智能網(wǎng)聯(lián)汽車裝調(diào)與測(cè)試（彩色版配實(shí)訓(xùn)工單）課件全套 項(xiàng)目1-5 智能網(wǎng)聯(lián)汽車安裝與安全操作- 智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控底盤改裝與控制測(cè)試

任務(wù)1.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車認(rèn)知與安裝01學(xué)習(xí)目標(biāo)CONTENTE知識(shí)目標(biāo):掌握智能網(wǎng)聯(lián)汽車的定義與內(nèi)涵；掌握智能網(wǎng)聯(lián)汽車的等級(jí)劃分方法；掌握智能網(wǎng)聯(lián)汽車的系統(tǒng)組成與功用；掌握智能網(wǎng)聯(lián)汽車的安裝方法。02學(xué)習(xí)目標(biāo)CONTENTE能力目標(biāo):能從電控的角度對(duì)智能網(wǎng)聯(lián)汽車各部件（系統(tǒng)）進(jìn)行劃分；能對(duì)市場(chǎng)上主流智能網(wǎng)聯(lián)汽車進(jìn)行等級(jí)劃分；能自主查閱智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)資料并完成車輛部件認(rèn)知和安裝。0102學(xué)習(xí)內(nèi)容CONTENTE智能網(wǎng)聯(lián)汽車的定義與等級(jí)劃分智能網(wǎng)聯(lián)汽車的結(jié)構(gòu)組成及關(guān)鍵技術(shù)智能網(wǎng)聯(lián)汽車認(rèn)知與安裝03智能網(wǎng)聯(lián)汽車的定義與等級(jí)劃分01任務(wù)1.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車認(rèn)知與安裝定義1.智能網(wǎng)聯(lián)汽車的定義與等級(jí)劃分6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（人、車、路、后臺(tái)等）智能信息交換共享，具備復(fù)雜的環(huán)境感知、智能決策、協(xié)同控制和執(zhí)行等功能，可實(shí)現(xiàn)安全、舒適、節(jié)能、高效行駛，并最終可替代人來(lái)操作的新一代汽車，稱之為ICV（IntelligentandConnectedVehicle，ICV）。定義1.智能網(wǎng)聯(lián)汽車的定義與等級(jí)劃分根據(jù)GB/T36415-2018《汽車行業(yè)信息化實(shí)施規(guī)范》的定義：內(nèi)涵1.智能網(wǎng)聯(lián)汽車的定義與等級(jí)劃分自主式智能汽車（Autonomous

Vehicle）：指依靠自車所搭載的各類傳感器對(duì)車輛周圍環(huán)境進(jìn)行感知，依靠車載控制器進(jìn)行決策和控制并交由底層執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛。內(nèi)涵1.智能網(wǎng)聯(lián)汽車的定義與等級(jí)劃分自主式智能汽車（Autonomous

Vehicle）：指依靠自車所搭載的各類傳感器對(duì)車輛周圍環(huán)境進(jìn)行感知，依靠車載控制器進(jìn)行決策和控制并交由底層執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛。內(nèi)涵1.智能網(wǎng)聯(lián)汽車的定義與等級(jí)劃分網(wǎng)聯(lián)式智能汽車（Connected

Vehicle）：車輛通過(guò)V2X通信的方式獲取外界的環(huán)境信息并幫助車輛進(jìn)行決策與控制。內(nèi)涵1.智能網(wǎng)聯(lián)汽車的定義與等級(jí)劃分網(wǎng)聯(lián)式智能汽車（Connected

Vehicle）：車輛通過(guò)V2X通信的方式獲取外界的環(huán)境信息并幫助車輛進(jìn)行決策與控制。內(nèi)涵1.智能網(wǎng)聯(lián)汽車的定義與等級(jí)劃分車聯(lián)網(wǎng)屬于物聯(lián)網(wǎng)的其中一種：是以車內(nèi)網(wǎng)、車際網(wǎng)和車云網(wǎng)為基礎(chǔ)，借助全新的信息和通信技術(shù)，按照約定的通信協(xié)議和數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)車與X（人、車、路、云等系統(tǒng)）之間進(jìn)行無(wú)線通訊和信息交換的大系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，是能夠?qū)崿F(xiàn)智能交通管理、智能動(dòng)態(tài)信息服務(wù)和車輛智能化控制的一體化網(wǎng)絡(luò)。內(nèi)涵1.智能網(wǎng)聯(lián)汽車的定義與等級(jí)劃分等級(jí)劃分1.智能網(wǎng)聯(lián)汽車的定義與等級(jí)劃分SAE--SocietyofAutomotive

Engineers--國(guó)際自動(dòng)機(jī)工程師學(xué)會(huì)，原譯：美國(guó)汽車工程師學(xué)會(huì)等級(jí)劃分自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)（ACC)1.智能網(wǎng)聯(lián)汽車的定義與等級(jí)劃分u

LEVEL1級(jí)別稱其為“駕駛輔助”該層次車輛有一定的功能協(xié)助駕駛員執(zhí)行橫向，或者縱向的車輛運(yùn)動(dòng)的特定任務(wù)（但不是同時(shí)能完成并線超車這種復(fù)雜的任務(wù)），駕駛員承擔(dān)大部分車輛控制能力。自動(dòng)緊急制動(dòng)(AEB)電子穩(wěn)定性控制(ESC)uLevel

2其含義為“部分自動(dòng)化”該層次車輛能夠有一定能力協(xié)助駕駛員執(zhí)行包括橫向，縱向的車輛運(yùn)動(dòng)任務(wù)（車輛能自主實(shí)現(xiàn)特定地復(fù)雜任務(wù)），但駕駛員需要實(shí)時(shí)監(jiān)控車輛完成這些任務(wù)。自動(dòng)輔助變道自動(dòng)輔助導(dǎo)航駕駛等級(jí)劃分1.智能網(wǎng)聯(lián)汽車的定義與等級(jí)劃分等級(jí)劃分1.智能網(wǎng)聯(lián)汽車的定義與等級(jí)劃分uLevel

3其含義為“有限制條件的自動(dòng)駕駛”，該層次汽車能夠在某個(gè)特定的駕駛交通環(huán)境下讓駕駛員完全不用控制汽車，而且可以自動(dòng)檢測(cè)環(huán)境的變化以判斷是否返回駕駛員駕駛模式，駕駛員無(wú)需一直對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視，可稱之為“半自動(dòng)駕駛”L3責(zé)任不明問(wèn)題想必是導(dǎo)致斬?cái)郘3自動(dòng)駕駛量產(chǎn)的關(guān)鍵所在。2021年梅賽德斯奔馳成為全球首個(gè)獲得聯(lián)合國(guó)法規(guī)UN-R157

ALKS自動(dòng)車道保持系統(tǒng)認(rèn)證的汽車企業(yè)，意味著全球汽車企業(yè)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)認(rèn)證工作的正式開啟。uL4級(jí)，高度自動(dòng)化可以實(shí)現(xiàn)駕駛?cè)滩恍枰{駛員，但是會(huì)有限制條件，例如限制車輛車速不能超過(guò)一定值，且駕駛區(qū)域相對(duì)固定。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。uL5級(jí)，完全自動(dòng)化完全自適應(yīng)駕駛，適應(yīng)任何駕駛場(chǎng)景。但是涉及到法律、高科技突破等限制，目前還需要進(jìn)一步深入研發(fā)，對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品目前還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)。L3級(jí)是當(dāng)?shù)缆窢顩r不滿足自動(dòng)駕駛條件時(shí)，需要駕駛員接管汽車。L4級(jí)駕駛自動(dòng)化就將行駛狀態(tài)的所有道路安全責(zé)任轉(zhuǎn)移給汽車本身。等級(jí)劃分1.智能網(wǎng)聯(lián)汽車的定義與等級(jí)劃分DDT（

Dynamic

Driving

Task，

動(dòng)態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)）：指在道路上駕駛車輛需要做的實(shí)時(shí)操作和決策行為操作包括轉(zhuǎn)向、加速和減速，決策包括路徑規(guī)劃等。OEDR（

objectandEventDetectionandResponse，物體和事件的探測(cè)和響應(yīng)）：指駕駛員或自動(dòng)駕駛系統(tǒng)對(duì)突發(fā)情況的探測(cè)和應(yīng)對(duì),在自動(dòng)駕駛模式下，系統(tǒng)負(fù)責(zé)OEDR，應(yīng)對(duì)可能影響安全操作的其他事物，進(jìn)行檢測(cè)響應(yīng).DDT

Fallback（動(dòng)態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)支援）自動(dòng)駕駛在設(shè)計(jì)時(shí)，需考慮發(fā)生系統(tǒng)失效或者出現(xiàn)超出系統(tǒng)設(shè)計(jì)的使用范圍之外的情況，當(dāng)該情形發(fā)生時(shí)，駕駛員或自動(dòng)駕駛系統(tǒng)需做岀最小化風(fēng)險(xiǎn)的解決響應(yīng)。ODD（

Operational

Design

Domain，設(shè)計(jì)的適用范圍）：將已知的天氣環(huán)境、道路情況、車速、車流量等信息作出測(cè)定，給定自動(dòng)駕駛

系統(tǒng)具體的條件，以確保系統(tǒng)能力在安全適用的環(huán)境之內(nèi)。等級(jí)劃分1.智能網(wǎng)聯(lián)汽車的定義與等級(jí)劃分等級(jí)劃分1.智能網(wǎng)聯(lián)汽車的定義與等級(jí)劃分等級(jí)劃分1.智能網(wǎng)聯(lián)汽車的定義與等級(jí)劃分智能網(wǎng)聯(lián)汽車的結(jié)構(gòu)組成及關(guān)鍵技術(shù)02任務(wù)1.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車認(rèn)知與安裝組成與功用2.

結(jié)構(gòu)組成及關(guān)鍵技術(shù)從硬件上看，智能網(wǎng)聯(lián)汽車智能駕駛系統(tǒng)由傳感器、計(jì)算單元和線控底盤三部分組成。從硬件上看，智能網(wǎng)聯(lián)汽車智能駕駛系統(tǒng)由傳感器、計(jì)算單元和線控底盤三部分組成分別對(duì)應(yīng)智能駕駛的環(huán)境感知層、智能決策層以及控制和執(zhí)行層。組成與功用2.

結(jié)構(gòu)組成及關(guān)鍵技術(shù)環(huán)境感知層的主要功能是通過(guò)車載環(huán)境感知技術(shù)、衛(wèi)星定位技術(shù)、4G/5G及V2X無(wú)線通信技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛自身屬性和車輛外在屬性（如道路、車輛和行人等）靜、動(dòng)態(tài)信息的提取和收集，并向智能決策層輸送信息。組成與功用2.

結(jié)構(gòu)組成及關(guān)鍵技術(shù)組成與功用2.

結(jié)構(gòu)組成及關(guān)鍵技術(shù)u

高清攝像頭車載攝像機(jī)是實(shí)現(xiàn)眾多預(yù)警、識(shí)別類ADAS功能的基礎(chǔ)，是目前最便宜也是最常用的車載傳感器之一。攝像機(jī)可以識(shí)別車輛行駛環(huán)境中的車輛、行人、車道線、路標(biāo)、交通標(biāo)志、交通信號(hào)燈等，具有較高的圖像穩(wěn)定性、抗干擾能力和傳輸能力。組成與功用2.

結(jié)構(gòu)組成及關(guān)鍵技術(shù)u

高清攝像頭特斯拉：超聲波雷達(dá)（×12）探測(cè)距離：8m前置毫米波雷達(dá)（×1）探測(cè)距離：160m前置主攝像頭（×3）探測(cè)距離：250m/150m/60m前側(cè)視攝像頭（×2）探測(cè)距離：80m后側(cè)視攝像頭（×2）探測(cè)距離：100m后視攝像頭（×1）探測(cè)距離：50m組成與功用2.

結(jié)構(gòu)組成及關(guān)鍵技術(shù)u

激光雷達(dá)激光雷達(dá)是以發(fā)射激光束來(lái)探測(cè)目標(biāo)空間位置的主動(dòng)測(cè)量設(shè)備。在自動(dòng)駕駛場(chǎng)景中，激光雷達(dá)主要有兩個(gè)功能：3D的環(huán)境感知與SLAM加強(qiáng)定位。u

毫米波雷達(dá)與激光波雷達(dá)相比，毫米波雷達(dá)不僅成本更低，且可以同時(shí)解決攝像機(jī)測(cè)距、測(cè)速不夠精確的問(wèn)題，此外毫米波雷達(dá)還可以完美處理激光雷達(dá)所處理不了的沙塵天氣。組成與功用2.

結(jié)構(gòu)組成及關(guān)鍵技術(shù)u

毫米波雷達(dá)與激光波雷達(dá)相比，毫米波雷達(dá)不僅成本更低，且可以同時(shí)解決攝像機(jī)測(cè)距、測(cè)速不夠精確的問(wèn)題，此外毫米波雷達(dá)還可以完美處理激光雷達(dá)所處理不了的沙塵天氣。組成與功用2.

結(jié)構(gòu)組成及關(guān)鍵技術(shù)組成與功用2.

結(jié)構(gòu)組成及關(guān)鍵技術(shù)u

超聲波雷達(dá)聲波雷達(dá)工作在機(jī)械波波段，工作頻率在

20kHz以上。超聲波雷達(dá)具有頻率高、波長(zhǎng)短、繞射現(xiàn)象小、方向性好、能夠成為射線而定向傳播等優(yōu)點(diǎn)，且兼具防水、防塵的特性，因此非常適合應(yīng)用于泊車。u

IMU+GPS無(wú)人駕駛的車輛中，一般都會(huì)有組合導(dǎo)航，一個(gè)最基本的組合導(dǎo)航，包括了兩個(gè)部分:GPS(全球定位系統(tǒng))和IMU（慣性傳感器）組成與功用2.

結(jié)構(gòu)組成及關(guān)鍵技術(shù)組成與功用2.

結(jié)構(gòu)組成及關(guān)鍵技術(shù)u

高精地圖高精地圖是用于自動(dòng)駕駛的專題地圖，由含有語(yǔ)義信息的車道模型、道路部件(Object)、道路屬性三類矢量信息，以及用于多傳感器定位的特征(feature)圖層構(gòu)成。組成與功用2.

結(jié)構(gòu)組成及關(guān)鍵技術(shù)u

T-BOXT-BOX作為無(wú)線網(wǎng)關(guān)，通過(guò)4G遠(yuǎn)程無(wú)線通訊、GPS衛(wèi)星定位、加速度傳感和CAN通訊等功能，為整車提供遠(yuǎn)程通訊接口，提供包括行車數(shù)據(jù)采集、行駛軌跡記錄、車輛故障監(jiān)控、車輛遠(yuǎn)程查詢和控制（開閉鎖、空調(diào)控制、車窗控制、發(fā)送機(jī)扭矩限制、發(fā)動(dòng)機(jī)啟停）、駕駛行為分析、4G無(wú)線熱點(diǎn)分享等服務(wù)。組成與功用2.

結(jié)構(gòu)組成及關(guān)鍵技術(shù)自動(dòng)駕駛計(jì)算單元是一種專門用于處理自動(dòng)駕駛相關(guān)數(shù)據(jù)和算法的硬件平臺(tái)。根據(jù)不同的廠商和技術(shù)方案，自動(dòng)駕駛計(jì)算單元有多種平臺(tái)，例如：英偉達(dá)的Drive

AGX系列高通的Snapdragon

Ride系列

、華為的MDC系列。組成與功用2.

結(jié)構(gòu)組成及關(guān)鍵技術(shù)控制執(zhí)行層的主要功能是根據(jù)功能決策層的指令對(duì)車輛進(jìn)行操作和協(xié)調(diào)。組成與功用2.

結(jié)構(gòu)組成及關(guān)鍵技術(shù)線控底盤是智能網(wǎng)聯(lián)汽車的執(zhí)行部分，需要執(zhí)行上層控制的運(yùn)動(dòng)指令，完成此過(guò)程需要依賴底盤的線控系統(tǒng)（

X-by-wire）。關(guān)鍵技術(shù)2.

結(jié)構(gòu)組成及關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)2.

結(jié)構(gòu)組成及關(guān)鍵技術(shù)u擬人化自動(dòng)駕駛關(guān)鍵技術(shù)2.

結(jié)構(gòu)組成及關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)2.

結(jié)構(gòu)組成及關(guān)鍵技術(shù)u

融合關(guān)鍵技術(shù)2.

結(jié)構(gòu)組成及關(guān)鍵技術(shù)u

融合在自動(dòng)駕駛汽車中，定位、雷達(dá)、視覺(jué)等傳感器協(xié)作融合，能夠以圖像、點(diǎn)云等形式輸入收集到的環(huán)境數(shù)據(jù)，并通過(guò)算法的提取、處理和融合，進(jìn)一步形成完整的汽車周邊駕駛態(tài)勢(shì)圖，為駕駛行為決策提供依據(jù)。u

高精定位----基于GPS+IMU基于差分GPS+慣性導(dǎo)航IMU的組合是最為常規(guī)的定位方法。精度可以達(dá)到米級(jí)。對(duì)于低精度的定位要求，差分GPS+慣性導(dǎo)航IMU可謂是一堆黃金組合，在GPS信號(hào)良好時(shí)，GPS起主導(dǎo)作用，當(dāng)GPS信號(hào)暫時(shí)中斷（例如隧道環(huán)境），慣性導(dǎo)航又可以在短時(shí)間依靠航位推算繼續(xù)提高較高精度的定位。關(guān)鍵技術(shù)2.

結(jié)構(gòu)組成及關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)2.

結(jié)構(gòu)組成及關(guān)鍵技術(shù)u

高精定位----基于激光雷達(dá)+高精地圖激光雷達(dá)+高精地圖定位是一種利用激光雷達(dá)掃描周圍環(huán)境，與預(yù)先建立的高精地圖進(jìn)行匹配，計(jì)算出車輛相對(duì)于地圖的位置的方法關(guān)鍵技術(shù)2.

結(jié)構(gòu)組成及關(guān)鍵技術(shù)u

高精定位----基于激光雷達(dá)+組合慣導(dǎo)+高精地圖關(guān)鍵技術(shù)2.

結(jié)構(gòu)組成及關(guān)鍵技術(shù)u

高精定位----基于視覺(jué)+高精地圖視覺(jué)定位是指用車載攝像頭拍攝環(huán)境圖像，跟已知的地圖元素做對(duì)比或以遞推方式計(jì)算車輛位置的定位方式u

道路環(huán)境檢測(cè)—激光雷達(dá)關(guān)鍵技術(shù)2.

結(jié)構(gòu)組成及關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)2.

結(jié)構(gòu)組成及關(guān)鍵技術(shù)u

道路環(huán)境檢測(cè)—視覺(jué)基于深度學(xué)習(xí)的計(jì)算機(jī)視覺(jué)，應(yīng)用于無(wú)人駕駛的視覺(jué)感知系統(tǒng)中，主要分為四大塊：動(dòng)態(tài)物體檢測(cè)（Dynamic

Object

Detection）、通行空間（Free

Space）、車道線檢測(cè)（Lane

Detection）、靜態(tài)物體檢測(cè)（Static

Object

Detection）等。u

道路環(huán)境檢測(cè)—語(yǔ)義分割/深度信息關(guān)鍵技術(shù)2.

結(jié)構(gòu)組成及關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)2.

結(jié)構(gòu)組成及關(guān)鍵技術(shù)動(dòng)態(tài)物體檢測(cè)（Dynamic

Object

Detection）兩種方法：輸入激光雷達(dá)的單幀掃描點(diǎn)云和攝像頭的圖片信息，進(jìn)行在3D空間的更準(zhǔn)確的目標(biāo)檢測(cè)。激光雷達(dá)的位置和攝像頭的位置需要提前進(jìn)行聯(lián)合標(biāo)定，現(xiàn)在主要是基于MV3D算法來(lái)實(shí)現(xiàn)。將lidar_detector和image_detector的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行融合，image_detector

的識(shí)別類別被添加到lidar_detector的聚類結(jié)果上。u

行駛軌跡預(yù)測(cè)關(guān)鍵技術(shù)2.

結(jié)構(gòu)組成及關(guān)鍵技術(shù)自動(dòng)駕駛行駛軌跡預(yù)測(cè)是指根據(jù)車輛周圍的環(huán)境和目標(biāo)的狀態(tài)，預(yù)測(cè)目標(biāo)在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)軌跡。這是自動(dòng)駕駛系統(tǒng)中一個(gè)重要的模塊，它可以幫助車輛做出合理的規(guī)劃和控制決策，避免碰撞和交通事故關(guān)鍵技術(shù)2.

結(jié)構(gòu)組成及關(guān)鍵技術(shù)u

決策與路徑規(guī)劃自動(dòng)駕駛路徑規(guī)劃和決策之間的關(guān)系是密切的。決策是指根據(jù)車輛的目的地和周圍環(huán)境，確定車輛應(yīng)該采取的行為，例如變道、超車、停車等2。路徑規(guī)劃是指在決策的基礎(chǔ)上，生成一條或多條可行駛的軌跡，滿足安全、高效、舒適等要求關(guān)鍵技術(shù)2.

結(jié)構(gòu)組成及關(guān)鍵技術(shù)uend-to-end自動(dòng)駕駛端到端自動(dòng)駕駛是指直接從原始傳感器數(shù)據(jù)產(chǎn)生實(shí)時(shí)決策進(jìn)而自動(dòng)控制車輛的方法。它不需要對(duì)傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)雜的預(yù)處理和特征提取，也不需要設(shè)計(jì)多個(gè)模塊來(lái)完成感知、決策和執(zhí)行等任務(wù)。的缺點(diǎn)是缺乏可解釋性和安全保障，需要大量的智能網(wǎng)聯(lián)汽車認(rèn)知與安裝03任務(wù)1.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車認(rèn)知與安裝實(shí)踐內(nèi)容3.智能網(wǎng)聯(lián)汽車認(rèn)知與安裝請(qǐng)查閱相關(guān)技術(shù)文檔，完成智能網(wǎng)聯(lián)車輛認(rèn)知與安裝！任務(wù)1.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車安全操作學(xué)習(xí)目標(biāo)CONTENTE01知識(shí)目標(biāo):掌握智能網(wǎng)聯(lián)汽車的安全防護(hù)機(jī)制；掌握智能網(wǎng)聯(lián)汽車安全操作和緊急應(yīng)對(duì)方法。02學(xué)習(xí)目標(biāo)CONTENTE能力目標(biāo):能安全操控智能網(wǎng)聯(lián)汽車并在緊急情況下使車輛安全停下。0102學(xué)習(xí)內(nèi)容CONTENTE智能網(wǎng)聯(lián)汽車開發(fā)套件安全防護(hù)機(jī)制智能網(wǎng)聯(lián)汽車（乘用車）安全防護(hù)機(jī)制智能網(wǎng)聯(lián)車輛安全操作0301 智能網(wǎng)聯(lián)汽車開發(fā)套件安全防護(hù)機(jī)制任務(wù)1.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車安全操作限速保護(hù)1.開發(fā)套件安全防護(hù)機(jī)制無(wú)論自動(dòng)駕駛模式或是遙控駕駛模式，車輛控制器會(huì)將車速限制在一個(gè)比較安全的范圍，開發(fā)套件的最高速度一般被限制為前進(jìn)20km/h。時(shí)刻注意危險(xiǎn)情況，隨時(shí)做好接管準(zhǔn)備，正常測(cè)試建議遙控器專人負(fù)責(zé)。遙控接管1.開發(fā)套件安全防護(hù)機(jī)制當(dāng)車輛處于自動(dòng)駕駛模式時(shí)，如果出現(xiàn)偏離航向、車速過(guò)快或者有碰撞風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，可以直接使用遙控器接管車輛的控制，遙控器所發(fā)出的控制指令的優(yōu)先級(jí)永遠(yuǎn)高于自動(dòng)駕駛系統(tǒng)所給出的控制指令，詳細(xì)操作見(jiàn)任務(wù)實(shí)施部分。急停開關(guān)1.開發(fā)套件安全防護(hù)機(jī)制當(dāng)車輛在自動(dòng)駕駛模式中有碰撞風(fēng)險(xiǎn)且無(wú)法使用遙控器時(shí)，隨車人員可以根據(jù)實(shí)際情況選擇拍下急停開關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)全車制動(dòng)，有效規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)。提示：急停開關(guān)被拍下后，車輪將會(huì)抱死，遙控器的指令也將無(wú)法對(duì)車輛進(jìn)行操控，必須要在旋開急停開關(guān)以后，才能繼續(xù)進(jìn)行操作。碰撞保護(hù)1.開發(fā)套件安全防護(hù)機(jī)制車輛前后分別有?條防撞條，能夠感應(yīng)防撞條與車體間的壓力從而判斷是否發(fā)生了碰撞。當(dāng)發(fā)生輕微碰撞時(shí)，碰撞保護(hù)觸點(diǎn)開關(guān)感受到壓力就會(huì)立即解除動(dòng)力，并會(huì)出發(fā)剎車，待車停穩(wěn)后自動(dòng)復(fù)位，以防進(jìn)?步傷害。此外，防撞條本身也能形成有效的隔離，?定程度上保護(hù)車輛和被撞物體。02 智能網(wǎng)聯(lián)汽車（乘用車）安全防護(hù)機(jī)制任務(wù)1.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車安全操作接管機(jī)制2.（乘用車）安全防護(hù)機(jī)制在汽車自動(dòng)駕駛期間，通過(guò)人工操控加速踏板、制動(dòng)踏板和方向盤均可以實(shí)現(xiàn)人工接管車輛，即人工干預(yù)下退出線控模式，同時(shí)切換到手動(dòng)駕駛模式。功能安全2.（乘用車）安全防護(hù)機(jī)制高速轉(zhuǎn)向安全性高速行駛時(shí)非預(yù)期的轉(zhuǎn)向指令不應(yīng)致使車輛發(fā)生危及駕駛安全的行為失效安全智能駕駛系統(tǒng)失效包括通信丟失、通信異常，自動(dòng)駕駛控制器檢測(cè)該類失效并進(jìn)入故障模式，退出線控模式。制動(dòng)優(yōu)先在任何情況下，自動(dòng)駕駛控制器會(huì)優(yōu)先保證制動(dòng)系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)。03 智能網(wǎng)聯(lián)汽車汽車安全操作任務(wù)1.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車安全操作實(shí)踐內(nèi)容3.智能網(wǎng)聯(lián)汽車安全操作請(qǐng)查閱相關(guān)技術(shù)文檔，完成智能網(wǎng)聯(lián)車輛汽車安全操作！任務(wù)2.1Ubuntu系統(tǒng)安裝與基本使用01學(xué)習(xí)目標(biāo)CONTENTE知識(shí)目標(biāo):掌握Ubuntu系統(tǒng)的安裝與使用方法；熟悉Ubuntu的文件系統(tǒng)和命令終端的常用命令的含義.02學(xué)習(xí)目標(biāo)CONTENTE能力目標(biāo):能熟悉使用Ubuntu系統(tǒng)命令終端的常用命令完成相關(guān)操作。Ubuntu系統(tǒng)認(rèn)知01Ubuntu系統(tǒng)安裝與基本使用02學(xué)習(xí)內(nèi)容CONTENTEUbuntu系統(tǒng)認(rèn)知01任務(wù)1.2Ubuntu系統(tǒng)安裝與基本使用?Linux內(nèi)核最初只是由芬蘭人林納斯·托瓦茲（LinusTorvalds）在赫爾辛基大學(xué)上學(xué)時(shí)出于個(gè)人愛(ài)好而編寫的。Linux是一套免費(fèi)使用和自由傳播的類Unix操作系統(tǒng)，是一個(gè)基于POSIX和UNIX的多用戶、多任務(wù)、支持多線程和多CPU的操作系統(tǒng)。Linux能運(yùn)行主要的UNIX工具軟件、應(yīng)用程序和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。它支持32位和64位硬件。Linux繼承了Unix以網(wǎng)絡(luò)為核心的設(shè)計(jì)思想，是一個(gè)性能穩(wěn)定的多用戶網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。?LInux簡(jiǎn)介：Linux的發(fā)行版說(shuō)簡(jiǎn)單點(diǎn)就是將Linux內(nèi)核與應(yīng)用軟件做一個(gè)打包。簡(jiǎn)介1.Ubuntu系統(tǒng)認(rèn)知安裝方式1.Ubuntu系統(tǒng)認(rèn)知Ubuntu是一個(gè)自由、開源、基于Debian的Linux發(fā)行版，發(fā)行周期為6個(gè)月，由Canonical公司和自由軟件社區(qū)開發(fā)。普通的桌面應(yīng)用版可以獲得18個(gè)月的支援，標(biāo)為L(zhǎng)TS（“長(zhǎng)期支持版”）的桌面版本獲得3年、服務(wù)器版本5年的支持。Ubuntu簡(jiǎn)介：簡(jiǎn)介1.Ubuntu系統(tǒng)認(rèn)知78虛擬機(jī)(選用）虛擬機(jī)的客戶端性能稍弱，內(nèi)存消耗大，優(yōu)點(diǎn)是可以兩個(gè)系統(tǒng)同時(shí)運(yùn)行，可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)設(shè)置兩個(gè)系統(tǒng)之間互相訪問(wèn)，或者通過(guò)虛擬機(jī)軟件的設(shè)置互相交換文件。虛擬機(jī)上只需要裝必要的軟件，硬盤空間占用低。安裝方式1.Ubuntu系統(tǒng)認(rèn)知雙系統(tǒng)雙系統(tǒng)性能更好，缺點(diǎn)是同一時(shí)間只能用一個(gè)系統(tǒng)，切換系統(tǒng)需要重啟，使用麻煩。安裝方式1.Ubuntu系統(tǒng)認(rèn)知WSL--WindowsSubsystemforLinux適用于Linux的Windows子系統(tǒng)可讓開發(fā)人員按原樣運(yùn)行GNU/Linux環(huán)境-包括大多數(shù)命令行工具、實(shí)用工具和應(yīng)用程序-且不會(huì)產(chǎn)生傳統(tǒng)虛擬機(jī)或雙啟動(dòng)設(shè)置開銷。安裝方式1.Ubuntu系統(tǒng)認(rèn)知NVIDIADRIVEAGXPegasus?使用兩塊Xavier系統(tǒng)級(jí)芯片和兩臺(tái)NVIDIATuring?GPU的強(qiáng)大功能，實(shí)現(xiàn)了比以往更高的320TOPS的超級(jí)計(jì)算能力。該平臺(tái)專為L(zhǎng)4級(jí)和L5級(jí)自主系統(tǒng)（包括機(jī)器人出租車）而設(shè)計(jì)和打造。安裝方式1.Ubuntu系統(tǒng)認(rèn)知文件架構(gòu)1.Ubuntu系統(tǒng)認(rèn)知Ubuntu沒(méi)有盤符這個(gè)概念，只有一個(gè)根目錄/，所有文件都在它下面安裝方式1.Ubuntu系統(tǒng)認(rèn)知。/bin：bin是Binaries(二進(jìn)制文件)的縮寫,這個(gè)目錄存放著最經(jīng)常使用的命令。/boot：這里存放的是啟動(dòng)Linux時(shí)使用的一些核心文件，包括一些連接文件以及鏡像文件。/dev：dev是Device(設(shè)備)的縮寫,該目錄下存放的是Linux的外部設(shè)備，在Linux中訪問(wèn)設(shè)備的方式和訪問(wèn)文件的方式是相同的。/etc：etc是Etcetera(等等)的縮寫,這個(gè)目錄用來(lái)存放所有的系統(tǒng)管理所需要的配置文件和子目錄。/home：用戶的主目錄，在Linux中，每個(gè)用戶都有一個(gè)自己的目錄，一般該目錄名是以用戶的賬號(hào)命名的，如上圖中的alice、bob和eve。/lib：lib是Library(庫(kù))的縮寫這個(gè)目錄里存放著系統(tǒng)最基本的動(dòng)態(tài)連接共享庫(kù)，其作用類似于Windows里的DLL文件。幾乎所有的應(yīng)用程序都需要用到這些共享庫(kù)文件架構(gòu)1.Ubuntu系統(tǒng)認(rèn)知。/proc：proc是Processes(進(jìn)程)的縮寫，/proc是一種偽文件系統(tǒng)（也即虛擬文件系統(tǒng)），存儲(chǔ)的是當(dāng)前內(nèi)核運(yùn)行狀態(tài)的一系列特殊文件，/root：該目錄為系統(tǒng)管理員，也稱作超級(jí)權(quán)限者的用戶主目錄。/sbin：s就是SuperUser的意思，是SuperuserBinaries(超級(jí)用戶的二進(jìn)制文件)的縮寫，這里存放的是系統(tǒng)管理員使用的系統(tǒng)管理程序。/selinux：這個(gè)目錄是Redhat/CentOS所特有的目錄，Selinux是一個(gè)安全機(jī)制，類似于windows的防火墻，但是這套機(jī)制比較復(fù)雜，這個(gè)目錄就是存放selinux相關(guān)的文件的。/srv：該目錄存放一些服務(wù)啟動(dòng)之后需要提取的數(shù)據(jù)。/sys：sysfs文件系統(tǒng)集成了下面3種文件系統(tǒng)的信息：針對(duì)進(jìn)程信息的proc文件系統(tǒng)、針對(duì)設(shè)備的devfs文件系統(tǒng)以及針對(duì)偽終端的devpts文件系統(tǒng)。/tmp：tmp是temporary(臨時(shí))的縮寫這個(gè)目錄是用來(lái)存放一些臨時(shí)文件的。文件架構(gòu)1.Ubuntu系統(tǒng)認(rèn)知。/usr：usr是unixsharedresources(共享資源)的縮寫，這是一個(gè)非常重要的目錄，用戶的很多應(yīng)用程序和文件都放在這個(gè)目錄下，類似于windows下的programfiles目錄。/var：var是variable(變量)的縮寫，這個(gè)目錄中存放著在不斷擴(kuò)充著的東西，我們習(xí)慣將那些經(jīng)常被修改的目錄放在這個(gè)目錄下。包括各種日志文件。/run：是一個(gè)臨時(shí)文件系統(tǒng)，存儲(chǔ)系統(tǒng)啟動(dòng)以來(lái)的信息。當(dāng)系統(tǒng)重啟時(shí)，這個(gè)目錄下的文件應(yīng)該被刪掉或清除。如果你的系統(tǒng)上有/var/run目錄，應(yīng)該讓它指向run。文件架構(gòu)1.Ubuntu系統(tǒng)認(rèn)知Ubuntu系統(tǒng)安裝與基本使用02任務(wù)1.2Ubuntu系統(tǒng)安裝與基本使用。實(shí)踐內(nèi)容2.Ubuntu系統(tǒng)安裝與基本使用請(qǐng)查閱相關(guān)技術(shù)文檔，完成Ubuntu系統(tǒng)安裝與基本使用！任務(wù)2.2ROS系統(tǒng)安裝與基本使用學(xué)習(xí)目標(biāo)CONTENTE01知識(shí)目標(biāo):掌握ROS系統(tǒng)的安裝和各個(gè)組件使用方法；熟悉ROS系統(tǒng)的架構(gòu)、文件系統(tǒng)和常用命令的含義。02學(xué)習(xí)目標(biāo)CONTENTE能力目標(biāo):能熟悉使用ROS的常用命令完成代碼編譯、功能節(jié)點(diǎn)啟動(dòng)、ROS組件啟動(dòng)和功能調(diào)試；能熟悉使用rqt、rviz和gazebo等ROS組件完成數(shù)據(jù)可視化、功能調(diào)試和功能仿真*。01ROS

系統(tǒng)認(rèn)知ROS安裝與基本使用02學(xué)習(xí)內(nèi)容CONTENTE01 ROS系統(tǒng)認(rèn)知任務(wù)2.2ROS系統(tǒng)安裝與基本使用RobotOperating

System--機(jī)器人操作系統(tǒng)

（ROS）是編寫機(jī)器人軟件的靈活框架。它是工具、庫(kù)和慣例的集合，旨在簡(jiǎn)化在各種機(jī)器人平臺(tái)上創(chuàng)建復(fù)雜而強(qiáng)大的機(jī)器人行為的任務(wù)。簡(jiǎn)介1.ROS認(rèn)知機(jī)器人操作系統(tǒng)（

R

o

b

o

tOperating

System），即ROS本身，

它是一個(gè)元操作系統(tǒng)，提供了硬件抽象、設(shè)備控制、功能實(shí)現(xiàn)、進(jìn)程間通信和包管理等服務(wù)簡(jiǎn)介1.ROS認(rèn)知ROS是適用于機(jī)器人的開源元操作系統(tǒng)ROS集成了大量的工具，庫(kù)，協(xié)議，提供類似OS所提供的功能，簡(jiǎn)化對(duì)機(jī)器人的控制還提供了用于在多臺(tái)計(jì)算機(jī)上獲取，構(gòu)建，編寫和運(yùn)行代碼的工具和庫(kù)，ROS在某些方面類似于“機(jī)器人框架”ROS設(shè)計(jì)者將ROS表述為“ROS

=

Plumbing+Tools+Capabilities+Ecosystem”，即ROS是通訊機(jī)制、工具軟件包、機(jī)器人高層技能以及機(jī)器人生態(tài)系統(tǒng)的集合體簡(jiǎn)介1.ROS認(rèn)知；ROS最大的貢獻(xiàn)就是制定了機(jī)器人開發(fā)的統(tǒng)一接口標(biāo)準(zhǔn)，提高研發(fā)過(guò)程中的軟件復(fù)用率和提供一個(gè)協(xié)作平臺(tái)。1.提高軟件復(fù)用率：ROS

被設(shè)計(jì)成一種分布式的結(jié)構(gòu)，框架中的每個(gè)功能模塊都可以被單獨(dú)的設(shè)計(jì)、編譯，并且在運(yùn)行的時(shí)候以松耦合的方式結(jié)合起來(lái)。2.提供協(xié)作平臺(tái)：

ROS

也是一個(gè)協(xié)作平臺(tái)。例如：建圖專家可以發(fā)布一個(gè)先進(jìn)的地圖建模系統(tǒng)；導(dǎo)航專家可以在地圖建模系統(tǒng)上進(jìn)行機(jī)器人導(dǎo)航視覺(jué)專家可以開發(fā)出一個(gè)物體識(shí)別的模塊。特點(diǎn)1.ROS認(rèn)知簡(jiǎn)介1.ROS認(rèn)知3.支持多種編程語(yǔ)言ROS

使用了中立的定義語(yǔ)言描述模塊之間的消息接口，支持在編譯過(guò)程中產(chǎn)生目標(biāo)語(yǔ)言的目標(biāo)文件。目前支持的語(yǔ)言有

Python、C++、Java、Octave

和

Lisp

多種語(yǔ)言。換句話說(shuō)，您可以使用熟悉的語(yǔ)言開發(fā)ROS程序。簡(jiǎn)介1.ROS認(rèn)知uROS特點(diǎn)：4.

ROS中集成眾多開源項(xiàng)目5.工具包豐富3D可視化工具----RVIZ物理仿真環(huán)境----Gazebo數(shù)據(jù)記錄工具----rosbagQt工具箱----rqt_*簡(jiǎn)介1.ROS認(rèn)知組件1.ROS認(rèn)知uRVIZRViz(the

Robit

Visualization

tool)，機(jī)器人可視化工具，可視化的作用是直觀的，它極大的方便了監(jiān)控和調(diào)試等操作。組件1.ROS認(rèn)知uGazeboGazebo是一個(gè)機(jī)器人仿真工具，模擬器，也是一個(gè)獨(dú)立的開源機(jī)器人仿真平臺(tái)。當(dāng)今市面上還有其他的仿真工具例如V—Rep、Webots等等。但是Gazebo不僅開源，也是是兼容ROS最好的仿真工具。組件1.ROS認(rèn)知uRqtrqt是一個(gè)基于qt開發(fā)的可視化工具，擁有擴(kuò)展性好、靈活易用、跨平臺(tái)等特點(diǎn)，它集成了30多種工具，可以作為一個(gè)綜合的GUI工具來(lái)使用。另外，RViz也被集成到rqt的插件中，這使rqt成為ROS的一個(gè)不可缺少的GUI工具運(yùn)行rqt將顯示rqt的GUI界面，如所示。如果是第一次，它將只顯示菜單，此外沒(méi)有任何內(nèi)容。這是因?yàn)檫€沒(méi)有指定rqt直接運(yùn)行的插件程序.組件1.ROS認(rèn)知uRosbagrosbag

是

ROS

的一個(gè)工具包，它可以用來(lái)錄制、回放、查看、過(guò)濾和壓縮

ROS

的消息6.開源免費(fèi)與活躍的社區(qū)ROS

遵照

BSD

許可證，使用者可以修改和重寫發(fā)布其中的應(yīng)用代碼，可以進(jìn)行商業(yè)化的開發(fā)和銷售。簡(jiǎn)介1.ROS認(rèn)知自動(dòng)駕駛開源項(xiàng)目Autoware基金會(huì)自動(dòng)駕駛1.ROS認(rèn)知AutowareAutoware基金會(huì)是一個(gè)非盈利組織，旨在發(fā)起，發(fā)展和資助開源協(xié)作Autoware的項(xiàng)目工程，該工程創(chuàng)建了Autoware.AI，Autoware.Auto和Autoware.IO三個(gè)部分。Autoware.AI是第一個(gè)版本，它基于ROS

1，提供了從定位和物體檢測(cè)到路徑規(guī)劃和控制的所有必要功能。Autoware.Auto是對(duì)Autoware.AI的全新改寫，它基于ROS

2，采用了現(xiàn)代無(wú)人汽車自動(dòng)駕駛領(lǐng)域軟件工程的最佳實(shí)踐。Baidu

Apollo是由百度發(fā)布全球最大自動(dòng)駕駛開放平臺(tái)，包括開放平臺(tái)及企業(yè)版解決方案，Apollo開放平臺(tái)是面向所有開發(fā)者提供最開放、完整、安全的自動(dòng)駕駛開源平臺(tái)。Apollo已形成自動(dòng)駕駛、車路協(xié)同、智能車聯(lián)大開放平臺(tái)。自動(dòng)駕駛1.ROS認(rèn)知Apollo百度

Apollo

在最初的版本中使用了

ROS

作為自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的框架，后在此基礎(chǔ)上推出CyberRTWorkSpace---

自定義的工作空間|---

build:編譯空間，用于存放CMake和catkin的緩存信息、配置信息和其他中間文件。|---

devel:開發(fā)空間，用于存放編譯后生成的目標(biāo)文件，包括頭文件、動(dòng)態(tài)&靜態(tài)鏈接庫(kù)、可執(zhí)行文件等。|---

src:

源碼|--

package：功能包(ROS基本單元)包含多個(gè)節(jié)點(diǎn)、庫(kù)與配置文件，包名所有字母小寫，只能由字母、數(shù)字與下劃線組成文件系統(tǒng)1.ROS認(rèn)知WorkSpace---

自定義的工作空間|---

build:編譯空間，用于存放CMake和catkin的緩存信息、配置信息和其他中間文件。|---

devel:開發(fā)空間，用于存放編譯后生成的目標(biāo)文件，包括頭文件、動(dòng)態(tài)&靜態(tài)鏈接庫(kù)、可執(zhí)行文件等。|---

src:

源碼|--

package：功能包(ROS基本單元)包含多個(gè)節(jié)點(diǎn)、庫(kù)與配置文件，包名所有字母小寫，只能由字母、數(shù)字與下劃線組成文件系統(tǒng)1.ROS認(rèn)知|--

CMakeLists.txt

配置編譯規(guī)則，比如源文件、依賴項(xiàng)、目標(biāo)文件|--

package.xml包信息，比如:包名、版本、作者、依賴項(xiàng)…|--

scripts

存儲(chǔ)python文件|--

src

存儲(chǔ)C++源文件|--

include

頭文件|--

msg

消息通信格式文件|--

srv

服務(wù)通信格式文件|--

action

動(dòng)作格式文件|--

launch

可一次性運(yùn)行多個(gè)節(jié)點(diǎn)|--

config

配置信息|--

CMakeLists.txt:

編譯的基本配置文件系統(tǒng)1.ROS認(rèn)知通信架構(gòu)1.ROS認(rèn)知uNode在ROS的世界里，最小的進(jìn)程單元就是節(jié)點(diǎn)（node）。一個(gè)軟件包里可以有多個(gè)可執(zhí)行文件，可執(zhí)行文件在運(yùn)行之后就成了一個(gè)進(jìn)程(process)，這個(gè)進(jìn)程在ROS中就叫做節(jié)點(diǎn)。從程序角度來(lái)說(shuō)，node就是一個(gè)可執(zhí)行文件（通常為C++編譯生成的可執(zhí)行文件、Python腳本）被執(zhí)行，加載到了內(nèi)存之中。從功能角度來(lái)說(shuō)，通常一個(gè)node負(fù)責(zé)者機(jī)器人的某一個(gè)單獨(dú)的功能。例如:有一個(gè)node來(lái)控制底盤輪子的運(yùn)動(dòng)，有一個(gè)node驅(qū)動(dòng)攝像頭獲取圖像，有一個(gè)node驅(qū)動(dòng)激光雷達(dá)，有一個(gè)node根據(jù)傳感器信息進(jìn)行路徑規(guī)劃……這樣做可以降低程序發(fā)生崩潰的可能性，試想一下如果把所有功能都寫到一個(gè)程序中，模塊間的通信、異常處理將會(huì)很麻煩。通信架構(gòu)1.ROS認(rèn)知uMastermaster在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)通信架構(gòu)里相當(dāng)于管理中心，管理著各個(gè)node。node首先在master處進(jìn)行注冊(cè)，之后master會(huì)將該node納入整個(gè)ROS程序中。node之間的通信也是先由master進(jìn)行“牽線”，才能兩兩的進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信。當(dāng)ROS程序啟動(dòng)時(shí)，

第一步首先啟動(dòng)master，由節(jié)點(diǎn)管理器處理依次啟動(dòng)node。通信架構(gòu)1.ROS認(rèn)知u通信方式ROS的通信方式是ROS最為核心的概念，ROS系統(tǒng)的精髓就在于它提供的通信架構(gòu)。ROS的通信方式有以下四種：Topic

主題Service

服務(wù)Parameter

Service

參數(shù)服務(wù)器Actionlib

動(dòng)作庫(kù)通信架構(gòu)1.ROS認(rèn)知uTopic通信ROS中的通信方式中，topic是常用的一種。對(duì)于實(shí)時(shí)性、周期性的消息，使用topic來(lái)傳輸是最佳的選擇。topic通信屬于一種異步的通信方式Node間進(jìn)行通訊，其中發(fā)送消息的一方，ROS將其定義為Publisher(發(fā)布者)，將接收消息的一方定義為Subscriber(訂閱者)?？紤]到消息需要廣泛傳播，ROS沒(méi)有將其設(shè)計(jì)為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的單一傳遞，而是由Publisher將信息發(fā)布到Topic(主題)中，想要獲得消息的任何一方都可以到這個(gè)Topic中去取數(shù)據(jù)。通信架構(gòu)1.ROS認(rèn)知uTopic通信Message按照定義解釋就是topic內(nèi)容的數(shù)據(jù)類型，也稱之為topic的格式標(biāo)準(zhǔn)。例如：烏龜?shù)姆抡嬷衪urtlesim節(jié)點(diǎn)訂閱的話題/turtle1/cmd_vel的消息類型如下所示。通信架構(gòu)1.ROS認(rèn)知uService通信ROS提供了節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)間通訊的另外一種方式：service通訊。Service通訊分為client端和server端。Service通訊的特點(diǎn)：同步數(shù)據(jù)訪問(wèn)具有響應(yīng)反饋機(jī)制一個(gè)server多個(gè)client注重業(yè)務(wù)邏輯處理通信架構(gòu)1.ROS認(rèn)知uService通信ROS提供了節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)間通訊的另外一種方式：service通訊。Service通訊分為client端和server端。Service通訊的特點(diǎn)：同步數(shù)據(jù)訪問(wèn)具有響應(yīng)反饋機(jī)制一個(gè)server多個(gè)client注重業(yè)務(wù)邏輯處理通信架構(gòu)1.ROS認(rèn)知uParameterService與前兩種通信方式不同，參數(shù)服務(wù)器也可以說(shuō)是特殊的“通信方式”。特殊點(diǎn)在于參數(shù)服務(wù)器是節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)參數(shù)的地方、用于配置參數(shù)，全局共享參數(shù)。參數(shù)服務(wù)器使用互聯(lián)網(wǎng)傳輸，在節(jié)點(diǎn)管理器中運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)整個(gè)通信過(guò)程。參數(shù)服務(wù)器的維護(hù)方式，總的來(lái)講有三種方式：命令行維護(hù)launch文件內(nèi)讀寫node源碼通信架構(gòu)1.ROS認(rèn)知uActionlibAction的工作原理是client-server模式，也是一個(gè)雙向的通信模式。Action通訊分為Client端和Server端，Client端負(fù)責(zé)給Server端發(fā)送指令，Server端接收到指令，根據(jù)自身的業(yè)務(wù)邏輯進(jìn)行處理指令，處理過(guò)程中，可以反饋進(jìn)度給為Client端，處理結(jié)束后將結(jié)構(gòu)反饋給Client端通信架構(gòu)1.ROS認(rèn)知uActionlib在Action通訊模型交互過(guò)程中，分為三個(gè)數(shù)據(jù)交互階段：client端請(qǐng)求階段，server端進(jìn)度反饋階段server端結(jié)果反饋階段對(duì)于Client端而言，可做的操作行為有兩種:發(fā)送指令請(qǐng)求，Goal取消指令請(qǐng)求，Cancel對(duì)于Server而言，可做的操作行為有：響應(yīng)進(jìn)度信息，F(xiàn)eedback響應(yīng)結(jié)果信息，Result實(shí)踐內(nèi)容2.

ROS系統(tǒng)安裝與基本使用請(qǐng)查閱相關(guān)技術(shù)文檔，完成ROS系統(tǒng)安裝與基本使用！任務(wù)2.2ROS系統(tǒng)安裝與基本使用任務(wù)3.1雷達(dá)傳感器安裝與調(diào)試01學(xué)習(xí)目標(biāo)CONTENTE知識(shí)目標(biāo):掌握激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)和超聲波雷達(dá)等雷達(dá)傳感器的結(jié)構(gòu)組成、分類、原理、特點(diǎn)和功用；掌握激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)和超聲波雷達(dá)的電路原理、連接方法和網(wǎng)絡(luò)配置等。02學(xué)習(xí)目標(biāo)CONTENTE能力目標(biāo):能對(duì)各種雷達(dá)傳感器進(jìn)行標(biāo)定，并對(duì)標(biāo)定參數(shù)進(jìn)行讀?。荒軐?duì)雷達(dá)傳感器的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行獲取與查看；能對(duì)雷達(dá)傳感器的功能是否正常進(jìn)行調(diào)試。激光雷達(dá)傳感器的認(rèn)知01毫米波雷達(dá)傳感器認(rèn)知02學(xué)習(xí)內(nèi)容CONTENTE激光雷達(dá)安裝與調(diào)試02激光雷達(dá)傳感器的認(rèn)知01任務(wù)3.1雷達(dá)傳感器安裝與調(diào)試激光雷達(dá)LiDAR(LightLaserDetectionandRanging)，是一種主動(dòng)傳感器，主動(dòng)發(fā)射電磁波激光束，探測(cè)反射波，通過(guò)計(jì)算反射時(shí)間和反射波特征探測(cè)目標(biāo)的距離和速度等信息。定義激光雷達(dá)傳感器的認(rèn)知三角測(cè)距法激光器發(fā)射一束激光，被物體A反射后，照射到圖像傳感器的A’，這樣就形成了一個(gè)三角形，通過(guò)解算可以求出物體A到激光器的距離。激光束被不同距離的物體反射后，形成不同的三角形。物體距離不斷變遠(yuǎn)，反射激光在圖像傳感器上的位置變化會(huì)越來(lái)越小，也就是越來(lái)越難以分辨。這正是三角測(cè)距的一大缺點(diǎn)，物體距離越遠(yuǎn)，測(cè)距誤差越大。原理激光雷達(dá)傳感器的認(rèn)知飛行時(shí)間（TOF）測(cè)距法激光器發(fā)出激光時(shí)，計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)，接收器接收到反射回來(lái)的激光時(shí)，計(jì)時(shí)器停止計(jì)時(shí)，得到激光傳播的時(shí)間后，通過(guò)光速一定這個(gè)條件，很容易計(jì)算出激光器到障礙物的距離。由于光速傳播太快了，要獲取精確的傳播時(shí)間太難了。所以這種激光雷達(dá)自然而然成本也會(huì)高很多，但是測(cè)距精度很高。原理激光雷達(dá)傳感器的認(rèn)知機(jī)械激光雷達(dá)使用機(jī)械部件旋轉(zhuǎn)來(lái)改變發(fā)射角度，這樣導(dǎo)致體積過(guò)大，加工困難，且長(zhǎng)時(shí)間使用電機(jī)損耗較大。但由于機(jī)械激光雷達(dá)是最早開始研發(fā)的，所以現(xiàn)在成本較低，大多數(shù)無(wú)人駕駛公司使用的都是機(jī)械激光雷達(dá)。機(jī)械VS固態(tài)分類激光雷達(dá)傳感器的認(rèn)知MEMS激光雷達(dá)Micro-Electro-MechanicalSystem將原本激光雷達(dá)的機(jī)械結(jié)構(gòu)通過(guò)微電子技術(shù)集成到硅基芯片上。本質(zhì)上而言MEMS激光雷達(dá)是一種混合固態(tài)激光雷達(dá)，并沒(méi)有做到完全取消機(jī)械結(jié)構(gòu)。機(jī)械VS固態(tài)分類激光雷達(dá)傳感器的認(rèn)知相控陣激光雷達(dá)OPA--opticalphasedarray通過(guò)改變發(fā)射陣列中每個(gè)單元的相位差，合成特定方向的光束。經(jīng)過(guò)這樣的控制，光束便可對(duì)不同方向進(jìn)行掃描。雷達(dá)精度可以做到毫米級(jí)機(jī)械VS固態(tài)Flash激光雷達(dá)以一次脈沖向全視野發(fā)射，利用飛行時(shí)間成像儀接收反射信號(hào)并成像，發(fā)射的激光波長(zhǎng)是關(guān)鍵因素分類激光雷達(dá)傳感器的認(rèn)知相控陣激光雷達(dá)OPA--opticalphasedarray通過(guò)改變發(fā)射陣列中每個(gè)單元的相位差，合成特定方向的光束。經(jīng)過(guò)這樣的控制，光束便可對(duì)不同方向進(jìn)行掃描。雷達(dá)精度可以做到毫米級(jí)機(jī)械VS固態(tài)Flash激光雷達(dá)以一次脈沖向全視野發(fā)射，利用飛行時(shí)間成像儀接收反射信號(hào)并成像，發(fā)射的激光波長(zhǎng)是關(guān)鍵因素分類激光雷達(dá)傳感器的認(rèn)知單線VS多線RPLIDARA1分類激光雷達(dá)傳感器的認(rèn)知單線激光雷達(dá)是指激光源發(fā)出的線束是單線的雷達(dá)，通過(guò)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)，獲得一條線束，只能檢測(cè)同一個(gè)高度的障礙物。RS-LiDAR-32分類激光雷達(dá)傳感器的認(rèn)知單線VS多線多線激光雷達(dá)是指同時(shí)發(fā)射及接收多束激光的激光旋轉(zhuǎn)測(cè)距雷達(dá)，可以識(shí)別物體的高度信息并獲取周圍環(huán)境的3D掃描圖。目前有8線、16線、32線、64線和128線之分。優(yōu)點(diǎn)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，這意味著激光雷達(dá)可以利用多普勒成像技術(shù)獲得非常清晰的圖像。精度高。激光直線傳播、方向性好、光束非常窄，彌散性非常低，因此激光雷達(dá)的精度很高?？褂性锤蓴_能力強(qiáng)。與微波、毫米波雷達(dá)易受自然界廣泛存在的電磁波影響的情況不同，自然界中能對(duì)激光雷達(dá)起干擾作用的信號(hào)源不多，因此激光雷達(dá)抗有源干擾的能力很強(qiáng)。缺點(diǎn)成本高雨衰和霧霾顆粒激光雷達(dá)的穿透性也不如毫米波特點(diǎn)激光雷達(dá)傳感器的認(rèn)知目標(biāo)檢測(cè)建圖應(yīng)用激光雷達(dá)傳感器的認(rèn)知毫米雷達(dá)傳感器的認(rèn)知02任務(wù)3.1雷達(dá)傳感器安裝與調(diào)試?yán)走_(dá)，Radar---radiodetectionandranging，無(wú)線電探測(cè)和測(cè)距，即用無(wú)線電的方法發(fā)現(xiàn)目標(biāo)并測(cè)定它們的空間位置。雷達(dá)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)至電磁波發(fā)射點(diǎn)的距離、距離變化率（徑向速度）、方位、高度等信息。毫米波雷達(dá)，是工作在毫米波波段（millimeterwave）的雷達(dá)，通常是指30～300GHz(波長(zhǎng)為1～10mm)頻段。定義毫米波雷達(dá)傳感器的認(rèn)知單片微波集成電路（MMIC）芯片包括多種功能電路，如低噪聲放大器（LNA）、功率放大器、混頻器、檢波器、調(diào)制器、壓控振蕩器(VCO)、移相器、包括收發(fā)系統(tǒng)中的發(fā)送(TX)和接收(RX)射頻(RF)組件，以及時(shí)鐘等模擬組件，還有模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)、微控制器(MCU)和數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)等數(shù)字組件。原理毫米波雷達(dá)傳感器的認(rèn)知142天線高頻PCB板主要包括天線、收發(fā)模塊和信號(hào)處理模塊。毫米波雷達(dá)天線的主流方案是微帶陣列，即將高頻PCB板集成在普通的PCB基板上實(shí)現(xiàn)天線的功能，需要在較小的集成空間中保持天線足夠的信號(hào)強(qiáng)度。原理毫米波雷達(dá)傳感器的認(rèn)知測(cè)距：（TOF）通過(guò)給目標(biāo)連續(xù)發(fā)送毫米波信號(hào)，然后用傳感器接收從物體返回的毫米波，通過(guò)探測(cè)毫米波的飛行（往返）時(shí)間來(lái)得到目標(biāo)物距離。原理毫米波雷達(dá)傳感器的認(rèn)知測(cè)速：根據(jù)多普勒效應(yīng)，通過(guò)計(jì)算返回接收天線的雷達(dá)波的頻率變化就可以得到目標(biāo)相對(duì)于雷達(dá)的運(yùn)動(dòng)速度，簡(jiǎn)單地說(shuō)就是相對(duì)速度正比于頻率變化量測(cè)方位角：通過(guò)并列的接收天線收到同一目標(biāo)反射的雷達(dá)波的相位差計(jì)算得到目標(biāo)的方位角。原理毫米波雷達(dá)傳感器的認(rèn)知按照測(cè)量的距離劃分為：-近距離（SRR），一般探測(cè)距離小于60m-中距離（MRR），一般探測(cè)距離為100m左右；-遠(yuǎn)距離（LRR），探測(cè)距離一般大于200m。

有的企業(yè)只分為近距離雷達(dá)和遠(yuǎn)距離雷達(dá)，具體探測(cè)距離以產(chǎn)品說(shuō)明書為準(zhǔn)。分類毫米波雷達(dá)傳感器的認(rèn)知按照頻段劃分：-24GHz（用于短中距離雷達(dá)，15-30米）-77GHz（用于長(zhǎng)距離雷達(dá)，100-200米）分類毫米波雷達(dá)傳感器的認(rèn)知當(dāng)前毫米波雷達(dá)目標(biāo)探測(cè)劣勢(shì)：無(wú)法成像，無(wú)法進(jìn)行圖像顏色識(shí)別；對(duì)橫向目標(biāo)敏感度低，例如：對(duì)橫穿車輛檢測(cè)效果不佳；行人反射波較弱，對(duì)行人分辨率不高，探測(cè)距離近；對(duì)高處物體以及小物體檢測(cè)效果不佳；覆蓋區(qū)域呈扇形，有盲點(diǎn)區(qū)域相比于攝像頭和激光雷達(dá)，毫米波雷達(dá)的優(yōu)勢(shì)全天候、全天時(shí)工作特性-不論晝夜，不受天氣狀況限制，即使雨雪天都能正常工作；環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，不良天氣環(huán)境下仍能正常工作-穿透能力強(qiáng)，雨、霧、灰塵等對(duì)毫米波雷達(dá)干擾較?。粶y(cè)速，測(cè)距能力強(qiáng)；特點(diǎn)毫米波雷達(dá)傳感器的認(rèn)知24G毫米波安裝在汽車側(cè)面和尾部，運(yùn)用于盲區(qū)防撞報(bào)警（BSD）、變道輔助（LCA）、開門輔助、倒車防撞報(bào)警為主；77G毫米波可安裝在汽車前方側(cè)方，用于前防撞預(yù)警、自動(dòng)巡航（ACC）、智能制動(dòng)（AEBS）、橫向來(lái)車預(yù)警。應(yīng)用毫米波雷達(dá)傳感器的認(rèn)知24G毫米波安裝在汽車側(cè)面和尾部，運(yùn)用于盲區(qū)防撞報(bào)警（BSD）、變道輔助（LCA）、開門輔助、倒車防撞報(bào)警為主；77G毫米波可安裝在汽車前方側(cè)方，用于前防撞預(yù)警、自動(dòng)巡航（ACC）、智能制動(dòng)（AEBS）、橫向來(lái)車預(yù)警。應(yīng)用毫米波雷達(dá)傳感器的認(rèn)知雷達(dá)傳感器的安裝與調(diào)試03任務(wù)3.1雷達(dá)傳感器安裝與調(diào)試。實(shí)踐內(nèi)容3.雷達(dá)傳感器安裝與調(diào)試請(qǐng)查閱相關(guān)技術(shù)文檔，完成激光雷達(dá)傳感器安裝與調(diào)試！。實(shí)踐內(nèi)容3.雷達(dá)傳感器安裝與調(diào)試毫米波雷達(dá)接口集成了CAN端子，供電后讀取按照通信協(xié)議讀取即可，關(guān)于CAN協(xié)議讀取的方法，可以參考線控底盤部分。任務(wù)3.2視覺(jué)傳感器安裝與調(diào)試學(xué)習(xí)目標(biāo)CONTENTE01知識(shí)目標(biāo):掌握單目、雙目和RGBD等攝像頭的組成、分類、原理、特點(diǎn)和功用；掌握單目、雙目和RGBD等攝像頭的電路原理、連接方法和網(wǎng)絡(luò)配置；掌握攝像頭的標(biāo)定方法與步驟；。02學(xué)習(xí)目標(biāo)CONTENTE能力目標(biāo):能對(duì)各種視覺(jué)傳感器進(jìn)行標(biāo)定，并對(duì)標(biāo)定參數(shù)進(jìn)行讀?。荒軐?duì)各種視覺(jué)傳感器的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行獲取與查看；能對(duì)各種視覺(jué)傳感器的功能是否正常進(jìn)行調(diào)試；0102學(xué)習(xí)內(nèi)容CONTENTE單目傳感器的認(rèn)知深度視覺(jué)傳感器認(rèn)知視覺(jué)傳感器安裝與調(diào)試0301 1.單目視覺(jué)傳感器的認(rèn)知任務(wù)3.2視覺(jué)傳感器安裝與調(diào)試結(jié)構(gòu)1.單目視覺(jué)傳感器的認(rèn)知鏡頭組（lens）-

鏡頭組由光學(xué)鏡片、濾光片和保護(hù)膜等組成；圖像傳感器

-

CMOS感光元件-MOS圖像傳感器（CIS）是模擬電路和數(shù)字電路的集成。主要有四個(gè)組件構(gòu)成：微透鏡、彩色濾光片（CF）、光電二極管（PD）、像素設(shè)計(jì)；DSP（數(shù)字信號(hào)處理芯片）物體通過(guò)鏡頭（LENS）生成光學(xué)圖像投射到圖像傳感器上，光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，再經(jīng)過(guò)A/D（模數(shù)轉(zhuǎn)換）后變?yōu)閿?shù)字圖像信號(hào)，最后送到DSP（數(shù)字信號(hào)處理芯片）中進(jìn)行加工處理，由DSP將信號(hào)處理成特定格式的圖像傳輸?shù)斤@示屏上進(jìn)行顯示。）原理1.單目視覺(jué)傳感器的認(rèn)知前置主攝像頭（×3）探測(cè)距離：250m/150m/60m前側(cè)視攝像頭（×2）探測(cè)距離：80m后側(cè)視攝像頭（×2）探測(cè)距離：100m后視攝像頭（×1）探測(cè)距離：50m布局/分類1.單目視覺(jué)傳感器的認(rèn)知車載攝像機(jī)是實(shí)現(xiàn)眾多預(yù)警、識(shí)別類ADAS功能的基礎(chǔ)，是目前最便宜也是最常用的車載傳感器之一。根據(jù)功能不同需要

4

個(gè)到

8

個(gè)攝像頭，

應(yīng)用在車道監(jiān)測(cè)、盲點(diǎn)監(jiān)測(cè)、障礙物監(jiān)測(cè)、交通標(biāo)志識(shí)別、行人識(shí)別、疲勞駕駛監(jiān)測(cè)、倒車影像、

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全景影像等等。應(yīng)用1.單目視覺(jué)傳感器的認(rèn)知應(yīng)用了機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能算法的圖像識(shí)別技術(shù)讓自動(dòng)駕駛汽車可以分辨道路上的車道、車輛、行人和交通標(biāo)志等，是自動(dòng)駕駛汽車進(jìn)行決策的重要依據(jù)。在目標(biāo)識(shí)別的基礎(chǔ)上，車載攝像頭可以實(shí)現(xiàn)測(cè)距和測(cè)速等功能。距離測(cè)算為自動(dòng)駕駛汽車的碰撞預(yù)警、自適應(yīng)巡航等功能提供決策數(shù)據(jù)源應(yīng)用1.單目視覺(jué)傳感器的認(rèn)知應(yīng)用1.單目視覺(jué)傳感器的認(rèn)知特斯拉以視覺(jué)為主的自動(dòng)駕駛方案特斯拉純視覺(jué)自動(dòng)駕駛解決方案是特斯拉在2021年推出的一種基于攝像頭的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，它不再依賴于毫米波雷達(dá)等其他傳感器。特斯拉的純視覺(jué)方案采用了HydraNets結(jié)構(gòu)，將八顆攝像頭的圖像輸入到一個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，實(shí)現(xiàn)對(duì)3D環(huán)境的感知和建模。特斯拉還利用了自研的超級(jí)計(jì)算機(jī)Dojo和AI芯片D1來(lái)提升自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的性能和效率。應(yīng)用1.單目視覺(jué)傳感器的認(rèn)知Intel

Mobileye自動(dòng)駕駛方案Intel

Mobileye視覺(jué)自動(dòng)駕駛方案是一種基于攝像頭的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，它利用先進(jìn)的人工智能技術(shù)和高性能芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)道路環(huán)境的感知、規(guī)劃和控制。Mobileye的目標(biāo)是通過(guò)視覺(jué)方案來(lái)達(dá)到L4級(jí)別的自動(dòng)駕駛，而不依賴于雷達(dá)或激光雷達(dá)等其他傳感器。Mobileye的視覺(jué)方案已經(jīng)在全球多個(gè)城市進(jìn)行了開放道路測(cè)試，并且已經(jīng)集成到了超過(guò)1.25億輛汽車中相比于毫米波雷達(dá)，目前攝像頭的主要優(yōu)勢(shì)在于：--目標(biāo)識(shí)別與分類

-

目前普通的3D毫米波雷達(dá)僅可以檢測(cè)到前方是否有障礙物，而無(wú)法精準(zhǔn)識(shí)別障礙物的大小和類別；例如：各類車道線識(shí)別、紅綠燈識(shí)別以及交通標(biāo)志識(shí)別等；--可通行空間檢測(cè)（FreeSpace）

-

對(duì)車輛行駛的安全邊界（可行駛區(qū)域）進(jìn)行劃分，主要對(duì)車輛、普通路邊沿、側(cè)石邊沿、沒(méi)有障礙物可見(jiàn)的邊界、未知邊界進(jìn)行劃分；--對(duì)橫向移動(dòng)目標(biāo)的探測(cè)能力

，比如對(duì)十字路口橫穿的行人以及車輛的探測(cè)和追蹤；--定位與地圖創(chuàng)建

-

即視覺(jué)SLAM技術(shù)，技術(shù)更加成熟，也更有應(yīng)用前景；特點(diǎn)1.單目視覺(jué)傳感器的認(rèn)知在自動(dòng)駕駛系統(tǒng)中，激光雷達(dá)與攝像頭感知作用比較類似，但相比激光雷達(dá)，其優(yōu)勢(shì)為：--紅綠燈識(shí)別及交通標(biāo)示識(shí)別--成本優(yōu)勢(shì)，且算法及技術(shù)成熟度比較高--物體識(shí)別率高特點(diǎn)1.單目視覺(jué)傳感器的認(rèn)知劣勢(shì)--

受天氣、光照變化影響大，極端惡劣天氣下視覺(jué)傳感器會(huì)失效；--

測(cè)距/測(cè)速性能不如激光雷達(dá)和毫米波雷達(dá)，一般都進(jìn)行融合；特點(diǎn)1.單目視覺(jué)傳感器的認(rèn)知02 2.深度視覺(jué)傳感器的認(rèn)知任務(wù)3.2視覺(jué)傳感器安裝與調(diào)試深度相機(jī)又稱之為3D相機(jī)，顧名思義，就是通過(guò)該相機(jī)能檢測(cè)出拍攝空間的景深距離，也就是三維的位置和尺寸信息，使得整個(gè)計(jì)算系統(tǒng)獲得環(huán)境和對(duì)象的三維立體數(shù)據(jù)。這也是與普通攝像頭最大的區(qū)別。定義2.深度視覺(jué)傳感器的認(rèn)知結(jié)構(gòu)光(Structured-light)，代表公司有奧比中光，蘋果(Prime

Sense)，微軟

Kinect-1，英特爾

RealSense,

MantisVision等。雙目視覺(jué)(Stereo)，代表公司

Leap

Motion，ZED，

大疆;光飛行時(shí)間法(TOF)，代表公司微軟Kinect-2，PMD，SoftKinect，

聯(lián)想

Phab。分類2.深度視覺(jué)傳感器的認(rèn)知原理2.深度視覺(jué)傳感器的認(rèn)知結(jié)構(gòu)光(Structured-light)其原理是基本原理是，通過(guò)近紅外激光器，將具有一定結(jié)構(gòu)特征的光線投射到被拍攝物體上，再由專門的紅外攝像頭進(jìn)行采集。這種具備一定結(jié)構(gòu)的光線，會(huì)因被攝物體的不同深度區(qū)域，而采集不同的圖像相位信息，然后通過(guò)運(yùn)算單元將這種結(jié)構(gòu)的變化換算成深度信息，以此來(lái)獲得三維結(jié)構(gòu)。原理2.深度視覺(jué)傳感器的認(rèn)知TOF顧名思義是測(cè)量光飛行時(shí)間來(lái)取得距離，具體而言就是通過(guò)給目標(biāo)連續(xù)發(fā)射激光脈沖，然后用傳感器

接收從反射光線，通過(guò)探測(cè)光脈沖的飛行往返時(shí)間來(lái)得到確切的目標(biāo)物距離。原理2.深度視覺(jué)傳感器的認(rèn)知雙目Stereo雙目立體視覺(jué)(Binocular

Stereo

Vision)是機(jī)器視覺(jué)的一種重要形式，它是基于視差原理并利用成像設(shè)備

從不同的位置獲取被測(cè)物體的兩幅圖像，通過(guò)計(jì)算圖像對(duì)應(yīng)點(diǎn)間的位置偏差，來(lái)獲取物體三維幾何信息的

方法。特點(diǎn)2.深度視覺(jué)傳感器的認(rèn)知注意：像特斯拉，小鵬P7裝的三目攝像頭和Stereo

camera有很大差別，首先三目的三顆攝像頭不是為了提供立體視覺(jué)/測(cè)距，三目的每個(gè)攝像頭fov都不一樣，每一顆都有各自的使用場(chǎng)景。而在傳統(tǒng)雙目視覺(jué)里面，兩顆攝像頭是一樣的，圖像使用特征點(diǎn)計(jì)算的算法之后可以用來(lái)測(cè)距應(yīng)用2.深度視覺(jué)傳感器的認(rèn)知應(yīng)用2.深度視覺(jué)傳感器的認(rèn)知斯巴魯EyeSight駕駛輔助系統(tǒng)EyeSight駕駛輔助系統(tǒng)是通過(guò)雙目立體攝像頭立體有效地掌握環(huán)境狀況，必要時(shí)進(jìn)行主動(dòng)制動(dòng)的駕駛輔助系統(tǒng)。斯巴魯很早就提出了提前預(yù)測(cè)危險(xiǎn)、減輕碰撞傷害的“預(yù)防安全”理念，并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行系統(tǒng)開發(fā)。03 3.

視覺(jué)傳感器安裝與調(diào)試任務(wù)3.2視覺(jué)傳感器安裝與調(diào)試實(shí)踐內(nèi)容3.視覺(jué)傳感器安裝與調(diào)試請(qǐng)查閱相關(guān)技術(shù)文檔，完成視覺(jué)傳感器安裝與調(diào)試！任務(wù)3.2視覺(jué)傳感器裝調(diào)任務(wù)3.3定位傳感器安裝與調(diào)試01學(xué)習(xí)目標(biāo)CONTENTE知識(shí)目標(biāo):掌握GPS、IMU和組合慣導(dǎo)的定位原理、特點(diǎn)和功用。掌握IMU、組合慣導(dǎo)的標(biāo)定方法。掌握GPS、IMU和組合慣導(dǎo)電路原理、連接方法和網(wǎng)絡(luò)配置。02學(xué)習(xí)目標(biāo)CONTENTE能力目標(biāo):能對(duì)各種定位傳感器進(jìn)行標(biāo)定，并對(duì)標(biāo)定參數(shù)進(jìn)行讀??；能對(duì)各種定位傳感器的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行獲取與查看；能對(duì)各種定位傳感器的功能是否正常進(jìn)行調(diào)試；GPS傳感器認(rèn)知01IMU傳感器認(rèn)知02學(xué)習(xí)內(nèi)容CONTENTE組合慣導(dǎo)傳感器認(rèn)知03定位傳感器安裝與調(diào)試03GPS傳感器的認(rèn)知01任務(wù)3.3定位傳感器安裝與調(diào)試全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GlobalNavigationSatelliteSystem，GNSS)是能在地球表面或近地空間的任何地點(diǎn)為用戶提供全天候的三維坐標(biāo)、速度以及時(shí)間信息的空基無(wú)線電導(dǎo)航定位系統(tǒng)。目前最大的GNSS系統(tǒng)是美國(guó)的GPS、俄羅斯的GlONASS、中國(guó)的北斗和歐盟的Galileo。定義GPS傳感器的認(rèn)知GPS系統(tǒng)包含三個(gè)部分：空間部分，地面監(jiān)控部分，用戶部分?？臻g部分主要是衛(wèi)星群，向用戶部分發(fā)送位置、時(shí)間等信息；地面監(jiān)控部分，監(jiān)視控制空間部分；用戶部分接受空間部分發(fā)送的信息，根據(jù)信息計(jì)算本身的三維位置、速度和時(shí)間等。日常生活中，我們常說(shuō)的GPS、或者GPS傳感器其實(shí)是指GSP客戶部分，即GPS接收機(jī)。組成GPS傳感器的認(rèn)知衛(wèi)星每時(shí)每刻都在廣播信號(hào)信息，它廣播的信息包含兩個(gè)部分:1）衛(wèi)星自身的位置；2）衛(wèi)星信號(hào)的發(fā)送時(shí)間。地面的終端接收設(shè)備接收到衛(wèi)星信號(hào)，通過(guò)對(duì)比衛(wèi)星信號(hào)的發(fā)送時(shí)間和接收時(shí)間，用它們的時(shí)間差乘以光速，就得到了終端設(shè)備到衛(wèi)星的距離。原理GPS傳感器的認(rèn)知接收機(jī)的時(shí)間和衛(wèi)星的時(shí)間都不是標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間都有誤差，這個(gè)誤差就叫鐘差。GPS定位精度不夠無(wú)線電信號(hào)的傳播時(shí)間多少會(huì)受到傳播介質(zhì)的影響的。諸如云層的稀薄情況、天氣好壞等都會(huì)影響到傳播時(shí)間，進(jìn)而影響到距離的計(jì)算。距離不準(zhǔn)，得到的定位結(jié)果當(dāng)然也不準(zhǔn)了。特點(diǎn)GPS傳感器的認(rèn)知GPS定位精度不夠信號(hào)丟失：GPS接收機(jī)在高樓周圍，很容易失去某一方向、所有的衛(wèi)星信號(hào)，僅依靠另外三面的衛(wèi)星信號(hào)求得的定位結(jié)果，在精度上很難滿足無(wú)人駕駛的需求。特點(diǎn)GPS傳感器的認(rèn)知GPS定位精度不夠多路徑問(wèn)題：在高樓周圍也可能導(dǎo)致原本收不到的衛(wèi)星信號(hào)，經(jīng)過(guò)大樓樓體的鏡面反射被接收到，這種信號(hào)被稱為多路徑信號(hào)（Multi-PathSignal）。特點(diǎn)GPS傳感器的認(rèn)知GPS更新頻率不高GPS定位的頻率不怎么高，只有10Hz，即100ms才能定位一次。假設(shè)一輛汽車正以72km/h（20m/s）的速度在路上直線行駛，GPS定位的周期為100ms，則一個(gè)周期后，汽車相對(duì)于前一次定位的結(jié)果移動(dòng)了20m/s*0.1s=2m，即兩次的定位結(jié)果相距2米。特點(diǎn)GPS傳感器的認(rèn)知RTK（Real-timekinematic，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)）載波相位差分技術(shù)，是實(shí)時(shí)處理兩個(gè)測(cè)量站載波相位觀測(cè)量的差分方法，將基準(zhǔn)站采集的載波相位發(fā)給用戶接收機(jī)，進(jìn)行求差解算坐標(biāo)，RTK能夠提高衛(wèi)星導(dǎo)航的定位精度達(dá)到厘米級(jí)。差分GPS可以解決定位的精度問(wèn)題，但是解決不了遮擋和反射問(wèn)題。RTKGPS傳感器的認(rèn)知最簡(jiǎn)單的高精度定位系統(tǒng)由4G模塊、RTK接收機(jī)、IMU組成。4G模塊接收千尋的改正數(shù)數(shù)據(jù)，RTK接收機(jī)接收衛(wèi)星信號(hào)并把改正數(shù)導(dǎo)入RTK算法，得出精確的位置。RTKGPS傳感器的認(rèn)知IMU傳感器的認(rèn)知02任務(wù)3.3定位傳感器安裝與調(diào)試慣性測(cè)量單元（InertialMeasurementUnit,IMU）可以直接測(cè)量載體相對(duì)于慣性空間的三軸加速度和三軸角速度（6-DoF），是可以短時(shí)給出置信度較高的相對(duì)位移和航向角變化的傳感器。在自動(dòng)駕駛所涉及的傳感器中，IMU因其不受外部環(huán)境影響而顯得特別。定位領(lǐng)域的最后一道防線！VRU垂直參考單元(VerticalReferenceUnit)是在IMU的基礎(chǔ)上，以重力向量作為參考，用卡爾曼或者互補(bǔ)濾波等算法為用戶提供有重力向量參考的俯仰角、橫滾角以及無(wú)參考標(biāo)準(zhǔn)的航向角。定義IMU傳感器的認(rèn)知AHRS（AttitudeandHeadingReferenceSystem）俗稱航姿參考系統(tǒng)，AHRS由加速度計(jì)，磁場(chǎng)計(jì)，陀螺儀構(gòu)成（9-DoF），用卡爾曼或者互補(bǔ)濾波等算法為用戶提供擁有絕對(duì)參考的航向(yaw)，橫滾(roll)和俯仰角（pitch)信息，這類系統(tǒng)用來(lái)為飛行器提供準(zhǔn)確可靠的姿態(tài)與航行信息。第一張是繞X軸旋轉(zhuǎn)roll，第二張繞Y軸旋轉(zhuǎn)pitch，第三張繞Z軸旋轉(zhuǎn)yaw。定義IMU傳感器的認(rèn)知加速度計(jì)它通過(guò)測(cè)量電容的變化來(lái)測(cè)量加速。它的微觀結(jié)構(gòu)看起來(lái)像這樣。它有一個(gè)質(zhì)量連接到一個(gè)彈簧，這是限制沿著一個(gè)方向移動(dòng)和固定的外板。因此，當(dāng)應(yīng)用特定方向的加速度時(shí)，質(zhì)量將移動(dòng)，板塊和質(zhì)量之間的電容將發(fā)生變化。電容的這種變化將被測(cè)量、處理，并且它將對(duì)應(yīng)于特定的加速度值。原理IMU傳感器的認(rèn)知陀螺儀?

陀螺儀使用科里奧利效應(yīng)測(cè)量角率。當(dāng)質(zhì)量以特定速度向特定方向移動(dòng)時(shí)，當(dāng)外部角度速率與綠色箭頭一起出現(xiàn)時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生力，這將導(dǎo)致質(zhì)量的垂直位移。因此，與加速度計(jì)類似，這種位移會(huì)導(dǎo)致電容的變化，電容將進(jìn)行測(cè)量、處理，并且它將對(duì)應(yīng)于特定的角速率。?原理IMU傳感器的認(rèn)知磁力計(jì)它使用霍爾效應(yīng)或磁電阻效應(yīng)測(cè)量地球磁場(chǎng)。霍爾效應(yīng)是指處在磁場(chǎng)中的載流導(dǎo)體，如果磁場(chǎng)方向和電流方向垂直，則在與磁場(chǎng)和電流都垂直的方向上出現(xiàn)橫向電場(chǎng)，這就是霍爾電場(chǎng)實(shí)際上，市場(chǎng)上幾乎90%的傳感器都使用霍爾效應(yīng)，這就是它的工作原理。原理IMU傳感器的認(rèn)知優(yōu)點(diǎn)：1、由于它是不依賴于任何外部信息，也不向外部輻射能量的自主式系統(tǒng)，故隱蔽性好，也不受外界電磁干擾的影響；2、可全天候、全時(shí)間地工作于空中、地球表面乃至水下；3、能提供位置、速度、航向和姿態(tài)角數(shù)據(jù)，所產(chǎn)生的導(dǎo)航信息連續(xù)性好而且噪聲低；4、數(shù)據(jù)更新率高、短期精度和穩(wěn)定性好。缺點(diǎn)：1、由于導(dǎo)航信息經(jīng)過(guò)積分而產(chǎn)生，定位誤差隨時(shí)間而增大，長(zhǎng)期精度差；2、每次使用之前需要較長(zhǎng)的初始對(duì)準(zhǔn)時(shí)間；3、設(shè)備的價(jià)格較昂貴；4、不能給出時(shí)間信息。

特點(diǎn)IMU傳感器的認(rèn)知安全冗余IMU數(shù)據(jù)可用于進(jìn)行航跡推算（dead-reckon），在短時(shí)間內(nèi)獨(dú)立保證一定的位置和姿態(tài)確定精度。LIDAR、雷達(dá)和攝像頭同時(shí)失效情況下，可以利用IMU以受控的方式降低汽車速度并使之停止，這在極端條件下提供了可行的解決方案。應(yīng)用IMU傳感器的認(rèn)知IMU可以驗(yàn)證GPS結(jié)果準(zhǔn)確性，并對(duì)無(wú)法準(zhǔn)確的絕對(duì)定位數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波和修正。IMU可以在GPS信號(hào)消失之后，仍然提供持續(xù)若干秒的亞米級(jí)定位精度，為自動(dòng)駕駛汽車爭(zhēng)取寶貴的異常處理的時(shí)間.應(yīng)用IMU傳感器的認(rèn)知彌補(bǔ)GPS的缺點(diǎn)在0~100ms的周期中，使用IMU進(jìn)行9次位置的估計(jì)，待新的GPS定位數(shù)據(jù)進(jìn)來(lái)時(shí)，則進(jìn)行修正，以此實(shí)現(xiàn)高頻率的定位結(jié)果輸出。應(yīng)用IMU傳感器的認(rèn)知彌補(bǔ)GPS的缺點(diǎn)組合慣導(dǎo)傳感器認(rèn)知03任務(wù)3.3定位傳感器安裝與調(diào)試“MEMS慣性-衛(wèi)星組合導(dǎo)航系統(tǒng)”，利用高精度MEMS(微機(jī)電系統(tǒng),Micro-Electro-MechanicalSystem)陀螺、加速度計(jì)及多模多頻GNSS（全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)，GlobalNavigationSatelliteSystem）接收機(jī)。一般都支持GNSS實(shí)時(shí)RTK（實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)/載波相位差分技術(shù)，Real-timekinematic）功能，提供標(biāo)準(zhǔn)化用戶通用協(xié)議，具備良好可擴(kuò)展性。定義組合慣導(dǎo)傳感器的認(rèn)知Newton-M2主機(jī)（1個(gè)）衛(wèi)星天線（2個(gè)）射頻連接線（2根）：射頻線兩端分別為TNC公頭和SMA公頭組成組合慣導(dǎo)傳感器的認(rèn)知通過(guò)設(shè)備內(nèi)置的高性能組合導(dǎo)航處理器，將內(nèi)置的高精度陀螺及加速度計(jì)信息進(jìn)行捷聯(lián)導(dǎo)航解算，同時(shí)將導(dǎo)航結(jié)果與GNSS定位信息輸入內(nèi)置的Kalman濾波器進(jìn)行組合，組合后獲得更為精確的載體位置、速度以及航向、姿態(tài)等多參數(shù)導(dǎo)航信息。原理組合慣導(dǎo)傳感器的認(rèn)知可以控制IMU誤差積累，降低系統(tǒng)對(duì)慣性器件精度的依賴，進(jìn)而降低整個(gè)系統(tǒng)成本；可發(fā)現(xiàn)并標(biāo)校慣導(dǎo)系統(tǒng)誤差，提高導(dǎo)航精度；可彌補(bǔ)衛(wèi)星導(dǎo)航的信號(hào)缺損問(wèn)題，抗遮擋、多路徑干擾，實(shí)現(xiàn)山區(qū)隧道、城市峽谷、高架等環(huán)境中車輛的長(zhǎng)時(shí)間、高精度、高可靠性導(dǎo)航。特點(diǎn)組合慣導(dǎo)傳感器的認(rèn)知3.定位傳感器安裝與調(diào)試03任務(wù)3.3定位傳感器安裝與調(diào)試。實(shí)踐內(nèi)容3.定位傳感器安裝與調(diào)試請(qǐng)查閱相關(guān)技術(shù)文檔，完成定位傳感器安裝與調(diào)試！任務(wù)4.1

道路數(shù)據(jù)采集與高精地圖制作01學(xué)習(xí)目標(biāo)CONTENTE知識(shí)目標(biāo):掌握高精地圖的內(nèi)容組成、特點(diǎn)與功用；了解高精地圖的制作流程。02學(xué)習(xí)目標(biāo)CONTENTE能力目標(biāo):能使用高精地圖手工標(biāo)注工具完成高精地圖制作高精地圖認(rèn)知01高精地圖制作02學(xué)習(xí)內(nèi)容CONTENTE高精地圖認(rèn)知01任務(wù)4.1道路數(shù)據(jù)采集與高精地圖制作高精地圖（或稱作高精度地圖，HDMap–HighDefinitionMap）是指高精度、精細(xì)化定義的地圖，可以描述為對(duì)3D道路環(huán)境的重建，其精度需要達(dá)到分米級(jí)才能夠區(qū)分各個(gè)車道。而精細(xì)化定義，則是需要、格式化存儲(chǔ)交通場(chǎng)景中的各種交通要素。道路矢量元素信息（車道線位置、類型、寬度等）以及車道周邊的固定對(duì)象信息（交通信號(hào)燈、交通標(biāo)志、障礙物、路邊地標(biāo)等），形成對(duì)路網(wǎng)精確的三維表征（厘米級(jí)精度），比如路面的幾何結(jié)構(gòu)、道路標(biāo)示線的位置定義高精地圖認(rèn)知高精地圖包含眾多屬性高精地圖分為兩個(gè)層級(jí)，最底層的是靜態(tài)高精地圖，上層是動(dòng)態(tài)高精地圖。靜態(tài)高精地圖中包含了地圖圖層