智能網(wǎng)聯(lián)汽車傳感器技術(shù) 課件 智能網(wǎng)聯(lián)汽車傳感器的應(yīng)用

2023智能網(wǎng)聯(lián)汽車傳感器的應(yīng)用煙臺(tái)汽車工程職業(yè)學(xué)院賈燕紅

隨著汽車智能技術(shù)的不斷更新，目前我國(guó)智能網(wǎng)聯(lián)汽車已經(jīng)從小范圍到測(cè)試驗(yàn)證轉(zhuǎn)入技術(shù)快速發(fā)展，生態(tài)加速構(gòu)建的新階段。下一步我國(guó)將統(tǒng)籌推進(jìn)智能網(wǎng)聯(lián)汽車高質(zhì)量發(fā)展。

智能網(wǎng)聯(lián)汽車環(huán)境感知傳感器主要有激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、超聲波傳感器和攝像頭、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)等。其在智能網(wǎng)聯(lián)汽車上的配置與自動(dòng)駕駛的級(jí)別有關(guān)，自動(dòng)駕駛的級(jí)別越高，配置的傳感器越多。

車載的超聲波傳感器一般安裝在汽車的保險(xiǎn)杠上。一種安裝在汽車前后保險(xiǎn)杠上，如圖2-3所示，用于測(cè)量汽車前后障礙物，這種雷達(dá)業(yè)內(nèi)稱為UPA；第二種是安裝在汽車側(cè)面，用于測(cè)量側(cè)方障礙物距離的超聲波雷達(dá)，業(yè)內(nèi)稱為APA。超聲波雷達(dá)傳感器的應(yīng)用超聲波雷達(dá)傳感器的應(yīng)用1.停車系統(tǒng)停車系統(tǒng)是利用超聲波傳感器檢測(cè)與障礙物之間的距離，辨認(rèn)障礙物并通過(guò)光或聲的形式報(bào)警，幫助汽車停車入位，如圖1-6所示。超聲波雷達(dá)可監(jiān)控汽車前面或后面10m范圍以內(nèi)的情況。圖1-6倒車?yán)走_(dá)超聲波雷達(dá)傳感器的應(yīng)用2.自動(dòng)停車中的停車庫(kù)位檢測(cè)

自動(dòng)停車功能需要經(jīng)歷兩個(gè)階段：①識(shí)別庫(kù)位；②倒車入庫(kù)。當(dāng)汽車緩緩駛過(guò)庫(kù)位時(shí)，汽車右前方的APA超聲波雷達(dá)返回探測(cè)距離與時(shí)間的關(guān)系。通過(guò)檢測(cè)空位長(zhǎng)度，判斷當(dāng)前空間可否入庫(kù)，右后方的APA超聲波雷達(dá)用以做庫(kù)位的二次驗(yàn)證，停車庫(kù)位檢測(cè)毫米波雷達(dá)的應(yīng)用1.自適應(yīng)巡航（ACC）

自適應(yīng)巡航（AdaptiveCruiseControl，ACC）如下圖所示，是一種可以依據(jù)設(shè)定的車速或者距離跟隨前方車輛行駛，或根據(jù)前車速度主動(dòng)控制本車行駛速度，最終將車輛與前車保持在安全距離的駕駛輔助功能，該功能最大的優(yōu)點(diǎn)是可以有效的解放駕駛者的雙腳，提高駕駛的舒適性。毫米波雷達(dá)的應(yīng)用2.自動(dòng)緊急制動(dòng)（AEB）

自動(dòng)緊急制動(dòng)（AutonomousEmergencyBraking，AEB）如下圖所示，是一種汽車主動(dòng)安全輔助功能。AEB系統(tǒng)利用毫米波雷達(dá)測(cè)出與前車或者障礙物的距離，然后利用數(shù)據(jù)分析模塊將測(cè)出的距離與警報(bào)距離、安全距離進(jìn)行比較，小于警報(bào)距離時(shí)就進(jìn)行警報(bào)提示，而小于安全距離時(shí)即使在駕駛員沒(méi)有來(lái)得及踩制動(dòng)踏板的情況下，AEB系統(tǒng)也會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)，使汽車自動(dòng)制動(dòng)，從而確保駕駛安全。前方防撞預(yù)警（ForwardCollisionWarning，F(xiàn)CW），通過(guò)毫米波雷達(dá)和前置攝像頭不斷監(jiān)測(cè)前方的車輛，判斷本車與前車之間的距離、方位及相對(duì)速度，探測(cè)到前方潛在的碰撞危險(xiǎn)，當(dāng)駕駛員沒(méi)有采取制動(dòng)措施時(shí)，儀表會(huì)顯示報(bào)警信息并伴隨聲音報(bào)警，警告駕駛員務(wù)必采取應(yīng)對(duì)措施。當(dāng)判斷到事故即將發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)會(huì)讓剎車自動(dòng)介入工作，從而避免事故發(fā)生或降低事故可能造成的風(fēng)險(xiǎn)。毫米波雷達(dá)的應(yīng)用3.前方防撞預(yù)警功能（FCW）變道輔助（lanechangeassist，LCA）如下圖所示，是通過(guò)毫米波雷達(dá)、攝像頭等傳感器，對(duì)車輛相鄰兩側(cè)車道及后方進(jìn)行探測(cè)，獲取車輛側(cè)方及后方物體的運(yùn)動(dòng)信息，并結(jié)合當(dāng)前車輛的狀態(tài)進(jìn)行判斷，最終以聲、光等方式提醒駕駛員，讓駕駛員掌握最佳變道時(shí)機(jī)，防止變道引發(fā)的交通事故，同時(shí)對(duì)后方碰撞也有比較好的預(yù)防作用。毫米波雷達(dá)的應(yīng)用4.變道輔助（LCA）變道輔助系統(tǒng)包括“盲點(diǎn)檢測(cè)（BSD）”

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“變道預(yù)警（LCA）”、“后碰預(yù)警（RCW）”三個(gè)功能?？梢杂行У胤乐棺兊?、轉(zhuǎn)彎、后方追尾等交通事故的發(fā)生，極大提升汽車變道操作的安全性能。激光雷達(dá)在汽車上主要應(yīng)用：1.高精度電子地圖和定位，利用多線束激光雷達(dá)的點(diǎn)云信息與車載組合慣導(dǎo)采集的信息進(jìn)行高精度電子地圖制作。無(wú)人駕駛汽車?yán)眉す恻c(diǎn)云信息與高精度電子地圖匹配，以此實(shí)現(xiàn)高精度定位。2.障礙物識(shí)別，利用高精度電于地圖限定感興趣區(qū)域（ROI）后，根據(jù)障礙物特征和識(shí)別算法，進(jìn)行雜物檢測(cè)與識(shí)別。劃（避障、換道、超車等）的判斷依據(jù)。激光雷達(dá)的應(yīng)用高精度電子地圖障礙物檢測(cè)與識(shí)別3.可通行空間檢測(cè)，利用高精度電子地圖限定ROI后，可以對(duì)ROI內(nèi)部（比如可行駛道路和交叉路口）點(diǎn)云的高度及連續(xù)性信息判斷，進(jìn)行可通行判斷。4.障礙物估計(jì)預(yù)測(cè)，根據(jù)激光雷達(dá)的感知數(shù)據(jù)與障礙物所在車道的拓?fù)潢P(guān)系（道路連接關(guān)系）進(jìn)行雜物的估計(jì)預(yù)測(cè)。激光雷達(dá)的應(yīng)用可行空間檢測(cè)精準(zhǔn)定位和路徑跟蹤視覺(jué)傳感器的具體應(yīng)用：（1）車道線識(shí)別車道線是視覺(jué)傳感器能夠感知的最基本的信息，擁有車道線識(shí)別功能，即可實(shí)現(xiàn)高速公路的車道保持功能。攝像頭的應(yīng)用（2）障礙物檢測(cè)障礙物種類很多，如：汽車、行人、自行車、動(dòng)物等，有了障礙物信息，無(wú)人駕駛汽車即可完成車道內(nèi)的跟車行駛。（3）交通標(biāo)志和地面標(biāo)志識(shí)別（如右圖所示）交通標(biāo)志和地面標(biāo)志可作為道路特征與高精度地圖做匹配后輔助定位，也可以基于這些感知結(jié)果進(jìn)行地圖的更新。（4）交通信號(hào)燈識(shí)別交通信號(hào)燈狀態(tài)的感知能力對(duì)于城區(qū)行駛的無(wú)人駕駛汽車十分重要。（5）可通行空間檢測(cè)可通行空間表示無(wú)人駕駛汽車可以正常行駛的區(qū)域。攝像頭的應(yīng)用

慣性導(dǎo)航系統(tǒng)基于慣性傳感器的定位方法，利用陀螺儀和加速度傳感器，去測(cè)量車輛的角加速度和線加速度，并將測(cè)量數(shù)據(jù)整合起來(lái)，計(jì)算出車輛相對(duì)于初始姿態(tài)的當(dāng)前姿態(tài)信息。慣性定位方法