智能汽車測(cè)控技術(shù)

第一講

智能汽車總體架構(gòu)1.特點(diǎn)下面為不同種類智能汽車實(shí)物圖。第一講

智能汽車總體架構(gòu)1.特點(diǎn)智能汽車特點(diǎn)：從外形來看，智能汽車和傳統(tǒng)汽車大致相同，只是為安裝傳感器對(duì)外形進(jìn)行稍許調(diào)整。智能汽車在各行各業(yè)應(yīng)用非常廣泛。有的用于開發(fā)驗(yàn)證平臺(tái)，有的用于開放道路測(cè)試，有的用于特定行業(yè)。智能汽車隨著功能和性能的增加，所需部件也會(huì)增多，但這些部件通常都隱藏在汽車內(nèi)部，且其組成和工作原理基本相同。第一講

智能汽車總體架構(gòu)1.特點(diǎn)智能汽車的部件構(gòu)成第一講

智能汽車總體架構(gòu)2.構(gòu)成采用端到控制方式的智能汽車構(gòu)成第一講

智能汽車總體架構(gòu)2.構(gòu)成基于駕駛腦的自動(dòng)駕駛流程圖—了解人腦在駕駛行為中的作用第一講

智能汽車總體架構(gòu)2.構(gòu)成各部分功能：第一講

智能汽車總體架構(gòu)2.構(gòu)成駕駛腦以傳感器為感知渠道。雷達(dá)、攝像頭等傳感器采集到的數(shù)據(jù)信息（如攝像頭圖像、雷達(dá)檢測(cè)到的點(diǎn)云信號(hào)）屬于駕駛腦實(shí)時(shí)產(chǎn)生的短暫的感覺記憶，一旦新數(shù)據(jù)進(jìn)入后，感覺記憶的緩存數(shù)據(jù)即被覆蓋。感覺記憶第一講

智能汽車總體架構(gòu)2.構(gòu)成圖像、點(diǎn)云等感知數(shù)據(jù)經(jīng)過特征提取和融合處理，能夠通過以車輛為中心的不同駕駛態(tài)勢(shì)CT圖形式化地表達(dá)出來，分別表示障礙物、信號(hào)燈、交通標(biāo)線等駕駛腦認(rèn)知、決策所需的特征屬性。多個(gè)CT圖整合形成圖簇，構(gòu)建成以本車為中心的三維全景駕駛認(rèn)知視圖，從而使汽車對(duì)周邊情況有了整體的認(rèn)知，構(gòu)成工作記憶。工作記憶第一講

智能汽車總體架構(gòu)2.構(gòu)成使用實(shí)時(shí)定位與建圖技術(shù)（SimultaneousLocalizationandMapping，SLAM）。借助圖像數(shù)據(jù)和點(diǎn)云數(shù)據(jù)，汽車使用SLAM技術(shù)采集定位信息和其他與駕駛有關(guān)信息，完成駕駛所需比電子導(dǎo)航地圖更精細(xì)的3D增量式地圖繪制，并儲(chǔ)存在本地或上傳至云端。所謂增量式地圖是指新增數(shù)據(jù)只需以更新方式補(bǔ)充原有地圖，而不必重新構(gòu)建。長(zhǎng)期記憶長(zhǎng)期記憶形成之后，車主通過人機(jī)交互，設(shè)定目的地等指標(biāo)，使駕駛腦形成動(dòng)機(jī)，自動(dòng)駕駛汽車進(jìn)而依據(jù)駕駛地圖完成“一次路徑規(guī)劃”。該規(guī)劃一次性給出起點(diǎn)到終點(diǎn)的規(guī)劃軌跡，且不與傳感器信息直接掛鉤。第一講

智能汽車總體架構(gòu)2.構(gòu)成動(dòng)機(jī)在動(dòng)機(jī)的引導(dǎo)下，駕駛腦需要提取出長(zhǎng)期記憶和工作記憶進(jìn)行協(xié)同，對(duì)當(dāng)前的駕駛態(tài)勢(shì)進(jìn)行補(bǔ)充確認(rèn)，使道路信息和汽車的實(shí)時(shí)位置更加完整，進(jìn)而使決策模塊形成更為精細(xì)的路徑規(guī)劃，即“二次路徑規(guī)劃”。第一講

智能汽車總體架構(gòu)2.構(gòu)成學(xué)習(xí)和思維記憶認(rèn)知：腦認(rèn)知的核心。交互認(rèn)知：包括與外部世界、其他車輛、人類的互動(dòng)過程，能夠理解他者的動(dòng)機(jī)意圖。計(jì)算認(rèn)知：包括抽象、演繹等等的大腦分析思考過程。第一講

智能汽車總體架構(gòu)2.構(gòu)成李德毅院士強(qiáng)調(diào)駕駛腦的三大認(rèn)知：智能汽車工作原理—分為感知、認(rèn)知、決策、控制、執(zhí)行五部分。第一講

智能汽車總體架構(gòu)3.工作原理感知層：感知層通過多種傳感器實(shí)現(xiàn)車輛對(duì)周邊交通主體的感知，它為智能汽車獲取道路、車輛、障礙物等外在環(huán)境的詳細(xì)數(shù)據(jù)，因此感知層是智能汽車正常駕駛與精準(zhǔn)控制的基礎(chǔ)。第一講

智能汽車總體架構(gòu)3.工作原理認(rèn)知層：認(rèn)知階段是依據(jù)感知信息完成處理融合的過程，形成全局整體的理解，據(jù)此通過算法得出決策結(jié)果，傳遞給控制系統(tǒng)生成執(zhí)行指令，完成駕駛動(dòng)作。決策層：決策層分為交通識(shí)別和路徑規(guī)劃，是以芯片作為載體搭載決策算法技術(shù)來實(shí)現(xiàn)的?？刂茖樱鹤鳛橹悄芷嚨慕M成核心，控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)通過算法的決策對(duì)執(zhí)行系統(tǒng)發(fā)送控制指令，在確保安全駕駛的前提下，實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛行駛速度與方向的操控。第一講

智能汽車總體架構(gòu)3.工作原理執(zhí)行層：智能汽車控制的高精準(zhǔn)度與高重復(fù)性優(yōu)勢(shì)依賴于其執(zhí)行系統(tǒng)。智能汽車的執(zhí)行系統(tǒng)主要包括對(duì)測(cè)試車輛的離合、自動(dòng)、油門三個(gè)重要踏板的操縱，同樣執(zhí)行系統(tǒng)也對(duì)方向盤、換擋桿、點(diǎn)火等進(jìn)行相應(yīng)操縱。借助執(zhí)行系統(tǒng)能夠保證智能汽車與經(jīng)驗(yàn)豐富的駕駛員保證控制一致。第一講

智能汽車總體架構(gòu)3.工作原理智能汽車控制系統(tǒng)工作原理示意圖第一講

智能汽車總體架構(gòu)3.工作原理思考：從圖上可以看出什么？可以看出：感知層和認(rèn)知層在各主要環(huán)節(jié)都會(huì)使用。智能汽車控制可看作一個(gè)三閉環(huán)控制系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)都是多變量輸入和多變量輸出，控制系統(tǒng)非常復(fù)雜。智能汽車控制系統(tǒng)工作原理有利于了解智能汽車的整個(gè)運(yùn)行過程，有利于抓住智能汽車這個(gè)“整條魚”，其三環(huán)結(jié)構(gòu)有利于對(duì)其控制原理的理解。第一講

智能汽車總體架構(gòu)3.工作原理

第一講

智能汽車總體架構(gòu)3.工作原理具體工作原理智能汽車技術(shù)邏輯結(jié)構(gòu)第一講

智能汽車總體架構(gòu)4.體系結(jié)構(gòu)智能汽車的技術(shù)架構(gòu)——“三橫兩縱”結(jié)構(gòu)。第一講

智能汽車總體架構(gòu)4.體系結(jié)構(gòu)智能汽車“三橫”技術(shù)體系詳細(xì)介紹。第一層第二層第三層車輛/設(shè)施關(guān)鍵技術(shù)環(huán)境感知技術(shù)雷達(dá)探測(cè)技術(shù)機(jī)器視覺技術(shù)車輛狀態(tài)感知技術(shù)乘員狀態(tài)感知技術(shù)協(xié)同感知技術(shù)信息融合技術(shù)智能決策技術(shù)行為預(yù)測(cè)技術(shù)態(tài)勢(shì)分析技術(shù)任務(wù)決策技術(shù)軌跡規(guī)劃技術(shù)行為決策技術(shù)控制執(zhí)行技術(shù)關(guān)鍵執(zhí)行機(jī)構(gòu)（驅(qū)動(dòng)/制動(dòng)/轉(zhuǎn)向/懸架）車輛縱向/橫向/垂向運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)車間協(xié)同控制技術(shù)車路協(xié)同控制技術(shù)智能電子電氣架構(gòu)信息交互關(guān)鍵技術(shù)V2X通信技術(shù)車輛專用短程通信技術(shù)車載無線射頻通信技術(shù)LTE-V通信技術(shù)移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)面向智能交通的5G通信技術(shù)大數(shù)據(jù)技術(shù)非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫技術(shù)數(shù)據(jù)高效儲(chǔ)存和檢索技術(shù)車輛數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析和挖掘技術(shù)駕駛員行為數(shù)據(jù)分析和應(yīng)用技術(shù)平臺(tái)技術(shù)信息服務(wù)平臺(tái)安全/節(jié)能決策平臺(tái)信息安全技術(shù)車載終端信息安全技術(shù)手持終端信息安全技術(shù)路側(cè)終端信息安全技術(shù)網(wǎng)絡(luò)信息安全技術(shù)數(shù)據(jù)平臺(tái)信息安全技術(shù)第一講

智能汽車總體架構(gòu)4.體系結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)支撐技術(shù)高精度地圖三維動(dòng)態(tài)高精度地圖高精度定位衛(wèi)星定位技術(shù)慣性導(dǎo)航與軌跡推算技術(shù)通信基站定位技術(shù)協(xié)作定位技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施路側(cè)設(shè)施與交通信息網(wǎng)絡(luò)建設(shè)車載硬件平臺(tái)通用處理平臺(tái)/專用處理芯片車載軟件平臺(tái)交互終端操作系統(tǒng)車輛控制器操作系統(tǒng)/共用軟件基礎(chǔ)平臺(tái)人機(jī)工程人機(jī)交互技術(shù)人機(jī)共駕技術(shù)整車安全架構(gòu)整車網(wǎng)絡(luò)安全架構(gòu)整車安全功能架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)體系與關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試評(píng)價(jià)測(cè)試場(chǎng)地規(guī)劃與建設(shè)測(cè)試評(píng)價(jià)方法示例應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用與推廣（續(xù)表）第一講

智能汽車總體架構(gòu)4.體系結(jié)構(gòu)（1）環(huán)境感知技術(shù)：第一講

智能汽車總體架構(gòu)4.體系結(jié)構(gòu)環(huán)境感知能力是指對(duì)于環(huán)境的場(chǎng)景理解能力，比如：車輛本身狀態(tài)感知道路感知行人感知交通信號(hào)感知交通標(biāo)識(shí)感知交通狀況感知周圍車輛感知（2）智能決策技術(shù)第一講

智能汽車總體架構(gòu)4.體系結(jié)構(gòu)目標(biāo)是使車輛輸出安全、合理的駕駛行為。它需要融合多傳感信息，根據(jù)駕駛需求進(jìn)行任務(wù)決策，在避開可能存在的障礙物前提下，通過一些特定的約束條件，規(guī)劃出兩點(diǎn)間多條可選安全路徑，并在這些路徑中選取一條最優(yōu)的路徑作為車輛行駛軌跡。（3）控制執(zhí)行技術(shù)：第一講

智能汽車總體架構(gòu)4.體系結(jié)構(gòu)包括：面向驅(qū)動(dòng)/制動(dòng)的縱向運(yùn)動(dòng)控制；面向轉(zhuǎn)向的橫向運(yùn)動(dòng)控制；基于驅(qū)動(dòng)/制動(dòng)/轉(zhuǎn)向/懸架的底盤一體化控制；融合車聯(lián)網(wǎng)通信及車載傳感器的多車隊(duì)列協(xié)同；車路協(xié)同控制等。（4）V2X通信技術(shù)：第一講

智能汽車總體架構(gòu)4.體系結(jié)構(gòu)包括：車輛專用通信系統(tǒng)；實(shí)現(xiàn)車間信息共享與協(xié)同控制的通信保障機(jī)制；移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；多模式通信融合技術(shù)等。通過車內(nèi)網(wǎng)、車際網(wǎng)、車云網(wǎng)三網(wǎng)（車聯(lián)網(wǎng)的組成部分）融合，可以實(shí)現(xiàn)V2X之間通信的無縫銜接，提高通信效率，減少通信盲區(qū)。第一講

智能汽車總體架構(gòu)4.體系結(jié)構(gòu)（5）云平臺(tái)與大數(shù)據(jù)技術(shù)：第一講

智能汽車總體架構(gòu)4.體系結(jié)構(gòu)包括：智能汽車云平臺(tái)架構(gòu)與數(shù)據(jù)交互標(biāo)準(zhǔn)；云操作系統(tǒng)；數(shù)據(jù)高效存儲(chǔ)和檢索技術(shù)；大數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)分析；深度挖掘技術(shù)等。（6）信息安全技術(shù)：第一講

智能汽車總體架構(gòu)4.體系結(jié)構(gòu)包括：汽車信息安全建模技術(shù)；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)；傳輸與應(yīng)用三維度安全體系；汽車信息安全測(cè)試方法；信息安全漏洞應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制等。（7）高精度地圖和高精度定位技術(shù)：第一講

智能汽車總體架構(gòu)4.體系結(jié)構(gòu)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(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)；基于北斗地基增強(qiáng)的高精度定位技術(shù)；多源輔助定位技術(shù)等。（8）標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)與測(cè)試評(píng)價(jià)：第一講

智能汽車總體架構(gòu)4.體系結(jié)構(gòu)包括：智能汽車整體標(biāo)準(zhǔn)體系；涉及汽車、交通、通信等各領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；智能汽車測(cè)試評(píng)價(jià)方法測(cè)試環(huán)境建設(shè)等。5.智能汽車產(chǎn)業(yè)鏈智能汽車產(chǎn)業(yè)鏈形態(tài)分布按系統(tǒng)結(jié)構(gòu)劃分第一講

智能汽車總體架構(gòu)智能汽車產(chǎn)業(yè)鏈形態(tài)分布按產(chǎn)品物理結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)分第一講

智能汽車總體架構(gòu)5.智能汽車產(chǎn)業(yè)鏈第一講

智能汽車總體架構(gòu)5.智能汽車產(chǎn)業(yè)鏈智能汽車產(chǎn)業(yè)鏈形態(tài)分布按各配套體系劃分智能汽車產(chǎn)業(yè)鏈主要特征：第一講

智能汽車總體架構(gòu)5.智能汽車產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)業(yè)鏈附加值變動(dòng)引發(fā)企業(yè)商業(yè)模式改革，企業(yè)業(yè)務(wù)向產(chǎn)業(yè)鏈高價(jià)值部分延伸。產(chǎn)業(yè)鏈從鏈狀向網(wǎng)狀轉(zhuǎn)變。信息技術(shù)對(duì)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新和發(fā)展的作用越來越大。全社會(huì)的信息化和互聯(lián)網(wǎng)化，使相關(guān)企業(yè)第一次有機(jī)會(huì)在全社會(huì)范圍內(nèi)，依托大數(shù)據(jù)、云平臺(tái)，以非常低的成本和較高的效率，來了解和分析消費(fèi)者需求，整合產(chǎn)業(yè)資源，構(gòu)建新的產(chǎn)業(yè)生態(tài)，具有強(qiáng)大資源整合能力的企業(yè)將成為行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者。