǎng)絡技術，實現(xiàn)車與X（人、車、路、云端等）智能信息交換、共享，具備復雜環(huán)境感知、智能決策、協(xié)同控制等功能，可實現(xiàn)“安全、高效、舒適、節(jié)能”行駛，并最終可實現(xiàn)替代人來操作的新一代汽車。

智能網(wǎng)聯(lián)汽車的功能示意圖如圖1-3所示。任務一智能網(wǎng)聯(lián)汽車概述三、智能網(wǎng)聯(lián)汽車定義及構(gòu)成1.智能網(wǎng)聯(lián)汽車定義

智能汽車是智能交通的重要組成部分之一，它與智能交通和車聯(lián)網(wǎng)之間存在著密切關系，它們之間的關系如圖1-4所示。任務一智能網(wǎng)聯(lián)汽車概述三、智能網(wǎng)聯(lián)汽車定義及構(gòu)成2.智能網(wǎng)聯(lián)汽車構(gòu)成

智能網(wǎng)聯(lián)汽車通過環(huán)境感知技術使車輛有序安全行駛，并能夠通過無線通信網(wǎng)絡等手段為用戶提供各種信息服務。

智能網(wǎng)聯(lián)汽車由環(huán)境感知層、智能決策層和控制執(zhí)行層組成，如圖1-6所示。任務一智能網(wǎng)聯(lián)汽車概述四、智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術分級不同國家和機構(gòu)對智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術分級如表1-5所示。任務一智能網(wǎng)聯(lián)汽車概述四、智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術分級不同國家和機構(gòu)對智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術分級如表1-5所示。任務一智能網(wǎng)聯(lián)汽車概述TASK02智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)架構(gòu)任務二智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)架構(gòu)**情景引入**

從2010年以車載信息娛樂服務為核心的“車聯(lián)網(wǎng)”概念的萌芽，到2016年以行車安全為核心的智能網(wǎng)聯(lián)技術路線的提出，再到2017年LTE-V2X標準的確定開啟商業(yè)化進程。從2020年開始5G逐步替代LTE實現(xiàn)更高級別的自動駕駛，至今，智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了十幾年摸索，以V2X為核心基礎實現(xiàn)網(wǎng)聯(lián)自動駕駛的產(chǎn)業(yè)路徑逐漸清晰，產(chǎn)業(yè)前景漸明。

你了解智能網(wǎng)聯(lián)汽車的產(chǎn)業(yè)架構(gòu)嗎？一、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的體系架構(gòu)任務二智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)架構(gòu)1．智能網(wǎng)聯(lián)汽車的價值鏈

汽車智能化和網(wǎng)聯(lián)化可以提高汽車行駛的安全性，并且能夠有效緩解駕駛員的駕駛疲勞。同時這項技術能夠幫助合理分配能源，提高能源的利用率，非常符合當前社會節(jié)能環(huán)保的觀念。有關調(diào)查研究顯示，智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展提高了汽車的整體性能，無論是安全系數(shù)、駕駛體驗、還是能源利用率等都有較大幅度的提高?，F(xiàn)代汽車發(fā)展已經(jīng)邁入新階段，智能網(wǎng)聯(lián)汽車已經(jīng)實現(xiàn)了在公交、環(huán)衛(wèi)、干線物流、末端配送、自動泊車等范圍的應用。一、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的體系架構(gòu)任務二智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)架構(gòu)2．智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術鏈

從技術發(fā)展路徑來說，智能汽車可以分為三個發(fā)展方向：網(wǎng)聯(lián)式智能汽車（CV）、自主式智能汽車（AV），及兩者的融合，即智能網(wǎng)聯(lián)汽車（CAV或ICV），如圖1-9所示。一、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的體系架構(gòu)任務二智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)架構(gòu)

智能網(wǎng)聯(lián)汽車融合了網(wǎng)聯(lián)式智能汽車與自主式智能汽車的技術優(yōu)勢，涉及汽車整車及零部件、交通、信息通信等諸多領域，其技術架構(gòu)比較復雜。

智能網(wǎng)聯(lián)汽車標準體系橫向以智能感知與信息通信層、決策控制與執(zhí)行層、資源管理與應用層三個層次為基礎，縱向以功能安全和預期功能安全、網(wǎng)絡安全和數(shù)據(jù)安全通用規(guī)范技術為支撐，形成“三橫兩縱”的核心技術架構(gòu)，完整呈現(xiàn)標準體系的技術邏輯，明確各項標準在智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)技術體系中的地位和作用。同時結(jié)合智能網(wǎng)聯(lián)汽車與移動終端、基礎設施、智慧城市、出行服務等相關要素的技術關聯(lián)性，體現(xiàn)跨行業(yè)協(xié)同特點，共同構(gòu)建以智能網(wǎng)聯(lián)汽車為核心的協(xié)同發(fā)展有機整體，更好地發(fā)揮智能網(wǎng)聯(lián)汽車標準體系的頂層設計和指導作用，如圖1-10所示。一、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的體系架構(gòu)任務二智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)架構(gòu)2．智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術鏈一、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的體系架構(gòu)任務二智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)架構(gòu)3．智能網(wǎng)聯(lián)汽車的產(chǎn)業(yè)鏈

智能網(wǎng)聯(lián)汽車的產(chǎn)品體系可分為傳感系統(tǒng)、決策系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)三個層次，分別可類比人類的感知器官、大腦及手腳，如圖1-11所示。二、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的產(chǎn)業(yè)狀態(tài)任務二智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)架構(gòu)1．智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)鏈形態(tài)

（1）芯片和計算平臺供應商。

（2）先進的傳感器供應商。

（3）車載操作系統(tǒng)供應商。

（4）通信設備供應商。

（5）信息安全方案供應商。

（6）系統(tǒng)集成供應商。

（7）整車企業(yè)。

（8）車聯(lián)網(wǎng)服務提供商。

（9）出行服務提供商。二、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的產(chǎn)業(yè)狀態(tài)任務二智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)架構(gòu)2．智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)鏈特征

（1）國外傳統(tǒng)車企爭先發(fā)布智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展規(guī)劃，加快智能化、網(wǎng)聯(lián)化轉(zhuǎn)型與布局研發(fā)智能網(wǎng)聯(lián)汽車相關技術。

（2）互聯(lián)網(wǎng)公司利用智能算法、芯片等各自優(yōu)勢加快智能網(wǎng)聯(lián)汽車的布局，成為智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)鏈重構(gòu)的重要參與者。

（3）傳統(tǒng)汽車零部件巨頭立足自身汽車電子技術優(yōu)勢，不斷完善智能網(wǎng)聯(lián)汽車感知、決策、控制的戰(zhàn)略布局。

（4）產(chǎn)業(yè)鏈跨界合作進入深度整合期，各方合縱連橫、優(yōu)勢互補，尋求在智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)鏈上的主導地位。TASK03智能網(wǎng)聯(lián)汽車關鍵技術及發(fā)展趨勢任務三智能網(wǎng)聯(lián)汽車關鍵技術及發(fā)展趨勢**情景引入**

智能網(wǎng)聯(lián)汽車通過現(xiàn)代通信技術實現(xiàn)與其他車輛、道路和行人等之間進行數(shù)據(jù)交互，結(jié)合汽車自身環(huán)境感知系統(tǒng)，對行駛環(huán)境進行識別，并加以智能決策和協(xié)同控制，實現(xiàn)汽車自動駕駛與網(wǎng)聯(lián)服務，提高汽車安全性、舒適性和高效性。

你了解智能網(wǎng)聯(lián)汽車關鍵技術嗎？一、智能網(wǎng)聯(lián)汽車關鍵技術任務三智能網(wǎng)聯(lián)汽車關鍵技術及發(fā)展趨勢1．環(huán)境感知技術

智能網(wǎng)聯(lián)汽車環(huán)境感知技術包括視覺成像技術、雷達（超聲波雷達、激光雷達、毫米波雷達）檢測技術、多源信息融合技術、傳感器冗余設計技術等。主要利用傳感器獲取車輛位置、道路和障礙物等信息（如圖1-12所示），并將這些信息傳輸給車載控制中心，為智能網(wǎng)聯(lián)汽車提供決策的依據(jù)，是智能網(wǎng)聯(lián)汽車的“通天眼”。其感知信息的準確性和及時性直接對汽車的正常、安全行駛起著決定性作用。一、智能網(wǎng)聯(lián)汽車關鍵技術任務三智能網(wǎng)聯(lián)汽車關鍵技術及發(fā)展趨勢2．無線通信技術

智能網(wǎng)聯(lián)汽車已廣泛應用長、短距離無線通信技術，長距離無線通信技術提供即時接入互聯(lián)網(wǎng)，主要是4G/5G技術，特別是5G技術，有望成為車載長距離無線通信專用技術，目前已經(jīng)被運用到智能網(wǎng)聯(lián)汽車的自動駕駛中。短距離通信技術有專用短程通信技術（DSRC）、藍牙、Wi-Fi等，其中DSRC可以對高速運動的目標進行識別和雙向通信，如V2V、V2R雙向通信，實時傳輸圖像、語音和數(shù)據(jù)信息等。3．地圖與定位技術

智能駕駛系統(tǒng)離不開高精度定位系統(tǒng)及高精度地圖技術，它對智能駕駛系統(tǒng)起著主導作用。一旦車載傳感器定位受到限制或者發(fā)生故障，高精度地圖就成為智能駕駛系統(tǒng)的“眼睛”，主動應用輔助定位功能，為智能駕駛系統(tǒng)精準地提供實時路況和車輛的定位信息。地圖與定位技術是智能網(wǎng)聯(lián)汽車的核心部分。一、智能網(wǎng)聯(lián)汽車關鍵技術任務三智能網(wǎng)聯(lián)汽車關鍵技術及發(fā)展趨勢4．駕駛輔助技術

駕駛輔助技術主要是通過環(huán)境感知技術及網(wǎng)絡技術對車輛、道路、交通標志及信號、行人等信息進行檢測、識別和分析，并執(zhí)行相應的控制策略，保障車輛安全通行。它是智能網(wǎng)聯(lián)汽車的一大特點，也是智能網(wǎng)聯(lián)汽車重點發(fā)展的技術，其中自適應巡航控制技術、車道偏離預警技術、前向碰撞預警技術都是當下較為先進的駕駛輔助技術。5．智能互聯(lián)技術

在行駛過程中，汽車之間雖然可以進行信息互通，但當車輛之間距離比較遠或被障礙物遮擋時，車輛之間可能出現(xiàn)無法溝通交流的狀況。此時智能網(wǎng)聯(lián)汽車可以與路側(cè)單元采用短距離通信技術實現(xiàn)V2V和V2X之間的通信，在一定區(qū)域內(nèi)形成局域車載網(wǎng)絡系統(tǒng),不同車輛間可以相互交換各自的行駛信息和環(huán)境感知信息等。6．人機界面技術

智能網(wǎng)聯(lián)汽車人機界面應集成車輛控制、導航系統(tǒng)、功能設定、信息娛樂、車載電話等多項功能，方便駕駛員快捷地從中查詢、設置、切換車輛系統(tǒng)的各種信息，從而使車輛達到理想的運行和操縱狀態(tài)。二、汽車智能化與網(wǎng)聯(lián)化發(fā)展趨勢任務三智能網(wǎng)聯(lián)汽車關鍵技術及發(fā)展趨勢1．以深度學習為代表的AI技術快速發(fā)展和應用2．激光雷達等先進傳感器加速向低成本、小型化發(fā)展3．自主式智能與網(wǎng)聯(lián)式智能技術加速融合4．高速公路與城市低速區(qū)域自動駕駛系統(tǒng)將率先應用5．自動駕駛汽車測試評價方法研究與測試場建設成為熱點

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環(huán)境感知主要包括路面、靜態(tài)物體和動態(tài)物體三個方面，涉及道路邊界檢測、車輛檢測、行人檢測等。特別是對于動態(tài)物體，不僅要檢測還要對其運動軌跡進行追蹤，并根據(jù)追蹤結(jié)果預判出其下一步的軌跡或位置。

環(huán)境感知是硬件設備（即感知設備）和軟件算法（即感知技術）的統(tǒng)一體。其中，硬件設備是感知的物理基礎，主要指各種車載智能傳感器。視覺傳感器超聲波雷達毫米波雷達激光雷達二、環(huán)境感知的目的

保證自動駕駛過程中良好的通過性、安全性、經(jīng)濟性和平順性是環(huán)境感知的目的所在。任務一智能網(wǎng)聯(lián)汽車環(huán)境感知技術概述指基于車輛自身行駛性能和共識規(guī)則，能實時、可靠、準確識別并規(guī)劃出路徑方案，保證車輛規(guī)范、安全、迅速到達目的地通過性指在行駛過程中，能夠?qū)崟r、準確識別出行駛路徑周邊可能對行駛安全構(gòu)成威脅的物體，從而采取必要的措施以避免發(fā)生交通安全事故即為車輛高效、經(jīng)濟地行駛提供參考依據(jù)；平順性，則為車輛平順行駛提供參考依據(jù)0102安全性03經(jīng)濟性三、環(huán)境感知的對象

智能網(wǎng)聯(lián)汽車環(huán)境感知的對象就是智能傳感器檢測的對象和V2X通信技術傳遞的信息。任務一智能網(wǎng)聯(lián)汽車環(huán)境感知技術概述01行駛路徑結(jié)構(gòu)化道路和非結(jié)構(gòu)化道路，結(jié)構(gòu)化道路的行駛路徑主要檢測行駛車輛的兩側(cè)車道線、各種車道標線、道路邊緣、道路隔離物、路況等02車輛周圍的交通參與者主要包括行駛車輛周圍的其他車輛、行人，地面上可能影響車輛通過和安全行駛的其他各種移動或靜止物體，各種交通標志和交通信號燈等03駕駛狀態(tài)主要包括識別駕駛員自身狀態(tài)、車輛自身行駛狀態(tài)和車輛周圍其他車輛行駛狀態(tài)等04駕駛環(huán)境和可通行空間等主要包括路面狀況、道路交通擁堵情況和天氣狀況等。供車輛安全行駛的空間范圍，包含有或無車道標線的足夠?qū)挾瓤臻g、車輛前后方預留的最小安全距離及車輛可通行高度范圍等

如圖為城市工況下的環(huán)境感知對象，主要有靜止目標、運動目標、道路標線、車道標線等。任務一智能網(wǎng)聯(lián)汽車環(huán)境感知技術概述圖2-1環(huán)境感知對象四、環(huán)境感知傳感器配置任務一智能網(wǎng)聯(lián)汽車環(huán)境感知技術概述四、環(huán)境感知傳感器配置任務一智能網(wǎng)聯(lián)汽車環(huán)境感知技術概述五、環(huán)境感知傳感器對比任務一智能網(wǎng)聯(lián)汽車環(huán)境感知技術概述六、環(huán)境感知技術未來的發(fā)展趨勢任務一智能網(wǎng)聯(lián)汽車環(huán)境感知技術概述

多傳感器融合，即融合傳感，就是將多個傳感器獲取的數(shù)據(jù)、信息集中在一起綜合分析以便更加準確可靠地描述車輛行駛的外部環(huán)境，從而提高系統(tǒng)決策的正確性。

多傳感器融合，從原理上來看似乎很簡單，但在自動駕駛場景中則是充滿挑戰(zhàn)的。它不僅需要對每一個傳感器采集的信息進行快速處理，還需要讓高速行駛的汽車及時反饋動作，以應對突發(fā)的交通狀況。

由此可見，多傳感器融合，并不是單一的硬件方面的協(xié)同配合，還需要決策層的算法和算力的強大支持，二者缺一不可。TASK02車載攝像頭的認知一、車載攝像頭的功能任務二車載攝像頭的認知

車載攝像頭，具有感知功能和定位功能。感知功能：即障礙物（如行人、非機動車、機動車等）識別、車道線識別、交通標志（路牌等）識別、交通信號燈識別、可通行空間識別等；定位功能：即視覺SLAM技術，根據(jù)提前建好的地圖和實時的感知結(jié)果做匹配，獲取當前車輛的位置。

車載攝像頭的應用任務二車載攝像頭的認知

車道保持、車道偏離預警、盲區(qū)監(jiān)測、前向碰撞預警、行人碰撞預警、全景泊車、駕駛員疲勞預警等功能。二、車載攝像頭的分類

1．按安裝位置分任務二車載攝像頭的認知

按安裝位置不同，車載攝像頭可分為內(nèi)視攝像頭、后視攝像頭、前視攝像頭、側(cè)視攝像頭（如圖2-5所示）、環(huán)視攝像頭等，各種攝像頭區(qū)別見表2-3所示。二、車載攝像頭的分類

任務二車載攝像頭的認知二、車載攝像頭的分類

2．按攝像頭數(shù)目分

任務二車載攝像頭的認知

按攝像頭的數(shù)目可分為單目攝像頭、雙目攝像頭、三目攝像頭及環(huán)視攝像頭（見表2-4所示）二、車載攝像頭的分類

任務二車載攝像頭的認知至少包含四個攝像頭，將汽車前后左右的多幅畫面集中到一幅畫面中顯示，使駕駛員實現(xiàn)360°環(huán)境感知環(huán)視攝像頭即雙目視覺技術，是一種模擬人類眼睛處理環(huán)境信息的方式雙目攝像頭包含單目攝像頭、遠距離探測攝像頭和一個負責加強短距離探測的魚眼攝像頭三目攝像頭即單目視覺技術，安裝單個攝像機進行圖像信息采集單目攝像頭二、車載攝像頭的分類

任務二車載攝像頭的認知二、車載攝像頭的分類

任務二車載攝像頭的認知二、車載攝像頭的分類

3．按成像部件分

任務二車載攝像頭的認知

按成像部件可分為兩種：CCD圖像傳感器攝像機與CMOS圖像傳感器攝像機，兩者之間的區(qū)別見表2-7所示。三、車載攝像頭的關鍵性能

任務二車載攝像頭的認知微光性能對于汽車影像系統(tǒng)是非常重要的，卓越的微光性能可提高在夜間等光線很暗的情況下的行車安全性。圖像傳感器廠商都以“在暗處能看見”為目標。01廣角魚眼鏡頭視野寬廣，但采集到的圖像信息會產(chǎn)生一定程度的失真，采用DEWARP技術可對廣角魚眼鏡頭所產(chǎn)生的視頻圖像失真進行實時校正，將圖像復原展平。03HDR是汽車影像系統(tǒng)應用的另一個重要特性，確保攝像機可在寬范圍的光線（如從室外強光至夜里星光）、黑暗和高光照對比等非常強烈的對比情況下清楚地呈現(xiàn)場景細節(jié)，提高圖像信息的精確度從而提升安全性02圖像疊加指通過圖像傳感器與圖像處理輔助芯片結(jié)合使用，實現(xiàn)圖像的延伸、縮放、右視、三聯(lián)式畫面及倒車動態(tài)輔助線的呈現(xiàn)等。圖像疊加功能可以更好地輔助駕駛員看清周圍環(huán)境，降低事故發(fā)生率04微光性能高動態(tài)范圍（HDR）

廣角魚眼畸變校正（DEWARP）

圖像疊加

TASK03車載雷達的認知一、車載雷達的分類

根據(jù)檢測對象和工作原理的不同，車載雷達可細分為超聲波雷達、毫米波雷達、激光雷達等，如圖2-11所示。任務三車載雷達的認知二、超聲波雷達的認知任務三車載雷達的認知

超聲波雷達是利用超聲波的特性研制而成的傳感器，是在超聲頻率范圍內(nèi)將交變的電信號轉(zhuǎn)換成聲信號，或者將外界聲場中的聲信號轉(zhuǎn)換為電信號的能量轉(zhuǎn)換器件。圖2-12超聲波雷達控制器、超聲波雷達1．超聲波雷達的定義二、超聲波雷達的認知任務三車載雷達的認知

目前超聲波雷達主要采用壓電式換能器（俗稱探頭），它是利用壓電材料（如石英、鈦酸鋇或鋯鈦酸鋇）制成的，此類壓電材料的特性是當它受到周期性壓縮時就在相對兩表面出現(xiàn)周期性變化的電壓，即壓電效應，利用壓電效應可以接收超聲波。2．超聲波雷達的工作原理

二、超聲波雷達的認知任務三車載雷達的認知3．超聲波雷達分類

二、超聲波雷達的認知任務三車載雷達的認知4．超聲波雷達的特點

超聲波雷達有效探測距離一般在5m以內(nèi)，但會有一個最小探測盲區(qū)，一般在幾十毫米。01超聲波對外界光線和電磁場不敏感，可用于黑暗、有灰塵或煙霧、電磁干擾強、有毒等惡劣環(huán)境中。03超聲波對色彩、光照度不敏感，可用于識別透明、半透明及漫反射差的物體。02超聲波雷達結(jié)構(gòu)簡單、體積小、成本低，信息處理簡單可靠，易于小型化與集成化，并且可以進行實時控制。04二、超聲波雷達的認知任務三車載雷達的認知6．超聲波雷達應用

自動泊車需要經(jīng)歷兩個階段：識別庫位和倒車入庫。識別庫位功能就是依賴安裝在車輛側(cè)方的APA實現(xiàn)的，如圖2-18所示。三、毫米波雷達的認知

任務三車載雷達的認知1．毫米波雷達的定義

毫米波雷達，如圖2-19所示，是指工作在毫米波頻段（30GHz～300GHz）的雷達，是高階自動駕駛汽車的標配傳感器。毫米波雷達的波長為1～10mm，三、毫米波雷達的認知任務三車載雷達的認知三、毫米波雷達的認知

車載毫米波雷達通過天線向外面發(fā)射毫米波，接收目標反射信號，經(jīng)處理器處理后快速準確地獲取汽車周圍的可通行空間信息（如汽車與其他物體之間的相對距離、相對速度、角度、運動方向等），然后根據(jù)所測物體信息進行目標追蹤和識別分類，進而結(jié)合車身動態(tài)信息進行數(shù)據(jù)融合，最終通過中央處理單元進行智能處理。系統(tǒng)經(jīng)過合理決策后，以警示聲、發(fā)出閃爍光及轉(zhuǎn)向盤抖動等多種方式提示或警告駕駛員，有些甚至可以直接對汽車做出主動干預，從而保證駕駛過程的安全性，降低事故發(fā)生概率。任務三車載雷達的認知2．毫米波雷達的工作原理

三、毫米波雷達的認知任務三車載雷達的認知3．毫米波雷達的分類

可將其分為短距離毫米波雷達（SRR）、中距毫米波離雷達（MRR）和長距離毫米波雷達（LRR）。根據(jù)探測距離目前應用廣泛的是24GHz和77GHz毫米波雷達。按照輻射電磁波的方式的不同，可分為脈沖式毫米波雷達（頻率均勻）和調(diào)頻連續(xù)毫米波雷達0102根據(jù)波形頻率03按照工作方式三、毫米波雷達的認知任務三車載雷達的認知4．毫米波雷達的優(yōu)缺點

毫米波雷達的檢測波束范圍窄，一般為毫弧度量級。精度高、抗干擾性強?？蓽y速、可測距。毫米波穿透云、霧、煙、塵、雨、雪的能力強全天候、全天時應用。高頻率、低功率。高分辨率。敏感度高、誤報低。缺點：檢測區(qū)域呈扇形，存在盲區(qū)；無法感知行人、車道線、交通標志、信號燈等，無法對車輛周邊所有障礙物進行精準建模。三、毫米波雷達的認知任務三車載雷達的認知5．毫米波雷達的應用

三、毫米波雷達的認知任務三車載雷達的認知6．毫米波雷達的安裝位置

根據(jù)功能不同，毫米波雷達一般安裝在車輛的前方、后方和側(cè)向（見表2-11所示）四、激光雷達的認知

任務三車載雷達的認知1．激光雷達的定義

激光雷達（LaserRadar）：以發(fā)射激光束探測目標的位置、速度等特征量的雷達系統(tǒng)，又稱光學雷達。激光雷達是一種先進的光學遙感技術，是一種工作在特殊波段—光學波段的雷達，它利用光的反射原理，根據(jù)激光從發(fā)射到反射接收的時間間隔，來測算出雷達和被測物體之間的實際距離。四、激光雷達的認知

任務三車載雷達的認知2．激光雷達的結(jié)構(gòu)、點云圖

激光雷達主要由激光發(fā)生器（光源）、光電探測器、信號處理系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等組成四、激光雷達的認知

任務三車載雷達的認知四、激光雷達的認知

任務三車載雷達的認知

點云圖是指由激光發(fā)生器發(fā)射出的激光束（即打點）組成線，再由線組成面，進而由點和線構(gòu)成的被測物體的實物模型圖。四、激光雷達的認知

任務三車載雷達的認知四、激光雷達的認知

任務三車載雷達的認知3．激光雷達的分類

可分為飛行時間激光雷達和調(diào)頻連續(xù)波激光雷達兩種根據(jù)探測方式根據(jù)發(fā)射線束機械式激光雷達（整體旋轉(zhuǎn)、旋鏡式、棱鏡式）、混合固態(tài)激光雷達和固態(tài)激光雷達根據(jù)結(jié)構(gòu)根據(jù)激光發(fā)射波類型根據(jù)激光波段根據(jù)激光介質(zhì)可分為紫外線激光雷達、可見光激光雷達、紅外線激光雷達可分為氣體激光雷達、固體激光雷達、半導體激光雷達和二極管激光雷達可分為脈沖激光雷達、連續(xù)波激光雷達和混合型激光雷達可分為單線激光雷達和多線激光雷達四、激光雷達的認知

任務三車載雷達的認知3．激光雷達的分類

四、激光雷達的認知

任務三車載雷達的認知3．激光雷達的分類

四、激光雷達的認知

任務三車載雷達的認知3．激光雷達的分類

四、激光雷達的認知

任務三車載雷達的認知4．激光雷達的特性

激光中光子都以相同的方向和振動模式振動，所以激光有高度的方向性和單色性偏振性激光束經(jīng)過透鏡聚焦后，焦點附近可產(chǎn)生上千度甚至上萬度的高溫高亮度激光在發(fā)射了很遠的距離后依然保持原方向，很少散開高方向性良好的單色性，確保了光束能精確地聚焦在焦點上，即獲得較高的光功率密度單色性四、激光雷達的認知

任務三車載雷達的認知5．激光雷達的優(yōu)缺點

激光雷達能進行遠距離、高精度測距，并且分辨率高，激光雷達系統(tǒng)體積小、質(zhì)量輕，結(jié)構(gòu)相對簡單，維修方便。激光一般在晴朗的天氣里衰減較小，傳播距離較遠，但受大雨、濃煙、濃霧等惡劣氣象環(huán)境影響，衰減大幅增加，傳播距離嚴重縮短，遇到霧霾后容易發(fā)生誤判。四、激光雷達的認知

任務三車載雷達的認知6．激光雷達的應用

（1）高精度電子地圖和定位四、激光雷達的認知

任務三車載雷達的認知6．激光雷達的應用

（2）障礙物識別四、激光雷達的認知

任務三車載雷達的認知6．激光雷達的應用

（3）可通行空間檢測（4）障礙物軌跡預測

根據(jù)激光雷達的感知數(shù)據(jù)與障礙物所在車道的拓撲關系（道路連接關系）進行障礙物的軌跡預測，以此作為無人駕駛汽車規(guī)劃（避障、換道、超車等）的判斷依據(jù)PART03智能網(wǎng)聯(lián)汽車導航定位技術智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術TASK01高精度地圖的認知任務一高精度定位系統(tǒng)的認知

小明同學剛參觀學習了本校實訓室的智能網(wǎng)聯(lián)汽車，隨之便聯(lián)想到無人駕駛汽車使用的地圖與傳統(tǒng)地圖是否一樣，有沒有對地圖有更高的要求，便向任課老師提出了疑問，老師對其疑問進行了解答，并夸贊其有勇于探索、敢于鉆研的學習精神。

同學們，你們知道高精度地圖的定義和功用嗎？**情景引入**1、高精地圖概述

（1）高精地圖定義

高精度地圖即為高分辨率地圖，通俗來講就是高精度更高、數(shù)據(jù)維度更多的電子地圖。**信息資訊**任務一高精度地圖的認知1、高精地圖概述

（2）高精地圖功用

對于自動駕駛系統(tǒng)，導航系統(tǒng)需要提供更高精度的路徑引導車輛到達目的地，需要將環(huán)境中盡可能豐富的信息提供給自動駕駛系統(tǒng)，作為儲存靜態(tài)、準靜態(tài)交通信息的數(shù)據(jù)庫。**信息資訊**任務一高精度地圖的認知1、高精地圖概述

（2）高精地圖功用a．地圖匹配高精度地圖不同于傳統(tǒng)地圖，它的使用對象是汽車，為了保證自動駕駛汽車的安全性，地圖數(shù)據(jù)需要保持高精度、高維度、高動態(tài)等特點，**信息資訊**任務一高精度地圖的認知1、高精地圖概述

（2）高精地圖功用b．環(huán)境感知輔助

通過對高精度地圖模型的提取，可以將車輛位置周邊的道路、交通基礎設施等對象及對象之間的關系提取出來，這可以提高車輛對環(huán)周圍環(huán)境的鑒別能力。**信息資訊**任務一高精度地圖的認知1、高精地圖概述

（2）高精地圖功用c．路徑規(guī)劃

高精度地圖的規(guī)劃能力下沉到了道路和車道級別，傳統(tǒng)的導航地圖的路徑規(guī)劃功能，往往基于最短路算法，結(jié)合路況為駕駛員給出最快捷的路徑。**信息資訊**任務一高精度地圖的認知1、高精地圖概述

（2）高精地圖功用d．輔助高精度定位

高精度地圖可以提供道路中特征物（如標志牌、龍門架等）的形狀、尺寸、高精度位置等語義信息。**信息資訊**任務一高精度地圖的認知1、高精地圖概述

（3）高精地圖特點高清度地圖主要是給自動駕駛汽車設備理解的描述了精細的車道標線信息及道路參考線和車道參考線信息，也包含了復雜的車道交換引導參考線。高精度地圖包含的信息有以下內(nèi)容和特點。**信息資訊**任務一高精度地圖的認知2．高精地圖的采集及生成高精度地圖與傳統(tǒng)地圖相比，具有不同的采集原理和數(shù)據(jù)儲存結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)地圖依賴于拓撲結(jié)構(gòu)和傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫，將各種元素作為對象堆放在地圖上，將道路儲存為路徑，而高精度地圖為了提供儲存效率和機器可讀性，地圖在儲存時分為矢量層和對象層，**信息資訊**任務一高精度地圖的認知2．高精地圖的采集及生成

（3）高精地圖特點高精度地圖生產(chǎn)過程中，通過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，在此基礎上進一步提取、處理和標注矢量圖形，包括道路網(wǎng)絡信息、道路屬性信息、道路幾何信息和道路上主要標志的抽象信息。**信息資訊**任務一高精度地圖的認知2．高精地圖的采集及生成

（1）高精地圖采集方法

a．實地采集實地采集是制作高精度地圖的第一步，主要通過采集車的現(xiàn)場采集來完成。**信息資訊**任務一高精度地圖的認知2．高精地圖的采集及生成

（1）高精地圖采集方法

b．加工處理加工處理的過程包括人工處理、深度學習的感知算法等。采集的設備越精密，采集的數(shù)據(jù)越完整，就可以降低算法所需的不確定性。**信息資訊**任務一高精度地圖的認知2．高精地圖的采集及生成

（1）高精地圖采集方法

c．實時更新實時更新主要針對道路的修改和突發(fā)路況，這一方面有較多的處理方式，比如與政府的實時路況處理部門合作等。**信息資訊**任務一高精度地圖的認知2．高精地圖的采集及生成

（1）高精地圖采集過程

a．道路元素圖像處理在高精度地圖中，為了給自動駕駛汽車提供道路的拓撲信息、交通約束信息，需要對道路元素進行識別，并做語義標注等以便于后期高精度地圖的制作。**信息資訊**任務一高精度地圖的認知2．高精地圖的采集及生成

（1）高精地圖采集過程

b．圖像識別與處理道路元素包括道路標志牌、紅綠燈、車道線和隔離帶等。高精度地圖的制作需要對各種道路元素進行圖像識別、語義標注等處理。**信息資訊**任務一高精度地圖的認知2．高精地圖的采集及生成

（1）高精地圖采集過程

c．激光點云處理激光點云由于其精度高、數(shù)據(jù)特征描述準確等特點，其處理技術廣泛地應用于自動駕駛中。在高精度地圖制作中，通常使用激光雷達掃描獲取點云數(shù)據(jù)，從而重建三維道路環(huán)境，并利用重建好的三維環(huán)境進行道路要素特征的提取與識別。**信息資訊**任務一高精度地圖的認知2．高精地圖的采集及生成

（1）高精地圖采集過程

d．激光點云特征提取激光點云特征提取激光雷達獲取的原始數(shù)據(jù)，同時，以激光點云文件形式進行儲存。點云文件包含物體表面的離散點集、法向量、顏色或標簽等基本信息，但缺少物體的曲面、體積以及各頂點間的幾何拓撲等信息。**信息資訊**任務一高精度地圖的認知2．高精地圖的采集及生成

（1）高精地圖采集過程

e．激光點云配準高清度地圖的制作需要從采集并處理后的道路環(huán)境，激光點云中提取如標志牌，交通燈以及防護欄等多種道路元素的坐標與正確的幾何參數(shù)。**信息資訊**任務一高精度地圖的認知2．高精地圖的采集及生成

（1）高精地圖采集過程

f．激光點云分割在高精度地圖制作中，為了能夠?qū)魲U、標志牌和路沿等交通道路元素，從大量雜亂無序的激光點云中識別出來，需要對激光點云進行分割后提取出來。**信息資訊**任務一高精度地圖的認知2．高精地圖的采集及生成

（1）高精地圖采集過程

g．同步定位與地圖構(gòu)建SLAM最早在機器人領域應用，使機器人從未知環(huán)境的未知地點出發(fā)，在運動過程中，通過觀測到的環(huán)境特征定位、自身形狀和姿態(tài)，再根據(jù)自身位置構(gòu)建周圍環(huán)境的地圖，從而達到同時定位和地圖構(gòu)建的目的。**信息資訊**任務一高精度地圖的認知高精度地圖采集系統(tǒng)認知任務一高精度定位系統(tǒng)的認知**任務實施**設備信息設備廠家

設備名稱

設備型號

任務描述依據(jù)下述實訓流程完成各環(huán)節(jié)實訓任務。項目備注一、前期準備

二、模塊認知模塊1：

TASK02高精度定位系統(tǒng)的認知

小明同學剛參觀學習了本校實訓室的智能網(wǎng)聯(lián)汽車，隨之便聯(lián)想到無人駕駛汽車是如何確定自己的定位的，便向任課老師提出了疑問，老師對其疑問進行了解答，并夸贊其有勇于探索、敢于鉆研的學習精神。

同學們，你們知道高精度定位系統(tǒng)的定義和功用嗎？

**情景引入**任務二高精度定位系統(tǒng)的認知1、高精度定位系統(tǒng)的概述**信息資訊**

（1）高精度定位系統(tǒng)定義任務二高精度定位系統(tǒng)的認知在智能網(wǎng)聯(lián)汽車領域的高精度定位系統(tǒng)，是指在車輛實時運行狀態(tài)過程中，以單一或多種混模式連續(xù)獲取車輛高精度位置的混合定位系統(tǒng)。1、高精度定位系統(tǒng)的概述**信息資訊**

（1）高精度定位系統(tǒng)分類任務二高精度定位系統(tǒng)的認知衛(wèi)星定位系統(tǒng)是一種使用衛(wèi)星對目標物進行準確定位的技術，它從最初的定位精度低，不能實時定位，難以提供及時的導航服務，發(fā)展到現(xiàn)如今高精度GNSS全球定位系統(tǒng)，實現(xiàn)了在任意時刻，地球上任意點都可以同時觀測到四顆衛(wèi)星，以便實現(xiàn)導航、定位、授時等功能。1、高精度定位系統(tǒng)的概述**信息資訊**

（1）高精度定位系統(tǒng)分類任務二高精度定位系統(tǒng)的認知a．全局定位全局定位（也稱絕對定位），是指通過定位系統(tǒng)直接獲取目標在全球坐標系下的位置信息（含三維坐標、速度、方向、時間等全局信息）。1、高精度定位系統(tǒng)的概述**信息資訊**

（1）高精度定位系統(tǒng)分類任務二高精度定位系統(tǒng)的認知a．全局定位全局定位（也稱絕對定位），是指通過定位系統(tǒng)直接獲取目標在全球坐標系下的位置信息（含三維坐標、速度、方向、時間等全局信息）。1、高精度定位系統(tǒng)的概述**信息資訊**

（1）高精度定位系統(tǒng)分類任務二高精度定位系統(tǒng)的認知a．全局定位（a）GNSS即全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)，是對北斗系統(tǒng)、GPS、GLONASS、Galileo系統(tǒng)等，這些單個衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)的統(tǒng)一稱呼。1、高精度定位系統(tǒng)的概述**信息資訊**

（1）高精度定位系統(tǒng)分類任務二高精度定位系統(tǒng)的認知a．全局定位（b）RTK即實時動態(tài)載波相位差分技術，是一種衛(wèi)星導航定位技術，是實時處理兩個測量站載波相位觀測量的差分方法。1、高精度定位系統(tǒng)的概述**信息資訊**

（1）高精度定位系統(tǒng)分類任務二高精度定位系統(tǒng)的認知a．全局定位（c）INS/Odometry。INS即慣性導航系統(tǒng)，有時也簡稱為慣性系統(tǒng)或慣性導航，它是航位推測系統(tǒng)的一種。1、高精度定位系統(tǒng)的概述**信息資訊**

（1）高精度定位系統(tǒng)分類任務二高精度定位系統(tǒng)的認知a．全局定位（d）SBAS。SBAS即星基增強系統(tǒng)，通過地球靜止軌道（GEO）衛(wèi)星搭載衛(wèi)星導航增強信號轉(zhuǎn)發(fā)器，1、高精度定位系統(tǒng)的概述**信息資訊**

（1）高精度定位系統(tǒng)分類任務二高精度定位系統(tǒng)的認知b．局部定位

局部定位（也稱相對定位）是指在智能網(wǎng)聯(lián)汽車運行的局部環(huán)境中，通過對周邊環(huán)境中特殊物體的圖像識別或特征匹配，與事先保存的地圖信息進行比對獲得環(huán)境物體和自車的局部相對位置；或者通過傳感器探測周邊靜態(tài)物體、運動目標的相對距離和相對角度及相對速度等信息，解算出自車與動態(tài)靜態(tài)目標物之間的相對位置。局部定位最終可以還原出全局位置信息。1、高精度定位系統(tǒng)的概述**信息資訊**

（1）高精度定位系統(tǒng)分類任務二高精度定位系統(tǒng)的認知b．局部定位

（a）圖像識別匹配。高精度視覺定位包括圖像獲取、圖像識別、圖像匹配和測距四個部分。1、高精度定位系統(tǒng)的概述**信息資訊**

（1）高精度定位系統(tǒng)分類任務二高精度定位系統(tǒng)的認知b．局部定位（b）道路特征識別。道路特征識別通過視覺手段（圖像、激光雷達傳感器、毫米波雷達傳感器等一種或多種傳感器融合形式）檢測路面上的車道線等高精度地圖對象，或者道路沿目標如路牌、建筑物等，通過一定算法形成道路特征指紋庫，回傳到云中心，不斷積累、融合，形成可供智能網(wǎng)聯(lián)汽車在運行時調(diào)用比對的高精度特征指紋大數(shù)據(jù)庫。1、高精度定位系統(tǒng)的概述**信息資訊**

（3）高精度定位系統(tǒng)作用任務二高精度定位系統(tǒng)的認知與高精度地圖一樣，高精度定位對自動駕駛也尤為重要。定位技術是自動駕駛的關鍵核心。因此，智能網(wǎng)聯(lián)汽車對全局獨立實時高精度定位的需求是必不可少的。一、高精度定位系統(tǒng)的概述**信息資訊**

（3）高精度定位系統(tǒng)作用任務二高精度定位系統(tǒng)的認知a．基于衛(wèi)星及地面差分增強網(wǎng)絡的高精度定位能力，僅靠衛(wèi)星和差分即能實現(xiàn)。星基差分是指不依賴于視覺、激光雷達及毫米波雷達等傳統(tǒng)傳感器，只靠衛(wèi)星和差分（有可能加入民用慣導）就能實時獲取自車高精度位置的能力，且精度一般在2～10cm，對于網(wǎng)聯(lián)駕駛都是必備的基礎能力。1、高精度定位系統(tǒng)的概述**信息資訊**

（3）高精度定位系統(tǒng)作用任務二高精度定位系統(tǒng)的認知b．自動駕駛中路徑規(guī)劃等都需要高精度定位。自動駕駛在切換至自動駕駛狀態(tài)前的路徑規(guī)劃需要獨立的高精度定位。1、高精度定位系統(tǒng)的概述**信息資訊**

（3）高精度定位系統(tǒng)作用任務二高精度定位系統(tǒng)的認知c．高精度定位通常融合雙目視覺和IMU系統(tǒng)來實現(xiàn)。雙目用于高精度定位其實有著明顯的優(yōu)勢，可以提高計算位置的準確性和可靠性，避免單目攝像頭的故障，雙目是為了提高計算的準確性，雙目和單目區(qū)別就是類似人的眼睛，人的雙眼和單眼，如果使用兩個眼睛去估測前面物體的距離，肯定比單眼更為準確，1、高精度定位系統(tǒng)的概述**信息資訊**

（3）高精度定位系統(tǒng)應用任務二高精度定位系統(tǒng)的認知智能網(wǎng)聯(lián)汽車，尤其是在L4、L5級的體系中，對實時動態(tài)高精度定位能力的需要是網(wǎng)性的、不可或缺的，定位精度一般要求達到厘米級，實時性要求100Hz以上，系統(tǒng)可用性求達到99.99999%的級別，1、高精度定位系統(tǒng)的概述**信息資訊**

（3）高精度定位系統(tǒng)應用任務二高精度定位系統(tǒng)的認知a．高精度定位在自動駕駛路徑規(guī)劃中的作用，自動駕駛的路徑規(guī)劃是繼環(huán)境感知識別之后，決策和執(zhí)行環(huán)節(jié)需要頻繁迭代調(diào)用的核心功能；而高精度定位為路徑規(guī)劃提供了起止點的精確位置，是路徑對話的必要前提。1、高精度定位系統(tǒng)的概述**信息資訊**

（3）高精度定位系統(tǒng)應用任務二高精度定位系統(tǒng)的認知b．高精度定位在自動駕駛決策控制中的作用，高精度定位不僅僅在環(huán)境感知和規(guī)劃環(huán)境需要用到，在自動駕駛的決策控制環(huán)節(jié)同樣也需要在更精細的維度上頻繁選代調(diào)用，以適應自動駕駛自車和環(huán)境的動態(tài)變化。1、高精度定位系統(tǒng)的概述**信息資訊**

（3）高精度定位系統(tǒng)應用任務二高精度定位系統(tǒng)的認知c．V2X中的實時位置信息廣播，自動駕駛汽車在單車足夠智能化的前提下，為了適應整個交通體系的智能化，需要同時朝網(wǎng)聯(lián)化方向發(fā)展。1、高精度定位系統(tǒng)的概述**信息資訊**

（3）高精度定位系統(tǒng)應用任務二高精度定位系統(tǒng)的認知d．即時定位與地圖構(gòu)建SLAM技術，在新一代的智能汽車感知決策技術中，從機器人技術中發(fā)展而來的SLAM將是最有前景的新技術之一。2、GPS定位系統(tǒng)概述**信息資訊**（1）GPS定位系統(tǒng)組成任務二高精度定位系統(tǒng)的認知GPS系統(tǒng)主要由三大部分組成：衛(wèi)星星座（空間部分）、地面監(jiān)測系統(tǒng)（地面部分）和GPS接收機（用戶設備部分），2、GPS定位系統(tǒng)概述**信息資訊**（1）GPS定位系統(tǒng)組成任務二高精度定位系統(tǒng)的認知a．GPS衛(wèi)星星座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個軌道面上。軌道面相對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，運行周期為11小時58分，2、GPS定位系統(tǒng)概述**信息資訊**（1）GPS定位系統(tǒng)組成任務二高精度定位系統(tǒng)的認知b．地面監(jiān)控系統(tǒng)該系統(tǒng)由5個監(jiān)測站、1個主控站和4個注入站組成，2、GPS定位系統(tǒng)概述**信息資訊**（1）GPS定位系統(tǒng)組成任務二高精度定位系統(tǒng)的認知c．GPS接收機GPS接收機是能夠接收、跟蹤、解譯和測量GPS信號的設備，由接收主機、天線、計算機以及控制顯示設備等組成，2、GPS定位系統(tǒng)概述**信息資訊**（2）GPS定位系統(tǒng)特點任務二高精度定位系統(tǒng)的認知a．能夠全球全天候定位。地球上任何地方、任何時間至少可以同時觀測到4顆GPS衛(wèi)星，確保實現(xiàn)全球全天候連續(xù)的導航定位服務。b．覆蓋范圍廣。能夠覆蓋全球98%的范圍。c．定位精度高。GPS相對定位精度在50km以內(nèi)可達6-10m，100-500km內(nèi)可達7-10m，1000km可達9-10m。2、GPS定位系統(tǒng)概述**信息資訊**（2）GPS定位系統(tǒng)特點任務二高精度定位系統(tǒng)的認知d．觀測時間短。20km以內(nèi)的相對靜態(tài)定位僅需15-20min；快速靜態(tài)相對定位測量時，當每個流動站與基準站相距15km以內(nèi)時，流動站觀測時間只需1-2min；采取實時動態(tài)定位模式時，每站觀測僅需幾秒。e．可提供全球統(tǒng)一的三維地心坐標，可同時精確測定測站平面位置和大地高程。

f．測站之間無須通視，只要求測站上空開闊，減少測量工作所需的經(jīng)費和時間，也使選點工作更靈活。2、GPS定位系統(tǒng)概述**信息資訊**（3）GPS定位系統(tǒng)工作原理任務二高精度定位系統(tǒng)的認知a．交會法GPS原理簡單地說就是通過導航衛(wèi)星確定目標坐標，然后對比地圖坐標確定目標的具體位置。2、GPS定位系統(tǒng)概述**信息資訊**（3）GPS定位系統(tǒng)工作原理任務二高精度定位系統(tǒng)的認知b．偽距測量及偽距單點定位偽距測量就是測定衛(wèi)星到接收機的距離。每個衛(wèi)星以每1ms一次的頻率播發(fā)偽隨機測距碼信號，若信號到達GPS接收機的傳播時間為dT，乘以光速就能示得距離。2、GPS定位系統(tǒng)概述**信息資訊**（3）GPS定位系統(tǒng)工作原理任務二高精度定位系統(tǒng)的認知c．載波相位測量及載波相位定位載波相位測量是測定GPS衛(wèi)星載波信號到接收機天線之間的相位延遲。3．慣性導航系統(tǒng)概述**信息資訊**（1）慣性導航系統(tǒng)定義任務二高精度定位系統(tǒng)的認知慣性導航系統(tǒng)（InertialNavigationSystem，INS）是一種不依賴于外部信息、也不向外輻射能量的自主式導航系統(tǒng)，是以陀螺儀和加速度計為敏感器件的導航參數(shù)解算系統(tǒng)。3．慣性導航系統(tǒng)概述**信息資訊**（2）慣性導航系統(tǒng)特點任務二高精度定位系統(tǒng)的認知a．不依賴于任何外部信息，也不向外部輻射能量，故隱蔽性好，也不受外界電磁干擾的影響。b．可全天候在全球任何地點工作。c．能提供位置、速度、航向和姿態(tài)角數(shù)據(jù)，導航信息連續(xù)性好而且噪聲低。d．數(shù)據(jù)更新率高，短期精度和穩(wěn)定性好3．慣性導航系統(tǒng)概述**信息資訊**（2）慣性導航系統(tǒng)特點任務二高精度定位系統(tǒng)的認知優(yōu)點：a．不依賴于任何外部信息，也不向外部輻射能量，故隱蔽性好，也不受外界電磁干擾的影響。b．可全天候在全球任何地點工作。c．能提供位置、速度、航向和姿態(tài)角數(shù)據(jù)，導航信息連續(xù)性好而且噪聲低。d．數(shù)據(jù)更新率高，短期精度和穩(wěn)定性好3．慣性導航系統(tǒng)概述**信息資訊**（2）慣性導航系統(tǒng)特點任務二高精度定位系統(tǒng)的認知缺點：a．定位誤差隨時間而增大，長期精度差。b．每次使用之前需要較長的初始對準時間。c．設備的價格較昂貴。d．不能給出時間信息。3．慣性導航系統(tǒng)概述**信息資訊**（3）慣性導航系統(tǒng)組成任務二高精度定位系統(tǒng)的認知慣性導航系統(tǒng)（INS）是利用慣性測量單元（IMU）的角度和加速度信息來計算載體的相對位置的一種定位技術。其主要由3個模塊組成：慣性測量單元、信號預處理單元和機械力學編排模塊，3．慣性導航系統(tǒng)概述**信息資訊**（3）慣性導航系統(tǒng)組成任務二高精度定位系統(tǒng)的認知a．陀螺儀陀螺有多種類型，根據(jù)陀螺轉(zhuǎn)子主軸的進動程度可分為二自由度陀螺和單自由度陀螺，3．慣性導航系統(tǒng)概述**信息資訊**（3）慣性導航系統(tǒng)組成任務二高精度定位系統(tǒng)的認知b．6軸MEMS加速度計其工作原理為電容的變化會被另外一塊專用芯片轉(zhuǎn)化成電壓信號，有時這個電壓信號還會被放大，3．慣性導航系統(tǒng)概述**信息資訊**（4）慣性導航系統(tǒng)工作原理任務二高精度定位系統(tǒng)的認知慣性導航的基本工作原理是以牛頓力學定律為基礎，通過測量載體在慣性參考系的加速度，將它對時間進行積分，且把它變換到導航坐標系中、就能夠得到在導航坐標系中的速度、偏航角和位置等信息。3．慣性導航系統(tǒng)概述**信息資訊**（5）慣性導航系統(tǒng)與衛(wèi)星定位導航的結(jié)合任務二高精度定位系統(tǒng)的認知全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)是應用最廣泛的定位系統(tǒng)，它使用方便，成本低，定位精度可達到5米。然而，定位導航系統(tǒng)的應用也面臨著易受干擾、動態(tài)環(huán)境可靠性差、數(shù)據(jù)輸出頻率低、高層建筑衛(wèi)星信號閉塞等問題，高精度定位系統(tǒng)工作原理認知**任務實施**任務二高精度定位系統(tǒng)的認知PART04智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控底盤技術智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術TASK01汽車線控技術概述一、汽車線控技術的發(fā)展概況任務一汽車線控技術概述最早應用于航空領域，稱為電傳操縱技術。用于航向控制、起落架控制等。隨著汽車“電動化、網(wǎng)聯(lián)化、智能化、共享化”的發(fā)展，以及駕乘人員對汽車駕駛性能、乘坐舒適性能要求的提高。汽車線控技術也逐漸形成。隨著汽車智能化發(fā)展的深入，線控技術在智能網(wǎng)聯(lián)汽車中的應用也越顯重要。起源任務一汽車線控技術概述一、汽車線控技術的發(fā)展概況美國的天合汽車集團提出把轉(zhuǎn)向盤至轉(zhuǎn)向輪之間的機械連接更換為電氣連接。20實際50年代20實際90年代德國的奔馳汽車公司開始研究前輪線控轉(zhuǎn)向，并應用于F400Carving概念車上。2001年意大利的博通汽車公司在日內(nèi)瓦第71屆國際汽車博覽會上展出了采用線控驅(qū)動系統(tǒng)的新型概念車。2003年日本的豐田汽車公司在紐約國際車展上展出了搭載線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的概念車。國外發(fā)展任務一汽車線控技術概述一、汽車線控技術的發(fā)展概況豐田汽車公司又推出了搭載線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的概念車。2010年2013年英菲尼迪汽車公司推出了第一款采用線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的量產(chǎn)車Q50。國外發(fā)展任務一汽車線控技術概述一、汽車線控技術的發(fā)展概況同濟大學開發(fā)的搭載線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的“春暉三號”電動汽車。2004年2009年吉林大學的汽車仿真與控制國家重點實驗室，開發(fā)了搭載線控轉(zhuǎn)向的試驗車。目前涌現(xiàn)出了一批開展線控底盤產(chǎn)品研發(fā)的企業(yè)。如上海拿森汽車電子有限公司、上海同馭汽車科技有限公司等。國內(nèi)發(fā)展任務一汽車線控技術概述一、汽車線控技術的發(fā)展概況發(fā)展趨勢智能網(wǎng)聯(lián)汽車電動化網(wǎng)聯(lián)化智能網(wǎng)化共享化無轉(zhuǎn)向盤無加速踏板無制動踏板無換擋桿二、汽車線控底盤系統(tǒng)概述根本特征：操縱機構(gòu)與執(zhí)行機構(gòu)之間沒有機械連接，不通過機械連接驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)，不通過機械連接反饋信息；操縱機構(gòu)的操縱意圖通過傳感器收集，通過電信號傳遞給執(zhí)行機構(gòu)；執(zhí)行機構(gòu)的動作驅(qū)動由外部的能源提供；操縱機構(gòu)通過模擬信號完成對駕駛員的反饋。任務一汽車線控技術概述概念操縱機構(gòu)執(zhí)行機構(gòu)機械、液壓、氣壓傳遞電信號和電能X方向運動任務一汽車線控技術概述構(gòu)成二、汽車線控底盤系統(tǒng)概述Y方向運動Z方向運動動力系統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)懸掛系統(tǒng)線控驅(qū)動系統(tǒng)線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)線控懸掛系統(tǒng)任務一汽車線控技術概述傳統(tǒng)車線控驅(qū)動二、汽車線控底盤系統(tǒng)概述加速踏板選檔桿電信號節(jié)氣門變速器任務一汽車線控技術概述新能源車線控驅(qū)動二、汽車線控底盤系統(tǒng)概述加速踏板選檔桿電信號驅(qū)動電機任務一汽車線控技術概述特點二、汽車線控底盤系統(tǒng)概述線控底盤的特點：能夠簡化底盤結(jié)構(gòu)提升控制精度降低布置難度提高控制靈活度軟件設計壓力大對電源依賴性大電磁干擾大TASK02汽車線控轉(zhuǎn)向技術一、線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)任務二汽車線控轉(zhuǎn)向技術線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)向盤模塊主控制器前輪轉(zhuǎn)向模塊自動防故障系統(tǒng)電源模塊一、線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)任務二汽車線控轉(zhuǎn)向技術轉(zhuǎn)向盤模塊自動防故障系統(tǒng)電源模塊轉(zhuǎn)向盤模塊包括轉(zhuǎn)向盤組件、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器、力矩傳感器、轉(zhuǎn)向盤回正力矩電機等。主要功能：①接收駕駛員的駕駛意圖，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并傳遞給主控制器；②接收主控制器的反饋信號，將路感反饋至駕駛員。一、線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)任務二汽車線控轉(zhuǎn)向技術前輪轉(zhuǎn)向模塊自動防故障系統(tǒng)電源模塊前輪轉(zhuǎn)向模塊包括角度傳感器、扭矩傳感器、轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機和前輪轉(zhuǎn)向組件等。主要功能：①接收主控制器的命令，按照控制單元的要求控制前輪轉(zhuǎn)角；②將測得的前輪轉(zhuǎn)角信號反饋給主控制器。一、線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)任務二汽車線控轉(zhuǎn)向技術小宇前輪轉(zhuǎn)向模塊自動防故障系統(tǒng)電源模塊兩個轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機，經(jīng)過減速齒輪減速和換向后將動力傳遞給轉(zhuǎn)向搖臂，轉(zhuǎn)向搖臂帶動轉(zhuǎn)向橫拉桿，轉(zhuǎn)向橫拉桿帶動轉(zhuǎn)向節(jié)臂，從而使轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)向。一、線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)任務二汽車線控轉(zhuǎn)向技術主控制器自動防故障系統(tǒng)電源模塊對采集的信號進行分析處理，判斷汽車的運動狀態(tài)；向轉(zhuǎn)向盤回正力矩電機發(fā)送命令，控制電機運轉(zhuǎn)；向轉(zhuǎn)向電機發(fā)送命令，控制電機運轉(zhuǎn)；識別駕駛員的誤操作，并合理規(guī)避誤操作；任務二汽車線控轉(zhuǎn)向技術一、線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)電源電源前輪轉(zhuǎn)向電機（500-800W）其他用電器電源負荷大、電流大、線路熱損耗大，存在安全隱患。升級42V電源減輕質(zhì)量減小電流降低成本便于安裝二、線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的原理任務二汽車線控轉(zhuǎn)向技術車輪轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向電機控制器轉(zhuǎn)角傳感器駕駛員轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器原理三、線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的特點任務二汽車線控轉(zhuǎn)向技術線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的特點改善汽車設計性能改善汽車駕駛特性增強汽車舒適性實現(xiàn)汽車個性化設置提高汽車安全性特點TASK03汽車線控制動技術一、線控制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)任務三汽車線控制動技術線控制動系統(tǒng)制動踏板模塊制主控單元制動執(zhí)行模塊一、線控制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)任務三汽車線控制動技術制動踏板模塊制動踏板踏板感覺模擬器踏板傳感器一、線控制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)任務三汽車線控制動技術控單元的主要功能是依據(jù)制動踏板模塊傳輸過來的制動信息、其他系統(tǒng)傳輸過來的車輛狀態(tài)信息，以及功能要求等進行綜合決策，將各制動輪的制動需求傳輸給執(zhí)行模塊。一、線控制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)任務三汽車線控制動技術制動執(zhí)行模塊的主要功能是依據(jù)主控單元的決策信息執(zhí)行相應的制動動作，達到預期的制動效果。二、線控制動系統(tǒng)的原理任務三汽車線控制動技術駕駛員制動踏板踏板深度傳感器主控單元制動電機制動力傳感器傳感器車輪車輪轉(zhuǎn)速傳感器三、線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的分類任務三汽車線控制動技術制動踏板模塊電子機械式線控制動系統(tǒng)電子液壓是先空制動系統(tǒng)電子機械式制動系統(tǒng)電子液壓式制動系統(tǒng)四、線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的特點任務三汽車線控制動技術特點：可實現(xiàn)高性能主動制動；可實現(xiàn)制動解耦；可實現(xiàn)制動感覺可調(diào)；擴展性強，便于實現(xiàn)坡道起步輔助、陡坡緩降、自動駐車等功能；可檢測和記錄制動系統(tǒng)相關數(shù)據(jù)；擺脫真空依賴，省去真空源相關零部件，重量更輕，占用空間更小，集成度更高；制動性能不受海拔高度、發(fā)動機轉(zhuǎn)速的影響，制動安全性更好；THANKS謝謝智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術PART05智能網(wǎng)聯(lián)汽車車聯(lián)網(wǎng)技術智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術TASK01

車聯(lián)網(wǎng)認知任務一

車聯(lián)網(wǎng)認知**情景引入**

我國人民精神文化生活的不斷豐富，綠色生產(chǎn)生活方式和美麗中國的目標逐步實現(xiàn)，大大促進了車聯(lián)網(wǎng)在智能網(wǎng)聯(lián)汽車上的應用，“聰明的車、智慧的路、靈活的網(wǎng)”已逐漸融入了人們的生活。作為智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術專業(yè)學生的你，該如何向他人介紹車聯(lián)網(wǎng)技術呢？一、車聯(lián)網(wǎng)的概念及方式任務一

車聯(lián)網(wǎng)認知**資訊信息**1．車與云端之間的通信（V2N）

車與云端（也可稱車與網(wǎng)絡）（Vehicle-To-Network，V2N），車與云端之間的通信是指車輛通過衛(wèi)星無線通信或移動蜂窩等無線通信技術實現(xiàn)與車聯(lián)網(wǎng)服務平臺的信息傳輸，接受平臺下達的控制指令，實時共享車輛數(shù)據(jù)，同時能夠讓車輛通過移動網(wǎng)絡與云端的服務器相連，進而實現(xiàn)導航、娛樂、防盜等應用功能。一、車聯(lián)網(wǎng)的概念及方式任務一

車聯(lián)網(wǎng)認知**資訊信息**2．車與車之間的通信（V2V）

車與車（Vehicle-To-Vehicle，V2V），車與車之間的通信是指車輛與車輛之間實現(xiàn)信息交流與信息共享，包括車輛位置、行駛速度等車輛狀態(tài)信息，可用于判斷道路車流狀況。最典型的應用就是防止車輛的各種剮蹭、碰撞和追尾等。一、車聯(lián)網(wǎng)的概念及方式任務一

車聯(lián)網(wǎng)認知**資訊信息**3．車與路之間的通信（V2R）

車與路（Vehicle-To-Road，V2R），車與路之間的通信是指車輛與道路及路邊的基礎設施進行數(shù)據(jù)的交換（比如可以獲取紅綠燈、各種道路指示牌信息等），用于監(jiān)測道路路面狀況，引導車輛選擇最佳行駛路徑。一、車聯(lián)網(wǎng)的概念及方式任務一

車聯(lián)網(wǎng)認知**資訊信息**4．車與人之間的通信（V2P）

車與人（Vehicle-To-Pedestrian，V2P），車與人之間的通信是指車輛可以通過Wi-Fi、藍牙、蜂窩等無線通信手段感知行人的位置和行動軌跡，從而實現(xiàn)更加安全的行駛。此外車輛還可以通過V2P技術向行人發(fā)出語音警告，或向車輛發(fā)出剎車指令，以防止交通事故的發(fā)生。一、車聯(lián)網(wǎng)的概念及方式任務一

車聯(lián)網(wǎng)認知**資訊信息**5．車內(nèi)設備之間的通信（總線技術）

車內(nèi)設備之間的通信是指車輛內(nèi)部各設備之間的信息數(shù)據(jù)傳輸，用于對設備狀態(tài)的實時檢測與運行控制，建立數(shù)字化的車內(nèi)控制系統(tǒng)。二、車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的組成任務一

車聯(lián)網(wǎng)認知**資訊信息**1．車輛和車載系統(tǒng)2．車輛標識系統(tǒng)3．路邊設備系統(tǒng)4．通信系統(tǒng)三、車聯(lián)網(wǎng)的關鍵技術任務一

車聯(lián)網(wǎng)認知**資訊信息**1．射頻識別技術

射頻識別（RadioFrequencyIdentification，RFID）技術是通過無線射頻信號實現(xiàn)物體識別的一種技術，具有非接觸、雙向通信、自動識別等特征，對人體和物體均有較好的效果。

不但可以感知物體的位置，還能感知物體的移動狀態(tài)并進行跟蹤。三、車聯(lián)網(wǎng)的關鍵技術任務一

車聯(lián)網(wǎng)認知**資訊信息**2．傳感網(wǎng)絡技術

不同的傳感器組成一個龐大的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，動態(tài)采集一切車聯(lián)網(wǎng)服務所需要的原始數(shù)據(jù)，如車輛位置、狀態(tài)參數(shù)、交通信息等。3．衛(wèi)星定位技術

GPS技術北斗衛(wèi)星技術三、車聯(lián)網(wǎng)的關鍵技術任務一

車聯(lián)網(wǎng)認知**資訊信息**4．無線通信技術

在各種無線傳輸技術的支持下，數(shù)據(jù)可以在服務器的控制下進行交換，實現(xiàn)業(yè)務數(shù)據(jù)的實時傳輸，并通過指令的傳輸實現(xiàn)對網(wǎng)內(nèi)車輛的實時監(jiān)測和控制。5．大數(shù)據(jù)分析技術

常見的大數(shù)據(jù)技術包括信息管理系統(tǒng)、分布式數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)挖掘、聚類分析等。6．標準及安全體系

四、車聯(lián)網(wǎng)的應用任務一

車聯(lián)網(wǎng)認知**資訊信息**1．車輛安全方面2．交通控制方面3．信息服務方面4．智慧城市與智能交通方面任務一

車聯(lián)網(wǎng)認知**任務實施**TASK02常用車內(nèi)網(wǎng)通信技術認知任務二常用車內(nèi)網(wǎng)通信技術認知**情景引入**

智能網(wǎng)聯(lián)汽車的應用，讓汽車內(nèi)的控制元件越來越多，為了能夠協(xié)同工作，它們之間需要不斷進行信息交互，你知道它們是如何進行無障礙通信的嗎？一、車內(nèi)網(wǎng)通信技術概述任務二常用車內(nèi)網(wǎng)通信技術認知自動防故障系統(tǒng)電源模塊1．汽車車內(nèi)網(wǎng)絡定義

汽車車內(nèi)網(wǎng)絡也稱為車載網(wǎng)絡，是指將汽車上所有的傳感器、執(zhí)行器和電子控制單元（簡稱電控單元）進行有效連接，構(gòu)成的通信形式。**資訊信息**一、車內(nèi)網(wǎng)通信技術概述任務二常用車內(nèi)網(wǎng)通信技術認知自動防故障系統(tǒng)電源模塊2．車載網(wǎng)絡的組成

車載網(wǎng)絡主要由電控單元、數(shù)據(jù)總線、網(wǎng)絡、網(wǎng)絡協(xié)議、網(wǎng)關等組成。**資訊信息**一、車內(nèi)網(wǎng)通信技術概述任務二常用車內(nèi)網(wǎng)通信技術認知自動防故障系統(tǒng)電源模塊3．車載網(wǎng)絡的分類

美國汽車工程師學會（SAE）提出將車載網(wǎng)絡劃分為5種類型，分別為A類低速網(wǎng)絡、B類中速網(wǎng)絡、C類高速網(wǎng)絡、D類多媒體網(wǎng)絡和E類安全應用網(wǎng)絡。**資訊信息**4.D類網(wǎng)絡2.B類總線1.A類網(wǎng)絡3.C類網(wǎng)絡5.E類網(wǎng)絡一、車內(nèi)網(wǎng)通信技術概述任務二常用車內(nèi)網(wǎng)通信技術認知自動防故障系統(tǒng)電源模塊**資訊信息**3．車載網(wǎng)絡的分類（1）A類低速網(wǎng)絡: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），主要用于電動門窗、電動座椅、照明系統(tǒng)等（2）B類中速網(wǎng)絡：傳輸速率在10~125kbit/s之間，對實時性要求不太高，主要面向獨立模塊之間數(shù)據(jù)共享的中速網(wǎng)絡；主流協(xié)議是低速CAN（控制器局域網(wǎng)絡），主要用于故障診斷、空調(diào)、儀表顯示一、車內(nèi)網(wǎng)通信技術概述任務二常用車內(nèi)網(wǎng)通信技術認知自動防故障系統(tǒng)電源模塊**資訊信息**3．車載網(wǎng)絡的分類（3）C類高速網(wǎng)絡：傳輸速率在125~1000kbit/s之間，對實時性要求高，主要面向高速、實時閉環(huán)控制的多路傳輸網(wǎng)；主流協(xié)議是高速CAN、FlexRay等，主要用于發(fā)動機控制、ABS、ASR、ESP、懸架控制等（4）D類多媒體網(wǎng)絡：