《汽車(chē)電器與電子控制技術(shù)》課件 14.智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)電子控制技術(shù)

第14章智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)電子控制技術(shù)汽車(chē)電器與電子控制技術(shù)知識(shí)要點(diǎn)掌握程度相關(guān)知識(shí)智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)概述掌握智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)的概念、組成

了解智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)的分級(jí)智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)的概念智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)的組成智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)關(guān)鍵控制技術(shù)熟悉環(huán)境感知技術(shù)和路徑規(guī)劃技術(shù)了解定位導(dǎo)航技術(shù)、運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)和智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)通信技術(shù)環(huán)境感知技術(shù)車(chē)輛定位導(dǎo)航技術(shù)車(chē)輛路徑規(guī)劃車(chē)輛運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)通信技術(shù)自動(dòng)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)熟悉車(chē)道保持輔助系統(tǒng)和自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)

了解主動(dòng)避障控制和自動(dòng)泊車(chē)系統(tǒng)車(chē)道保持輔助系統(tǒng)主動(dòng)避障控制系統(tǒng)自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)自動(dòng)泊車(chē)系統(tǒng)【本章教學(xué)要點(diǎn)】14.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)概述14.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)關(guān)鍵控制技術(shù)14.3高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)14.1.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)的概念14.1.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)的組成14.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)概述14.1.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)的概念14.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)概述

智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)(IntelligentandConnectedVehicle,ICV)是指搭載了先進(jìn)的感知、決策與控制、執(zhí)行裝置，融合先進(jìn)的通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)車(chē)與車(chē)、路、人、云等智能信息交換、共享的新一代汽車(chē)。

智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)具備復(fù)雜環(huán)境感知、智能定位、智能決策、協(xié)同控制等功能，可通過(guò)不同程度的自動(dòng)駕駛/輔助駕駛，實(shí)現(xiàn)汽車(chē)的安全、高效、舒適、節(jié)能行駛，并最終實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛。智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)技術(shù).mp414.1.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)的概念14.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)概述14.1.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)的概念14.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)概述

智能汽車(chē)是結(jié)合了傳感器、信息處理、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制和人工智能等技術(shù)的機(jī)電一體化車(chē)輛系統(tǒng)。

網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)則突出了信息共享能力，能通過(guò)配備的信號(hào)收發(fā)裝置，利用無(wú)線局域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)包括車(chē)-車(chē)通信(Vehicle-to-Vehicle，V2V)，車(chē)-交通設(shè)施通信(Vehicle-to-Infrastructure，V2I)在內(nèi)的車(chē)-人/車(chē)/路/后臺(tái)(Vehicle-to-X，V2X)信息共享。

智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)則是智能汽車(chē)與網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)的交集，同時(shí)具備了智能汽車(chē)與網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)功能，已被業(yè)內(nèi)公認(rèn)為汽車(chē)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。7款智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)在重慶試跑.mp414.1.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)的概念14.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)概述自動(dòng)駕駛的五級(jí)智能化概念如下：(1)第一層(Level1)為特定情況駕駛輔助(2)第二層(Level2)為部分模塊自動(dòng)化(3)第三層(Level3)為特定條件下的自動(dòng)化(或稱(chēng)有條件自動(dòng)駕駛)(4)第四層(Level4)為高度自動(dòng)駕駛(5)第五層(Level5)為完全自動(dòng)駕駛(即無(wú)人駕駛)14.1.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)的概念14.1.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)的組成14.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)概述14.1.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)的組成14.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)概述智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)的關(guān)鍵技術(shù)包括感知、決策與規(guī)劃、控制執(zhí)行、信息通信等幾個(gè)方面。

1.感知層

自動(dòng)駕駛汽車(chē)通常配備攝像頭、激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)等多模態(tài)傳感器，V2X通信技術(shù)和車(chē)路協(xié)同技術(shù)提高了自動(dòng)駕駛感知信息的維度，針對(duì)在復(fù)雜隨機(jī)動(dòng)態(tài)環(huán)境下的感知能力有限、抗未知因素干擾能力弱等問(wèn)題，需要進(jìn)行不同來(lái)源傳感器感知數(shù)據(jù)的深度融合。14.1.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)的組成14.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)概述

2.決策規(guī)劃層依據(jù)感知層以及云平臺(tái)獲取的信息來(lái)進(jìn)行車(chē)輛的駕駛決策和行駛路徑規(guī)劃等，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的自動(dòng)駕駛或者向駕駛員發(fā)出輔助駕駛的決策信息。

對(duì)于具有先進(jìn)駕駛輔助技術(shù)的汽車(chē)，或在有條件的自動(dòng)駕駛階段，駕駛決策信息主要起到預(yù)測(cè)、警告、推薦作用；或在自動(dòng)駕駛模式下，為車(chē)輛提供參考行駛路徑，此時(shí)駕駛員仍掌握車(chē)輛行駛主動(dòng)權(quán)，可隨時(shí)接管車(chē)輛操縱。14.1.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)的組成14.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)概述

3.控制執(zhí)行層接收上層動(dòng)作決策和規(guī)劃模塊輸出的車(chē)輛行駛軌跡，結(jié)合車(chē)身屬性和外界物理因素進(jìn)行一系列動(dòng)力學(xué)計(jì)算，其中包括參考路徑的跟蹤，基本的速度和方向控制，以及車(chē)輛的穩(wěn)定性控制，最終轉(zhuǎn)換成對(duì)車(chē)輛油門(mén)、剎車(chē)的控制，以及方向盤(pán)信號(hào)。車(chē)輛底盤(pán)的線控技術(shù)是自動(dòng)駕駛控制執(zhí)行的關(guān)鍵技術(shù)，是目前自動(dòng)駕駛執(zhí)行系統(tǒng)的主流發(fā)展方向。14.1.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)的組成14.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)概述

4.網(wǎng)絡(luò)通信層包括車(chē)載控制器局域網(wǎng)CAN以及車(chē)輛與外界的車(chē)-車(chē)、車(chē)路通信V2X。車(chē)用無(wú)線通信技術(shù)V2X是將車(chē)輛V與一切與車(chē)輛交互信息的對(duì)象X相聯(lián)，X包括車(chē)、人、路側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施、云端等網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。其中車(chē)與車(chē)之間的通信稱(chēng)為V2V、車(chē)與路側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施之間的通信稱(chēng)為V2I。14.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)概述14.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)關(guān)鍵控制技術(shù)14.3高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)14.2.1環(huán)境感知技術(shù)14.2.2車(chē)輛定位導(dǎo)航技術(shù)14.2.3車(chē)輛路徑規(guī)劃14.2.4車(chē)輛運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)14.2.5智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)通信技術(shù)14.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)關(guān)鍵控制技術(shù)14.2.1環(huán)境感知技術(shù)14.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)關(guān)鍵控制技術(shù)

環(huán)境感知技術(shù)是利用攝像頭、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)等傳感器，以及V2I和V2X通信系統(tǒng)獲取周?chē)h(huán)境信息，包括提取路況信息、檢測(cè)障礙物和其它交通參與者等目標(biāo)，并通過(guò)多種算法處理和分析原始輸入數(shù)據(jù)，為智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)提供決策與控制的依據(jù)。環(huán)境感知作為自動(dòng)駕駛的第一個(gè)環(huán)節(jié)，主要對(duì)象包括路面、靜態(tài)物體和動(dòng)態(tài)物體等，涉及道路邊界檢測(cè)、障礙物檢測(cè)、車(chē)輛檢測(cè)、行人檢測(cè)等技術(shù)。環(huán)境感知系統(tǒng)概述.mp414.2.1環(huán)境感知技術(shù)14.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)關(guān)鍵控制技術(shù)

1.傳感器技術(shù)

(1)攝像頭相比其它傳感器，攝像頭更接近人類(lèi)視覺(jué)，所獲取的圖像包含顏色和紋理信息等，具有更為豐富的語(yǔ)義特征。

通過(guò)數(shù)字圖像處理技術(shù)和計(jì)算機(jī)視覺(jué)的相關(guān)算法對(duì)圖像或視頻進(jìn)行分析，可以實(shí)現(xiàn)分類(lèi)、分割、檢測(cè)、跟蹤，提取交通信號(hào)標(biāo)志、車(chē)道線、行人、車(chē)輛、障礙物的位置、尺寸、速度和方向等信息。環(huán)境感知系統(tǒng)-傳感器.mp414.2.1環(huán)境感知技術(shù)14.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)關(guān)鍵控制技術(shù)

1.傳感器技術(shù)

(2)激光雷達(dá)激光雷達(dá)(LiDAR)通過(guò)向目標(biāo)發(fā)射探測(cè)信號(hào)，然后將接受到的從目標(biāo)反射回來(lái)的信號(hào)進(jìn)行比較和適當(dāng)處理，就可獲得目標(biāo)的距離、方位、高度、速度、姿態(tài)，甚至形狀等參數(shù)信息，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)障礙物、運(yùn)動(dòng)物體等目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)、跟蹤和識(shí)別。14.2.1環(huán)境感知技術(shù)14.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)關(guān)鍵控制技術(shù)

1.傳感器技術(shù)

(3)毫米波雷達(dá)毫米波雷達(dá)工作在毫米波段，通過(guò)發(fā)射無(wú)線電信號(hào)并接受反射信號(hào)來(lái)測(cè)定與物體間的距離。兼有微波雷達(dá)和光電雷達(dá)的一些優(yōu)點(diǎn)，具有較強(qiáng)的穿透性，因此測(cè)距精度受天氣因素和環(huán)境影響較小，具有很高的測(cè)量精度。14.2.1環(huán)境感知技術(shù)14.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)關(guān)鍵控制技術(shù)

2.障礙物檢測(cè)技術(shù)障礙物檢測(cè)作為智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)環(huán)境感知模塊的重要組成部分，決定著汽車(chē)行駛的安全性。

目前，障礙物檢測(cè)技術(shù)主要分為基于圖像的障礙物檢測(cè)、基于激光雷達(dá)的障礙物檢測(cè)和基于多傳感器融合的障礙物檢測(cè)方法。14.2.1環(huán)境感知技術(shù)14.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)關(guān)鍵控制技術(shù)

2.障礙物檢測(cè)技術(shù)

(1)基于圖像的障礙物檢測(cè)基于圖像的障礙物檢測(cè)方法主要分為以YOLO系列和SSD為代表的一階段算法，以及以RCNN(Region-CNN)系列為代表的二階段算法。14.2.1環(huán)境感知技術(shù)14.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)關(guān)鍵控制技術(shù)

2.障礙物檢測(cè)技術(shù)

(2)基于激光雷達(dá)的障礙物檢測(cè)基于激光雷達(dá)的障礙物檢測(cè)方法主要有基于幾何特征和網(wǎng)格的檢測(cè)方法，以及VoxelNet檢測(cè)方法。

(3)基于多傳感器融合的障礙物檢測(cè)不同的傳感器功能原理各異，具有很強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)性。14.2.1環(huán)境感知技術(shù)14.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)關(guān)鍵控制技術(shù)

3.車(chē)道線檢測(cè)基于模型的方法是建立車(chē)道線幾何模型，對(duì)模型參數(shù)進(jìn)行估計(jì)與確定，最終與車(chē)道線進(jìn)行擬合?；谔卣鞣椒ㄊ峭ㄟ^(guò)車(chē)道線的一些特征判別車(chē)道線，如通過(guò)顏色、形狀、紋理、方向等特征來(lái)檢測(cè)車(chē)道線。基于深度學(xué)習(xí)檢測(cè)方法中較常用的是卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法。14.2.1環(huán)境感知技術(shù)14.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)關(guān)鍵控制技術(shù)

4.交通信號(hào)燈檢測(cè)交通信號(hào)燈檢測(cè)是智能駕駛中的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，是保障智能汽車(chē)行車(chē)安全的基礎(chǔ)?，F(xiàn)在目標(biāo)檢測(cè)大多用深度學(xué)習(xí)方法，如FasterRCNN、YOLO和SSD，但是這些方法在小目標(biāo)檢測(cè)上效果都不理想。

目前針對(duì)小目標(biāo)檢測(cè)算法的改進(jìn)，主要從提取特征網(wǎng)絡(luò)入手，有特征金字塔、逐層預(yù)測(cè)、空洞卷積等。14.2.1環(huán)境感知技術(shù)14.2.2車(chē)輛定位導(dǎo)航技術(shù)14.2.3車(chē)輛路徑規(guī)劃14.2.4車(chē)輛運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)14.2.5智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)通信技術(shù)14.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)關(guān)鍵控制技術(shù)14.2.2車(chē)輛定位導(dǎo)航技術(shù)14.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)關(guān)鍵控制技術(shù)

車(chē)輛定位導(dǎo)航技術(shù)是智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)的關(guān)鍵技術(shù)之一，其首要的功能是提供車(chē)輛的位置、速度和航向等信息，而精確、可靠的定位信息是實(shí)現(xiàn)智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)導(dǎo)航功能的前提與基礎(chǔ)。

常用的車(chē)輛定位技術(shù)有衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)(GNSS)、慣性導(dǎo)航技術(shù)(INS)、及地圖匹配技術(shù)等。14.2.1環(huán)境感知技術(shù)14.2.2車(chē)輛定位導(dǎo)航技術(shù)14.2.3車(chē)輛路徑規(guī)劃14.2.4車(chē)輛運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)14.2.5智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)通信技術(shù)14.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)關(guān)鍵控制技術(shù)14.2.3車(chē)輛路徑規(guī)劃14.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)關(guān)鍵控制技術(shù)

路徑規(guī)劃是汽車(chē)完成駕駛決策及進(jìn)一步運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)，是整個(gè)智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)系統(tǒng)框架中必不可少且至關(guān)重要的部分。路徑規(guī)劃就是根據(jù)給定的環(huán)境模型，在一定的約束條件下，規(guī)劃出一條連接汽車(chē)當(dāng)前位置和目標(biāo)位置的無(wú)碰撞路徑。從功能上可分為全局路徑規(guī)劃和局部路徑規(guī)劃。目前智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)在求解路徑規(guī)劃問(wèn)題上有許多成熟的算法，包括Dijkstra算法、Floyd算法、啟發(fā)式搜索算法等。全局路徑規(guī)劃局部路徑規(guī)劃14.2.1環(huán)境感知技術(shù)14.2.2車(chē)輛定位導(dǎo)航技術(shù)14.2.3車(chē)輛路徑規(guī)劃14.2.4車(chē)輛運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)14.2.5智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)通信技術(shù)14.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)關(guān)鍵控制技術(shù)14.2.4車(chē)輛運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)14.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)關(guān)鍵控制技術(shù)運(yùn)動(dòng)控制指車(chē)輛根據(jù)當(dāng)前周?chē)h(huán)境和車(chē)體位置、姿態(tài)、車(chē)速等信息按照一定邏輯做出決策，并分別向油門(mén)、制動(dòng)及轉(zhuǎn)向等執(zhí)行系統(tǒng)發(fā)出控制指令。

運(yùn)動(dòng)控制是車(chē)輛實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，研究?jī)?nèi)容主要分為橫向控制和縱向控制。14.2.4車(chē)輛運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)14.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)關(guān)鍵控制技術(shù)

橫向控制主要研究智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)的路徑跟蹤能力，并保證車(chē)輛在沿著規(guī)劃路徑行駛時(shí)的行駛安全性、平穩(wěn)性和乘坐舒適性；

縱向控制主要研究智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)的速度跟蹤能力，控制汽車(chē)按照既定的速度巡航或者跟蹤前方動(dòng)態(tài)目標(biāo)。14.2.1環(huán)境感知技術(shù)14.2.2車(chē)輛定位導(dǎo)航技術(shù)14.2.3車(chē)輛路徑規(guī)劃14.2.4車(chē)輛運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)14.2.5智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)通信技術(shù)14.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)關(guān)鍵控制技術(shù)14.2.5智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)通信技術(shù)14.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)關(guān)鍵控制技術(shù)

1.車(chē)內(nèi)通信技術(shù)LIN、CAN、FlexRay總線、車(chē)載以太網(wǎng)。14.2.5智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)通信技術(shù)14.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)關(guān)鍵控制技術(shù)

2.V2X技術(shù)

車(chē)用無(wú)線通信技術(shù)(V2X)是將車(chē)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(chē)輛，X代表任何與車(chē)交互信息的對(duì)象，主要包含車(chē)、交通路側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施、人和網(wǎng)絡(luò)。

信息模式包括：V2V、V2I、V2P、V2N。V2X技術(shù).mp4智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)通信技術(shù).mp4華為L(zhǎng)TE-V通信終端車(chē)載OBU路側(cè)RSU華為5G車(chē)聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)示意圖多車(chē)列隊(duì)協(xié)同控制14.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)概述14.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)關(guān)鍵控制技術(shù)14.3高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)14.3.1車(chē)道保持輔助系統(tǒng)14.3.2主動(dòng)避障控制系統(tǒng)14.3.3自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)14.3.4自動(dòng)泊車(chē)系統(tǒng)14.3高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)ADAS.mp414.3.1車(chē)道保持輔助系統(tǒng)14.3高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)

1.車(chē)道保持輔助系統(tǒng)概念

車(chē)道保持輔助系統(tǒng)(LaneKeepingAssistSystem，LKAS)是一種能夠主動(dòng)檢測(cè)汽車(chē)行駛時(shí)的橫向偏移，并對(duì)轉(zhuǎn)向和制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào)控制的系統(tǒng)。

該系統(tǒng)是在車(chē)道偏離預(yù)警系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)車(chē)道偏離現(xiàn)象的主動(dòng)糾正，使汽車(chē)保持在預(yù)定的軌道上行駛，從而減輕駕駛員的負(fù)擔(dān)，減少交通事故的發(fā)生，如圖14-10所示。車(chē)道保持輔助系統(tǒng).mp4車(chē)道偏離預(yù)警系統(tǒng).mp414.3.1車(chē)道保持輔助系統(tǒng)14.3高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)

2.車(chē)道保持輔助系統(tǒng)組成車(chē)道保持輔助系統(tǒng)主要由信息采集單元、電子控制單元和執(zhí)行單元等組成，如圖14-11所示。14.3.1車(chē)道保持輔助系統(tǒng)14.3高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)

3.車(chē)道保持輔助系統(tǒng)工作原理車(chē)道保持輔助系統(tǒng)可以在行車(chē)的全程或速度達(dá)到某一閾值后開(kāi)啟，并可以手動(dòng)關(guān)閉，實(shí)時(shí)保持汽車(chē)的行駛軌跡。

當(dāng)系統(tǒng)正常工作時(shí)，信息采集單元通過(guò)車(chē)載傳感器采集車(chē)速信號(hào)、轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角信號(hào)、汽車(chē)行駛方向和車(chē)道線等信息，電子控制單元對(duì)信息進(jìn)行處理，比較車(chē)道線和汽車(chē)的行駛方向，判斷汽車(chē)是否偏離行駛車(chē)道。14.3.1車(chē)道保持輔助系統(tǒng)14.3高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)

4.車(chē)道保持輔助系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法

(1)車(chē)道保持輔助系統(tǒng)控制技術(shù)分類(lèi)目前常用的車(chē)道保持控制技術(shù)根據(jù)驅(qū)動(dòng)和轉(zhuǎn)向方式的不同可以分為主動(dòng)轉(zhuǎn)向技術(shù)、差動(dòng)制動(dòng)技術(shù)和主動(dòng)轉(zhuǎn)矩分配技術(shù)。(2)車(chē)道保持輔助控制系統(tǒng)算法當(dāng)前應(yīng)用較為廣泛的車(chē)道保持控制算法主要有基于T-S模糊模型的H∞控制算法、多約束模型預(yù)測(cè)控制算法等。14.3.1車(chē)道保持輔助系統(tǒng)14.3.2主動(dòng)避障控制系統(tǒng)14.3.3自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)14.3.4自動(dòng)泊車(chē)系統(tǒng)14.3高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)14.3.2主動(dòng)避障控制系統(tǒng)14.3高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)

1.主動(dòng)避障控制系統(tǒng)概念

主動(dòng)避撞系統(tǒng)是智能交通和主動(dòng)安全技術(shù)的一個(gè)重要方面，是一種旨在防止或降低碰撞嚴(yán)重程度的汽車(chē)安全系統(tǒng)，能輔助駕駛?cè)嗽诰o急狀況下采取正確的避碰決策和控制策略，從而減少交通事故的發(fā)生，進(jìn)而提高道路交通系統(tǒng)的安全性。14.3.2主動(dòng)避障控制系統(tǒng)14.3高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)

2.主動(dòng)避障控制系統(tǒng)組成汽車(chē)主動(dòng)避障系統(tǒng)可由環(huán)境感知、危險(xiǎn)態(tài)勢(shì)評(píng)估、路徑?jīng)Q策和控制執(zhí)行等4層構(gòu)成。14.3.2主動(dòng)避障控制系統(tǒng)14.3高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)

3.主動(dòng)避障控制系統(tǒng)工作原理當(dāng)自動(dòng)駕駛車(chē)輛檢測(cè)到障礙物時(shí)，根據(jù)檢測(cè)的障礙物位置和速度、加速度信息，選擇最優(yōu)的避障方法。車(chē)載規(guī)劃系統(tǒng)考慮道路信息和交通規(guī)則，實(shí)時(shí)規(guī)劃出一條無(wú)障礙軌跡以規(guī)避障礙物，產(chǎn)生諸如制動(dòng)、轉(zhuǎn)向、超車(chē)等局部行為，運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)根據(jù)規(guī)劃的路線軌跡，靈活控制車(chē)輛的速度和轉(zhuǎn)向，實(shí)現(xiàn)避障這一安全行為。14.3.2主動(dòng)避障控制系統(tǒng)14.3高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)

4.主動(dòng)避障控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法根據(jù)車(chē)輛避障方式的不同，自動(dòng)駕駛車(chē)輛避障系統(tǒng)主要分為縱向避障系統(tǒng)和橫向避障系統(tǒng)。

縱向避障系統(tǒng)主要針對(duì)低速行駛或者距離障礙物較遠(yuǎn)場(chǎng)景，通過(guò)對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)的控制，以控制車(chē)輛縱向運(yùn)動(dòng)，與障礙物保持安全距離并避免碰撞。當(dāng)縱向避障無(wú)法完全避免與前方車(chē)輛或障礙物碰撞時(shí)，需要選擇橫向避障方案，通過(guò)控制車(chē)輛的主動(dòng)轉(zhuǎn)向，一般采取橫向換道的方式避免與前向障礙物的碰撞。14.3.1車(chē)道保持輔助系統(tǒng)14.3.2主動(dòng)避障控制系統(tǒng)14.3.3自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)14.3.4自動(dòng)泊車(chē)系統(tǒng)14.3高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)14.3.3自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)14.3高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)

1.自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)概念汽車(chē)自適應(yīng)巡航控制(ACC)系統(tǒng)是指在汽車(chē)行駛過(guò)程中，通過(guò)安裝在汽車(chē)前部的車(chē)距傳感器持續(xù)掃描汽車(chē)前方道路，同時(shí)輪速傳感器采集車(chē)速信號(hào)；當(dāng)前汽車(chē)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)主車(chē))與前方車(chē)輛間距離小于或大于安全車(chē)距時(shí)，ACC控制單元通過(guò)與制動(dòng)系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制，改變制動(dòng)力矩和發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率，對(duì)汽車(chē)行駛速度進(jìn)行控制，以使主車(chē)與前方車(chē)輛始終保持安全車(chē)距行駛，避免追尾事故發(fā)生，同時(shí)提高通行效率。自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng).mp414.3.3自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)14.3高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)

2.自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)組成

(1)燃油汽車(chē)自適應(yīng)巡航控制(ACC)系統(tǒng)的組成

燃油汽車(chē)ACC系統(tǒng)主要由信息感知單元、電子控制單元(ECU)、執(zhí)行單元和人機(jī)交互界面等組成，如圖14-18所示。(2)電動(dòng)汽車(chē)自適應(yīng)巡航控制(ACC)系統(tǒng)的組成

電動(dòng)汽車(chē)ACC系統(tǒng)也由信息感知單元、電子控制單元(ECU)、執(zhí)行單元和人機(jī)交互界面等組成，如圖14-19所示。14.3.3自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)14.3高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)

3.自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)工作原理14.3.3自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)14.3高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)

4.自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)工作模式汽車(chē)ACC系統(tǒng)工作模式主要有定速巡航、減速控制、跟隨控制、加速控制、停車(chē)控制和啟動(dòng)控制等，如圖14-22所示。

圖中假設(shè)主車(chē)設(shè)定車(chē)速為100Km/h，目標(biāo)車(chē)輛行駛速度為80Km/h。14.3.1車(chē)道保持輔助系統(tǒng)14.3.2主動(dòng)避障控制系統(tǒng)14.3.3自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)14.3.4自動(dòng)泊車(chē)系統(tǒng)14.3高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)14.3.4自動(dòng)泊車(chē)系統(tǒng)14.3高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)

1.自動(dòng)泊車(chē)系統(tǒng)概念

自動(dòng)泊車(chē)系統(tǒng)(AutomaticParkingSystem，APS)是指汽車(chē)可以不用人工干預(yù)，自動(dòng)采集圖像數(shù)據(jù)及周?chē)矬w距車(chē)身的距離數(shù)據(jù)，并傳輸給中央處理器；中央處理器根據(jù)數(shù)據(jù)分析出汽車(chē)的當(dāng)前位置、目標(biāo)位置以及周?chē)沫h(huán)境參數(shù)，依據(jù)上述車(chē)輛狀態(tài)和環(huán)境參數(shù)得到自動(dòng)泊車(chē)策略；車(chē)輛控制系統(tǒng)接受泊車(chē)策略后，依據(jù)指令對(duì)汽車(chē)的行駛?cè)缃嵌?、方向及?dòng)力驅(qū)動(dòng)等進(jìn)行操控。14.3.4自動(dòng)泊車(chē)系統(tǒng)14.3高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)

2.自動(dòng)泊車(chē)系統(tǒng)組成14.3.4自動(dòng)泊車(chē)系統(tǒng)14.3高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)

3.自動(dòng)泊車(chē)控制系統(tǒng)工作原理自動(dòng)泊車(chē)控制系統(tǒng)分為APA(AutoParkingAsist)自動(dòng)泊車(chē)和RPA(RemoteParkingAsist)遠(yuǎn)程遙控泊車(chē)兩種。

APA自動(dòng)泊車(chē)需要駕駛員車(chē)內(nèi)實(shí)時(shí)監(jiān)控，保證泊車(chē)順利完成，屬于SAEL2級(jí)別自動(dòng)駕駛。

RPA駕駛員只需站在車(chē)外操作，就可以保證泊車(chē)順利完成，屬于L2+級(jí)別自動(dòng)駕駛。Audi'spilotedparkingtechnology.mp4本章小結(jié)智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)是指搭載了先進(jìn)的感知、決策與控制、執(zhí)行裝置，融合先進(jìn)的通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)車(chē)與車(chē)、路、人、云等智能信息交換、共享的新一代汽車(chē)。智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)的關(guān)鍵技術(shù)