模塊1走近智能網(wǎng)聯(lián)汽車模塊2智能網(wǎng)聯(lián)汽車環(huán)境感知系統(tǒng)

模塊3智能網(wǎng)聯(lián)汽車計算平臺模塊4智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控底盤模塊5智能網(wǎng)聯(lián)汽車車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)模塊6智能網(wǎng)聯(lián)汽車導(dǎo)航定位模塊7-1智能網(wǎng)聯(lián)汽車先進駕駛輔助系統(tǒng)

模塊7-2智能網(wǎng)聯(lián)汽車先進駕駛輔助系統(tǒng)

模塊8智能網(wǎng)聯(lián)汽車智能座艙全套可編輯PPT課件模塊導(dǎo)入智能網(wǎng)聯(lián)汽車作為汽車發(fā)展百年以來的重大變革

,

使汽車未來不再是單

一

的交通工具

,

而成為可移動的智能空間

,

并最終實現(xiàn)無人駕駛

。智能網(wǎng)聯(lián)汽車與以往的汽車有什么本質(zhì)區(qū)別?智能網(wǎng)聯(lián)汽車是如何誕生的?其核心技術(shù)有哪些?在本模塊

,

讓我們

一

起走近智能網(wǎng)聯(lián)汽車

。

P

課

聯(lián)汽車模塊一汽車技術(shù)發(fā)展歷程及趨勢智能網(wǎng)聯(lián)汽車的內(nèi)涵與分級智能網(wǎng)聯(lián)汽車體系結(jié)構(gòu)智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展規(guī)劃及關(guān)鍵技術(shù)●1●2●3●41

汽車技術(shù)發(fā)展歷程及趨勢國家標(biāo)準(zhǔn)《汽車、掛車及汽車列車的術(shù)語和定義第1部分

:類型》(GB/T3730.1-2022)對汽車有如下定義

:

由動力驅(qū)動、具有四個或四個以上車輪的非軌道承載的車輛,包括與電力線相聯(lián)的車輛(如無軌電車),主要用于

:載運人員和/或貨物

(物品)

;牽引載運人

員和/或貨物

(物品)的車輛或特殊用途的車輛

;專項作業(yè)或?qū)ｉT用

途。1.汽車的誕生與成長1

11“

新四化

”共享化智能化網(wǎng)聯(lián)化電動化1電動化是指汽車向著以新型能源作為驅(qū)動力的新領(lǐng)域,是目前實現(xiàn)低碳化出行的最優(yōu)解決方案

。

智能化是指在汽車上搭載毫米波雷

達(dá)、

車載攝像頭、

激光雷達(dá)等先進傳感器設(shè)備,在電動化的基礎(chǔ)上

使車輛實現(xiàn)智能駕駛或者駕駛輔助,主要聚焦于智能駕駛和智能座艙

兩大領(lǐng)域

。網(wǎng)聯(lián)化是指通過物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù),將車與車、

人、

交通

設(shè)施等之間信息進行全面互聯(lián)融合

。

共享化通過共享與移動出行服務(wù),優(yōu)化交通環(huán)境。智能網(wǎng)聯(lián)汽車

(intelligentconnected

vehicle,ICV)

作為汽車

“新四化”

發(fā)展和新科技革命的重要載體。(2)迅速發(fā)展階段(3)智能化初步發(fā)展階段(1)初級階段2.汽車電子技術(shù)的發(fā)展歷程?

20世紀(jì)80年代中期到90

年代中期，微型計算機，控制系統(tǒng)。(4)智能化、網(wǎng)聯(lián)化、自動化發(fā)展階段1

?

20世紀(jì)90年代中期至今,網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)迅速發(fā)展,車輛的智能控制和網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)應(yīng)運而生。?

20世紀(jì)50、60年代，獨立電子零部件，簡單的電子設(shè)備。?

20世紀(jì)70年代初到80年代中期，

電子裝置。12023年度中國汽車十大技術(shù)趨勢如下

:□(1)中央計算電子電氣架構(gòu)解決方案將實現(xiàn)重大突破?！?2)360W

·h/kg混合固液動力電池將實現(xiàn)小規(guī)模量產(chǎn)?！?3)車樁協(xié)同大功率超充

(HPC)技術(shù)放量普及。□(4)冗余轉(zhuǎn)向系統(tǒng)技術(shù)突破將滿足L3級以上自動駕駛的控制需求。□

(5)千兆車載以太網(wǎng)將在多車型中實現(xiàn)前裝標(biāo)配。□

(6)高性能無線短距通信技術(shù)將實現(xiàn)上車搭載應(yīng)用?！?7)鋁合金免熱處理一體化壓鑄技術(shù)應(yīng)用有望迎來快速增長?！?/p>

(8)純固態(tài)Flash激光雷達(dá)將在補盲領(lǐng)域迎來量產(chǎn)?！?9)70

MPa

IV型儲氫瓶將實現(xiàn)小規(guī)模搭載應(yīng)用?！?10)混合動力專用發(fā)動機最高熱效率將突破45%。1未來3~5年中國汽車十大前沿技術(shù)如下

:。(1)高安全、高比能全固態(tài)鋰電池。

。(2)基于駕艙融合的智能計算芯片。。(3)車路云一體化融合控制系統(tǒng)。。(4)零碳內(nèi)燃機。。(5)驅(qū)動電機用新型軟磁材料。。(6)智能網(wǎng)聯(lián)汽車場景數(shù)據(jù)庫。。(7)智能電動車用電子機械式線控制動。

。(8)基于規(guī)則+學(xué)習(xí)的融合型決策算法

。

。(9)智能駕駛操作系統(tǒng)。。(10)高溫質(zhì)子交換膜

(HT-PEM)燃料電池。2

智能網(wǎng)聯(lián)汽車的內(nèi)涵與分級智能網(wǎng)聯(lián)汽車是在一般汽車上增加雷達(dá)、

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(dá)目的地,最終實現(xiàn)替代人來做駕駛決策及操作的目的,如圖1-2

所示。1.智能網(wǎng)聯(lián)汽車的內(nèi)涵1

1圖1-2

智能網(wǎng)聯(lián)汽車的使用場景1《

國家車輛網(wǎng)產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南

(智能網(wǎng)聯(lián)汽車)(2023版)》中明確了智能網(wǎng)聯(lián)汽車的定義

:智能網(wǎng)聯(lián)汽車是具備環(huán)境感知、

智能決策和自動控制,或與外界信息交互,乃至協(xié)同控制功能的汽車。12.智能網(wǎng)聯(lián)汽車的相關(guān)術(shù)語

((11))

智能能汽汽車車 智能汽車是指通過搭載先進傳感器等裝置,運用人工智能等新技術(shù),具有自動駕駛功能,逐步成為智能((22))網(wǎng)聯(lián)聯(lián)汽汽車車網(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)中心之間移動空間和應(yīng)用終端的新一代汽車。的連接的一種汽車((33))

自自動駕駕駛駛汽汽車車自動駕駛汽車是指在某些具有關(guān)鍵安全性的控制功能方面

(如轉(zhuǎn)向、加速或制動)無須駕駛?cè)酥苯?(44))

無無人駕駕駛駛汽汽車車無人駕駛汽車是智能汽車、

網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展的最終目標(biāo)

。無人駕駛汽車是通過車載傳感系統(tǒng)感知道路環(huán)境,

自動規(guī)劃并識別行車路線,從而控制車輛到達(dá)預(yù)定目標(biāo)的智能汽車。操作即可自動完成控制動作的汽車。1((55))

智智能交交通通系系統(tǒng)統(tǒng)將先進的計算機處理、數(shù)據(jù)通信、傳感器、

電子控制、人工智能等技術(shù)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

、全方位發(fā)揮作用的,實時

、準(zhǔn)確

、高效的綜合交通運輸管理系統(tǒng)。圖1-3

智能網(wǎng)聯(lián)汽車相關(guān)概念關(guān)系1L0：無自動駕駛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L1：輔助駕駛L2：部分自動駕駛L3：有條件自動駕駛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)送瓿稍搶哟纹嚨鸟{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(zhǔn)備在緊急情況下進行人

工干預(yù)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?，而且可以自?/p>

檢測環(huán)境的變化以判斷是否返回駕駛?cè)笋{駛模式，駕駛?cè)藷o需一直對系統(tǒng)進行監(jiān)視，但仍需在緊急情況下進行人

工干預(yù)L4:高度自動駕駛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)?/p>

務(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)L5：完全自動駕駛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(dá)目的地1.美國汽車工程師學(xué)會對駕駛自動化的分級1

等級具體情況SAE對汽車駕駛自動化的分級0級駕駛自動化（應(yīng)急輔助）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(biāo)和事件探測與響應(yīng)的能力1級駕駛自動化（部分駕駛輔助）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(biāo)和事件探測與響應(yīng)的能力2級駕駛自動化（組合駕駛輔助）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(biāo)和事件探測與響應(yīng)的能力3級駕駛自動化（有條件自動駕駛）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)4級駕駛自動化（高度自動駕駛）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5級駕駛自動化（完全自動駕駛）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2.我國對智能網(wǎng)聯(lián)汽車的分級1

等級具體情況我國對汽車駕駛自動化的分級1

我國對智能網(wǎng)聯(lián)汽車智能化技術(shù)層面的分級車道內(nèi)正常行駛，高速公路無車

道干涉路段，泊車工況高速公路及市區(qū)無車道干涉路段，

換道、環(huán)島繞行、擁堵跟車等工

況高速公路正常行駛工況，市區(qū)無

車道干涉路段高速公路全部工況及市區(qū)有車道干涉路段所有形式工況由無人駕駛系統(tǒng)完成所有駕駛操作，

根據(jù)系統(tǒng)請求，駕駛員需要提供適當(dāng)

的干預(yù)由無人駕駛系統(tǒng)完成所有駕駛操作，

特定環(huán)境下系統(tǒng)會向駕駛員提出響應(yīng)

請求，駕駛員可以對系統(tǒng)請求不進行

響應(yīng)無人駕駛系統(tǒng)可以完成駕駛員能夠完

成的所有道路環(huán)境下的駕駛操作駕駛輔助（DA）部分自動駕駛（PA）有條件自動駕

駛（CA）高度自動駕駛（HA）完全自動駕駛（FA）通過環(huán)境信息對方向和加減速中的一

項操作提供支援，其他駕駛操作都由

人操作通過環(huán)境信息對方向和加減速中的多

項操作提供支援，其他駕駛操作都由

人操作智能化等級等級名稱等級定義控制監(jiān)視失效應(yīng)對典型工況人人人系統(tǒng)系統(tǒng)人與系統(tǒng)人人與系統(tǒng)人系統(tǒng)系統(tǒng)系統(tǒng)系統(tǒng)系統(tǒng)系統(tǒng)自動駕駛系統(tǒng)（“系統(tǒng)

”）監(jiān)控駕駛環(huán)境12345人監(jiān)控駕駛環(huán)境網(wǎng)聯(lián)化等級等級名稱等級定義控制

典型信息傳輸需求1網(wǎng)聯(lián)輔助信息交互基于車-路、車-后臺通信，實現(xiàn)導(dǎo)航等輔助

信息的獲取以及車輛行駛與駕駛員操作等數(shù)

據(jù)的上傳地圖、交通流量、

人交通標(biāo)志、油耗、里程等信息傳輸實時性、可靠

性要求較低2網(wǎng)聯(lián)協(xié)同

感知基于車-車、車-路、車-人、車-后臺通信，

實時獲取車輛周邊交通環(huán)境信息，與車載傳

感器的感知信息融合，作為車輛自動駕駛決

策與控制系統(tǒng)的輸入人與系

統(tǒng)周邊車輛/行人/非

機動車位置、信號

燈相位、道路預(yù)警

等信息傳輸實時性、可靠

性要求較高3網(wǎng)聯(lián)協(xié)同決策與控制基于車-車、車-路、車-人、車-后臺通信，

實時并可靠獲取車輛周邊交通環(huán)境信息及車

輛決策信息，車-車、車-路等各交通參與者

之間信息進行交互融合，形成車-車、車-路

等各交通參與者之間的協(xié)同決策與控制人與系

統(tǒng)車-車、車-路間的

協(xié)同控制信息傳輸實時性、可靠

性要求最高1我國對智能網(wǎng)聯(lián)汽車網(wǎng)聯(lián)化技術(shù)層面的分級1圖1-4

智能網(wǎng)聯(lián)汽車的分級特點和發(fā)展路徑3.智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展階段1

高度自動化/無人駕駛階段網(wǎng)聯(lián)式駕駛輔助階段自主式駕駛輔助階段人機共駕階段3

智能網(wǎng)聯(lián)汽車體系結(jié)構(gòu)1圖1-5

智能網(wǎng)聯(lián)汽車

系統(tǒng)的構(gòu)成1“

三橫兩縱

”

技術(shù)架構(gòu)

。

其中,“三橫

”

是指車輛關(guān)鍵技術(shù)、信息交互關(guān)鍵技術(shù)與基礎(chǔ)支撐關(guān)鍵技術(shù)

;“兩縱

”

是指支撐智能網(wǎng)聯(lián)

汽車發(fā)展的車載平臺與基礎(chǔ)設(shè)施。1圖1-6

智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)架構(gòu)智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展規(guī)劃及關(guān)鍵技術(shù)41989～1999年小范圍研發(fā)階段自動駕駛研發(fā)主要集中在少數(shù)高校。一些整車企業(yè)開始與高校聯(lián)合開展自動駕駛

的研發(fā)工作2000～2009年國家層面支持研發(fā)

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

”、“現(xiàn)代交通技術(shù)領(lǐng)域等

”。更多高校與企業(yè)進入自動駕駛

研發(fā)，如2003年國防科技大學(xué)與一汽集團完成紅旗CA7460無人駕駛平臺；2005年

上海交通大學(xué)研發(fā)城市交通的自動駕駛車輛的應(yīng)用2010～2015年車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展階段國家推動車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展，如“基于移動中心技術(shù)的車輛通信網(wǎng)絡(luò)的研究

”、“車路協(xié)同系統(tǒng)設(shè)計信息交互和集成驗證研究

”、“車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)研究

”等國家級課題。國內(nèi)車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新著力大范圍合作，如中國汽車工程學(xué)會主導(dǎo)成立車聯(lián)網(wǎng)技

術(shù)創(chuàng)新技術(shù)聯(lián)盟等2015年以后智能網(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，著力發(fā)展智能網(wǎng)聯(lián)汽車，

明確智能網(wǎng)

聯(lián)汽車將成為智能交通系統(tǒng)的重要組成部分1.智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展的歷程及趨勢1

時間發(fā)展階段主要事件我國智能網(wǎng)聯(lián)汽車的主要發(fā)展歷程1圖1-7

《智能網(wǎng)聯(lián)汽車道路測試與示范應(yīng)用管理規(guī)范》(試行)的內(nèi)容框架01國際普遍采用的

“單車智能

”02我國特有的“

中國方案

”2.我國智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展的總體思路1

1圖1-8

“

中國方案

”智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)架構(gòu)13.我國智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展的目標(biāo)我國智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展的階段性目標(biāo)11《智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)路線圖2.0》

圍繞乘用車、

貨運車、

客運車三類典型汽車制定了分階段發(fā)展目標(biāo)。智能網(wǎng)聯(lián)乘用車分階段發(fā)展目標(biāo)智能網(wǎng)聯(lián)客運車分階段發(fā)展目標(biāo)智能網(wǎng)聯(lián)貨運車分階段發(fā)展目標(biāo)1(1)智能網(wǎng)聯(lián)乘用車分階段發(fā)展目標(biāo)1(2)智能網(wǎng)聯(lián)貨運車分階段發(fā)展目標(biāo)1(3)智能網(wǎng)聯(lián)客運車分階段發(fā)展目標(biāo)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(dá)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。智能決策技術(shù)包括危險事態(tài)建模、

危險預(yù)警與控制優(yōu)先級劃分、

群體決策和協(xié)同、

局部軌跡規(guī)劃、

駕駛?cè)硕鄻有杂绊懛治龅?/p>

技術(shù)。1.環(huán)境感知技術(shù)2.智能決策技術(shù)1

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)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。3.控制執(zhí)行技術(shù)4.V2X技術(shù)1

車用無線通信技術(shù),本質(zhì)上是車與外界互聯(lián)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。1“V

”

代表的是車輛,“X

”

代表的是道路、

人、

車、

設(shè)備等一切可以連接的設(shè)備

。V2X主要包括車與車之間

(vehicle

to

vehicle,V2V)、

車與路之間

(vehicle

to

infrastructure,V2I)、

車與人之間

(vehicle

to

pedestrian,V2P)、

車與網(wǎng)絡(luò)之間

(vehicle

tonetwork,V2N)

的交互。V2X主要有DSRC和LTE-V兩大核心技術(shù)。DSRC技術(shù)被稱為專用短程通信技術(shù),是一種成熟且高效的無線通信技術(shù),可以理解為Wi-Fi的增強版。LTE-V技術(shù)是移動通信LTE(4G)技術(shù)的第四代演化版本,專用于實現(xiàn)車輛間和車輛與道路通信設(shè)施間的通信,集中式

(LTE-V

Cell)和分布式

(LTE-V

Direct)。云平臺與大數(shù)據(jù)技術(shù)包括云平臺架構(gòu)與數(shù)據(jù)交互標(biāo)準(zhǔn)、

云操作系統(tǒng)、

數(shù)據(jù)高效存儲和檢索技術(shù)、

大數(shù)據(jù)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)、

安全體系、

信息安全漏洞應(yīng)急響應(yīng)機制等。5.云平臺與大數(shù)據(jù)技術(shù)6.信息安全技術(shù)1

模塊導(dǎo)入未來智能網(wǎng)聯(lián)汽車能夠在道路上有序地安全行駛,特別是無人駕駛汽車,不依賴駕駛?cè)?/p>

,

汽車也能安全行駛

。智能網(wǎng)聯(lián)汽車或無人駕駛汽車依靠什么技術(shù)進行安全行駛?如何對道路

、車輛

、行人

、交通標(biāo)志

、交通信號燈等進行檢測和識別?

通

過本模塊的學(xué)習(xí),你可以得到答案

。

模塊二

智能網(wǎng)聯(lián)汽車環(huán)境感知系統(tǒng)環(huán)境感知的定義與組成環(huán)境感知傳感器道路識別車輛識別行人識別交通標(biāo)志識別交通信號燈識別●1●2●3●4●5

●6●71

環(huán)境感知的定義與組成2智能網(wǎng)聯(lián)汽車的環(huán)境感知就是利用視覺傳感器、

超聲波雷達(dá)(也稱超聲波傳感器)、

毫米波雷達(dá)、

激光雷達(dá),

以及V2X通信技

術(shù)等獲取道路、

車輛位置和障礙物的信息,并將這些信息傳輸給車

載控制中心,為智能網(wǎng)聯(lián)汽車提供決策依據(jù),是實現(xiàn)自動駕駛

(無人

駕駛)的第一步。環(huán)境感知在智能網(wǎng)聯(lián)汽車中的典型應(yīng)用如圖2-1所示。環(huán)境感知的對象主要有道路、

車輛、

行人、障礙物、

交通

標(biāo)志、

交通信號燈等。2圖2-1

環(huán)境感知在智能網(wǎng)聯(lián)汽車中的典型應(yīng)用2圖2-2

智能網(wǎng)聯(lián)汽車的環(huán)境感知系統(tǒng)2

環(huán)境感知傳感器1.環(huán)境感知傳感器的類型2

超聲波傳感器視覺傳感器毫米波雷達(dá)激光雷達(dá)智能網(wǎng)聯(lián)汽車典型環(huán)境感知傳感器的配置傳感器數(shù)量

最小感知范圍備注環(huán)視攝像頭（高清）

4

8m前、側(cè)向毫米波雷達(dá)信息處理策略有差異，不能互換；毫米波雷達(dá)和激光雷達(dá)互為冗余；不同供應(yīng)商的傳感器探測范圍有差異，表中數(shù)據(jù)僅供參考前視攝像頭超聲波傳感器側(cè)向毫米波雷達(dá)（24GHz）

前向毫米波雷達(dá)（24GHz）激光雷達(dá)2.環(huán)境感知傳感器的配置2

50o/150m5m110o/60m15o/170m110o/100m1124112圖2-6

奧迪

A8自動駕駛系統(tǒng)的環(huán)境感知傳感器2圖2-8自動駕駛中環(huán)境感知傳感器的應(yīng)用趨勢23.環(huán)境感知傳感器的企業(yè)布局圖2-9

環(huán)境感知傳感器的企業(yè)布局(1)傳感器融合的原理和體系結(jié)構(gòu)傳感器的融合就是將多個傳感器獲取的數(shù)據(jù)、

信息集中在一起綜合分析,

以便更加準(zhǔn)確、

可靠地描述外界環(huán)境,從而提高系統(tǒng)

決策的正確性。4.環(huán)境感知傳感器的融合2

2圖2-10

傳感器融合的體系結(jié)構(gòu)圖2-10

傳感器融合的體系結(jié)構(gòu)22(2)視覺傳感器與毫米波雷達(dá)的融合圖2-11

視覺傳感器與毫米波雷達(dá)的融合目標(biāo)真實,可信度提高

;可以互補,全天候應(yīng)用與遠(yuǎn)距離提前預(yù)警

;高精度,大視角、

全距離條件下可以高性能定位

;

識別能力強,對各種復(fù)雜對象都能夠識別。 視覺傳感器與毫米波雷達(dá)融合具有以下優(yōu)勢

:2

2

在智能駕駛場景下,視覺傳感器與毫米波雷達(dá)的數(shù)據(jù)融合大致有三種策略

:信號級圖像級目標(biāo)級以視覺傳感器為主體,將毫米波雷達(dá)輸出的整體信息進

行圖像特征轉(zhuǎn)化,然后與視覺系統(tǒng)的圖像輸出進行融合。對視覺傳感器和毫米波雷達(dá)輸出進行綜合可信度加

權(quán),配合精度標(biāo)定信息進行自適應(yīng)的搜索匹配后融合輸

出。對視覺傳感器和毫米波雷達(dá)傳出的數(shù)據(jù)源進行融合。

信號級別的融合數(shù)據(jù)損失最小,可靠性最高,但需

要大量的運算。圖像級

融合目標(biāo)級

融合信號級

融合2231聲音以波的形式傳播,稱為聲波。

按頻率分類,頻率小于20Hz

的聲波稱為次聲波

;

頻率為20

Hz~20

kHz的聲波稱為可聽波,

即人耳能分辨的聲波

;頻率為20

kHz~1

GHz的聲波稱為超

聲波

;頻率大于1

GHz的聲波稱為特超聲或微波超聲。超聲波傳感器也稱超聲波雷達(dá),它是利用超聲波的特性研制而

成的傳感器,是在超聲波頻率范圍將交變的電信號轉(zhuǎn)換成聲信號或

將外界聲場中的聲信號轉(zhuǎn)換為電信號的能量轉(zhuǎn)換器件。1.超聲波傳感器的定義與測距原理2

2圖2-12

超聲波傳感器的測距原理(1)超聲波傳感器的有效探測距離一般在10

m之內(nèi),但會有一

個最小探測盲區(qū),一般為幾十毫米。(2)超聲波對色彩、

光照度不敏感,適用于識別透明、

半透明

及漫反射差的物體。(3)超聲波對外界光線和電磁場不敏感,用于黑暗、

有灰塵或

煙霧、電磁干擾強、

有毒等惡劣環(huán)境中。(4)超聲波傳感器結(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,并且可以進行實時控制。2.超聲波傳感器的特點2

3.超聲波傳感器的類型PLA傳感器

或

APA

傳感器(泊車輔助傳感器

)PDC

傳感器(駐車輔助傳感器

)22圖2-16

超聲波傳感器的位置4.超聲波傳感器的主要參數(shù)波長越長,頻率越小,測量距離越大。((22))

測量量精精度度主要受被測物體體積

、表面形狀

、表面材料等影響。(1)測量范圍2((33))

波束束角角波束角越小,指向性越好。((44))

工作作頻頻率率工作頻率直接影響超聲波的擴散和吸收損失

、障礙物反射損失、背景噪聲,并直接決定傳感器的尺寸。((55))

抗抗干擾擾性性能能要求超聲波傳感器具有一定的抗干擾能力。225.超聲波傳感器的應(yīng)用圖2-18

特斯拉

Model

S環(huán)境感知傳感器的配置毫米波雷達(dá)是工作在毫米波頻段的雷達(dá),如圖2-19所示

。

毫米波是指波長為1~10mm

的電磁波,對應(yīng)的頻率為30~300GHz。1.毫米波雷達(dá)的定義2

圖2-19

毫米波雷達(dá)①毫米波雷達(dá)的覆

蓋區(qū)域呈扇形,有盲點區(qū)

域。②毫米波雷達(dá)無法

識別交通標(biāo)志。③毫米波雷達(dá)無法

識別交通信號。①探測距離遠(yuǎn)。②探測性能好。③響應(yīng)速度快。④適應(yīng)能力強。⑤抗干擾能力強。2.毫米波雷達(dá)的特點2

優(yōu)點缺點3.毫米波雷達(dá)的類型((11))

按按工工作原原理理分分類類脈沖式毫米波雷達(dá)與調(diào)頻式連續(xù)毫米波雷達(dá)。((22))

按按探探測距距離離分分類類毫米波雷達(dá)可分為短程

(SRR)、

中程

(MRR)和遠(yuǎn)程

(LRR)毫米

波雷達(dá)。((33))

按按頻段段分分類類毫米波雷達(dá)可分為24GHz、60GHz、77GHz和

79

GHz

毫米波雷達(dá)。24.毫米波雷達(dá)的測量原理脈沖式毫米波雷達(dá)的測量原理調(diào)頻式連續(xù)毫米波雷達(dá)

的測量原理22目前,車載毫米波雷達(dá)主要采用調(diào)頻式連續(xù)毫米波雷達(dá)。圖2-20

調(diào)頻式連續(xù)毫米波雷達(dá)的測量原理2毫米波雷達(dá)測量的相對距離s和相對速度v分別為2

5.毫米波雷達(dá)的工作過程2

圖2-21

毫米波雷達(dá)的工作過程26.毫米波雷達(dá)的布置圖2-22

毫米波雷達(dá)在智能網(wǎng)聯(lián)汽車上的布置27.毫米波雷達(dá)的主要指標(biāo)22(1)自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)(2)前向碰撞預(yù)警系統(tǒng)

(3)后向碰撞預(yù)警系統(tǒng)(4)自動制動輔助系統(tǒng)

(6)自動泊車輔助系統(tǒng)

(7)變道輔助系統(tǒng)8.毫米波雷達(dá)的應(yīng)用毫米波

雷達(dá)的

應(yīng)用

(5)盲區(qū)監(jiān)測系統(tǒng)2一類安裝在智能網(wǎng)聯(lián)汽車或

無人駕駛汽車的

四周；1.激光雷達(dá)的定義激光雷達(dá)是工作在光波頻段的雷達(dá)。激光雷達(dá)根據(jù)安裝位置的不同,分為兩類

:2

另一類安裝在智能網(wǎng)聯(lián)汽車

或無人駕駛汽車

的車頂。2

1①與毫米波雷達(dá)相比,激光雷達(dá)產(chǎn)品體積大,成本高。②激光雷達(dá)不能識

別交通標(biāo)志和交通信號

燈。2.激光雷達(dá)的特點①探測范圍廣。②分辨率高。③信息量豐富。④可全天候工作。2

優(yōu)點缺點3.激光雷達(dá)系統(tǒng)的組成2

圖2-28

智能網(wǎng)聯(lián)汽車激光雷達(dá)系統(tǒng)的組成(1)脈沖測距法設(shè)c為光在空氣中傳播的

速度,

c=3×108

m/s,光脈沖從

發(fā)射到接收的時間為t,則待測

距離為L=ct/2。4.激光雷達(dá)的測距原理2

2(2)干涉測距法2(3)相位測距法2

5.激光雷達(dá)的類型

((11))

按按有有無無機機械旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)部部件件分分類類

按有無機械旋轉(zhuǎn)部件,激光雷達(dá)可分為機械激光雷達(dá)、固態(tài)激光雷達(dá)和混合固態(tài)激光雷達(dá)。

((22))

按按線線束數(shù)數(shù)量量分分類類

按線束數(shù)量,激光雷達(dá)可分為單線束激光雷達(dá)與多線束激光雷達(dá)。2(3)測距精

度(5)數(shù)據(jù)采

樣率(4)測量幀

頻6.激光雷達(dá)的主要指標(biāo)(6)角度分辨率(8)波長(7)視場角2

(2)最大探

測距離(1)距離分

辨率27.激光雷達(dá)的應(yīng)用

((11))少少線線束束激激光光雷雷達(dá)達(dá)的的用用途途

①行人保護。②

自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)的

啟停

。③車道偏離預(yù)警

。④

自動緊急制動。⑤預(yù)碰撞處理

。⑥交通擁堵輔助

。⑦低速防碰撞功能。

((22))多多線線束束激激光光雷雷達(dá)達(dá)的的用用途途

①高精度地圖制作與定位。②

障礙物檢測與識別。③可通行空間檢測

。④

障礙物軌跡預(yù)測。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,如圖2-42所示,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。1.視覺傳感器的定義2

圖2-42

視覺傳感器的組成2.視覺傳感器的特點2

有較強的適應(yīng)環(huán)境的

能力視覺圖像的信息量

極為豐富視覺傳感器應(yīng)用廣泛信息獲取面積大3.視覺傳感器的類型2

(1)單目攝像頭2(2)雙目攝像頭2(3)三目攝像頭2圖2-49

三目攝像頭的感知范圍2(4)環(huán)視攝像頭4.視覺傳感器的要求2

安全級別高高動態(tài)防磁抗振壽命長中低像素角度要求溫度要求25.視覺傳感器的主要指標(biāo)幀率感光度電子快門3

靶面尺寸5

信噪比1

像素246車道線識別11交通標(biāo)志和地面標(biāo)志識別4356.視覺傳感器的應(yīng)用2

可通行空間識別交通信號燈識別障礙物識別23

道路識別道路識別就是把真實的道路通過環(huán)境感知傳感器轉(zhuǎn)換成汽車能認(rèn)識的道路,供智能網(wǎng)聯(lián)

(

自動駕駛)汽車行駛

;或通過視覺傳感器

識別出車道線,提供車輛在當(dāng)前車道中的位置,幫助智能網(wǎng)聯(lián)汽車提

高行駛的安全性。1.道路識別的定義2

2圖2-53自動駕駛汽車識別的道路2圖2-54

視覺傳感器識別的車道線2.道路識別的分類((11))

按按道道路路構(gòu)成成特特點點分分類類按道路構(gòu)成特點,道路識別可以分為結(jié)構(gòu)化道路識別和非結(jié)構(gòu)化道路識別。((22))

按按傳傳感感器器分分類類按智能網(wǎng)聯(lián)汽車所用傳感器,道路識別分為視覺傳感器道路識別和雷達(dá)道路識別。22

1.

陰影條件下的道路圖像陰影條件下的道路圖像圖2-5522.強、弱光照條件下的道路圖像圖2-56

陰天的道路圖像23.雨天的道路圖像圖2-57

雨天的道路圖像2.4.彎道道路圖像圖2-58

彎道道路圖像1.道路識別的流程2

圖2-59

道路識別的流程2.道路識別的方法2

基于道路特征與模型

相結(jié)合的識別方法基于道路模型的

識別方法基于道路特征的

識別方法基于區(qū)域分割的

識別方法4

車輛識別車牌識別就是利用攝像頭對監(jiān)控路面過往車輛的特征圖像和車輛全景圖像進行實時拍攝,利用圖像處理的分析方法,提取出

車牌區(qū)域,進而對車牌區(qū)域進行字符分割和識別,從而對車輛進

行管理。1.車牌識別的定義2

圖2-61

車牌識別222.車牌識別系統(tǒng)的組成圖2-62

車牌識別

系統(tǒng)的組成23.車牌識別的流程圖2-63

車牌識別的流程基于特征的統(tǒng)計匹

配法基于顏色相似度及彩色邊緣的算法基于模板匹配的字符識

別算法基于邊緣檢測和水平灰

度變化特征的方法4.車牌識別的方法2

基于機器學(xué)習(xí)的

識別方法基于光流場的

識別方法基于特征的

識別方法基于模型的識別方法25

行人識別行人識別是采用安裝在車輛前方的視覺傳感器采集前方場景的圖像信息,通過一系列復(fù)雜的算法分析處理這些圖像信息,實

現(xiàn)對行人的識別。1.行人識別的定義2

2圖2-66

行人識別01可見光行人的

檢測02紅外行人的

檢測2.行人識別的類型2

圖2-67

行人識別系統(tǒng)的組成2基于模型的行人識別

方法基于形狀模型的行人識別方法神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法基于特征分類的行人識

別方法基于運動特性的行人識

別方法小波變換和支持向量機26

交通標(biāo)志識別2《道路交通標(biāo)志和標(biāo)線第2部分

:道路交通標(biāo)志》(GB5768.2—2022)

。由該標(biāo)準(zhǔn)可知,我國的交通標(biāo)志分為主標(biāo)志和輔

助標(biāo)志兩大類,主標(biāo)志又分為禁令標(biāo)志、

指示標(biāo)志、

警告標(biāo)志、

指路標(biāo)志、

旅游區(qū)標(biāo)志、

告示標(biāo)志共6種。23.雨天的道路圖像圖2-69

部分禁令標(biāo)志22.指示標(biāo)志圖2-70

部分指示標(biāo)志23.警告標(biāo)志圖2-71

部分警告標(biāo)志圖2-72

交通標(biāo)志顏色與形狀的關(guān)系2圖2-73

交通標(biāo)志識別系統(tǒng)21.交通標(biāo)志識別的流程2

圖2-74

交通標(biāo)志識別的流程2.交通標(biāo)志識別的方法2

基于顏色特征的交通標(biāo)志識別基于形狀特征的交通標(biāo)志識別基于特征提取

和機器學(xué)習(xí)的交通標(biāo)志識別基于顯著性的

交通標(biāo)志識別2圖2-75

交通標(biāo)志識別的結(jié)果7

交通信號燈識別2不同國家和地區(qū)采用的交通信號燈,式樣各不相同

。

在我國,交通信號燈的設(shè)置都必須遵循國標(biāo)《道路交通信號燈》(GB14887—2011)和《道路交通信號燈設(shè)置與安裝規(guī)范》(GB14886

—2016)。從顏色來看,交通信號燈的顏色有紅色、

黃色、

綠色,而且

三種顏色在交通信號燈中出現(xiàn)的位置有一定的順序關(guān)系

。

從安裝

方式來看,交通信號燈有橫向安裝和豎向安裝兩種,一般安裝在道

路上方。22從功能來看,交通信號燈有機動車信號燈、

非機動車信號燈、左轉(zhuǎn)非機動車信號燈、

人行橫道信號燈、

車道信號燈、

方向指示信號燈、閃光警告信號燈、

道口信號燈、

掉頭信號燈

。

其中,

機動車信號燈、閃光警告信號燈、

道口信號燈的光信號無圖案

;

非機動車信號燈、

左轉(zhuǎn)非機動車信號燈、

人行橫道信號燈、

車道信號燈、

方向指示信號燈、

掉頭信號燈的光信號為各種圖案。圖2-76

交通信號燈識別系統(tǒng)的組成21.交通信號燈識別的流程2

交通信號燈識別的流程圖2-7701基于顏色特征

的識別方法02基于形狀特征

識別的方法2.交通信號燈識別的方法2

模塊導(dǎo)入智能網(wǎng)聯(lián)汽車的興起,讓芯片與軟件定義汽車的理念已成為汽車行業(yè)共識,芯片和軟件將成為未來汽車智能化的基礎(chǔ)

。計算平臺是智能網(wǎng)聯(lián)汽車的“大腦

”,你作為

一

名初級技術(shù)員能否敘述計算平臺架構(gòu)

、組成?本模塊將帶你了解智能網(wǎng)聯(lián)汽車計算平臺

的概念和硬件類型

、三種AI芯片的優(yōu)點和缺點,

以及智能網(wǎng)聯(lián)汽車軟

件的三層架構(gòu)及SOA面向服務(wù)的架構(gòu)

。

模塊三

智能網(wǎng)聯(lián)汽車計算平臺

計算平臺定義及架構(gòu)計算平臺硬件及異構(gòu)平臺

智能網(wǎng)聯(lián)汽車軟件●1●2●31

計算平臺定義及架構(gòu)計算平臺作為智能網(wǎng)聯(lián)汽車車端

“大腦

”,

以環(huán)境感知數(shù)據(jù)、導(dǎo)航定位信息、

車輛實時數(shù)據(jù)、

云端智能計算平臺數(shù)據(jù)和其他V2X交互數(shù)據(jù)等作為輸入,基于環(huán)境感知定位、

智能規(guī)劃決策和

車輛運動控制等核心控制算法,輸出驅(qū)動、

傳動、

轉(zhuǎn)向和制動等

執(zhí)行控制指令,實現(xiàn)車輛自動控制,并向云端智能計算平臺及V2X

設(shè)備輸出數(shù)據(jù),還能夠通過人機交互界面實現(xiàn)車輛駕駛信息的人機

交互。1.計算平臺的定義3

隨著汽車智能化程度逐漸提高,對高性能SoC芯片的需求不斷提升,主控芯片是所有環(huán)節(jié)中壁壘最高、

商業(yè)模式最佳的環(huán)節(jié)。英偉達(dá)、

高通、

英特爾等國際巨頭持續(xù)發(fā)力芯片賽道

;

國內(nèi)方面,

華為、

地平線等正在不斷追趕。2.計算平臺的發(fā)展現(xiàn)狀3

3臺華為MDC平臺地平線Matrix2

自動

駕駛計算平百度

Apollo車載計算平臺高通SnapdragonRide英偉達(dá)DRIVEAGXPegasusMobileye

EyeQ53(1)采用異構(gòu)分布硬件架構(gòu)。(4)支持網(wǎng)聯(lián)云控

等新功能的集成。3.計算平臺的主要特點3

(3)底層軟件提供標(biāo)準(zhǔn)接口,支持上層應(yīng)用定制化。(2)提供高算力,支持自動駕駛應(yīng)用。(6)高集成度的處理平臺。(5)更高等級的安全策略。34.汽車電子電氣架構(gòu)的發(fā)展31.計算平臺的組成圖3-2

計算平臺結(jié)構(gòu)((11))

硬硬件件平平臺臺硬件平臺包括CPU計算單元

、AI單元

(GPU、ASIC、FPGA)、MCU控制單元、存儲、ISP等其他硬件組成的自動駕駛域控制器,提供可持續(xù)

擴展的計算能力。((22))

系系統(tǒng)統(tǒng)軟軟件件系統(tǒng)軟件包括自動駕駛操作系統(tǒng)和中間件,為上層提供調(diào)度、通信、時間同步、調(diào)試診斷等基礎(chǔ)服務(wù)。3((33))

功功能能軟軟件件功能軟件包括自動駕駛通用框架

(感知、決策、執(zhí)行)、功能軟件通用框架

(數(shù)據(jù)抽象/數(shù)據(jù)流框架/基礎(chǔ)服務(wù))。((44))

應(yīng)應(yīng)用用軟軟件件應(yīng)用軟件包括場景算法

(涵蓋數(shù)據(jù)感知

、多元融合

、決策規(guī)劃、控制執(zhí)行等)、數(shù)據(jù)地圖等。3(5)其他結(jié)構(gòu)其他結(jié)構(gòu)包括工具箱

(開發(fā)、仿真、調(diào)試、測試等)及安全體系

(功能安全、信息安全等)。32.車載智能計算基礎(chǔ)平臺參考架構(gòu)車車載載智智能能計計算算基礎(chǔ)礎(chǔ)平平臺臺參參考考架架構(gòu)構(gòu)組組成成自動駕駛操作系統(tǒng)和異構(gòu)分布硬件架構(gòu)兩部分。車車載載智智能能計計算算基基礎(chǔ)礎(chǔ)平臺臺參參考考架架構(gòu)構(gòu)軟軟

//

硬硬件件特特點點①異構(gòu)

:車載智能計算基礎(chǔ)平臺需采用異構(gòu)芯片硬件方案。②分布彈性

:車載智能計算基礎(chǔ)平臺當(dāng)前需采用分布式硬件方案。32

計算平臺硬件及異構(gòu)平臺3異構(gòu)多核芯片硬件架構(gòu)主要由AI單元、

計算單元和控制單

元三部分組成,見表3-2。1.AI單元3

GGPPUUFFPPGGAAAASSIICC3基于多核CPU

的計算單元具有主頻高、

計算能力強等特點,通過系統(tǒng)內(nèi)核管理軟件和硬件資源,完成任務(wù)調(diào)度

。

計算單元主要用

于執(zhí)行大部分自動駕駛相關(guān)的核心算法,整合多傳感器融合數(shù)據(jù),完

成路徑規(guī)劃、

決策控制等功能。2.計算單元3

控制單元主要基于傳統(tǒng)車輛控制器

(MCU)完成車輛動力學(xué)橫縱向控制任務(wù),搭載基礎(chǔ)軟件平臺的控制單元將各個車輛控制的功能軟件連接起來實現(xiàn)車輛控制,

同時,軟件系統(tǒng)需要預(yù)留與智能車輛操作

系統(tǒng)集成的通信接口。MCU

是在ECU

當(dāng)中負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理和運算的芯片,是把CPU、內(nèi)存

(RAM+ROM)、多種

I/O接口等整合到單一芯片上形成的芯片級計算機

。當(dāng)前,汽車級MCU主要有8位、

16位和32位三種型

號。3.控制單元3

CPU+GPU+ASIC(英偉達(dá)、特斯拉、高通等為代表)CPU+ASIC(Mobileye、華為、地平線等為代表)CPU+FPGA(百度-賽靈思、Waymo等為代表)

計算平臺硬件異構(gòu)分布架構(gòu)3

3(1)GPU、ASIC為采用最多的AI芯片,FPGA較少。(2)主流廠商的芯片算力越來越高,制程越來越先進,這與智能駕駛由低等級向高等級演化趨勢一致。(3)從絕對算力來看,英偉達(dá)、高通、

華為處于第一梯隊

;從功耗來看,高通表現(xiàn)突出,華為、

英偉達(dá)表現(xiàn)相對一般。(4)從搭載的OEM廠商來看,英偉達(dá)、Mobileye處于領(lǐng)

先位置,高通、

華為、

地平線則獲得了主流OEM

的定點,

見表3-5。

主要計算平臺綜合比較3

333

智能網(wǎng)聯(lián)汽車軟件31.硬件抽象層———Hypervisor與BSP((11)Hyyppeerrvviissoorr(Hypervisor),虛擬化技術(shù)可以模擬出一個具有完整硬件系統(tǒng)功能、運行在一個完全隔離環(huán)境中的計算機系統(tǒng)((22))BBSSPPBSP(BoardSupportPackage)

即板級支持包32.操作系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)與OS內(nèi)核

((11))

車載載操操作作系系統(tǒng)統(tǒng)

從功能實現(xiàn)角度,車載操作系統(tǒng)

(車載OS)可以大致分為車控操作系統(tǒng)

和智能座艙操作系統(tǒng)。①車控操作系統(tǒng)

:主要對應(yīng)自動駕駛域、動力域、底盤域,用于實現(xiàn)

車身底盤控制、動力系統(tǒng)和

自動駕駛,可分為嵌入式實時操作系統(tǒng)RTOS和基于POSIX標(biāo)準(zhǔn)的操作系統(tǒng)。②智能座艙操作系統(tǒng)

:主要對應(yīng)于座艙域,用于實現(xiàn)車載娛樂信息系統(tǒng)3

功能以及實現(xiàn)HMI相應(yīng)功能

。((22))

駕駛駛域域操操作作系系統(tǒng)統(tǒng)駕駛域OS

內(nèi)核以QNX、Linux、Vxworks三分天下

。駕駛域OS按照定義范圍可大致分為狹義和廣義兩種

:①狹義OS特指可直接搭載在硬件上的OS

內(nèi)核

。②廣義OS從下至上包括BSP、OS

內(nèi)核

、

中間件及庫組件等系統(tǒng)軟件

。(3))

中中間間件件中間件是介于應(yīng)用系統(tǒng)和系統(tǒng)軟件之間的一類軟件,位于客戶機服務(wù)器的操作系統(tǒng)之上,管理計算資源和網(wǎng)絡(luò)通信。3333應(yīng)用層軟件運行在廣義操作系統(tǒng)之上,具體負(fù)責(zé)自動駕駛功能實現(xiàn)

。

典型的計算平臺,在裝載運行系統(tǒng)軟件和功能軟件構(gòu)成的操作

系統(tǒng)后,

向上支撐應(yīng)用軟件開發(fā),最終實現(xiàn)整體功能實現(xiàn)

。

應(yīng)用層

軟件內(nèi)容繁雜,包括場景算法

(涵蓋數(shù)據(jù)感知、

決策規(guī)劃、

控制執(zhí)

行等)、

高精度地圖、

人機交互

(HMI)等。高精度地圖是典型應(yīng)用軟件。高精度地圖領(lǐng)域呈現(xiàn)高德地圖、百度地圖、四維圖新三足鼎

立態(tài)勢。33軟件定義汽車

(Software

Defined

Vehicles,SDV)指的是軟件深度參與到汽車定義、

開發(fā)、

驗證、

銷售、

服務(wù)等過程中,并不斷

改變和優(yōu)化各個過程,實現(xiàn)體驗持續(xù)優(yōu)化、

過程持續(xù)優(yōu)化、

價值持

續(xù)創(chuàng)造。33(1)標(biāo)準(zhǔn)化的電子電氣架構(gòu)及系統(tǒng)軟件將逐步建立。(2)智能汽車軟件將逐步實現(xiàn)全?；?/p>

完整化控制。(3)汽車軟件水平將成為提升自主車企產(chǎn)品力和競爭力的關(guān)鍵。(4)基于多維數(shù)據(jù)融合的應(yīng)用軟件將成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點。(5)

由整車企業(yè)和軟件企業(yè)共同主導(dǎo)的產(chǎn)業(yè)生態(tài)將逐步構(gòu)建。 現(xiàn)階段我國汽車軟件產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)以下五大發(fā)展趨勢

:3

模塊導(dǎo)入線控底盤是自動駕駛執(zhí)行端的重要部件,

能夠?qū)崿F(xiàn)對整車動力輸出、行駛方向變化的主動控制,是實現(xiàn)高階智能駕駛的基礎(chǔ)

。智能網(wǎng)聯(lián)汽車或無人駕駛汽車依靠什么技術(shù)實現(xiàn)自主改變行駛方向?如何自主加速

、減速?如何在緊急情況下自主制動

、駐車?

如何自

主調(diào)節(jié)懸架高度

、剛度及阻尼力?通過本模塊的學(xué)習(xí),

你可以得到答

案

。

模塊四

智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控底盤

線控驅(qū)動系統(tǒng)線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)線控制動系統(tǒng)線控懸架系統(tǒng)線控?fù)Q擋系統(tǒng)●1●2●3●4●51

線控驅(qū)動系統(tǒng)汽車底盤線控技術(shù)的發(fā)展是循序漸進的且歷史非常長

。

首先是線控?fù)Q擋,第一款車用自動變速器1904年就被使用了

。

其次是線控油門,現(xiàn)在基本上所有的車都采用了電子油門來替代傳統(tǒng)的機

械拉線或者拉桿式油門,第一款線控電子節(jié)氣門誕生于1988

年,

寶馬7

系是首款搭載線控電子節(jié)氣門的車型

。2001-2002年,博世

生產(chǎn)的EHB被奔馳的SL跑車和E級所采用,這是最早使用線控制動的兩款汽車

。

最后是線控轉(zhuǎn)向,在乘用車領(lǐng)域量產(chǎn)使用線控轉(zhuǎn)向

的第一款車是2013

年英菲尼迪推出的Q50

車型。1.線控底盤的發(fā)展歷程4

(1)底盤系統(tǒng)線控化將從部分子系統(tǒng)線控化逐漸演進到全局線控化,多系

統(tǒng)多控制器將逐漸被域控制器取代,并實現(xiàn)控制集成化、

模塊化、智能化、一體化。(2)隨著技術(shù)的進步、電子設(shè)備成本下降,

以及其他的技術(shù)手段如非硬

件冗余的容錯控制技術(shù)等的應(yīng)用,線控系統(tǒng)的成本將逐漸下降,線控系統(tǒng)將

在量產(chǎn)車上大范圍應(yīng)用。(3)汽車底盤線控技術(shù)的成熟將加快智能化、

自動化汽車的發(fā)展。2.汽車線控底盤的發(fā)展趨勢4

線控懸架線控驅(qū)動

線控制動

線控?fù)Q擋線控轉(zhuǎn)向3.線控底盤的組成4

(1)線控技術(shù)用電信號取代了機械桿件和液壓系統(tǒng),在減小噪聲和減少振動

的同時,可為汽車零部件的布置節(jié)省很多空間,

電線的布置變得更靈活,增大

了汽車的設(shè)計空間

;線控技術(shù)降低部件的復(fù)雜性,減輕汽車自重,降低燃油消

耗率及液壓系統(tǒng)和機械桿件的故障率。(2)線控技術(shù)采用電信號的傳輸方式,響應(yīng)速度更快、

更敏捷。