智能網(wǎng)聯(lián)汽車概論能力模塊一對智能網(wǎng)聯(lián)汽車、產(chǎn)業(yè)及關(guān)鍵技術(shù)的基本認知任務(wù)一

了解智能網(wǎng)聯(lián)汽車的基本知識導(dǎo)入2020年12月2日，長安汽車發(fā)布公告證實了根據(jù)長安汽車與華為簽訂的《全面深化戰(zhàn)略合作協(xié)議》，以及與寧德時代簽署的《戰(zhàn)略合作協(xié)議》，三方正在聯(lián)合開發(fā)智能網(wǎng)聯(lián)電動汽車平臺和高端品牌產(chǎn)品。緊接著，上汽與阿里聯(lián)手創(chuàng)辦純電動汽車高端品牌“智己汽車”；廣汽埃安獨立為高端智能新能源汽車品牌……2020年以來，自主車企頻推新能源高端品牌，并將智能網(wǎng)聯(lián)作為其發(fā)力的重點。假設(shè)你是一名剛進入工作崗位的智能網(wǎng)聯(lián)汽車測試工程師，你能提供一份關(guān)于目前從國產(chǎn)傳統(tǒng)品牌、新造車勢力品牌、外資品牌中智能網(wǎng)聯(lián)車型的調(diào)查報告嗎？新授Newteaching1目錄一、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的基本概念二、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的相關(guān)術(shù)語三、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的分級四、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的組成五、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的功能一、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的基本概念

智能網(wǎng)聯(lián)汽車

在智能化層面，車輛配備了多種傳感器（攝像頭、超聲波雷達、毫米波雷達、激光雷達），可實現(xiàn)對周圍環(huán)境的自主感知，通過一系列的傳感器信息識別和決策操作，汽車可按照預(yù)設(shè)定控制算法的速度與預(yù)設(shè)定交通路線規(guī)劃的尋徑軌跡行駛。

根據(jù)中國工程學(xué)會于2016年10月26日發(fā)布的《智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)路線圖》的解釋，智能網(wǎng)聯(lián)汽車可分為智能化和網(wǎng)聯(lián)化兩個技術(shù)層面。一、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的基本概念

在網(wǎng)聯(lián)化層面，車輛采用了諸如LTE-V、5G的新一代移動通信技術(shù)，實現(xiàn)了車輛位置信息、車速信息、外部信息等車輛信息之間的交互，并由控制器進行計算，通過決策模塊計算后控制車輛按照預(yù)先設(shè)定的指令行駛，進一步增強車輛的智能化程度和自動駕駛能力。信息通信標準體系一、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的基本概念

我國智能網(wǎng)聯(lián)汽車信息通信標準體系框架主要包含四個方面內(nèi)容：術(shù)語和定義移動互聯(lián)人車交互通信設(shè)備電磁環(huán)境兼容無線技術(shù)無線攜能通信通信協(xié)議和設(shè)備LTE—V2X技術(shù)5G—V2X技術(shù)衛(wèi)星通信導(dǎo)航與定位車載無線通信系統(tǒng)通信業(yè)務(wù)與應(yīng)用技術(shù)效率出行類主動安全類信息通信平臺類車載緊急救援信息共享和使用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和云服務(wù)網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)安全安全體系架構(gòu)通信安全數(shù)據(jù)安全網(wǎng)絡(luò)安全防護安全監(jiān)測應(yīng)急管理重要通信網(wǎng)絡(luò)信息安全基礎(chǔ)一、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的基本概念

智能網(wǎng)聯(lián)汽車

智能網(wǎng)聯(lián)汽車（Intelligent&ConnectedVehicles，簡稱“ICV”）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(luò)技術(shù)，實現(xiàn)車與X（人、車、路、云端等）智能信息交換、共享，具備復(fù)雜環(huán)境感知、智能決策、協(xié)同控制等功能，可實現(xiàn)“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。

在2017年12月27日由工業(yè)和信息化部頒布的《國家車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)標準體系建設(shè)指南（智能網(wǎng)聯(lián)汽車）》文件中明確規(guī)定了智能網(wǎng)聯(lián)汽車的定義二、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的相關(guān)術(shù)語

智能網(wǎng)聯(lián)汽車與智能汽車、網(wǎng)聯(lián)汽車、自動駕駛汽車、無人駕駛汽車、車聯(lián)網(wǎng)以及智能交通系統(tǒng)密切相關(guān)。（一）智能汽車智能汽車是在一般的汽車上增加雷達、攝像頭等先進傳感器、控制器、執(zhí)行器等裝置，通過車載環(huán)境感知系統(tǒng)和信息終端實現(xiàn)與車、路、人等的信息交換，使車輛具備智能環(huán)境感知能力，能夠自動分析車輛行駛的安全及危險狀態(tài)，并使車輛按照人的意愿到達目的地，最終實現(xiàn)替代人來操作的目的。因此，智能汽車也被稱為智能網(wǎng)聯(lián)汽車、自動駕駛汽車等。二、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的相關(guān)術(shù)語智能汽車作為智能交通系統(tǒng)的重要組成部分，已經(jīng)不單純是一種交通運輸工具，而是智能移動終端，其發(fā)展方向可以分為自動化和網(wǎng)聯(lián)化兩個方向。智能汽車的發(fā)展方向（一）智能汽車二、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的相關(guān)術(shù)語（二）網(wǎng)聯(lián)汽車

網(wǎng)聯(lián)汽車是指基于通信互聯(lián)建立車與車之間的連接，車與網(wǎng)絡(luò)中心和智能交通系統(tǒng)等服務(wù)中心之間的連接的一種汽車，甚至是車與住宅、辦公室以及一些公共基礎(chǔ)設(shè)施的連接，網(wǎng)聯(lián)汽車實現(xiàn)了車內(nèi)網(wǎng)絡(luò)與車外網(wǎng)絡(luò)之間、人-車-路-環(huán)境之間的信息交互。網(wǎng)聯(lián)汽車二、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的相關(guān)術(shù)語（二）網(wǎng)聯(lián)汽車

現(xiàn)階段網(wǎng)聯(lián)汽車的核心Telematics基于全球定位系統(tǒng)（GlobalPositioningSystem，GPS）技術(shù)、地理信息系統(tǒng)（GeographicInformationSystem，GIS）技術(shù)、智能交通系統(tǒng)（IntelligentTransportSystem，ITS）技術(shù)和無線通信技術(shù)，主要應(yīng)用于衛(wèi)星定位導(dǎo)航、交通信息預(yù)報、娛樂信息播放、道路救援、車輛應(yīng)急預(yù)警、車輛自檢測與維護等，如圖所示。網(wǎng)聯(lián)汽車二、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的相關(guān)術(shù)語（三）自動駕駛汽車自動駕駛汽車是指汽車至少在某些具有關(guān)鍵安全性的控制功能方面（如轉(zhuǎn)向、油門或制動）無須駕駛員直接操作即可自動完成控制動作的車輛。自動駕駛汽車二、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的相關(guān)術(shù)語（三）自動駕駛汽車自動駕駛汽車至少包括自動制動輔助系統(tǒng)、自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)、自動泊車輔助系統(tǒng)、車道保持輔助系統(tǒng)，比較高級的車型還應(yīng)該配備交通擁堵輔助系統(tǒng)。自動駕駛汽車的終極目標是無人駕駛汽車。自動駕駛汽車自動制動輔助系統(tǒng)自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)自動泊車輔助系統(tǒng)車道保持輔助系統(tǒng)交通擁堵輔助系統(tǒng)二、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的相關(guān)術(shù)語無人駕駛汽車是通過車載環(huán)境感知系統(tǒng)、感知道路環(huán)境、自動規(guī)劃和識別行車路線并控制車輛到達預(yù)定目標的智能汽車。

無人駕駛汽車是汽車智能化、網(wǎng)絡(luò)化的終極發(fā)展目標。（四）無人駕駛汽車無人駕駛汽車二、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的相關(guān)術(shù)語（五）車聯(lián)網(wǎng)車聯(lián)網(wǎng)車聯(lián)網(wǎng)（InternetofVehicle，IOV）是以車內(nèi)網(wǎng)、車際網(wǎng)和車載移動互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，按照約定的體系架構(gòu)及其通信協(xié)議和數(shù)據(jù)交互標準，實現(xiàn)V2X（V代汽車，X代表車、路、行人及應(yīng)用平臺等）無線通信和信息交換，以實現(xiàn)智能化交通管理、智能動態(tài)信息服務(wù)和車輛智能化控制的一體化網(wǎng)絡(luò)，是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能交通系統(tǒng)領(lǐng)域的延伸。二、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的相關(guān)術(shù)語（六）智能交通系統(tǒng)

智能交通系統(tǒng)

智能交通系統(tǒng)（IntelligentTrafficSystem，ITS）是將先進的信息技術(shù)、計算機處理技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)、傳感器技術(shù)、電子控制技術(shù)、運籌學(xué)、人工智能等有效地集成運用于整個地面交通管理系統(tǒng)而建立的一種在大范圍內(nèi)、全方位發(fā)揮作用的，實時、準確、高效的綜合交通運輸管理系統(tǒng)。二、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的相關(guān)術(shù)語（六）智能網(wǎng)聯(lián)汽車相關(guān)術(shù)語的關(guān)系智能交通系統(tǒng)

自動駕駛汽車業(yè)內(nèi)普遍接受的是2018年美國汽車工程師學(xué)會（SocietyofAutomotiveEngineers，SAE）在J3016-2014文件提出的自動駕駛分級定義，按照自動化程度分為六個等級，其中L0為沒有任何智助系統(tǒng)的級別。三、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的分級（一）美國汽車工程學(xué)會對自動駕駛的分級1.等級（1）Level0：無自動駕駛（2）Level1：駕駛輔助（3）Level2：部分自動駕駛（4）Level3：有條件的自動駕駛

（5）Level4:高度自動駕駛（6）Level5：完全自動駕駛等級三、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的分級

該層次汽車的駕控主體為駕駛?cè)?，不介入車輛操控，在任何道路、環(huán)境條件下，均由駕駛?cè)诉M行感知、操縱、監(jiān)控，包括轉(zhuǎn)向盤、加速踏板和制動踏板。（1）Level0：無自動駕駛?cè)?、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的分級該層次汽車的駕控主體為駕駛?cè)撕蜋C器，在限定道路和環(huán)境條件下，汽車具有一個或多個特殊自動控制功能，例如自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)、車道保持輔助系統(tǒng)等，但感知接管、監(jiān)控干預(yù)仍需駕駛?cè)送瓿?。?）Level1：駕駛輔助三、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的分級

該層次汽車的駕控主體為機器，在限定道路和環(huán)境條件下，汽車具有至少兩個控制功能融合在一起實現(xiàn)的系統(tǒng)，不需要駕駛?cè)藢ζ溥M行控制，但駕駛?cè)巳孕枰恢睂χ車h(huán)境感知，并監(jiān)視系統(tǒng)情況，準備在緊急情況下進行人工干預(yù)。（3）Level2：部分自動駕

三、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的分級該層次汽車的駕控主體為機器，在限定道路和環(huán)境條件下，汽車能夠讓駕駛?cè)送耆挥每刂破嚕铱梢宰詣訖z測環(huán)境的變化以判斷是否返回駕駛?cè)笋{駛模式，但仍需在緊急情況下進行人工干預(yù)。（4）Level3：有條件的自動駕駛

三、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的分級該層次汽車的駕控主體為機器，在限定道路和環(huán)境條件下，汽車能夠自動執(zhí)行完整的動態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)和動態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)支援，特定環(huán)境下系統(tǒng)會向駕駛?cè)颂岢鲰憫?yīng)請求，駕駛?cè)藷o需對系統(tǒng)請求作出回應(yīng)。（5）Level4:高度自動駕駛?cè)⒅悄芫W(wǎng)聯(lián)汽車的分級該層次汽車的駕控主體為機器，在任何道路和環(huán)境條件下，系統(tǒng)完全自動控制車輛，乘坐人員只需輸入目的地，系統(tǒng)自動規(guī)劃路線，檢測道路環(huán)境，最終到達目的地。（6）Level5：完全自動駕駛?cè)?、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的分級美國自動駕駛等級2.等級之間的關(guān)系

三、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的分級我國汽車自動駕駛化分級（二）中國汽車工程學(xué)會對自動駕駛的分級1.等級2020年3月9日，工信部發(fā)布《汽車駕駛自動化分級》推薦性國家標準報批公示，我國對智能網(wǎng)聯(lián)汽車分為0～5級，標準將于2021年1月1日正式實施。三、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的分級

要求駕駛自動化系統(tǒng)不能持續(xù)執(zhí)行動態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)中的車輛橫向或縱向運動控制，但具備持續(xù)執(zhí)行動態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)中的部分目標和事件探測與響應(yīng)的能力。應(yīng)急輔助與劃分要素的關(guān)系（1）0級駕駛自動化：應(yīng)急輔助三、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的分級要求駕駛自動化系統(tǒng)在其設(shè)計運行條件內(nèi)持續(xù)地執(zhí)行動態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)中的車輛橫向或縱向運動控制，且具備與所執(zhí)行的車輛橫向或縱向運動控制相適應(yīng)的部分目標和事件探測與響應(yīng)的能力。（2）1級駕駛自動化：部分駕駛輔部分駕駛輔助與劃分要素的關(guān)系三、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的分級

要求駕駛自動化系統(tǒng)在其設(shè)計運行條件內(nèi)持續(xù)地執(zhí)行動態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)中的車輛橫向和縱向運動控制，且具備與所執(zhí)行的車輛橫向和縱向運動控制相適應(yīng)的部分目標和事件探測與響應(yīng)的能力。組合駕駛輔助與劃分要素的關(guān)系（3）2級駕駛自動化：組合駕駛輔助三、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的分級

要求駕駛自動化系統(tǒng)在其設(shè)計運行條件內(nèi)持續(xù)地執(zhí)行全部動態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)。

有條件自動駕駛與劃分要素的關(guān)系（4）3級駕駛自動化：有條件自動駕駛?cè)⒅悄芫W(wǎng)聯(lián)汽車的分級

要求駕駛自動化系統(tǒng)在其設(shè)計運行條件內(nèi)持續(xù)地執(zhí)行全部動態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)和執(zhí)行動態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)接管。高度自動駕駛與劃分要素的關(guān)系（5）4級駕駛自動化：高度自動駕駛?cè)⒅悄芫W(wǎng)聯(lián)汽車的分級要求駕駛自動化系統(tǒng)在任何可行駛條件下持續(xù)地執(zhí)行全部動態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)和執(zhí)行動態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)接管。

完全自動駕駛與劃分要素的關(guān)系（6）5級駕駛自動化：完全自動駕駛四、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的組成智能網(wǎng)聯(lián)汽車的組成智能網(wǎng)聯(lián)汽車的組成環(huán)境感知層智能決策層控制執(zhí)行層四、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的組成（一）環(huán)境感知層

環(huán)境感知層的主要功能是通過車載環(huán)境感知技術(shù)、衛(wèi)星定位技術(shù)、4G/5G及V2X無線通信技術(shù)等，實現(xiàn)對車輛自身屬性和車輛外在屬性（如道路、車輛和行人等）靜、動態(tài)信息的提取和收集，并向智能決策層輸送信息。（二）智能決策層

智能決策層的主要功能是接收環(huán)境感知層的信息并進行融合，對道路、車輛、行人、交通標志和交通信號等進行識別，決策分析和判斷車輛駕駛模式和將要執(zhí)行的操作，并向控制和執(zhí)行層輸送指令。四、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的組成（三）控制和執(zhí)行層控制和執(zhí)行層的主要功能是按照智能決策層的指令，對車輛進行操作和協(xié)同控制，并為聯(lián)網(wǎng)汽車提供道路交通信息、安全信息、娛樂信息、救援信息以及商務(wù)辦公、網(wǎng)上消費等，保障汽車安全行駛和舒適駕駛。五、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的功能（一）環(huán)境感知與定位系統(tǒng)

環(huán)境感知與定位系統(tǒng)主要功能是通過各種傳感技術(shù)和定位技術(shù)感知車輛本身狀況和車輛周圍狀況。(二）無線通信系統(tǒng)

無線通信系統(tǒng)主要功能是各種數(shù)據(jù)和信息的傳輸，分為短距離無線通信技術(shù)和遠距離無線通信技術(shù)。五、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的功能（三）車載自組織網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

車載自組織網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)依靠短距離無線通信技術(shù)實現(xiàn)V2X之間的通信，它是在一定通信范圍內(nèi)可以實現(xiàn)V2V、V2I、V2P之間相互交換各自的信息，并自動連接建立起一個移動的網(wǎng)絡(luò)。典型應(yīng)用包括車輛行駛安全預(yù)警、輔助駕駛、分布式交通信息發(fā)布以及基于通信的縱向車輛行駛控制等。（四）先進駕駛輔助系統(tǒng)

先進駕駛輔助系統(tǒng)主要功能是提前感知車輛狀態(tài)及其周圍環(huán)境，發(fā)現(xiàn)危險及時預(yù)警，保障車輛安全行駛，是防止交通事故的新代前沿技術(shù)。先進駕駛輔助系統(tǒng)是智能網(wǎng)聯(lián)汽車的重要組成部分，是無人駕駛汽車的關(guān)鍵技術(shù)。隨堂討論2Practiceontheclass隨堂討論1、請查閱智能網(wǎng)聯(lián)汽車的組成，寫出智能網(wǎng)聯(lián)汽車的組成有哪些？2、請查閱智能網(wǎng)聯(lián)汽車的功能，寫出智能網(wǎng)聯(lián)汽車的功能有哪幾點？1.各組派代表闡述資料查詢結(jié)果。2.各組就各自的查詢結(jié)果進行交流，并分享技巧。智能網(wǎng)聯(lián)汽車概論能力模塊一對智能網(wǎng)聯(lián)汽車、產(chǎn)業(yè)及關(guān)鍵技術(shù)的基本認知任務(wù)二

了解智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)的相關(guān)信息新授Newteaching1目錄一、智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展二、智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)的架構(gòu)三、智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀（一）我國智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展一、智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展

智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展包括單車自動化和車聯(lián)網(wǎng)兩大發(fā)展領(lǐng)域。其中單車自動化預(yù)計在2021-2022年間將會迎來L3級產(chǎn)品的量產(chǎn)落地，L4級將會在未來2021-2030年間實現(xiàn)落地。L3級及以上產(chǎn)品的落地將會相繼帶動包括：毫米波雷達、激光雷達、智能芯片等產(chǎn)業(yè)鏈上游環(huán)節(jié)的發(fā)展機會。智能網(wǎng)聯(lián)汽車領(lǐng)域單車自動化車聯(lián)網(wǎng)（一）我國智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展一、智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展

目前我國主推單車結(jié)合車聯(lián)網(wǎng)共同實現(xiàn)無人駕駛的技術(shù)路線，車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展將會經(jīng)歷路端/網(wǎng)絡(luò)覆蓋從無到有的過程，車聯(lián)網(wǎng)功能也將會從最簡單的信息交互到網(wǎng)絡(luò)協(xié)同感知，再到最終的網(wǎng)聯(lián)協(xié)同決策與控制。相較于國外，我國在智能網(wǎng)聯(lián)汽車領(lǐng)域的研究起步較晚，但是國家一直非常重視智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展，并逐漸上升到國家的戰(zhàn)略層面。（一）我國智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展一、智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展1989~1999年：小范圍區(qū)域研發(fā)智能網(wǎng)聯(lián)階段，少數(shù)高校進行校企合作。2000~2009年：國家層面支持階段，國家開始設(shè)立智能交通攻關(guān)立項，如推進“863計劃”設(shè)立“智能交通系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)和示范工程”等。2010~2015年：車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展階段，大力開展相關(guān)國家級課題，如“車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)研究”，大范圍合作，中國汽車工程學(xué)會主導(dǎo)成立技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟。2015年后：智能網(wǎng)聯(lián)概念發(fā)展階段，國家出臺智能網(wǎng)聯(lián)汽車的一系列宏觀政策。一、智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展時間部門文件內(nèi)容2015.5工信部《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進綱要》分領(lǐng)域、分門類逐步突破汽車電子等關(guān)鍵集成電路及嵌入式軟件，提高對信息化與工業(yè)化深度融合的支撐能力。2016.3國務(wù)院《中國制造2025》提出到2020年掌握智能輔助駕駛總體技術(shù)及各項關(guān)鍵技術(shù)，初步建立智能汽車自主研發(fā)體系及生產(chǎn)配套體系；到2025年掌握自動駕駛總體技術(shù)及各項關(guān)鍵技術(shù)，建立較完善的智能網(wǎng)聯(lián)汽車自主研發(fā)體系、生產(chǎn)配套體系及產(chǎn)業(yè)群，基本完成汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。2016.10中國汽車工業(yè)協(xié)會《“十三五”汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃意見》提出八大目標，其中之一就是大力發(fā)展智能網(wǎng)聯(lián)汽車。到2020年，具有駕駛輔助功能（L1）的智能網(wǎng)聯(lián)汽車當年新車滲透率達到50%；條件自動駕駛（L2）的當年新車滲透率達到10%2017.1工信部《軟件和信息技術(shù)服務(wù)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2016-2020年）》加快發(fā)展面向移動智能終端、智能網(wǎng)聯(lián)汽車、機器人等平臺的移動支付、位置服務(wù)、社交網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字內(nèi)容服務(wù)以及智能應(yīng)用、虛擬現(xiàn)實等新型在線運營服務(wù)。2017.4工信部、國家發(fā)改委、科技部《汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》將智能網(wǎng)聯(lián)汽車提升到國家戰(zhàn)略高度。提出到2020年，中國汽車智能化水平大幅提升，與國際同步發(fā)展，汽車駕駛輔助（L1）、部分自動駕駛（L2）以及有條件自動駕駛（L3）的新車裝配率超過50%；到2025年，骨干企業(yè)研發(fā)、生產(chǎn)、銷售等全面實現(xiàn)一體化智能轉(zhuǎn)型，智能網(wǎng)聯(lián)汽車進入世界先進行列，自動駕駛新車裝配率達到80%2017.7國務(wù)院《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》要加快人工智能關(guān)鍵技術(shù)轉(zhuǎn)化應(yīng)用，推動重點領(lǐng)域智能產(chǎn)品創(chuàng)新，發(fā)展自動駕駛汽車和軌道交通系統(tǒng)，形成我國自主的自動駕駛平臺技術(shù)體系和產(chǎn)品總成能力，探索自動駕駛汽車共享模式。2017.12工信部《促進新一代人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展三年行動計劃（2018-2020年）》支持車載智能芯片、自動駕駛操作系統(tǒng)、車輛智能算法等關(guān)鍵技術(shù)和產(chǎn)品研發(fā)，到2020年，建立可靠、安全、實時性強的智能網(wǎng)聯(lián)汽車智能化平臺，支撐高度自動駕駛（HA級）。我國2015年以后智能化汽車相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策（部分列舉）一、智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展我國2015年以后智能化汽車相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策（部分列舉）時間部門文件內(nèi)容2017.12工信部、國家標準化管理委員會《國家車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)標準體系建設(shè)指南（智能網(wǎng)聯(lián)汽車）》主要針對智能網(wǎng)聯(lián)汽車通用規(guī)范、核心技術(shù)與關(guān)鍵產(chǎn)品應(yīng)用，有目的、有計劃、有重點地指導(dǎo)車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)智能網(wǎng)聯(lián)汽車標準化工作，加快構(gòu)建包括整車及關(guān)鍵系統(tǒng)部件功能安全和信息安全在內(nèi)的智能網(wǎng)聯(lián)汽車標準體系，充分發(fā)揮智能網(wǎng)聯(lián)汽車標準在車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)、核心產(chǎn)品和功能應(yīng)用的基礎(chǔ)支撐和引領(lǐng)作用并逐步形成統(tǒng)一、協(xié)調(diào)的國家車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)標準體系架構(gòu)。2018.1國家發(fā)改委《智能汽車創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略（征求意見稿）》2020年國家智能汽車占比達50%，中高級別智能汽車實現(xiàn)市場化應(yīng)用，重點區(qū)域示范運行取得成效。大城市、高速公路LTE-V2X覆蓋率達到90%，北斗高精度失控服務(wù)實現(xiàn)全覆蓋；2025年中國標準智能汽車的技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)生態(tài)、網(wǎng)路設(shè)施、法規(guī)標準、產(chǎn)品監(jiān)管和信息安全體系全面形成。新車基本實現(xiàn)智能化，高級別智能汽車實現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用?！叭?車-路-云”實現(xiàn)高度協(xié)同，新一代車用無線通信網(wǎng)絡(luò)5G-V2X基本滿足智能汽車發(fā)展需求。2018.12國家發(fā)改委《車聯(lián)網(wǎng)（智能網(wǎng)聯(lián)汽車）產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動計劃》到2020年能夠支撐有條件自動駕駛（L3級）及以上的智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)體系，新車駕駛輔助系統(tǒng)（L2）搭載率達到30%以上聯(lián)網(wǎng)車載信息服務(wù)終端的新車裝配率達到60%以上2019.9中共中央、國務(wù)院《交通強國建設(shè)綱要》明確提出：加強智能網(wǎng)聯(lián)汽車（智能網(wǎng)聯(lián)汽車、自動駕駛、車路協(xié)同）研發(fā)，形成自主可控完整的產(chǎn)業(yè)鏈。強調(diào)推進數(shù)據(jù)資源賦能交通發(fā)展。加速交通基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)、運輸服務(wù)網(wǎng)、能源網(wǎng)與信息網(wǎng)絡(luò)融合發(fā)展，構(gòu)建泛在先進的交通信息基礎(chǔ)設(shè)施。2020.2發(fā)改委、工信部等11部委聯(lián)合《智能汽車創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略》1）2020年L1新車滲透率達到50%，L2新車滲透率達到10%，大城市高速公路LTE—V2X覆蓋率達到90%；2）2025年有條件自動駕駛（L3）的規(guī)?；a(chǎn)，中國標準智能汽車的技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)生態(tài)、基礎(chǔ)設(shè)施、法規(guī)標準、產(chǎn)品監(jiān)管和網(wǎng)絡(luò)安全體系基本形成，高度自動駕駛（L4）的特定環(huán)境下市場化應(yīng)用，LTE—V2X實現(xiàn)區(qū)域覆蓋，5G—V2X在部分城市、高速公路逐步開展應(yīng)用，高精度時空基準服務(wù)網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)全覆蓋；3）到2035年中國成為智能汽車強國，2035—2050年中國標準智能汽車體系全面建成、更加完善。2020.3工信部《汽車駕駛自動化分級》基于駕駛自動化系統(tǒng)能顧執(zhí)行動態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)的程度，根據(jù)在執(zhí)行動態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)中的角色分配以及有無涉及運行運行條件限制，將駕駛自動化分成0-5六個等級。2020.4工信部《2020年智能網(wǎng)聯(lián)汽車標準化工作要點》針對駕駛輔助系統(tǒng)、自動駕駛、信息安全、功能安全、汽車網(wǎng)聯(lián)功能與應(yīng)用等領(lǐng)域特點，有計劃、有重點地部署標準研究與制定工作。強化標準前期預(yù)研和關(guān)鍵技術(shù)指標驗證，提高標準與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的匹配度。選擇典型企業(yè)和產(chǎn)品，開展標準實施效果跟蹤評價。一、智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展（二）國外智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展美國：在1991年開始建設(shè)智能運輸系統(tǒng)（ITS），自此美國開啟ITS的大規(guī)模研究，將發(fā)展智能網(wǎng)聯(lián)汽車作為美國發(fā)展智能交通系統(tǒng)的一項重點工作內(nèi)容，通過制定國家戰(zhàn)略和法規(guī)，引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。2016年發(fā)布了《美國自動駕駛汽車政策指南》，引起行業(yè)廣泛關(guān)注。日本：政府積極發(fā)揮跨部門協(xié)同作用，推動智能網(wǎng)聯(lián)汽車項目實施，2020年在限定地區(qū)解禁無人駕駛的自動駕駛汽車，計劃到2025年在國內(nèi)形成完全自動駕駛汽車市場目標。歐盟：通過發(fā)布一系列政策及自動駕駛路線圖等，推進智能網(wǎng)聯(lián)汽車的研發(fā)和應(yīng)用，引導(dǎo)各成員國智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展。一、智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展（二）國外智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展美國自動駕駛汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃年份國家機構(gòu)文件名稱內(nèi)容2015年美國交通運輸部《美國智能交通系統(tǒng)（ITS）戰(zhàn)略規(guī)劃（2015-2019年）》明確了美國ITS戰(zhàn)略升級為網(wǎng)聯(lián)化與智能化的雙重發(fā)展戰(zhàn)略2016年美國交通運輸部《聯(lián)邦自動駕駛汽車政策指南》將自動駕駛的安全監(jiān)管首次納入聯(lián)邦法律框架2017年美國交通運輸部《自動駕駛系統(tǒng)2.0安全展望》鼓勵各州重新評估現(xiàn)有的法律法規(guī)為自動駕駛的測試和部署掃除障礙2018年美國交通運輸部《準備迎接未來交通：自動駕駛汽車3.0》致力于推動自動駕駛技術(shù)與地面交通系統(tǒng)多鐘運輸模式的安全融合2019年美國交通運輸部《確保美國自動駕駛領(lǐng)先地位：自動駕駛汽車4.0》介紹自動駕駛帶來的經(jīng)濟和社會效益以及三大原則；列舉為自動駕駛創(chuàng)新者提供的資源。日本研發(fā)和測試層面發(fā)展年份文件內(nèi)容2017年《2017官民ITS構(gòu)想及路線圖》L2及以下的自動駕駛在日本現(xiàn)行法律范圍之內(nèi)，要想讓L3及以上的自動駕駛實現(xiàn)市場化，則有必要進一步修改相關(guān)法律法規(guī)。2019年《道路運輸車輛法》1）在安保標準對象裝置中追加“自動運行裝置”。所為自動運行裝置，是指通過軟件程序使車輛自動行駛時，必須安裝攝像頭、雷達等，而這些裝置必須有能力代替駕駛員進行認知、預(yù)測、判斷及操作等。2）引入汽車電子檢查的同時，與該檢查相關(guān)的必要的技術(shù)信息管理工作由日本獨立行政法人——汽車技術(shù)綜合機構(gòu)（NALTEC）負責(zé)；3）車輛的檢查和整修方面，攝像頭、傳感器、雷達等自動運行裝置等先進技術(shù)的相關(guān)整修也納入其中。此外，車企有義務(wù)提供檢查、整修所需的技術(shù)信息。一、智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展（二）國外智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展歐洲研發(fā)和測試層面發(fā)展年份文件內(nèi)容2017年《道路交通法第八修訂案》1）允許自動駕駛系統(tǒng)在特定條件下代替人類駕駛汽車，只要車輛獲得官方認證或歐盟EC形式認證，就可獲得車牌。該修訂案并未限定自動駕駛車輛的行駛范圍，其可在德國全境道路上行駛；2）駕駛?cè)诵枰氨３志X”，負有無延遲的重新控制汽車的義務(wù)。可能出現(xiàn)即使在事故結(jié)果不可回避的情況下，也因駕駛?cè)藳]有盡到“保持警覺”的義務(wù)而判其承擔責(zé)任。2017年《自動化和網(wǎng)聯(lián)化車輛交通倫理準則》1）自動駕駛系統(tǒng)要求永遠保持比人類駕駛員造成的事故少；2）人類的安全必須始終優(yōu)先于動物或其他財產(chǎn)；3）當自動駕駛車輛發(fā)生不可避免的事故時，任何基于年齡性別種族身體屬性或任何其他區(qū)別因素的歧視判斷都是不允許的；4）在任何駕駛情況下，責(zé)任方，無論駕駛者是人還是自動駕駛系統(tǒng)，都必須遵守已經(jīng)明確的道路法規(guī)；5）為了辯解事故承擔責(zé)任方，自動駕駛車輛必須配備始終記錄和存儲行車數(shù)據(jù)的黑匣子；6）自動駕駛汽車將對車輛所記錄的數(shù)據(jù)保留唯一所有權(quán)，其可決定是否由第三方保管或轉(zhuǎn)發(fā)。2020年《歐盟自動駕駛車輛許可豁免流程指南》豁免重點為L3和L4的自動駕駛車輛，且為做過測試并即將在2020年量產(chǎn)的車型。指南規(guī)定了歐盟和成員國如何對相關(guān)車輛進行型式認證，包括車輛安全、人機界面、駕駛?cè)蝿?wù)交接、黑匣子安裝、網(wǎng)絡(luò)安全等方面內(nèi)容，為L3/L4自動駕駛車輛量產(chǎn)準入做好準備。二、智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)的架構(gòu)（一）智能網(wǎng)聯(lián)汽車的價值鏈

智能網(wǎng)聯(lián)汽車集中運用了汽車工程、人工智能、計算機、微電子、自動控制、通信與平臺等技術(shù)，是一個集環(huán)境感知、規(guī)劃決策、控制執(zhí)行、信息交互等于一體的高新技術(shù)綜合體，擁有相互依存的價值鏈、技術(shù)鏈和產(chǎn)業(yè)鏈體系。二、智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)的架構(gòu)（二）智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)鏈

基礎(chǔ)設(shè)施

車載平臺

車輛/設(shè)施關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)支撐技術(shù)信息交互關(guān)鍵技術(shù)環(huán)境感知技術(shù)智能決策技術(shù)控制執(zhí)行技術(shù)V2X通信技術(shù)云平臺與大數(shù)據(jù)技術(shù)信息安全技術(shù)云高精度地圖高精度定位標準法規(guī)與測試評價二、智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)的架構(gòu)（二）智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)鏈1.環(huán)境感知技術(shù)

環(huán)境感知技術(shù)包括利用機器視覺的圖像識別技術(shù)，利用雷達（激光、毫米波、超聲波）的周邊障礙物檢測技術(shù)，多源信息融合技術(shù)，傳感器冗余設(shè)計技術(shù)等。2.智能決策技術(shù)

智能決策技術(shù)包括危險事態(tài)建模技術(shù)，危險預(yù)警與控制優(yōu)先級劃分，群體決策和協(xié)同技術(shù)，局部軌跡規(guī)劃，駕駛員多樣性影響分析等。二、智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)的架構(gòu)（二）智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)鏈3.控制執(zhí)行技術(shù)4.V2X通信技術(shù)

控制執(zhí)行技術(shù)包括面向驅(qū)動/制動的縱向運動控制，面向轉(zhuǎn)向的橫向運動控制，基于驅(qū)動/制動/轉(zhuǎn)向/懸架的底盤一體化控制，融合車聯(lián)網(wǎng)（V2X）通信及車載傳感器的多車隊列協(xié)同和車路協(xié)同控制等。V2X通信技術(shù)包括車輛專用通信系統(tǒng)，實現(xiàn)車間信息共享與協(xié)同控制的通信保障機制，移動自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，多模式通信融合技術(shù)等。二、智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)的架構(gòu)（二）智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)鏈5.云平臺與大數(shù)據(jù)技術(shù)6.信息安全技術(shù)

云平臺與大數(shù)據(jù)技術(shù)包括智能網(wǎng)聯(lián)汽車云平臺架構(gòu)與數(shù)據(jù)交互標準，云操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)高效存儲和檢索技術(shù)，大數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)分析和深度挖掘技術(shù)等。

信息安全技術(shù)包括汽車信息安全建模技術(shù)，數(shù)據(jù)存儲、傳輸與應(yīng)用三維度安全體系，汽車信息安全測試方法，信息安全漏洞應(yīng)急響應(yīng)機制等。二、智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)的架構(gòu)（二）智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)鏈7.高精度地圖與高精度定位技術(shù)8.標準法規(guī)和測試評價

高精度地圖與高精度定位技術(shù)包括高精度地圖數(shù)據(jù)模型與采集式樣、交換格式和物理存儲的標準化技術(shù)，基于北斗地基增強的高精度定位技術(shù)，多源輔助定位技術(shù)等。

標準法規(guī)包括ICV整體標準體系以及涉及汽車、交通、通信等各領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)標準。測試評價包括ICV測試評價方法與測試環(huán)境建設(shè)。二、智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)的架構(gòu)（三）智能網(wǎng)聯(lián)汽車的產(chǎn)業(yè)鏈

智能網(wǎng)聯(lián)汽車的產(chǎn)品層級

存在于互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中的智能網(wǎng)聯(lián)汽車，通過密切交互，形成了一種特定的新型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)——車聯(lián)網(wǎng)。車聯(lián)網(wǎng)除了包括車車通信、車路通信和車輛內(nèi)部通信外，還包括了在移動互聯(lián)下能提升安全和節(jié)能等方面指標的信息服務(wù)。智能網(wǎng)聯(lián)汽車在結(jié)構(gòu)層次可以分為環(huán)境感知層、智能決策層和控制執(zhí)行層。三、智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀及未來趨勢

據(jù)全球知名經(jīng)濟咨詢機構(gòu)IHS環(huán)球透視（以下簡稱IHS）汽車部門預(yù)測，全球智能駕駛汽車銷量將由2025年的23萬輛，發(fā)展到2035年將超過1000萬輛；到2022年全球聯(lián)網(wǎng)汽車的市場保有量將達3.5億臺，市場占比達到24%，具有聯(lián)網(wǎng)功能的新車銷量將達到9800萬臺，市場占比達94%。2020年2月，國家發(fā)改委正式發(fā)布關(guān)于印發(fā)《智能汽車創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略》的通知，提出戰(zhàn)略愿景，到2025年，中國標準智能汽車的技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)生態(tài)、基礎(chǔ)設(shè)施、法規(guī)標準、產(chǎn)品監(jiān)管和網(wǎng)絡(luò)安全體系基本形成。三、智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀及未來趨勢隨堂討論2Practiceontheclass隨堂討論1、請查閱智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)的信息安全技術(shù)方法有哪些？請簡要概述出來。2、請查閱智能網(wǎng)聯(lián)汽車的產(chǎn)業(yè)鏈，智能網(wǎng)聯(lián)汽車的產(chǎn)品層級有哪些？請簡要寫出來。1.各組派代表闡述資料查詢結(jié)果。2.各組就各自的查詢結(jié)果進行交流，并分享技巧。智能網(wǎng)聯(lián)汽車概論能力模塊一對智能網(wǎng)聯(lián)汽車、產(chǎn)業(yè)及關(guān)鍵技術(shù)的基本認知任務(wù)三

了解智能網(wǎng)聯(lián)汽車關(guān)鍵技術(shù)的相關(guān)信息新授Newteaching1目錄一、智能網(wǎng)聯(lián)汽車關(guān)鍵技術(shù)二、智能網(wǎng)聯(lián)汽車關(guān)鍵零部件三、智能網(wǎng)聯(lián)汽車關(guān)鍵共性技術(shù)一、智能網(wǎng)聯(lián)汽車關(guān)鍵技術(shù)智能網(wǎng)聯(lián)汽車關(guān)鍵技術(shù)環(huán)境感知技術(shù)先進駕駛輔助技術(shù)無線通信技術(shù)智能互聯(lián)技術(shù)車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)信息融合技術(shù)信息安全與隱私保護技術(shù)人機界面技術(shù)一、智能網(wǎng)聯(lián)汽車關(guān)鍵技術(shù)1、環(huán)境感知技術(shù)車身本身狀態(tài)感知道路感知行人感知交通信號感知交通標識感知交通狀況感知周圍車輛感知環(huán)境感知技術(shù)利用激光雷達、毫米波雷達、超聲波雷達、攝像頭等車載傳感器及V2X通信技術(shù)感知車輛周圍環(huán)境，通過提取路況信息、檢測障礙物，為智能網(wǎng)聯(lián)汽車提供決策依據(jù)。一、智能網(wǎng)聯(lián)汽車關(guān)鍵技術(shù)1、環(huán)境感知技術(shù)車身本身狀態(tài)感知車輛本身狀態(tài)感知包括行駛速度、行駛方向、行駛狀態(tài)、車輛位置等。一、智能網(wǎng)聯(lián)汽車關(guān)鍵技術(shù)1、環(huán)境感知技術(shù)道路感知道路感知包括道路類型檢測、道路標線識別、道路狀況判斷、是否偏離行駛軌跡等。一、智能網(wǎng)聯(lián)汽車關(guān)鍵技術(shù)1、環(huán)境感知技術(shù)行人感知行人感知主要判斷車輛行駛前方是否有行人，包括白天行人識別、夜晚行人識別、被障礙物遮擋的行人識別等。一、智能網(wǎng)聯(lián)汽車關(guān)鍵技術(shù)1、環(huán)境感知技術(shù)交通信號感知交通信號感知主要是自動識別交叉路口的信號燈，如何高效通過交叉路口等。一、智能網(wǎng)聯(lián)汽車關(guān)鍵技術(shù)1、環(huán)境感知技術(shù)交通標識感知交通標識感知主要是識別道路兩側(cè)的各種交通標志，如限速、彎道等，及時提醒駕駛員注意。一、智能網(wǎng)聯(lián)汽車關(guān)鍵技術(shù)1、環(huán)境感知技術(shù)交通狀況感知交通狀況感知主要是檢測道路交通擁堵情況、是否發(fā)生交通事故等，以便車輛選擇通暢的路線行駛。一、智能網(wǎng)聯(lián)汽車關(guān)鍵技術(shù)1、環(huán)境感知技術(shù)周圍車輛感知主要檢測車輛前方、后方、側(cè)方的車輛情況，避免發(fā)生碰撞，也包括交叉路口被障礙物遮擋的車輛。一、智能網(wǎng)聯(lián)汽車關(guān)鍵技術(shù)2、無線通信技術(shù)長距離無線通信技術(shù)短距離無線通信技術(shù)專用短程通信技術(shù)（DSRC）、LTE-V、藍牙、Wi-Fi，可以實現(xiàn)在特定區(qū)域內(nèi)對高速運動下移動目標的識別和雙向通信。長距離無線通信技術(shù)用于提供即時的互聯(lián)網(wǎng)接入，主要采用4G/5G技術(shù)，特別是5G技術(shù)有望成為車載長距離無線通信專用技術(shù)。一、智能網(wǎng)聯(lián)汽車關(guān)鍵技術(shù)3、智能互聯(lián)技術(shù)當兩個車輛距離較遠或被障礙物遮擋，直接通信無法完成時，兩者之間的通信可以通過路側(cè)單元進行信息傳遞，構(gòu)成一個無中心、完全自組織的車載自組織網(wǎng)絡(luò)。一、智能網(wǎng)聯(lián)汽車關(guān)鍵技術(shù)3、智能互聯(lián)技術(shù)車載自組織網(wǎng)絡(luò)依靠短距離通信技術(shù)實現(xiàn)V2V和V2I之間的通信，它是在一定通信范圍內(nèi)的車輛可以相互交換各自的車速、位置等信息和車載傳感器感知的數(shù)據(jù)，并自動連接建立起一個移動的網(wǎng)絡(luò)。典型的應(yīng)用包括行駛安全預(yù)警、交叉路口協(xié)助駕駛、交通信息發(fā)布以及基于通信的縱向車輛控制等。智能互聯(lián)技術(shù)一、智能網(wǎng)聯(lián)汽車關(guān)鍵技術(shù)4、車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)車載網(wǎng)絡(luò)是汽車的內(nèi)部傳感器、控制器和執(zhí)行器之間的通信用點對點的連線方式連成復(fù)雜的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。汽車上廣泛應(yīng)用的車載網(wǎng)絡(luò)是CAN、LIN、FlexRay和MOST總線等，它們的特點是傳輸速率小，帶寬窄。一、智能網(wǎng)聯(lián)汽車關(guān)鍵技術(shù)4、車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)隨著越來越多的高清視頻應(yīng)用進入汽車，如ADAS、360°全景泊車系統(tǒng)和藍光DVD播放系統(tǒng)等，它們的傳輸速率和帶寬已無法滿足需要。以太網(wǎng)最有可能進入智能網(wǎng)聯(lián)汽車環(huán)境下工作，它采用星形連接架構(gòu)，每一個設(shè)備或每一條鏈路都可以專享100兆帶寬，而且傳輸速率達到萬兆級。同時，以太網(wǎng)還可以順應(yīng)未來汽車行業(yè)的發(fā)展趨勢，即開放性、兼容性原則，從而可以很容易將現(xiàn)有的應(yīng)用嵌入到新的系統(tǒng)中。一、智能網(wǎng)聯(lián)汽車關(guān)鍵技術(shù)5、先進駕駛輔助技術(shù)先進駕駛輔助技術(shù)是通過車輛環(huán)境感知技術(shù)和自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對道路、車輛、行人、交通標志、交通信號等進行檢測和識別，對識別信號進行分析處理，傳輸給執(zhí)行機構(gòu)，保障車輛安全行駛。一、智能網(wǎng)聯(lián)汽車關(guān)鍵技術(shù)6、信息融合技術(shù)

信息融合技術(shù)是指在一定準則下，利用計算機技術(shù)對多源信息進行分析和綜合，以實現(xiàn)不同應(yīng)用的分類任務(wù)而進行的處理過程。信息融合技術(shù)主要是對多源信息進行采集、傳輸、分析和綜合，將不同數(shù)據(jù)源在時間和空間上的冗余或互補信息依據(jù)某種準則進行組合，產(chǎn)生出完整、準確、及時、有效的綜合信息。上圖中是傳感器全分布式系統(tǒng)，傳感器數(shù)據(jù)由傳感器模塊處理，決策由中央ECU制定。每個傳感器模塊中包含一個數(shù)據(jù)處理器ECU，中央ECU將多個數(shù)據(jù)組合在一起，并最終決定如何執(zhí)行或做出反應(yīng)。一、智能網(wǎng)聯(lián)汽車關(guān)鍵技術(shù)7、信息安全與隱私保護技術(shù)在應(yīng)用中，每輛車及其車主的信息都將隨時隨地傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)中被感知，這種暴露在網(wǎng)絡(luò)中的信息很容易被竊取、干擾，甚至修改等，從而直接影響智能網(wǎng)聯(lián)汽車體系的安全。因此，在智能網(wǎng)聯(lián)汽車中，必須重視信息安全與隱私保護技術(shù)的研究。一、智能網(wǎng)聯(lián)汽車關(guān)鍵技術(shù)8、人機界面技術(shù)語音控制手勢識別觸屏技術(shù)一、智能網(wǎng)聯(lián)汽車關(guān)鍵技術(shù)8、人機界面技術(shù)智能網(wǎng)聯(lián)汽車人機界面的設(shè)計（如圖所示），最終的目的為了提供好的用戶體驗，增強用戶的駕駛樂趣或是駕駛中的操作體驗。智能網(wǎng)聯(lián)汽車人機界面的功能應(yīng)該是集成車輛控制、功能設(shè)定、信息娛樂、導(dǎo)航系統(tǒng)、車載電話等多項功能，可以從查詢、設(shè)置、切換車輛系統(tǒng)的各種信息等方面給駕駛者帶來便捷，使得車輛達到理想的運行和操縱狀態(tài)。人機界面的設(shè)計必須在好的用戶體驗和安全之間做平衡，并且操作安全始終是首要的。二、智能網(wǎng)聯(lián)汽車關(guān)鍵零部件智能網(wǎng)聯(lián)汽車關(guān)鍵零部件主要有車載光學(xué)系統(tǒng)、車載雷達系統(tǒng)、高精度定位系統(tǒng)、車載互聯(lián)終端、集成控制系統(tǒng)等。車載光學(xué)系統(tǒng)車載雷達系統(tǒng)高精度定位系統(tǒng)車載互聯(lián)網(wǎng)集成控制系統(tǒng)光學(xué)攝像頭夜視系統(tǒng)激光雷達超聲波雷達毫米波雷達北斗系統(tǒng)高精地圖車載信息娛樂系統(tǒng)遠程通信模塊近距通信模塊開發(fā)域控制器三、智能網(wǎng)聯(lián)汽車關(guān)鍵共性技術(shù)智能網(wǎng)聯(lián)汽車關(guān)鍵共性技術(shù)主要有多源信息融合技術(shù)、車輛協(xié)同控制技術(shù)、數(shù)據(jù)安全及平臺軟件、人機交互及共駕技術(shù)、基礎(chǔ)設(shè)施與技術(shù)法規(guī)等。技術(shù)名稱技術(shù)功能多源信息融合技術(shù)突破環(huán)境感知與多傳感器信息融合，V2X通信模塊集成，車載與互聯(lián)信息融合技術(shù)車輛協(xié)同控制技術(shù)突破整車集成與協(xié)同控制技術(shù)數(shù)據(jù)安全及平臺軟件突破信息安全、系統(tǒng)健康智能檢測技術(shù)，并搭建中國版車載嵌入式操作系統(tǒng)平臺軟件人機交互與共駕技術(shù)突破人機交互、人機共駕與失效補償技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施與技術(shù)法規(guī)形成中國版先進智能駕駛輔助、V2X及多網(wǎng)融合的技術(shù)標準體系和測試評價方法，完善基于V2X通信標準體系的道路基礎(chǔ)設(shè)施隨堂討論2Practiceontheclass隨堂討論1、請查閱智能網(wǎng)聯(lián)汽車關(guān)鍵零部件有哪些？請簡要概括出來。2、請查閱智能網(wǎng)聯(lián)汽車關(guān)鍵共性技術(shù)有哪些？請簡要概括出來。1.各組派代表闡述資料查詢結(jié)果。2.各組就各自的查詢結(jié)果進行交流，并分享技巧。任務(wù)實施3Practiceontheclass以小組為單位從國產(chǎn)傳統(tǒng)品牌、新造車勢力品牌、外資品牌中任選一類作為查閱方向，小組成員間合作查找該類別下具有智能網(wǎng)聯(lián)汽車屬性的3款量產(chǎn)車型的相關(guān)資料，將其信息分別填入教材的表格中。任務(wù)實施智能網(wǎng)聯(lián)汽車概論能力模塊二

掌握環(huán)境感知技術(shù)在智能網(wǎng)聯(lián)汽車上的應(yīng)用方式任務(wù)一

認知智能網(wǎng)聯(lián)汽車環(huán)境感知技術(shù)導(dǎo)入智能汽車要想采用傳感器獲得的數(shù)據(jù)去實現(xiàn)智能駕駛，要想融合不同傳感器的收集到外界數(shù)據(jù)為控制器執(zhí)行決策提供依據(jù)，就需要經(jīng)過多傳感器融合算法處理形成全景感知。通過傳感器獲得的數(shù)據(jù)必須經(jīng)過（感知）算法處理，匯算成數(shù)據(jù)結(jié)果，實現(xiàn)車、路、人等信息交換，使車輛能夠自動分析車輛行駛的安全還是危險狀態(tài)，讓車輛能夠按照人的意愿實現(xiàn)智能駕駛。作為一名傳感器方面的應(yīng)用工程師，你在實習(xí)階段需要對不同類型的傳感器做出一份功能清單，了解傳感器在智能網(wǎng)聯(lián)汽車上的應(yīng)用。新授Newteaching1目錄一、環(huán)境感知的定義二、環(huán)境感知系統(tǒng)的組成三、環(huán)境感知傳感器的性能特點及優(yōu)缺點

環(huán)境感知是智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，為智能決策和控制執(zhí)行提供依據(jù)，是智能網(wǎng)聯(lián)汽車實施自動駕駛的第一步。環(huán)境感知系統(tǒng)相當于人的感官神經(jīng)，通過安裝在智能網(wǎng)聯(lián)汽車上的智能傳感器或V2X通信技術(shù)獲取道路、車輛、行人、交通標志和交通信號燈等信息，并將這些信息傳輸給車載控制中心，應(yīng)用于先進駕駛輔助系統(tǒng)或自動駕駛系統(tǒng)，保障智能網(wǎng)聯(lián)汽車安全、準確到達目的地。一、環(huán)境感知的定義

智能網(wǎng)聯(lián)汽車一、環(huán)境感知的定義智能網(wǎng)聯(lián)汽車環(huán)境感知的對象就是智能傳感器檢測的對象和V2X通信技術(shù)傳遞的信息，主要包括車輛的行駛路徑、車輛周圍的交通參與者、駕駛狀態(tài)和駕駛環(huán)境等。行駛路徑行車路徑指車輛可行駛的道路區(qū)域，可分為結(jié)構(gòu)化路徑和非結(jié)構(gòu)化路徑駕駛狀態(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)的識別。周邊物體周邊物體主要包括車輛、行人、地面上可能影響車輛通過性、安全性的其他各種移動或靜止物體、各種交通標志、交通信號燈等。駕駛環(huán)境駕駛環(huán)境檢測主要包括路面狀況、道路交通擁堵情況以及天氣狀況的識別。一、環(huán)境感知的定義

結(jié)構(gòu)化道路行車路徑分類

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志線，道路的背景環(huán)境比較單一，道路的幾何特征也比較明顯，針對它的路徑識別主要包括：行車線、行車路邊緣、道路隔離物。

非結(jié)構(gòu)化道路

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，針對它的路徑識別主要包括：路面環(huán)境狀況的識別和可行使路徑的確認。二、環(huán)境感知系統(tǒng)的組成環(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，其中，信息采集單元包括：視覺傳感器、激光雷達、毫米波雷達、超聲波雷達、車載自組網(wǎng)絡(luò)、導(dǎo)航定位裝置等；信息處理單元包括：道路識別、車輛識別、行人識別、交通標志識別、交通信號燈識別；信息傳輸單元包括：顯示系統(tǒng)、報警系統(tǒng)、傳感器網(wǎng)絡(luò)、車載自組網(wǎng)絡(luò)等.三、環(huán)境感知傳感器的性能特點及優(yōu)缺點智能網(wǎng)聯(lián)汽車環(huán)境感知傳感器主要包括：視覺傳感器、激光雷達、毫米波雷達、超聲波雷達和紅外傳感器。GPS、慣性元件具有環(huán)境感知功能，但是主要用于智能網(wǎng)聯(lián)汽車的定位與導(dǎo)航系統(tǒng)。環(huán)境感知傳感器視覺傳感器激光雷達毫米波雷達超聲波雷達紅外傳感器三、環(huán)境感知傳感器的性能特點及優(yōu)缺點1.環(huán)境感知各傳感器的性能特點

遠距離探測能力夜間工作能力全天候工作能力受氣候影響煙霧環(huán)境工作能力雨雪環(huán)境工作能力溫度穩(wěn)定性車速測量能力視覺傳感器強弱弱大弱一般強弱超聲波雷達弱強弱小一般強弱一般紅外線傳感器一般強弱大弱弱一般弱激光雷達強強弱大弱一般強弱毫米波雷達強強強小強強強強三、環(huán)境感知傳感器的性能特點及優(yōu)缺點2.環(huán)境感知各傳感器優(yōu)缺點優(yōu)勢劣勢視覺傳感器成本適中；可以分辨出障礙物的距離和大小，并區(qū)分障礙物類型。與人眼一樣，會受到視野范圍的影響。超聲波雷達結(jié)構(gòu)簡單；價格便宜；體積小巧。會受到天氣和溫度變化的影響；最大測試距離一般只有幾米。紅外線傳感器低成本；夜間不受影響。會受天氣條件限制；只能探測到近距離的物體，難以識別出行人。激光雷達測距精度高；方向性強；響應(yīng)時間快；不受地面雜波干擾。成本很高；不能全天候工作，遇到濃霧、雨、雪等極端天氣無法工作。毫米波雷達不受天氣情況和夜間的影響；可以探測到遠距離（100米以上）的物體。成本較高，行人的反射波較弱，難以探測，需與視覺傳感器互補使用。隨堂討論2Practiceontheclass隨堂討論1、請查閱環(huán)境感知系統(tǒng)的組成，寫出環(huán)境感知系統(tǒng)的組成。2、請查閱環(huán)境感知傳感器的性能特點及優(yōu)缺點，分別寫出優(yōu)點和缺點有哪些呢？1.各組派代表闡述資料查詢結(jié)果。2.各組就各自的查詢結(jié)果進行交流，并分享技巧。智能網(wǎng)聯(lián)汽車概論能力模塊二

掌握環(huán)境感知技術(shù)在智能網(wǎng)聯(lián)汽車上的應(yīng)用方式任務(wù)二

了解智能網(wǎng)聯(lián)汽車雷達的類型及應(yīng)用新授Newteaching1目錄一、超聲波雷達二、毫米波雷達三、激光雷達

超聲波雷達是利用超聲波的特性研制而成的傳感器，工作在20kHz以上，通過送波器將超聲波向?qū)ο笪锇l(fā)送，通過收波器接收反射波，來檢測對象物的有無，以及通過計算從超聲波發(fā)射到接收所需要的時間和聲速的關(guān)系，來計算雷達和對象物之間的距離。超聲波雷達可以消除駕駛員停車泊車、倒車和起動車輛時前、后、左、右探視帶來的麻煩，幫助駕駛員消除盲點和視線模糊缺陷，提高行車安全性。右圖中用藍色圓圈畫出的區(qū)域中即為四個后向超聲波雷達。一、超聲波雷達（一）超聲波雷達的定義超聲波雷達示意圖超聲波雷達主要由發(fā)射傳感器、接收傳感器、控制部分與電源等組成。超聲波雷達有一個發(fā)射頭和一個接收頭，安裝在同一面上。超聲波測距傳感器可以通過模擬接口和IIC接口兩種方式將數(shù)據(jù)傳輸給控制單元。一、超聲波雷達

超聲波雷達結(jié)構(gòu)組成（二）超聲波雷達的組成結(jié)構(gòu)超聲波的能量消耗較緩慢，在介質(zhì)中傳播的距離比較遠，穿透性強，靈敏度較高，探測精度高，抗環(huán)境干擾能力強一、超聲波雷達

（三）超聲波雷達的特點對天氣變化不敏感，可以在室內(nèi)、黑暗中使用，測距的方法簡單，結(jié)構(gòu)簡單，體積小，成本低，信息處理簡單可靠，易于小型化與集成化，可以進行實時控制。在速度很高情況下測量距離有一定的局限性：

（1）高速及遠距離測量時誤差較大。

（2）對溫度敏感性強。

（3）無法精確描述障礙物位置。一、超聲波雷達分類方式超聲波雷達類型備注cc探頭工作頻率不同40kHz、48kHz、58kHz頻率越高，靈敏度越高，水平與垂直方向的探測角度也就越小，故一般采用40kHz的探頭。使用場景不同超聲波泊車輔助（UltrasonicParkingAssistant，UPA）UPA是一種短程超聲波，主要安裝在汽車前后保險杠上，是用于測量汽車前后障礙物的倒車雷達，檢測范圍為25cm～250cm。由于檢測距離小，多普勒效應(yīng)[]和溫度干擾小，檢測更準確。全自動泊車輔助（AutomaticParkingAssistant，APA）APA是一種遠程超聲波傳感器，主要安裝在車身側(cè)面，用于測量側(cè)方障礙物距離，檢測范圍為35cm～500cm，可覆蓋一個停車位，方向性強，探頭的波傳播性能優(yōu)于UPA，相比于UPA成本更高，功率也更大。結(jié)構(gòu)不同直探頭、斜探頭、表面波探頭、雙探頭、聚焦探頭、水浸探頭以及其他專用探頭。

安裝方式直射式

反射式

超聲波換能器工作的物理效應(yīng)不同電動式、電磁式、磁致伸縮式、壓電式壓電式最為常用（四）超聲波雷達的類型一、超聲波雷達超聲波雷達在智能網(wǎng)聯(lián)汽車中最常見的應(yīng)用是自動泊車輔助系統(tǒng)，如圖所示。自動泊車輔助系統(tǒng)包含8個UPA傳感器和4個APA傳感器。泊車過程圖（五）超聲波雷達的應(yīng)用

當駕駛?cè)笋{駛汽車以30km/h以下速度行駛，且側(cè)面與其間距保持在0.5~1.5m時，APA傳感器會自動檢測兩側(cè)外部空間，探測到的所有適合的空間會被系統(tǒng)儲存下來，按下?lián)Q擋手柄右側(cè)功能鍵便可在儀表板顯示屏上顯示此時的周圍狀態(tài)。如果空間足夠泊車，駕駛?cè)丝梢酝＼嚭髵烊氲箼n，并慢速倒車。

毫米波雷達是工作在毫米波波段的探測雷達。毫米波是指波長為1~10mm的電磁波，對應(yīng)的頻率范圍為30~300GHz。毫米波雷達外觀圖如圖所示。二、毫米波雷達（一）毫米波雷達的定義車載毫米波雷達外觀圖毫米波雷達由雷達整流罩、雷達PCB板、壓鑄底板、集成電路（MMIC）和獨立鏈接器組成。圖中為毫米波雷達零件分解圖。二、毫米波雷達（二）毫米波雷達的結(jié)構(gòu)毫米波激光雷達零件分解圖二、毫米波雷達毫米波雷達類型（二）毫米波雷達的類型應(yīng)用在智能網(wǎng)聯(lián)汽車領(lǐng)域的毫米波雷達主要有3個頻段，分別是24GHz，77GHz和79GHz，如圖所示，不同頻段的毫米波雷達有著不同的性能。二、毫米波雷達（二）毫米波雷達的類型

24GHz頻段：

24GHz頻段上的雷達的檢測距離有限，因此常用于檢測近處的障礙物（車輛）。在自動駕駛系統(tǒng)中常用于感知車輛近處的障礙物，為換道決策提供感知信息，在ADAS中可用于盲點檢測、變道輔助等。77GHz頻段性能良好的77GHz雷達的最大檢測距離可以達到160米以上，因此常被安裝在前保險杠上，正對汽車的行駛方向。79GHz頻段79GHz頻段的傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)的功能與77GHz頻段雷達功能一樣，也是用于長距離測量。二、毫米波雷達（三）毫米波雷達的特點1.探測性能穩(wěn)定，金屬電磁反射強，其探測不受顏色與溫度的影響。2.識別精度高，響應(yīng)速度快，傳播速度與光速一樣，可以快速地測量出目標的距離、速度和角度等信息。3.適應(yīng)能力強，毫米波具有很強的穿透能力，在雨、雪、大霧等惡劣天氣依然可以正常工作。4.帶寬越大，天線越小，功率越集中，探測距離越遠，可達到200m以上。二、毫米波雷達（三）毫米波雷達的特點5.抗干擾能力強，一般工作在高頻段，而周圍噪聲和干擾處于中低頻區(qū)，基本上不會影響毫米波雷達的正常運行。6.毫米波元件的尺寸比微波小得多，更容易實現(xiàn)小型化。7.毫米波雷達是利用目標對電磁波的反射來發(fā)現(xiàn)并測定目標位置，而充滿雜波的外部環(huán)境給毫米波雷達感知帶來經(jīng)常帶來虛警問題。8.覆蓋區(qū)域呈扇形，有盲點區(qū)域。9.毫米波雷達分辨率低，無法識別交通標志、交通信號燈和道路標線。二、毫米波雷達（四）毫米波雷達的應(yīng)用為了滿足不同距離范圍的探測需要，一輛汽車上會安裝多個近距離、中距離和遠距離毫米波雷達。其中24GHz雷達系統(tǒng)主要實現(xiàn)近距離（SRR）探測，77GHz雷達系統(tǒng)主要實現(xiàn)中距離（MRR）和遠距離（LRR）探測。毫米波雷達在智能網(wǎng)聯(lián)汽車ADAS中的應(yīng)用，具體應(yīng)用見表。車載毫米波雷達在智能網(wǎng)聯(lián)汽車上的應(yīng)用毫米波雷達類型近距離中距離遠距離探測距離/m<60100左右>200工作頻段/GHz247777功能自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)__前方前方自動緊急制動系統(tǒng)__前方前方前向碰撞預(yù)警系統(tǒng)__前方前方行人監(jiān)測系統(tǒng)前方前方__盲區(qū)監(jiān)測系統(tǒng)前方、后方側(cè)方__變道輔助系統(tǒng)后方后方__后防碰撞預(yù)警系統(tǒng)后方后方__自動泊車輔助系統(tǒng)側(cè)方側(cè)方__駐車開門輔助系統(tǒng)側(cè)方____激光雷達是一種光學(xué)遙感傳感器，它通過向目標物體發(fā)射激光，然后根據(jù)接收—反射的時間間隔確定目標物體的實際距離，根據(jù)距離及激光發(fā)射的角度，通過幾何變化推導(dǎo)出物體的位置信息。激光雷達是集激光、全球定位系統(tǒng)（GPS）和IMU慣性測量裝置三大技術(shù)為一體的系統(tǒng)，能夠確定物體的位置、大小、運動速度、外部形貌甚至材質(zhì)。三、激光雷達（一）激光雷達的定義多線激光雷達激光雷達采集到的物體信息呈現(xiàn)出一系列分散的、具有準確角度和距離信息的點，被稱為點云。如圖所示，為多線激光雷達掃描的不同類型障礙物的點云圖，包括汽車、人、墻、樹木、公交車和小貨車等。與傳統(tǒng)雷達使用無線電波相比，LiDAR使用激光射線，其射線波長一般在600~1000nm，遠遠低于傳統(tǒng)雷達所使用的波長。因此，LiDAR在測量物體距離和表面形狀可達到更高的精準度，一般精準度可以達到厘米級。由于激光的傳播受外界環(huán)境影響較小，LiDAR能夠檢測的距離一般可達100m以上。三、激光雷達多線激光雷達點云圖（二）激光雷達的點云

激光雷達由發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)、接收光學(xué)系統(tǒng)、主控及處理電路板、探測器接收電路模塊、激光器及驅(qū)動模塊組成。右圖為單線激光雷達內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。三、激光雷達（二）車載激光雷達的結(jié)構(gòu)單線激光雷達零件分解圖我們看到的智能網(wǎng)聯(lián)測試車車頂上較復(fù)雜的圓柱形裝置，即為機械式激光雷達。機械激光雷達外表上最大的特點就是有機械旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，如圖所示。三、激光雷達（三）激光雷達的類型1.按掃描方式分類：（1）機械激光雷達機械激光雷達（2）固態(tài)激光雷達：由于不存在旋轉(zhuǎn)的機械結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)簡單、尺寸小，如圖所示，所有的激光探測水平和垂直視角都是通過電子方式實現(xiàn)的，并且裝配調(diào)試可以實現(xiàn)自動化，能夠量產(chǎn)，成本大幅降低，設(shè)備的耐用性也有效地提高了。因此，激光雷達量產(chǎn)商都在著手開發(fā)性能更好、體積更小、集成化程度更高，并且成本更低的激光雷達，由混合固態(tài)過渡到純固態(tài)激光雷達是必然的技術(shù)發(fā)展路線。三、激光雷達（三）激光雷達的類型固態(tài)激光雷達1.按掃描方式分類：（2）固態(tài)激光雷達：固態(tài)激光雷達在不良天氣條件下檢測性能較差，不能實現(xiàn)全天候工作。且機械激光雷達能進行360゜范圍的掃描，固態(tài)式激光雷達一般為120゜范圍的向前掃描。根據(jù)技術(shù)路線不同，固態(tài)激光雷達又分為光學(xué)相控陣OPA（OpticalPhasedArray）激光雷達、微機電系統(tǒng)MEMS（Micro-ElectroMechanicalSystems）激光雷達和3DFlash激光雷達。三、激光雷達固態(tài)激光雷達1.按掃描方式分類：（三）激光雷達的類型（1）單線激光雷達：單線激光雷達掃描一次只產(chǎn)生一條掃描線，其所獲得的數(shù)據(jù)為2D數(shù)據(jù)，因此無法區(qū)別有關(guān)目標物體的3D信息，如圖所示。由于單線激光雷達比多線激光雷達在角頻率和靈敏度更快，所以，在測試周圍障礙物的距離和精度上都更加精確。線雷達只能平面式掃描，不能測量物體高度，有一定局限性。目前，主要應(yīng)用于服務(wù)機器人身上，如掃地機器人。在智能車上，單線激光雷達主要用于規(guī)避障礙物、地形測繪等領(lǐng)域。三、激光雷達單線激光雷達2.按雷達線數(shù)分類：（三）激光雷達的類型（2）多線激光雷達：多線激光雷達掃描一次可產(chǎn)生多條掃描線，主要應(yīng)用于障礙物的雷達成像，相比單線激光雷達在維度提升和場景還原上有了質(zhì)的改變，可以識別物體的高度信息，目前市場上多線產(chǎn)品包括4線、8線、16線、32線、64線等，如圖所示為16線激光雷達。三、激光雷達多線激光雷達2.按雷達線數(shù)分類（三）激光雷達的類型激光雷達按照功能用途，可以分為激光測距雷達、激光測速雷達、激光成像雷達、大氣探測雷達和跟蹤雷達等；按照激光發(fā)射波形分類可分為連續(xù)型激光雷達和脈沖型激光雷達；按載荷平臺分類可分為機載激光雷達，車載激光雷達等；按探測方式分類可分為直接探測激光雷達和相干探測激光雷達。三、激光雷達3.其他分類方式（三）激光雷達的類型三、激光雷達（四）激光雷達的優(yōu)點優(yōu)點主要內(nèi)容具有極高的分辨率激光雷達工作于光學(xué)波段，頻率比微波高2～3個數(shù)量級以上，因此，與微波雷達相比，激光雷達具有極高的距離分辨率、角分辨率和速度分辨率?？垢蓴_能力強激光波長短，可發(fā)射發(fā)散角非常小（μrad量級）的激光束，多路徑效應(yīng)小（不會形成定向發(fā)射，與微波或者毫米波產(chǎn)生多路徑效應(yīng)），可探測低空/超低空目標。獲取的信息量豐富可直接獲取目標的距離、角度、反射強度、速度等信息，生成目標多維度圖像?？扇鞎r工作激光主動探測，不依賴于外界光照條件或目標本身的輻射特性。它只需發(fā)射自己的激光束，通過探測發(fā)射激光束的回波信號來獲取目標信息。三、激光雷達（五）激光雷達的應(yīng)用

智能網(wǎng)聯(lián)汽車通過激光雷達對周邊環(huán)境進行掃描識別，從而引導(dǎo)車輛行進。激光雷達在智能網(wǎng)聯(lián)汽車中起著類似于“眼睛”的功能，能夠根據(jù)掃描到的點云數(shù)據(jù)快速繪制3D全景地圖。

主要應(yīng)用場景有：障礙物分類、障礙物跟蹤、路沿可行駛區(qū)域檢測、車道標志線檢測和高精度定位等。三、激光雷達

應(yīng)用場景010203障礙物分類激光雷達對周圍障礙物進行掃描，對障礙物的形狀特征進行提取，對比數(shù)據(jù)庫原有特征數(shù)據(jù)，進行障礙物分類。障礙物跟蹤激光雷達采用相關(guān)算法對比前后幀變化障礙物，利用同一障礙物的坐標變化，實現(xiàn)對障礙物的速度和航向的檢測跟蹤，為后續(xù)避障提供可靠的數(shù)據(jù)信息高精度定位首先GPS給定初始位置，通過IMU（慣性測量元件）和車輛的Encoder（編碼器）可以得到車輛的初始位置，然后對激光雷達的局部點云信息，包括點線面的幾何信息和語義信息進行特征提取，并結(jié)合車輛初始位置進行空間變換，獲取基于全局坐標系下的矢量特征，接著將這些特征與高精度地圖的特征信息進行匹配，獲取一個準確的定位。隨堂討論2Practiceontheclass隨堂討論1、請查閱超聲波雷達、毫米波雷達、激光雷達的特點，簡要概括這三種傳感器的特點。2、請查閱毫米波雷達的類型，應(yīng)用在智能網(wǎng)聯(lián)汽車領(lǐng)域的毫米波雷達主要有3個頻段，分別是24GHz，77GHz和79GHz，請簡要概括這三個頻段的性能分別有哪些。1.各組派代表闡述資料查詢結(jié)果。2.各組就各自的查詢結(jié)果進行交流，并分享技巧。智能網(wǎng)聯(lián)汽車概論能力模塊二

掌握環(huán)境感知技術(shù)在智能網(wǎng)聯(lián)汽車上的應(yīng)用方式任務(wù)三

了解智能網(wǎng)聯(lián)汽車視覺傳感器的類型及應(yīng)用新授Newteaching1目錄一、視覺傳感器的基本信息三、視覺傳感器的應(yīng)用二、視覺傳感器的類型一、視覺傳感器的基本信息（一）視覺傳感器的定義視覺傳感器是指通過對攝像頭拍攝到的圖像進行圖像處理，對目標進行檢測，并輸出數(shù)據(jù)和判斷結(jié)果的傳感器。視覺傳感器在智能網(wǎng)聯(lián)汽車或無人駕駛汽車上的應(yīng)用是以攝像頭（機）出現(xiàn)，并搭載先進的人工智能算法，便于目標檢測和圖像處理。一、視覺傳感器的基本信息視覺傳感器主要由光源、鏡頭、圖像傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、圖像處理器、圖像存儲器等組成。其主要功能是獲取足夠的機器視覺系統(tǒng)要處理的原始圖像。（二）視覺傳感器的結(jié)構(gòu)一、視覺傳感器的基本信息（三）視覺傳感器的功能功能功能內(nèi)容可通行空間檢測可通行空間表示無人駕駛汽車可以正常行駛的區(qū)域。車道線識別車道線是視覺傳感器能夠感知的基本信息，擁有車道線識別功能，即可實現(xiàn)高速公路的車道保持功能。障礙物檢測障礙物種類很多，如汽車、行人、自行車、動物、建筑物等，有了障礙物信息，無人駕駛汽車即可完成車道內(nèi)的跟車行駛。交通標志和地面標志識別交通標志和地面標志可作為道路特征與高精度地圖匹配后輔助定位，也可以基于這些感知結(jié)果進行地圖的更新。交通信號燈識別交通信號燈狀態(tài)的感知能力對于城區(qū)行駛的無人駕駛十分重要。一、視覺傳感器的基本信息（四）視覺傳感器的特點特點主要內(nèi)容信息量極為豐富視覺圖像的信息量極為豐富，尤其是彩色圖像，不僅包含有視野內(nèi)物體的距離信息，而且還有該物體的顏色、紋理、深度和形狀等信息。實時獲取場景信息在視野范圍內(nèi)可同時實現(xiàn)道路檢測、車輛檢測、行人檢測、交通標志檢測、交通信號燈檢測等，信息獲取面積大。當多輛智能網(wǎng)聯(lián)汽車同時工作時，不會出現(xiàn)互相干擾的現(xiàn)象。多任務(wù)檢測視覺信息獲取的是實時的場景圖像，提供的信息不依賴于先驗知識，比如GPS導(dǎo)航依賴地圖信息，有較強的適應(yīng)環(huán)境的能力。應(yīng)用領(lǐng)域廣泛視覺傳感器應(yīng)用廣泛，在智能網(wǎng)聯(lián)汽車中可以前視、后視、側(cè)視、內(nèi)視、環(huán)視等。以前視為例，夜視、車道偏離預(yù)警、碰撞預(yù)警、交通標示識別等要求視覺系統(tǒng)在各種天氣、路況條件下，能夠清晰識別車道線、車輛、障礙物、交通標志等。二、視覺傳感器的類型1.定義單目視覺傳感器模塊只包含一個攝像機和一個鏡頭。由于很多圖像算法的研究都是基于單目視覺傳感器開發(fā)的，因此相對于其他類別的車載視覺傳感器，單目車載視覺傳感器的算法成熟度更高。如圖所示為單目車載視覺傳感器。（一）單目攝像頭單目車載視覺傳感器

2.特點單目傳感器具有成本低、幀速率高、信息豐富、檢測距離遠等優(yōu)點，但易受光照、氣候等環(huán)境影響，缺乏目標距離等深度信息，對目標速度的測量也不夠可靠。二、視覺傳感器的類型（一）單目攝像頭優(yōu)點主要內(nèi)容結(jié)構(gòu)簡單、成本低相比于雙目視覺測距系統(tǒng)，單目視覺系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加簡單，成本更低。距離運算量小基于單目視覺的距離計算過程中運算量更小，具有更高的精度與魯棒性。有效視場更大單目視覺有效視場更大；不依賴多個相機，定位空間還可以通過多個相機進行擴展而不發(fā)生視場范圍損失。3.優(yōu)點4.缺點缺點主要內(nèi)容視野完全取決于鏡頭焦距短的鏡頭，視野廣，但缺失遠處的信息。反之亦然。單目測距的精度較低攝像機的成像圖是透視圖，即越遠的物體成像越小。近處的物體，需要用幾百甚至上千個像素點描述；而處于遠處的同一物體，可能只需要幾個像素點即可描述出來。這種特性會導(dǎo)致越遠的地方，一個像素點代表的距離越大。因此，對于單目視覺來說，物體越遠，測距的精度越低。二、視覺傳感器的類型1.定義雙目視覺(BinocularVision)是機器視覺的一種重要形式，它是基于視差原理并由多幅圖像獲取物體三維幾何信息的方法。與人類使用雙眼觀察物體的遠近類似，雙目視覺測量傳感器是通過兩臺攝像機同時攝取一個光條的圖像，再通過兩幅圖像的匹配，得到光條上所有像素點分別在兩幅圖像中的位置，利用視差，即可計算該點的位置以及深度信息雙目視覺傳感器模塊包含兩個攝像機和兩個鏡頭。相近的兩個攝像機拍攝物體時，會得到同一物體在相機成像平面的像素偏移量。有了像素偏移量、相機焦距和兩個車載視覺傳感器的實際距離這些信息，根據(jù)數(shù)學(xué)換算即可得到物體的距離。（二）雙目攝像頭二、視覺傳感器的類型（二）雙目攝像頭2.特點特點主要內(nèi)容成本相對高成本比單目視覺傳感器高，但尚處于可接受范圍內(nèi)，并且與激光雷達等方案相比成本較低；沒有識別率的限制沒有識別率的限制，因為從原理上無需先進行識別再進行測算，而是對所有障礙物直接進行測量；精度比單目高精度比單目高，直接利用視差計算距離。雙目視覺傳感器的一個難點在于計算量非常大，對計算單元的性能要求非常高。雙目視覺傳感器的雙目攝像頭兼具了圖像和激光測量的特點，也有自身安裝、標定和算法方面的挑戰(zhàn)。在實際應(yīng)用中，雙目攝像頭可以獲取的點云數(shù)量遠多于激光雷達，但是要強大的算法適配才能進一步做出分類、識別和目標跟蹤，同時也需要具有較強計算力的嵌入式芯片，才能使其優(yōu)勢得到發(fā)揮。二、視覺傳感器的類型（二）雙目攝像頭3.優(yōu)點優(yōu)點主要內(nèi)容簡化障礙物測距過程從測距原理上來說，相比于單目視覺，雙目視覺猶如人類的雙眼，主要通過兩幅圖像的視差計算來確定距離，雙目攝像頭不需要知道障礙物是何物，只要通過計算就可以測距。雙面視覺的測距算法無需大量訓(xùn)練來收集數(shù)據(jù)，簡化障礙物測距過程。測距精度高在測距精度上，基于雙目視覺的測距方法比基于單目視覺的測距方法精度要高。對硬件要求和成本低對相機硬件要求低，成本也較低。因為不需要像TOF和結(jié)構(gòu)光那樣使用特殊的發(fā)射器和接收器，使用普通的消費級RGB相機即可。室內(nèi)外均適用由于直接根據(jù)環(huán)境光采集圖像，所以在室內(nèi)、室外都能使用。相比之下，TOF和結(jié)構(gòu)光基本只能在室內(nèi)使用。4.缺點缺點內(nèi)容對環(huán)境光照非常敏感雙目立體視覺法依賴環(huán)境中的自然光線采集圖像，受光照角度變化、光照強度變化等環(huán)境因素的影響。不適用于單調(diào)缺乏紋理的場景由于雙目立體視覺法根據(jù)視覺特征進行圖像匹配，所以對缺乏視覺特征的場景（如天空、白墻、沙漠等）會出現(xiàn)匹配困難，導(dǎo)致匹配誤差較大甚至匹配失敗。計算復(fù)雜度高該方法是純視覺的方法，需要逐像素計算匹配；又因為上述多種因素的影響，需要保證匹配結(jié)果比較魯莽，所以算法中會增加大量的錯誤剔除策略，因此對算法要求較高，想要實現(xiàn)可靠商用難度大，計算量較大。相機基線限制了測量范圍測量范圍和基線（兩個攝像頭間距）關(guān)系很大。所以基線在一定程度上限制了該深度相機的測量范圍。二、視覺傳感器的類型（三）三目攝像頭由于單目和雙目都存在某些缺陷，因此，很多智能網(wǎng)聯(lián)汽車采用了三目視覺傳感器方案。三目視覺傳感器是三個不同焦距單目車載視覺傳感器的組合。如圖所示為三目視覺傳感器。三目攝像頭感知范圍更大，但同時標定三個攝像頭，工作量較大。三目視覺傳感器二、視覺傳感器的類型（四）紅外攝像頭1.定義夜間可見光成像的信噪比較低，從而導(dǎo)致視覺傳感器夜間成像效果不佳，而紅外夜視系統(tǒng)可以彌補光照不足條件下的視覺傳感器的缺點。紅外夜視系統(tǒng)可分為主動夜視和被動夜視兩種類型。2.特點紅外視覺傳感器的紅外夜視系統(tǒng)是視覺傳感器一個獨特的分支，圖像處理算法在處理遠紅外夜視圖像過程中依然能夠發(fā)揮作用，因此紅外夜視視覺傳感器能夠像可見光攝像頭一樣，獲取環(huán)境中的目標大小和距離等信息，對光照不足條件下對基于可見光的視覺傳感器的應(yīng)用是一種有效補充。二、視覺傳感器的類型3.類型（1）主動夜視系統(tǒng)是利用近紅外光作光源照明目標，如紅外LED、紅外燈和近紅外激光器等，用低照度攝像機或微光攝像機接收目標反射的紅外光，轉(zhuǎn)換成視頻信號在監(jiān)視器熒光屏上同步顯示圖像。如圖所示為主動紅外夜視技術(shù)。（四）紅外攝像頭二、視覺傳感器的類型（2）被動夜視系統(tǒng)有兩種類型，一類是利用月光、星回光、夜天光等一切很微弱的自然光線，加以放大增強達到可視的目的，這類夜視儀也稱為微光夜視儀。另一類是利用遠紅外敏感的探測器探測目標本身的熱輻射，這類夜視儀也稱為熱像儀。如圖為被動紅外夜視技術(shù)。（四）紅外攝像頭二、視覺傳感器的類型（五）環(huán)視攝像頭魚眼鏡頭采集圖像之前提到的三款視覺傳感器所用的鏡頭都是非魚眼的，環(huán)視視覺傳感器的鏡頭是魚眼鏡頭，而且安裝位置是朝向地面的。環(huán)視攝像頭一般至少要包括四個攝像頭，實現(xiàn)360度環(huán)境感知。某些高配車型上會有“360°全景顯示”功能，所用到的就是環(huán)視攝像機。環(huán)視攝像頭安裝于車輛前方、車輛左右后視鏡下和車輛后方的四個魚眼鏡頭采集圖像，采集到的圖像與右圖類似。魚眼攝像機為了獲取足夠大的視野，代價是圖像的畸變嚴重。三、視覺傳感器的應(yīng)用（一）在智能網(wǎng)聯(lián)汽車的應(yīng)用場景生物學(xué)研究表明，人類獲取外界信息75%依靠視覺系統(tǒng)，而在駕駛環(huán)境中這一比例甚至高達90%。如果能夠?qū)⒁曈X傳感器系統(tǒng)應(yīng)用到智能網(wǎng)聯(lián)汽車領(lǐng)域，無疑將會大幅度提高自動駕駛的準確性。視覺傳感器在整個環(huán)境感知系統(tǒng)中占據(jù)了非常重要的地位，在智能網(wǎng)聯(lián)汽車上的應(yīng)用，主要有兩大類功能，分別是感知能力和定位能力。感知能力是實現(xiàn)對智能網(wǎng)聯(lián)汽車各種環(huán)境信息的感知。定位能力主要采用視覺SLAM技術(shù)，根據(jù)提前建好的地圖和實時的感知結(jié)果做匹配，獲取智能網(wǎng)聯(lián)汽車的當前位置。三、視覺傳感器的應(yīng)用（一）在智能網(wǎng)聯(lián)汽車的應(yīng)用場景ADAS攝像頭位置具體功能車道偏離預(yù)警系統(tǒng)前視當前攝像頭檢測到車輛即將偏離車道線時發(fā)出警報。盲區(qū)監(jiān)測系統(tǒng)