智能網(wǎng)聯(lián)汽車 課件 項(xiàng)目二 任務(wù)一認(rèn)知環(huán)境感知技術(shù)

項(xiàng)目二智能網(wǎng)聯(lián)汽車環(huán)境感知技術(shù)前言要實(shí)現(xiàn)智能網(wǎng)聯(lián)汽車的先進(jìn)駕駛輔助技術(shù)和自動(dòng)駕駛功能，必須要使汽車具有環(huán)境感知功能，通過(guò)充分了解和認(rèn)識(shí)環(huán)境信息，才能夠使汽車控制系統(tǒng)作出最佳規(guī)劃，讓汽車得到最理想的駕駛體念。認(rèn)知環(huán)境感知技術(shù)Annualworksummary1目錄01教學(xué)目標(biāo)02教學(xué)內(nèi)容教學(xué)目標(biāo)0103能解釋環(huán)境感知的應(yīng)用范圍01能描述環(huán)境感知系統(tǒng)概念和內(nèi)容02能描述環(huán)境感知系統(tǒng)組成01.通過(guò)環(huán)境感知系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生知道技術(shù)不斷進(jìn)步，激發(fā)學(xué)生不斷學(xué)習(xí)的興趣。知識(shí)目標(biāo)素質(zhì)目標(biāo)教學(xué)內(nèi)容02一、環(huán)境感知系統(tǒng)概念智能網(wǎng)聯(lián)汽車環(huán)境感知系統(tǒng)相當(dāng)于人的感覺(jué)器官和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，利用車載視覺(jué)傳感器、激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、超聲波雷達(dá)以及V2X通信技術(shù)、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等獲取智能網(wǎng)聯(lián)汽車周圍環(huán)境信息（車、人、道路和環(huán)境），并將以上信息經(jīng)過(guò)車載ECU處理后傳輸給車載控制單元，為智能網(wǎng)聯(lián)汽車的安全行駛提供及時(shí)、準(zhǔn)確和可靠的決策依據(jù)。一、環(huán)境感知系統(tǒng)概念行車路徑是指車輛可行駛的道路區(qū)域，道路可分為結(jié)構(gòu)化道路和非結(jié)構(gòu)化道路。如圖2-1-1所示，結(jié)構(gòu)化道路一般是指高速公路、城市干道等結(jié)構(gòu)化較好的公路，這類道路具有清晰的道路標(biāo)志線，道路的背景環(huán)境比較單一，道路的幾何持征也比較明顯，針對(duì)它的路徑識(shí)別主要包括:行車線、行車路邊緣、道路隔離物。非結(jié)構(gòu)化道路一般是指城市非主干道、鄉(xiāng)村街道等結(jié)構(gòu)化程度較低的道路，這類道路沒(méi)有車道線和清晰的道路邊界，再加上受陰影和水跡等的影響，道路區(qū)域和非道路區(qū)域難以區(qū)分，針對(duì)它的路徑識(shí)別主要包括:路面環(huán)境狀況的識(shí)別和可行駛路徑的確認(rèn)。01行車路徑環(huán)境感知系統(tǒng)一、環(huán)境感知系統(tǒng)概念周邊物體主要包括車兩、行人、地面上可能影響車兩通過(guò)性、安全性的其他各種移動(dòng)或靜止物體、各種交通標(biāo)志、交通信號(hào)燈等。如圖2-1-2所示，特斯拉ModelS行車時(shí)，通過(guò)中間攝像頭的感知，實(shí)現(xiàn)了對(duì)前方環(huán)境中的車輛、交通標(biāo)識(shí)、行人及行車路徑的識(shí)別。02周邊物體03駕駛狀態(tài)駕駛狀態(tài)包括駕駛?cè)俗陨頎顟B(tài)、車輛自身行駛狀態(tài)的識(shí)別04駕駛狀態(tài)駕駕駛環(huán)境檢測(cè)主要包括路面狀況、道路交通擁堵情況、天氣狀況的識(shí)別。二、環(huán)境感知系統(tǒng)結(jié)構(gòu)環(huán)境感知系統(tǒng)包括信息采集單元、信息處理單元及信息傳輸單元三大模塊，信息采集單元負(fù)責(zé)收集汽車的車外及車內(nèi)信息，并將相關(guān)信息傳輸給信息處理單元，經(jīng)信息處理單元分析處理后由信息處理單元輸出。其組成原理如圖2-1-所示。二、環(huán)境感知系統(tǒng)結(jié)構(gòu)信息采集單元包括視覺(jué)傳感器、激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、超聲波雷達(dá)、車載自組網(wǎng)絡(luò)和導(dǎo)航定位裝置等;01信息采集單元02信息處理單元信息處理單元包括道路識(shí)別、車輛識(shí)別、行人識(shí)別、交通標(biāo)志識(shí)別、交通信號(hào)燈識(shí)別等03信息傳輸單元信息傳輸單元包括顯示系統(tǒng)、報(bào)警系統(tǒng)、傳感器網(wǎng)絡(luò)和車載自組網(wǎng)絡(luò)等。三、常用環(huán)境感知傳感器單純一類環(huán)境感知傳感器都有其局限性，通過(guò)單一傳感器的感知難以提供智能網(wǎng)聯(lián)汽車行駛環(huán)境的整體而全面的認(rèn)知。因此為克服單一環(huán)境感知傳感器的數(shù)據(jù)可靠性較低、有效探測(cè)范圍較小等局限性，為了保證環(huán)境感知傳感器在任何時(shí)刻都能為車輛運(yùn)行提供完全可信的環(huán)境信息，在智能網(wǎng)聯(lián)汽車中使用多環(huán)境感知傳感器融合技術(shù)進(jìn)行環(huán)境感知。利用多環(huán)境感知傳感器信息融合技術(shù)對(duì)檢測(cè)到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、綜合和平衡，根據(jù)各個(gè)環(huán)境感知傳感器信息在時(shí)間、空間的冗余或互補(bǔ)特性進(jìn)行容錯(cuò)處理，擴(kuò)大系統(tǒng)的時(shí)空覆蓋范圍，增加信息維度，避免單個(gè)傳感器的工作盲區(qū)，從而得到所需要的環(huán)境信息。智能網(wǎng)聯(lián)汽車環(huán)境感知傳感器主要包括視覺(jué)傳感器、激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、超聲波雷達(dá)和紅外線傳感器等。各環(huán)境感知傳感器的性能特點(diǎn)見表2-1-1。三、常用環(huán)境感知傳感器視覺(jué)傳感器紅外線傳感器超聲波雷達(dá)毫米波雷達(dá)激光雷達(dá)優(yōu)點(diǎn)成本適中，可分辨出障礙物的距離和大小，并區(qū)分障礙物類型成本低，夜間不受影響結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，體積小巧不受天氣情況和夜間的影響，可以探測(cè)到遠(yuǎn)距離(100m以上)的物體測(cè)距精度高，方向性強(qiáng)，響應(yīng)時(shí)間快，不受地面雜波干擾缺點(diǎn)與人眼一樣，會(huì)受到視野范圍的影響會(huì)受天氣條件限制，只能探測(cè)到近距離的物體會(huì)受到天氣和溫度變化的影響，最大測(cè)量距離一般只有幾米成本較高;行人的反射波較弱、難以探測(cè)，需與視覺(jué)傳感器互補(bǔ)使用成本很高，不能全天候工作，遇濃霧、雨、雪等極端天氣無(wú)法工作探測(cè)距離強(qiáng)一般弱強(qiáng)強(qiáng)夜間工