第1章-智能網(wǎng)聯(lián)汽車-緒論

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頁智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術第1章緒論第2章智能網(wǎng)聯(lián)汽車環(huán)境傳感器技術第3章智能網(wǎng)聯(lián)汽車網(wǎng)絡與通信技術第4章智能網(wǎng)聯(lián)汽車導航定位技術第5章智能網(wǎng)聯(lián)汽車運動控制技術第6章智能網(wǎng)聯(lián)汽車先進駕駛輔助技術第7章智能網(wǎng)聯(lián)汽車自動駕駛仿真技術

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頁第1章緒論1.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車的定義與分級1.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車的體系構成與關鍵技術1.3智能網(wǎng)聯(lián)汽車的標準體系1.4智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展趨勢

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頁1.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車的定義與分級隨著汽車保有量的增加，帶來能源短缺、環(huán)境污染、交通擁堵和事故頻發(fā)等社會問題。智能網(wǎng)聯(lián)汽車是解決這些社會問題的有效方案，代表著汽車行業(yè)未來的發(fā)展方向。智能網(wǎng)聯(lián)汽車是新一輪科技革命背景下的新興產(chǎn)品，可顯著改善交通安全、實現(xiàn)節(jié)能減排、減緩交通擁堵、提高交通效率，并拉動汽車、電子、通信、服務、社會管理等協(xié)同發(fā)展，對促進汽車產(chǎn)業(yè)轉型升級具有重大戰(zhàn)略意義。因此，中國要發(fā)展智能網(wǎng)聯(lián)汽車。1.1.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車的定義2024/7/18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（車、路、行人、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)車輛“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。1.1.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車的定義2024/7/18“智能”是指搭載先進的車載傳感器、控制器、執(zhí)行器等裝置和車載系統(tǒng)模塊，具備復雜環(huán)境感知、智能化決策與控制等功能?！熬W(wǎng)聯(lián)”主要指信息互聯(lián)共享能力，即通過通信與網(wǎng)絡技術，實現(xiàn)車內(nèi)、車與車、車與環(huán)境間的信息交互；“汽車”是智能終端載體的形態(tài)，可以是燃油汽車，也可以是新能源汽車，未來是以新能源汽車為主。1.1.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車的定義2024/7/18智能網(wǎng)聯(lián)汽車已不是特指某類或單個車輛，而是以車輛為主體和主要節(jié)點，由車輛、道路基礎設施、通信設備及交通控制系統(tǒng)，以及數(shù)據(jù)存儲與處理系統(tǒng)等共同構成的綜合協(xié)調(diào)系統(tǒng)，是未來智能交通系統(tǒng)下車聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中發(fā)揮著重要作用的智能終端，最終實現(xiàn)車輛“安全、高效、舒適、節(jié)能”行駛的新一代多車輛系統(tǒng)。1.1.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車的定義2024/7/18智能網(wǎng)聯(lián)汽車是智能汽車與車聯(lián)網(wǎng)相融合的產(chǎn)物；智能汽車和智能網(wǎng)聯(lián)汽車的終極發(fā)展目標是無人駕駛汽車；車聯(lián)網(wǎng)的終極發(fā)展目標是智能交通系統(tǒng)。智能網(wǎng)聯(lián)汽車實現(xiàn)自動駕駛必須包括感知系統(tǒng)、決策系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)。1.1.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車的定義2024/7/181.1.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車的定義2024/7/18（1）感知系統(tǒng)。感知系統(tǒng)就是感知車輛、感知環(huán)境，告訴系統(tǒng)所處的位置，周圍的環(huán)境是什么。目前，感知層主要是采用傳感器技術，它就是自動駕駛車的“眼睛”，包含了超聲波雷達、毫米波雷達、激光雷達、攝像頭、高精度定位、高精度地圖、V2X等技術。（2）決策系統(tǒng)。決策系統(tǒng)就是在獲取感知數(shù)據(jù)后，會針對數(shù)據(jù)進行分析、決策和預測，解決系統(tǒng)該對環(huán)境做出什么反應，預測之后可能會發(fā)生什么情況的問題。1.1.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車的定義2024/7/18（3）執(zhí)行系統(tǒng)。執(zhí)行系統(tǒng)是通過車輛的執(zhí)行機構完成相應的制動、轉向、驅動等操控動作，執(zhí)行系統(tǒng)的發(fā)展趨勢是線控轉向、線控制動、線控驅動技術。要實現(xiàn)自動駕駛，除了算法創(chuàng)新、系統(tǒng)融合之外，還需要來自云平臺的支持。1.1.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車的駕駛自動化分級2024/7/18第二節(jié)智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術分級2024/7/181.1.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車的分級在量產(chǎn)車型中，自動駕駛級別最高的是L3級，即奧迪A8，它配備了4個魚眼攝像頭、12個超聲波雷達、4個中程毫米波雷達、1個遠程毫米波雷達、1個激光雷達、1個前視攝像頭。其中，4個魚眼攝像頭用于360°環(huán)視系統(tǒng)，12個超聲波雷達用于自動泊車系統(tǒng)2024/7/182024/7/182024/7/181.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車的體系結構與關鍵技術2024/7/182.智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術架構2024/7/182.智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術架構2024/7/182.智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術架構2024/7/182.智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術架構2024/7/18

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頁1.2.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車的關鍵技術2.智能網(wǎng)聯(lián)汽車的關鍵技術1.環(huán)境感知傳感器技術超聲波雷達、毫米波雷達、激光雷達、視覺傳感器及其感知算法；感知對象包括道路、車輛、行人、交通標志、交通信號燈等；如何低成本、高效率、準確地識別出這些感知對象，還有很多技術需要解決2024/7/182.智能網(wǎng)聯(lián)汽車的關鍵技術2.決策規(guī)劃技術隨著汽車駕駛自動化水平的提高，對車輛自主決策能力提出了新的要求，汽車不僅需要在某個具體工況進行決策規(guī)劃，如超車、巡航和跟車等單一工況，還需要有在線學習能力以適應更加復雜的道路交通環(huán)境和不可預期工況。2024/7/182.智能網(wǎng)聯(lián)汽車的關鍵技術3.控制執(zhí)行技術自動駕駛汽車決策規(guī)劃出行駛路徑，由底盤執(zhí)行機構實現(xiàn)汽車狀態(tài)控制和軌跡跟蹤，這一過程中，控制執(zhí)行技術起著至關重要的作用。目前，傳統(tǒng)汽車底盤的控制結構仍為分布式電子架構，不同子系統(tǒng)都有各自的運算控制器，較難實現(xiàn)所有功能的協(xié)同控制，必須實現(xiàn)線控底盤。2024/7/182.智能網(wǎng)聯(lián)汽車的關鍵技術4.交互通信技術主要包括人機交互、車載通信模塊、V2X通信等多種技術。其中人機交互包駕駛員監(jiān)控、語音交互、語義理解、手勢控制和虛擬現(xiàn)實等，主要依靠深度學習和大數(shù)據(jù)等技術實現(xiàn)；車載通信模塊具有通信網(wǎng)關和防火墻機制，支持報警、服務類功能、遠程車輛操控類功能、車輛信息反饋類功能和基于位置的服務類等信息控制功能；V2X通信技術強調(diào)車輛在行駛環(huán)境中與其他交通參與者實時互聯(lián)通訊，獲得其交通參數(shù)，對傳輸速度、延時性和丟包率等均有較高的要求2024/7/182.智能網(wǎng)聯(lián)汽車的關鍵技術5.計算芯片技術芯片是智能網(wǎng)聯(lián)汽車的核心運算單元，主要包括中央處理器、圖形處理器、現(xiàn)場可編程門陣列及專用定制芯片等2024/7/182.智能網(wǎng)聯(lián)汽車的關鍵技術6.云計算平臺云計算平臺通過以太網(wǎng)絡與車輛、路側設備進行遠程通信，實現(xiàn)遠程監(jiān)控、車輛追蹤、調(diào)度管理和路徑規(guī)劃等功能，同時還能夠利用云計算和大數(shù)據(jù)處理，為自動駕駛控制策略、智能交通控制管理的研究提供數(shù)據(jù)依據(jù)。2024/7/182.智能網(wǎng)聯(lián)汽車的關鍵技術7.網(wǎng)絡信息安全智能網(wǎng)聯(lián)汽車需滿足車聯(lián)網(wǎng)通信的保密性、完整性、可鑒別性等要求。通過引入密碼安全芯片、設計“端-管-云”安全主動防御機制、密碼安全協(xié)議和設置可信計算區(qū)域等手段，對云計算平臺和車載終端進行軟件代碼和物理硬件安全升級2024/7/182.智能網(wǎng)聯(lián)汽車的關鍵技術8.虛擬仿真測試技術運用計算機建模構建出虛擬的街道、城鄉(xiāng)和高速公路等作為測試環(huán)境，并在虛擬環(huán)境中加入測試用例，這種虛擬測試方法可以大大提高自動駕駛技術的研發(fā)測試效率、縮短研發(fā)測試周期，并能實現(xiàn)場地測試無法提供的海量測試場景用例2024/7/18

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頁1.3智能網(wǎng)聯(lián)汽車的標準體系1.4智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展趨勢1.環(huán)境感知技術77GHz或79GHz毫米波雷達將取代24GHz毫米波雷達，天線尺寸更小、角分辨率更高、芯片材料將向著互補金屬氧化物材料發(fā)展；激光雷達將向著固態(tài)激光雷達、更高的探測距離和分辨率、更小的尺寸和更低的成本發(fā)展；視覺傳感器將沿著深度學習的技術路線，向模塊化、可擴展、全天候方向發(fā)展。2024/7/181.4智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展趨勢2.決策規(guī)劃技術人工智能技術將由目前所處的機器學習、深度學習階段向著自主學習方向發(fā)展；人工智能算法芯片，將會對軟硬件進行深度整合使其擁有超強的計算能力、更小的體積、更低功耗，算法處理速率將會大幅提升。2024/7/181.4智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展趨勢3.車輛控制技術整車電子電氣架構將向著跨域集中式電子架構和車輛集中式電子架構發(fā)展，分散的控制單元將減少，取而代之的是應用先進算法的集中控制單元；車輛控制算法也由傳統(tǒng)控制方法向基于模型預測控制、最優(yōu)控制、神經(jīng)網(wǎng)絡控制和深度學習等智能控制方法轉變。2024/7/181.4智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展趨勢4.自主式智能與網(wǎng)聯(lián)式智能技術加速融合網(wǎng)聯(lián)式系統(tǒng)能從時間和空間維度突破自主式系統(tǒng)對于車輛周邊環(huán)境的感知能力。在時間維度，通過V2X通信，系統(tǒng)能夠提前獲知周邊車輛的操作信息、紅綠燈等交通控制系統(tǒng)信息，以及氣象條件、擁堵預測等更長期的未來狀態(tài)信息。在空間維度，通過V2X通信，系統(tǒng)能夠感知交叉路口盲區(qū)、彎道盲區(qū)、車輛遮擋盲區(qū)等位置的環(huán)境信息，從而幫助自動駕駛系統(tǒng)更全面地掌握周邊交通態(tài)勢。網(wǎng)聯(lián)式智能技術與自主式智能技術相輔相成，互為補充，正在加速融合發(fā)展。2024/7/181.5智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展趨勢5.智能新技術將助推智能網(wǎng)聯(lián)汽車快速發(fā)展人工智能中的深度學習、語義分割、邊緣計算和大數(shù)據(jù)、云計算、