導(dǎo)入在不久的將來,人們可以放下手中的方向盤,享受汽車自動(dòng)駕駛的樂趣。你不用擔(dān)心任何行車中的安全隱患,因?yàn)檫@種汽車的安全駕控能力遠(yuǎn)在人的駕控能力之上,它們反映更迅速,并且不知疲憊。你完全可以泡上一杯茶,毫無顧忌地欣賞電視節(jié)目。試想一下,這樣“智能”的汽車在技術(shù)上有哪些不同于普通車輛的地方?一、智能汽車智能汽車與一般所說的自動(dòng)駕駛有所不同,它指的是利用多種傳感器和智能公路技術(shù)實(shí)現(xiàn)汽車自動(dòng)駕駛,它是一個(gè)集環(huán)境感知、規(guī)劃決策、自動(dòng)駕駛等多種功能于一體的綜合系統(tǒng),即智能車輛系統(tǒng)IVS(IntelligentVchicleSystem)。致力于提高汽車的安全性、舒適性。提供優(yōu)良的人車交互界面。

一、智能汽車我國(guó)已經(jīng)把智能車輛列入國(guó)家高新技術(shù)計(jì)劃。智能車輛系統(tǒng),可以集成如視覺技術(shù)、觸覺技術(shù)、自主控制和決策技術(shù)、多智能體技術(shù)、智能控制技術(shù)、多傳感器集成和融合技術(shù)等許多最新的智能技術(shù),從而能完成很多高智能工作。一、智能汽車智能汽車的研究涉及計(jì)算機(jī)視覺、傳感器數(shù)據(jù)融合、車輛工程、計(jì)算機(jī)控制等諸多領(lǐng)域。隨著電子信息技術(shù)的飛速發(fā)展,形形色色的智能技術(shù)在汽車上得到廣泛應(yīng)用,充分體現(xiàn)出其安全、舒適、方便、快捷的優(yōu)越性能。一、智能汽車一、智能汽車智能車輛系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)包括全球定位系統(tǒng)傳感器及其數(shù)據(jù)融合智能道路系統(tǒng)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)智能避撞系統(tǒng)等一、智能汽車1.全球定位系統(tǒng)(GPS)GPS(GlobdRlotSystcm)全球?qū)Ш较到y(tǒng)也稱全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)。它依靠地球周圍的24顆定位衛(wèi)星不斷地對(duì)地面發(fā)射三維位置、三維速度的電子信息,然后通過地球上安裝的相應(yīng)的接收設(shè)備接收到這些信息,并用中轉(zhuǎn)幀繼續(xù)設(shè)備進(jìn)行分析,從而判定發(fā)射提供信息的物體所處方位的一種定位系統(tǒng)。一、智能汽車GPS的主要功能:(1)實(shí)時(shí)顯示汽車在預(yù)先制定的電子地圖中的位置、行駛速度,以及與目的地間的距離。

輸入目的地后自動(dòng)生成一條到達(dá)目的地的最佳行駛路線,并在轉(zhuǎn)彎時(shí)用語言提醒用戶,使用戶去任何地方不用問路便可直接到達(dá)。一、智能汽車GPS的主要功能:(2)隨時(shí)可查詢沿途的酒店、商店、加油站、修理廠、車站、碼頭等,為用戶提供方便。(3)可在汽車遭遇搶劫后,在指定范圍內(nèi)停止發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行,并把汽車所處的位置報(bào)告警察。(4)停車后可用其播放音樂或VCD。一、智能汽車GPS的組成:一部分由安裝在原車上的GPS接收機(jī)和顯示設(shè)備另一部分是由計(jì)算機(jī)控制中心兩者之間通過定位衛(wèi)星進(jìn)行聯(lián)系。一、智能汽車1全球定位系統(tǒng)(GPS)通過車載電子地圖和GPS接受機(jī),自動(dòng)顯示車輛的行駛位置,車載電子地圖可對(duì)駕駛員選擇的目的地給出最佳行駛路線。一、智能汽車2傳感器及其數(shù)據(jù)融合

智能車輛的導(dǎo)航需要依據(jù)相關(guān)傳感器獲得的車輛位置信息和路面環(huán)境信息作出決策。目前在智能車輛領(lǐng)域除視覺傳感器外,常用的還有雷達(dá)、激光、超聲波、紅外線等。由于單一傳感器的局限性,它很難達(dá)到導(dǎo)航系統(tǒng)所要求的精度和可靠性,因此多傳感器融合技術(shù)出現(xiàn)在智能車輛導(dǎo)航研究實(shí)踐中。

一、智能汽車

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傳感器及其數(shù)據(jù)融合

通過將多個(gè)傳感器采集的信息進(jìn)行合成,形成對(duì)環(huán)境特征的綜合描述,能夠充分利用多傳感器數(shù)據(jù)間的冗余和互補(bǔ)特性,獲得我們需要的、充分的信息。汽車多傳感器技術(shù)一、智能汽車

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傳感器及其數(shù)據(jù)融合

多傳感器融合的實(shí)質(zhì)是多源不確定性信息的處理,在處理過程中信息的表示形式不斷發(fā)生變化,從較低級(jí)的形式(如圖像像素、超聲波傳感器探測(cè)數(shù)據(jù)等)直至系統(tǒng)需要的某種高級(jí)形式(如車輛位置、障礙分布等)。按這些信息的流通形式和綜合處理模式,多傳感器融合系統(tǒng)可分為集中式、多級(jí)式和分布式三種融合結(jié)構(gòu)。一、智能汽車

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傳感器及其數(shù)據(jù)融合

融合方法是多傳感器融合的一個(gè)非常重要的研究?jī)?nèi)容,只有適宜的融合方法才能發(fā)揮出多傳感器融合技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。針對(duì)具體的應(yīng)用情況,有簡(jiǎn)單濾波法、加權(quán)平均法、貝葉斯估計(jì)法、統(tǒng)計(jì)決策理論法、Dempster-shafer證據(jù)推理法、產(chǎn)生式規(guī)則法、卡爾曼濾波法、模糊邏輯推理法和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法等。一、智能汽車

3智能道路系統(tǒng)及自動(dòng)駕駛系統(tǒng)(1)自動(dòng)化公路系統(tǒng)(AHS)美國(guó)正在對(duì)自動(dòng)化公路系統(tǒng)進(jìn)行由計(jì)算機(jī)控制的駕駛試驗(yàn),預(yù)計(jì)將很快投入使用。伯克利加州大學(xué)“高級(jí)公路和交通研究計(jì)劃”已經(jīng)建成了未來可供無需駕駛員駕駛的汽車行駛的公路原型,并在1997年8月進(jìn)行了實(shí)用成果演示一、智能汽車

3智能道路系統(tǒng)及自動(dòng)駕駛系統(tǒng)(1)自動(dòng)化公路系統(tǒng)(AHS)這種思路通過提高現(xiàn)有道路的利用率,而非修建更多道路的辦法來滿足交通對(duì)道路的需求。具體工作是開辟專用車道,利用專門鋪設(shè)在路面下的磁體來引導(dǎo)汽車行駛,并確定汽車在公路上的位置;用高效雷達(dá)來控制車速,并保持與其他車及障礙物的間距。車在其上可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)行駛,全無人為干預(yù)。一、智能汽車

3智能道路系統(tǒng)及自動(dòng)駕駛系統(tǒng)(1)自動(dòng)化公路系統(tǒng)(AHS)汽車制造商們考慮給所生產(chǎn)的汽車裝上計(jì)算機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng),以適應(yīng)情況更加復(fù)雜的道路。研究人員已經(jīng)證明,在這種公路上汽車可以高速行駛,即使在轉(zhuǎn)彎處車速也可以高達(dá)100km/h以上,而且汽車的間距可以很小。所有汽車都以同樣的速度行駛,因此不會(huì)增加交通事故,大大提高了道路的通過能力。一、智能汽車

3智能道路系統(tǒng)及自動(dòng)駕駛系統(tǒng)(2)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)汽車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)相當(dāng)于機(jī)器人,能代替人駕駛汽車。它主要通過安裝在前后保險(xiǎn)杠及兩側(cè)的紅外線攝像機(jī),對(duì)汽車前后左右的一定區(qū)域進(jìn)行不停的掃描和監(jiān)視,車內(nèi)計(jì)算機(jī)、電子地圖、光化學(xué)傳感器等對(duì)紅外線攝像機(jī)傳來的信號(hào)進(jìn)行分析計(jì)算,并根據(jù)道路交通信息管理系統(tǒng)傳來的交通信息,代替人的大腦發(fā)出指令,指揮執(zhí)行系統(tǒng)操作汽車。一、智能汽車

3智能道路系統(tǒng)及自動(dòng)駕駛系統(tǒng)(2)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)汽車自動(dòng)駕駛技術(shù)利用視頻攝像頭、雷達(dá)傳感器以及激光測(cè)距器來了解周圍的交通狀況,并通過一個(gè)詳盡的地圖(通過有人駕駛汽車所采集的地圖)對(duì)前方的道路進(jìn)行導(dǎo)航。一、智能汽車

3智能道路系統(tǒng)及自動(dòng)駕駛系統(tǒng)(2)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)這些裝置還可以將外部的情況提供給駕駛員以避免發(fā)生交通意外,如果駕駛員未能及時(shí)剎車,誤入禁行區(qū),超速行駛或產(chǎn)生其他錯(cuò)誤操作,汽車的自動(dòng)信號(hào)系統(tǒng)將發(fā)出警告,并自動(dòng)采取變換車道等相應(yīng)措施。自動(dòng)駕駛系統(tǒng)沃爾沃自動(dòng)駕駛系統(tǒng)一、智能汽車

4.智能避撞系統(tǒng)汽車避撞技術(shù)首先解決的問題是汽車之間的安全距離。汽車與汽車之間如不能保持這個(gè)安全距離,就應(yīng)該自動(dòng)報(bào)警,并采取制動(dòng)措施。目前測(cè)定汽車之間安全距離的方法有三種:超聲波測(cè)距、微波雷達(dá)測(cè)距和激光測(cè)距。一、智能汽車

4.智能避撞系統(tǒng)超聲波測(cè)距利用的是其反射特性。超聲波發(fā)生器發(fā)射出的40khz超聲波遇到障礙物后產(chǎn)生反射波,超聲波接收器接收到反射波信號(hào),并將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。微波雷達(dá)測(cè)距就是利用目標(biāo)對(duì)電磁波的反射來發(fā)現(xiàn)目標(biāo)并測(cè)定其位置。激光測(cè)距的工作原理與微波雷達(dá)測(cè)距相似,具體的測(cè)距方式有連繼波和脈沖波兩種。一、智能汽車

4.智能避撞系統(tǒng)超聲波汽車倒車避撞報(bào)警器利用超聲波回聲測(cè)距的原理,測(cè)量車后一定距離內(nèi)的物體,這種新型避撞報(bào)警器可以及時(shí)顯示車后障礙物的距離和方位,顯示范圍為0.5-9.9m。當(dāng)距離大于2m時(shí),顯示車后障礙物的位置;當(dāng)距離小于2m時(shí),除了顯示其方位外,還可按照三段距離分別給出三種報(bào)警信號(hào),以警示司機(jī)三種不同程度的緊急狀態(tài),令司機(jī)據(jù)此做出相應(yīng)措施,防止事故的發(fā)生。超聲波汽車倒車避撞超聲波汽車倒車避撞一、智能汽車

4.智能避撞系統(tǒng)汽車避撞雷達(dá)通過對(duì)電磁波發(fā)射后遇到障礙物而反射的回波進(jìn)行不斷檢測(cè)和計(jì)算,經(jīng)過分析判斷,對(duì)構(gòu)成危險(xiǎn)的目標(biāo)按程度不同進(jìn)行報(bào)警,控制車輛自動(dòng)減速,直到自動(dòng)停車。汽車避撞雷達(dá)的主要功能有:測(cè)速測(cè)距,對(duì)前方100m內(nèi)的危險(xiǎn)目標(biāo)提供聲光報(bào)警,兼?zhèn)淦嚭谙蛔?、自?dòng)巡航、緊急情況下自動(dòng)剎車等功能。一、智能汽車

4.智能避撞系統(tǒng)裝有避撞雷達(dá)的汽車上了高速公路以后,駕駛員就可以啟動(dòng)車上的避撞雷達(dá)。雷達(dá)選定好跟隨的汽車以后,被跟隨的汽車就成了后面汽車的“目標(biāo)車”,無論是加速、減速,還是停車、啟動(dòng),后面的汽車都能在瞬間內(nèi)予以模仿。如果前面的汽車在行駛一段時(shí)間,不再適合作自己的“目標(biāo)車”,駕駛員可以重新選擇另一輛“目標(biāo)車”。一、智能汽車

4.智能避撞系統(tǒng)激光雷達(dá)避撞裝置就是防追尾碰撞激光報(bào)警裝置,該裝置結(jié)構(gòu)由發(fā)光部、受光部、計(jì)算車間距離的激光雷達(dá)、信號(hào)處理電路、顯示裝置、車速傳感器等組成。激光鏡頭使脈沖的紅外激光束向前方照射,并利用汽車反光鏡的反射光通過受光裝置檢測(cè)其距離,使用汽車反光鏡,檢測(cè)距離約為100m,最大檢測(cè)寬度3.5m以上。一、智能汽車

4.智能避撞系統(tǒng)控制部分微機(jī)進(jìn)行本車車速、前方行駛車輛車速和車間距離的計(jì)算,并根據(jù)車間距離和安全車間距離的比較發(fā)出警報(bào)聲和報(bào)警燈閃爍,顯示裝置在儀表盤上會(huì)有距離顯示。二、車聯(lián)網(wǎng)

1.車聯(lián)網(wǎng)概念車聯(lián)網(wǎng)即汽車移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng),是指利用先進(jìn)的傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算技術(shù)、控制技術(shù)、智能技術(shù),對(duì)道路和交通進(jìn)行全面感知,實(shí)現(xiàn)多個(gè)系統(tǒng)間大范圍、大容量數(shù)據(jù)的交互,是物聯(lián)網(wǎng)最典型的代表。它對(duì)每一輛汽車都進(jìn)行交通全程控制,對(duì)每一條道路都進(jìn)行交通全時(shí)空控制,以提供交通效率和交通安全為主的網(wǎng)絡(luò)與應(yīng)用。二、車聯(lián)網(wǎng)

1.車聯(lián)網(wǎng)概念車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)通過裝載在車輛上的電子標(biāo)簽以及道路兩旁的無線射頻等識(shí)別技術(shù),實(shí)現(xiàn)在信息網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上對(duì)所有車輛的屬性信息和靜、動(dòng)態(tài)信息進(jìn)行提取和有效利用,并根據(jù)不同的功能需求對(duì)所有車輛的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行有效監(jiān)管并提供綜合服務(wù)。二、車聯(lián)網(wǎng)

1.車聯(lián)網(wǎng)概念車載終端將隨車傳感器傳來的各種汽車信號(hào)(如速度、位置等)發(fā)送出去,通過移動(dòng)基站、無線通信網(wǎng)關(guān)、互聯(lián)網(wǎng)等傳遞到服務(wù)器上,服務(wù)器實(shí)現(xiàn)了車輛各種信息的存儲(chǔ)和調(diào)用功能,用戶只需通過手機(jī)就可實(shí)時(shí)查詢車輛的運(yùn)行狀況。二、車聯(lián)網(wǎng)二、車聯(lián)網(wǎng)

1.車聯(lián)網(wǎng)概念物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是通過射頻識(shí)別(RFD)、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備,按約定的協(xié)議,將所有的物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接,進(jìn)行信息交換和通訊,以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、追蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。其核心和基礎(chǔ)仍然是“互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)”,是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的延伸、擴(kuò)展,其用戶端可延伸、擴(kuò)展到任何物品之間,進(jìn)行信息交換和通訊。二、車聯(lián)網(wǎng)

1.車聯(lián)網(wǎng)概念而車聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)的一部分,是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上演變而來的網(wǎng)絡(luò),主要特征是以裝有電子傳感裝置的車輛為終端,通過射頻識(shí)別技術(shù)和無線數(shù)據(jù)通訊等技術(shù),將車輛的靜態(tài)或動(dòng)態(tài)信息與信息網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)聯(lián)結(jié)起來,從而形成具有對(duì)所有車輛提供有效監(jiān)管和綜合服務(wù)功能的網(wǎng)絡(luò)。二、車聯(lián)網(wǎng)

1.車聯(lián)網(wǎng)概念車聯(lián)網(wǎng)最重要的支撐技術(shù)是:射頻識(shí)別技術(shù)(RFID),通過射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù),識(shí)別工作無需人工干預(yù),可于各種惡劣環(huán)境中進(jìn)行。RFD技術(shù)可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽,操作快捷方便?；镜腞FID系統(tǒng)由標(biāo)簽、閱讀器、天線組成。二、車聯(lián)網(wǎng)

2.車聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用(1)車況分析終端/新型維修保養(yǎng)系統(tǒng)通過這個(gè)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn):車主實(shí)時(shí)了解車況;通過信息共享,4s店可將服務(wù)由被動(dòng)變主動(dòng);構(gòu)建良好、方便、高效的溝通平臺(tái),實(shí)現(xiàn)自助化的維修保養(yǎng)模式,使各方利益最大化。二、車聯(lián)網(wǎng)

2.車聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用(2)新型救援服務(wù)系統(tǒng)借助衛(wèi)星定位,與緊急救援實(shí)現(xiàn)高效對(duì)接;實(shí)時(shí)的故障信息可保障及時(shí)的處理各種服務(wù)請(qǐng)求,如爆胎、加油等;服務(wù)中心的個(gè)性化服務(wù)將給車主帶來全方位的汽車生活體驗(yàn)。二、車聯(lián)網(wǎng)

2.車聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用(3)遠(yuǎn)程監(jiān)控診斷控制系統(tǒng)/道路事故處理系統(tǒng)實(shí)時(shí)而全面的行車數(shù)據(jù)使事故現(xiàn)場(chǎng)輕松地在電腦