汽車發(fā)展歷史與智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)路線智能汽車傳感器應(yīng)用技術(shù)思考討論題（2分鐘）一、課程導(dǎo)入課程導(dǎo)入汽車發(fā)展歷史智能網(wǎng)聯(lián)汽車（ICV）的技術(shù)鏈智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)路線人類所有知識(shí)和技術(shù)進(jìn)步都有前人的功勞，對(duì)于汽車究竟如何出現(xiàn)，如何發(fā)展，為何是當(dāng)前的狀態(tài)，值得我們思考和挖掘。本項(xiàng)目內(nèi)容以介紹性知識(shí)為主，包括汽車發(fā)展歷史、智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)鏈和技術(shù)路線等，請(qǐng)思考汽車的出現(xiàn)和發(fā)展給人類帶來了什么樣的影響？100年后的汽車會(huì)是什么樣的呢？奔馳260d（1936年）奔馳VISION

AVTR概念車（2021年）二、汽車發(fā)展歷史2.1汽車的概念中文汽車一詞最早出現(xiàn)于我國唐朝天文學(xué)家僧一行（公元683-公元727）的描述：“激銅輪自轉(zhuǎn)之法，加以火蒸汽運(yùn)，名曰汽車”?，F(xiàn)在人民日常提及的汽車，普遍指自動(dòng)車（英式英語：car；美式英語：automobile；美國口語：auto），即本身具有動(dòng)力得以驅(qū)動(dòng)前進(jìn)，不須依軌道或電纜，得以動(dòng)力行駛之車輛。本節(jié)按“本身具有動(dòng)力”的動(dòng)力來源，通過簡要描述從側(cè)面了解汽車發(fā)展歷史。課程導(dǎo)入汽車發(fā)展歷史智能網(wǎng)聯(lián)汽車（ICV）的技術(shù)鏈智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)路線二、汽車發(fā)展歷史2.2“發(fā)條”汽車1649年，德國的鐘表匠漢斯?赫丘在前人的啟示下，制成一輛用鐘表發(fā)條做動(dòng)力的車。該車行駛速度1.6km/h，每前進(jìn)230m用人工上一次發(fā)條。發(fā)條汽車課程導(dǎo)入汽車發(fā)展歷史智能網(wǎng)聯(lián)汽車（ICV）的技術(shù)鏈智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)路線二、汽車發(fā)展歷史2.3“蒸汽”汽車“卡布奧雷”1769年，法國陸軍工程師尼古拉斯.古諾發(fā)明了世界上第一輛蒸汽機(jī)車,這輛汽車被命名為“卡布奧雷”，車長7.32m，車高2.2m，車架上放置著一個(gè)大鍋爐，前輪直徑1.28m，后輪直徑1.50m，前進(jìn)時(shí)靠前輪控制方向，每前進(jìn)12～15min需停車加熱15min，運(yùn)行速度3.5～3.9km/h。課程導(dǎo)入汽車發(fā)展歷史智能網(wǎng)聯(lián)汽車（ICV）的技術(shù)鏈智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)路線二、汽車發(fā)展歷史2.4“蓄電池電動(dòng)”汽車1834年，美國發(fā)明家T.Davenport發(fā)明了世界上第一輛真正意義上的電動(dòng)汽車，這輛電動(dòng)汽車采用不可充電的簡單玻璃封裝蓄電池驅(qū)動(dòng)，只能行駛一小段距離。1839年，蘇格蘭的羅伯特·安德森給四輪馬車裝上了電池和電動(dòng)機(jī)，將其成功改造為世界上第一輛靠電力驅(qū)動(dòng)的車輛。20世紀(jì)初期，內(nèi)燃機(jī)的發(fā)展讓純電動(dòng)汽車退出市場(chǎng)。課程導(dǎo)入汽車發(fā)展歷史智能網(wǎng)聯(lián)汽車（ICV）的技術(shù)鏈智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)路線T.Davenport發(fā)明的電動(dòng)汽車二、汽車發(fā)展歷史2.4“內(nèi)燃機(jī)”汽車1885年，卡爾·本茨（KarlFriedrichBenz，1844—1929）將自行車的后輪改成并行的兩個(gè)輪子，將一臺(tái)奧托內(nèi)燃機(jī)置于后軸上，從而造出了全世界第一輛使用汽油內(nèi)燃機(jī)的汽車，如圖1.1所示。1885年的一天，本茨夫人將這輛三輪汽車開上了路，成為有記載的第一位駕駛汽車的人，這個(gè)時(shí)間比戴姆勒和邁巴赫發(fā)明出四輪汽車早了幾個(gè)月。在戴姆勒去世后，兩家公司有了很多的合作。1926年，它們新的主人決定將這兩家競(jìng)爭了40年的公司合并，成立了今天享譽(yù)全球的戴姆勒–奔馳公司。而戴姆勒的合作伙伴邁巴赫，則成了該公司旗下超豪華汽車品牌。課程導(dǎo)入汽車發(fā)展歷史智能網(wǎng)聯(lián)汽車（ICV）的技術(shù)鏈智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)路線世界第一輛汽油內(nèi)燃機(jī)汽車二、汽車發(fā)展歷史2.4“內(nèi)燃機(jī)”汽車課程導(dǎo)入汽車發(fā)展歷史智能網(wǎng)聯(lián)汽車（ICV）的技術(shù)鏈智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)路線二、汽車發(fā)展歷史2.5“新能源”汽車新能源汽車或替代燃料車，是指采用非常規(guī)的車用燃料作為動(dòng)力來源（或使用常規(guī)的車用燃料、采用新型車載動(dòng)力裝置），綜合車輛的動(dòng)力控制和驅(qū)動(dòng)方面的先進(jìn)技術(shù)，形成的技術(shù)原理先進(jìn)、具有新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)的車輛。新能源車包括四大類型：混合動(dòng)力電動(dòng)汽車（HEV）、純電動(dòng)車（BEV，包括太陽能車）、燃料電池電動(dòng)車（FCEV）、其他新能源包括機(jī)械能（如超級(jí)電容器、飛輪、壓縮空氣等高效儲(chǔ)能器）車等與非常規(guī)的車用燃料指除汽油、柴油之外的燃料，如天然氣（NG）、液化石油氣（LPG）、乙醇汽油（EG）、甲醇、二甲醚等。為了應(yīng)付環(huán)保和石油危機(jī)，20紀(jì)70年代開始提倡新能源車，已經(jīng)退出市場(chǎng)的“蓄電池電動(dòng)”汽車重新得到重視，旨在減少或放棄“內(nèi)燃機(jī)”汽車。1996年，由通用汽車生產(chǎn)和租賃的一款電動(dòng)汽車EV1是史上由大型汽車制造商生產(chǎn)出的第一款現(xiàn)代量產(chǎn)和專門設(shè)計(jì)的電動(dòng)汽車。1997年，混合動(dòng)力乘用車豐田普銳斯開始發(fā)售，成為第一種量產(chǎn)的混合動(dòng)力汽車，拉開了復(fù)興電動(dòng)車的序幕。在我國，規(guī)定新能源車包括三類：純電動(dòng)車（EV）、插電混合動(dòng)力車（PHEV）、燃料電池車（FCEV）。課程導(dǎo)入汽車發(fā)展歷史智能網(wǎng)聯(lián)汽車（ICV）的技術(shù)鏈智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)路線二、汽車發(fā)展歷史2.6“智能”汽車從廣義上來說，具備駕駛輔助功能的汽車都可以稱之為“智能汽車”或“自動(dòng)駕駛汽車”。更具體的，智能汽車是一種通過車載傳感系統(tǒng)來感知車輛的狀態(tài)和道路環(huán)境，自動(dòng)規(guī)劃行車路線并自主控制行駛到達(dá)目的地的車輛，是一種智能的移動(dòng)終端。進(jìn)入21世紀(jì)后，隨著信息技術(shù)、動(dòng)力電池技術(shù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和5G技術(shù)等技術(shù)的發(fā)展，以特斯拉為代表的造車新勢(shì)力極大地推動(dòng)了新能源汽車尤其是電動(dòng)汽車的發(fā)展，并向著“電動(dòng)化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化、共享化”演進(jìn)。按照國際通用標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)智能化程度的不同，自動(dòng)駕駛汽車可以被分為5個(gè)等級(jí)：L1-輔助駕駛、L2-部分自動(dòng)駕駛、L3-有條件自動(dòng)駕駛、L4-高度自動(dòng)駕駛、L5-完全自動(dòng)駕駛（無人駕駛）。2017年7月11日，奧迪在西班牙發(fā)布了全球第一款實(shí)現(xiàn)L3級(jí)水平的量產(chǎn)車奧迪A8。課程導(dǎo)入汽車發(fā)展歷史智能網(wǎng)聯(lián)汽車（ICV）的技術(shù)鏈智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)路線二、汽車發(fā)展歷史2.6“智能”汽車目前，全球正處于普及L2和L3級(jí)別、實(shí)現(xiàn)L4級(jí)智能汽車的進(jìn)程當(dāng)中。根據(jù)我國發(fā)布的《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021—2035）》，到2025年，高度自動(dòng)駕駛汽車實(shí)現(xiàn)限定區(qū)域和特定場(chǎng)景的商業(yè)化應(yīng)用，充換電服務(wù)便利性顯著提高；到2035年，高度自動(dòng)駕駛汽車將實(shí)現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用。目前，智能汽車正在逐漸向人類走來并終將在我們這一代人實(shí)現(xiàn)，由于智能汽車具有智能化、網(wǎng)聯(lián)化、節(jié)能環(huán)保、安全便捷等特點(diǎn)，是未來汽車發(fā)展的必然方向。它的出現(xiàn)、普及將徹底顛覆人們的出行方式，重新定義汽車的屬性，將人們從駕駛中解放出來，并自動(dòng)安全地將乘客送往目的地。課程導(dǎo)入汽車發(fā)展歷史智能網(wǎng)聯(lián)汽車（ICV）的技術(shù)鏈智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)路線二、汽車發(fā)展歷史2.7

智能網(wǎng)聯(lián)汽車智能網(wǎng)聯(lián)汽車是近年逐漸普及和被接受的概念，中國汽車工業(yè)協(xié)會(huì)將智能網(wǎng)聯(lián)汽車（IntelligentConnectedVehicle,ICV）定義為：搭載先進(jìn)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(shí)現(xiàn)車與X（人、車、路、后臺(tái)等）智能信息交換共享，具備復(fù)雜的環(huán)境感知、智能決策、協(xié)同控制和執(zhí)行等功能，可實(shí)現(xiàn)安全、舒適、節(jié)能、高效行駛，并最終可替代人來完成操作的新一代汽車。從定義可以看出智能網(wǎng)聯(lián)汽車和智能汽車有較大的聯(lián)系，如圖1.2所示為智能網(wǎng)聯(lián)汽車、智能汽車與車聯(lián)網(wǎng)、智能交通等概念間的相互關(guān)系?？梢?，智能汽車隸屬于智能交通大系統(tǒng)，而智能網(wǎng)聯(lián)汽車則屬于智能汽車與車聯(lián)網(wǎng)的交集。課程導(dǎo)入汽車發(fā)展歷史智能網(wǎng)聯(lián)汽車（ICV）的技術(shù)鏈智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)路線智能汽車、智能網(wǎng)聯(lián)汽車與車聯(lián)網(wǎng)等相互關(guān)系三、智能網(wǎng)聯(lián)汽車（ICV）的技術(shù)鏈從技術(shù)發(fā)展路徑來看，智能汽車分為3個(gè)發(fā)展方向：網(wǎng)聯(lián)式智能(connectedvehicle,CV)、自主式智能(autonomousvehicle,AV)，及前二者的融合，即智能網(wǎng)聯(lián)汽車(ICV)，如圖1.3所示。智能汽車的三種技術(shù)路徑課程導(dǎo)入汽車發(fā)展歷史智能網(wǎng)聯(lián)汽車（ICV）的技術(shù)鏈智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)路線3.1

智能汽車技術(shù)路徑

三、智能網(wǎng)聯(lián)汽車（ICV）的技術(shù)鏈智能網(wǎng)聯(lián)汽車融合了自主式智能汽車與網(wǎng)聯(lián)式智能汽車的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，涉及汽車、信息通信、交通等諸多領(lǐng)域，其技術(shù)架構(gòu)較為復(fù)雜，可劃分為“三橫兩縱”式技術(shù)架構(gòu)“：三橫”是指智能網(wǎng)聯(lián)汽車主要涉及的車輛、信息交互與基礎(chǔ)支撐3個(gè)領(lǐng)域技術(shù)，“兩縱”是指支撐智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展的車載平臺(tái)及基礎(chǔ)設(shè)施條件，如下圖所示。課程導(dǎo)入汽車發(fā)展歷史智能網(wǎng)聯(lián)汽車（ICV）的技術(shù)鏈智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)路線智能網(wǎng)聯(lián)汽車“三橫兩縱”技術(shù)架構(gòu)3.2

智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)架構(gòu)

三、智能網(wǎng)聯(lián)汽車（ICV）的技術(shù)鏈車輛關(guān)鍵技術(shù)可以細(xì)分為以下4種。（1）環(huán)境感知技術(shù)，包括利用機(jī)器視覺的圖像識(shí)別技術(shù)，利用雷達(dá)(激光、毫米波、超聲波)的周邊障礙物檢測(cè)技術(shù)，多源信息融合技術(shù)，傳感器冗余設(shè)計(jì)技術(shù)等。（2）智能決策技術(shù)，包括危險(xiǎn)事態(tài)建模技術(shù)，危險(xiǎn)預(yù)警與控制優(yōu)先級(jí)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。（3）控制執(zhí)行技術(shù)，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)(V2X)通信及車載傳感器的多車隊(duì)列協(xié)同和車路協(xié)同控制等。（4）系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)，包括電子電氣架構(gòu)技術(shù)、人機(jī)交互技術(shù)和智能計(jì)算平臺(tái)技術(shù)，搭建基于車路云一體化的車輛平臺(tái)架構(gòu)，并建立自主可控的開發(fā)和應(yīng)用生態(tài)等。課程導(dǎo)入汽車發(fā)展歷史智能網(wǎng)聯(lián)汽車（ICV）的技術(shù)鏈智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)路線3.3

車輛關(guān)鍵技術(shù)三、智能網(wǎng)聯(lián)汽車（ICV）的技術(shù)鏈信息交互關(guān)鍵技術(shù)可以細(xì)分為以下3種。（5）專用通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，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。（6）大數(shù)據(jù)云控基礎(chǔ)平臺(tái)技術(shù)，包括智能網(wǎng)聯(lián)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)分析和深度挖掘技術(shù)等。（7）車路協(xié)同技術(shù)，包括智能車載技術(shù)、智能路側(cè)技術(shù)、通信技術(shù)、云控技術(shù)等。課程導(dǎo)入汽車發(fā)展歷史智能網(wǎng)聯(lián)汽車（ICV）的技術(shù)鏈智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)路線3.4

信息交互關(guān)鍵技術(shù)三、智能網(wǎng)聯(lián)汽車（ICV）的技術(shù)鏈基礎(chǔ)支撐技術(shù)可以細(xì)分為以下5種。（8）人工智能技術(shù)，包括計(jì)算機(jī)視覺、大數(shù)據(jù)分析、機(jī)器人技術(shù)、語音識(shí)別與自然語言處理、云計(jì)算、AR/VR等。（9）安全技術(shù)，包括汽車信息安全技術(shù)、功能安全技術(shù)、預(yù)期功能安全技術(shù)，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。（10）高精度地圖和定位技術(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(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。（11）測(cè)試評(píng)價(jià)技術(shù)，包括ICV測(cè)試評(píng)價(jià)方法與測(cè)試環(huán)境建設(shè)。（12）標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)，包括ICV整體標(biāo)準(zhǔn)體系以及設(shè)計(jì)汽車、交通、通信等各領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。課程導(dǎo)入汽車發(fā)展歷史智能網(wǎng)聯(lián)汽車（ICV）的技術(shù)鏈智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)路線3.5

基礎(chǔ)支撐技術(shù)四、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)路線涉及智能網(wǎng)聯(lián)汽車領(lǐng)域的不僅有傳統(tǒng)和新興的車企，還有相關(guān)的零部件供應(yīng)商及跨界的科技公司。目前，智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)正處于快速發(fā)展探索階段，在技術(shù)路線上存在多種可能，并沒有一條大家都比較認(rèn)同的路線。由于各個(gè)企業(yè)的經(jīng)驗(yàn)、資金和技術(shù)水平等不同，所以各個(gè)企業(yè)都有自己傾向的技術(shù)路線。傳統(tǒng)的車企傾向于通過技術(shù)的不斷累積、測(cè)試數(shù)據(jù)的不斷增加、場(chǎng)景的不斷豐富，逐步從先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)過渡到半自動(dòng)駕駛，最終實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)駕駛。例如，現(xiàn)如今各大傳統(tǒng)車企借助其在整車方面的優(yōu)勢(shì)，都積極推出配備有相應(yīng)的駕駛輔助系統(tǒng)、部分自動(dòng)化駕駛系統(tǒng)的車型。而某些跨界的科技公司則借助其在數(shù)據(jù)采集處理、算法、硬件平臺(tái)、人工智能等方面的優(yōu)勢(shì)，直接跨越到高等級(jí)自動(dòng)駕駛的階段，如直接開發(fā)4/5級(jí)別的自動(dòng)駕駛車輛，其直接目的就是要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛車輛的量產(chǎn)上市。課程導(dǎo)入汽車發(fā)展歷史智能網(wǎng)聯(lián)汽車（ICV）的技術(shù)鏈智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)路線4.1技術(shù)路線主流方案四、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)路線4.1技術(shù)路線主流方案特斯拉以視覺為主導(dǎo)的方案目前，智能網(wǎng)聯(lián)汽車在技術(shù)路線上主要有兩種主流方案：一種是以視覺為主導(dǎo)的方案（如特斯拉Model3），通過相機(jī)或攝像頭進(jìn)行環(huán)境的感知，可以用于對(duì)物體的識(shí)別和追蹤及車輛的定位。該路線使用的相機(jī)或攝像頭價(jià)格低廉，安裝方便，比較適用于自動(dòng)駕駛車輛的量產(chǎn)。它的缺點(diǎn)就在于算法的復(fù)雜程度較高，容易受到極端天氣的影響，在光線比較弱的情況下效果比較差。課程導(dǎo)入汽車發(fā)展歷史智能網(wǎng)聯(lián)汽車（ICV）的技術(shù)鏈智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)路線360°前置、側(cè)方和車尾攝像頭，視野范圍達(dá)360度250米強(qiáng)大的視覺處理能力，探測(cè)距離可達(dá)250米TeslaVision視覺處理系統(tǒng)能夠探測(cè)附近車輛以降低碰撞風(fēng)險(xiǎn)，并輔助泊車四、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)路線4.1技術(shù)路線主流方案另一種是以激光雷達(dá)（LightDetectionandRanging，LiDAR）為主導(dǎo)（如谷歌Waymo）的多傳感器融合方案，通過激光雷達(dá)進(jìn)行障礙物的檢測(cè)，借助激光雷達(dá)掃描的點(diǎn)云和高精地圖的匹配實(shí)現(xiàn)車輛的定位。這種方案可以解決攝像頭受光線影響的缺點(diǎn)，而且激光雷達(dá)的檢測(cè)范圍廣，準(zhǔn)確度高，算法的復(fù)雜程度相對(duì)較低。但是它也有缺點(diǎn)，激光的傳播速度容易受到懸浮顆粒物的干擾，當(dāng)空氣中的懸浮顆粒物過大時(shí)，其準(zhǔn)確性會(huì)大大降低。另外其價(jià)格昂貴，阻礙了自身的實(shí)際應(yīng)用。不過對(duì)于堅(jiān)持以激光雷達(dá)為主導(dǎo)的車企來說，它通過自主開發(fā)激光雷達(dá)，將成本降低了不少，例如，谷歌通過自研激光雷達(dá)成本降低超過90%，而華為自研96線激光雷達(dá)成本大約為數(shù)百美元，若是實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)上市，激光雷達(dá)的價(jià)格還會(huì)進(jìn)一步降低。課程導(dǎo)入汽車發(fā)展歷史智能網(wǎng)聯(lián)汽車（ICV）的技術(shù)鏈智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)路線四、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)路線4.2特斯拉Model

3技術(shù)路線特斯拉Model3采用的是視覺方案，配置8個(gè)攝像頭、1個(gè)毫米波雷達(dá)和12個(gè)超聲波雷達(dá)。課程導(dǎo)入汽車發(fā)展歷史智能網(wǎng)聯(lián)汽車（ICV）的技術(shù)鏈智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)路線傳感器數(shù)量功能/作用前視主視野攝像頭1視野能覆蓋大部分交通場(chǎng)景，最大探測(cè)距離為150m前視窄視野攝像頭（長焦距鏡頭）1視野相對(duì)較窄，適用于高速行駛的交通場(chǎng)景，并可以清晰拍攝遠(yuǎn)達(dá)250m的物體。同時(shí)，此鏡頭可以記錄影像信息來實(shí)現(xiàn)行車記錄功能前視寬視野攝像頭（魚眼鏡頭）1視野達(dá)120°，能夠拍攝到交通信號(hào)燈、行駛路線上的障礙物和距離較近的物體，適用于城市街道、低速緩行的交通場(chǎng)景。最大探測(cè)距離為60m側(cè)方前視攝像頭290°角側(cè)方前視攝像頭位于車輛兩側(cè)的B柱上，最大監(jiān)測(cè)距離為80m。其能夠監(jiān)測(cè)到高速公路上突然并入當(dāng)前車道的車輛，在進(jìn)入視野受限的交叉路口時(shí)也可提供更多的安全保障側(cè)方后視攝像頭2側(cè)方后視攝像頭位于車輛兩側(cè)的翼子板上，其最大監(jiān)測(cè)距離達(dá)100m，能監(jiān)測(cè)車輛兩側(cè)的后方盲區(qū)，在變道和匯入高速公路時(shí)起著重要作用后視攝像頭1后視攝像頭擁有50m最大監(jiān)測(cè)距離，應(yīng)用于復(fù)雜的泊車場(chǎng)景毫米波雷達(dá)1作為主要相機(jī)和圖像處理系統(tǒng)的輔助傳感器，用于識(shí)別前方障礙物，最大探測(cè)距離為160m超聲波雷達(dá)12主要用于監(jiān)控周圍的區(qū)域，以及是否有車輛或其他物體存在的盲點(diǎn)，降低碰撞風(fēng)險(xiǎn)和輔助泊車，其最大有效測(cè)距為8m四、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)路線4.2特斯拉Model

3技術(shù)路線2021年5月，特斯拉宣布將取消北美版2021款Model3和ModelY的毫米波雷達(dá)傳感器，只用8個(gè)攝像頭和12個(gè)特斯拉實(shí)現(xiàn)輔助駕駛，成為視覺方案的技術(shù)路線上僅有的存在。課程導(dǎo)入汽車發(fā)展歷史智能網(wǎng)聯(lián)汽車（ICV）的技術(shù)鏈智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)路線Model3視覺路線傳感器布置方案四、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)路線4.3谷歌Waymo自動(dòng)駕駛汽車技術(shù)路線攝像頭有兩個(gè)致命缺點(diǎn)：一是作用距離和測(cè)距精度不如毫米波雷達(dá)。二是容易受光照、天氣等因素的影響。而毫米波雷達(dá)恰好可以彌補(bǔ)，但毫米波雷達(dá)不能成像，所以難以識(shí)別車道線、交通標(biāo)志等元素。所以，絕大多數(shù)企業(yè)會(huì)采用攝像頭+毫米波雷達(dá)的融合方案，來實(shí)現(xiàn)L2級(jí)自動(dòng)駕駛能力，更準(zhǔn)確地說是高級(jí)輔助駕駛系統(tǒng)（ADAS），比如自適應(yīng)巡航、車道保持等功能。眾所周知，一個(gè)系統(tǒng)想要變得可靠，關(guān)鍵原則是把這個(gè)系統(tǒng)做“冗余”。特斯拉的純視覺路線其實(shí)不是主流，主流的技術(shù)路線還是以激光雷達(dá)為主、融合攝像頭和毫米波雷達(dá)等多種傳感器。目前，自動(dòng)駕駛?cè)蝾I(lǐng)先的無疑是谷歌Waymo。課程導(dǎo)入汽車發(fā)展歷史智能網(wǎng)聯(lián)汽車（ICV）的技術(shù)鏈智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)路線四、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)路線4.3谷歌Waymo自動(dòng)駕駛汽車技術(shù)路線從Waymo成立之時(shí)，就定下了一條“零容忍政策”——安全。正如其公司使命說的“讓人和物更便捷安全的移動(dòng)”。Waymo將這一理念融入到了其各項(xiàng)技術(shù)，主要體現(xiàn)在其虛實(shí)結(jié)合的路測(cè)、激光雷達(dá)以及冗余安全系統(tǒng)，通過這幾項(xiàng)技術(shù)構(gòu)建了其強(qiáng)大而可靠的安全體系。如下圖所示是Waymo第五代自動(dòng)駕駛平臺(tái)安裝在捷豹I-Pace車型上的示意圖。課程導(dǎo)入汽車發(fā)展歷史智能網(wǎng)聯(lián)汽車（ICV）的技術(shù)鏈智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)路線Model3視覺路線傳感器布置方案四、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)路線4.3谷歌Waymo自動(dòng)駕駛汽車技術(shù)路線車頂?shù)?60度的激光雷達(dá)，最遠(yuǎn)可以探測(cè)300m以外的物體，可以形成實(shí)時(shí)的車輛鳥瞰圖，同時(shí)也能探測(cè)到路旁的騎行者和行人。長距離探測(cè)攝像頭和360度攝像頭，可以探測(cè)到更遠(yuǎn)的位置，讓車輛可以識(shí)別更多重要的細(xì)節(jié)，如能探測(cè)到500m以外的停車標(biāo)志。此外，探測(cè)車輛側(cè)邊的攝像頭系統(tǒng)可以和側(cè)向激光雷達(dá)配合使用，為WaymoDriver系統(tǒng)提供另一個(gè)視角，更準(zhǔn)確辨認(rèn)正在靠近車輛的物體。車輛側(cè)邊的側(cè)向近距離激光雷達(dá)，分別安裝在車輛周圍的四個(gè)點(diǎn)。這四個(gè)激光雷達(dá)還能增加探測(cè)的視野范圍，這樣就能檢測(cè)正在靠近車輛的物體。課程導(dǎo)入汽車發(fā)展歷史智能網(wǎng)聯(lián)汽車（ICV）的技術(shù)鏈智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)路線Waymo無人車頂?shù)募す饫走_(dá)四、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)路線4.3谷歌Waymo自動(dòng)駕駛汽車技術(shù)路線Waymo的視覺系統(tǒng)總共配置有29個(gè)攝像頭，能夠?yàn)閃aymoDriver系統(tǒng)提供更高分辨率的圖像，以及更廣的視野。這些攝像頭的視野也有所重疊，不會(huì)產(chǎn)生視野盲區(qū)。攝像頭、激光雷達(dá)與清潔系統(tǒng)和加熱裝置組裝在一起，能夠在任何天氣下都能保證正常運(yùn)行。還有就是毫米波雷達(dá)，Waymo的新型高分辨率成像雷達(dá)分別安裝在車輛的六個(gè)位置，可以追蹤靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的物體、還可以看到遠(yuǎn)處的小物體，對(duì)間隔較近的物體加以區(qū)分。毫米波雷達(dá)與激光雷達(dá)和攝像頭形成互補(bǔ)，在特殊天氣條件下就能更大程度發(fā)揮其功能。課程導(dǎo)入汽車發(fā)展歷史智能網(wǎng)聯(lián)汽車（ICV）的技術(shù)鏈智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)路線Waymo無人車頂?shù)募す饫走_(dá)認(rèn)識(shí)智能網(wǎng)聯(lián)汽車環(huán)境感知技術(shù)智能汽車傳感器應(yīng)用技術(shù)一、課程導(dǎo)入環(huán)境感知技術(shù)是智能網(wǎng)聯(lián)汽車的關(guān)鍵技術(shù)之一，而傳感器又是智能網(wǎng)聯(lián)汽車環(huán)境感知的硬件基礎(chǔ)。智能網(wǎng)聯(lián)汽車的環(huán)境感知傳感器是區(qū)別于傳統(tǒng)汽車最主要的表觀特征，也占據(jù)了智能汽車成本增量的主要部分，主要包括激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、視覺傳感器和超聲波雷達(dá)。課程導(dǎo)入環(huán)境感知傳感器多傳感器信息融合環(huán)境感知技術(shù)智能網(wǎng)聯(lián)汽車傳感器發(fā)展趨勢(shì)自動(dòng)駕駛技術(shù)思考討論題（2分鐘）一、課程導(dǎo)入你知道有哪些車企研發(fā)了自動(dòng)駕駛產(chǎn)品嗎？答：通用、福特、現(xiàn)代、特斯拉、蔚來、小鵬等?，F(xiàn)代福特通用課程導(dǎo)入環(huán)境感知傳感器多傳感器信息融合環(huán)境感知技術(shù)智能網(wǎng)聯(lián)汽車傳感器發(fā)展趨勢(shì)二、環(huán)境感知傳感器2.1激光雷達(dá)激光雷達(dá)在自動(dòng)駕駛車輛中有著非常重要的作用，它可以大范圍、大角度、高精度地對(duì)周圍環(huán)境進(jìn)行掃描，然后對(duì)掃描得到的點(diǎn)云進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)3D環(huán)境的實(shí)時(shí)建模。激光雷達(dá)在車輛定位、對(duì)象識(shí)別、對(duì)象追蹤、環(huán)境感知和高精地圖的創(chuàng)建等多個(gè)關(guān)鍵技術(shù)中都有著非常重要的作用。另一方面，激光雷達(dá)仍然面臨一些問題和挑戰(zhàn)。首先，目前其成本較高；其次，其工作時(shí)比較容易受到天氣的影響，在大雨、濃霧和濃煙的環(huán)境中，激光的衰減大，傳播的距離大受影響。第三，當(dāng)激光雷達(dá)遇到高反射率的表面時(shí)，其測(cè)量精度也會(huì)受到影響。另外，當(dāng)使用純機(jī)械式激光雷達(dá)時(shí)，其掃描旋轉(zhuǎn)頻率深受機(jī)械結(jié)構(gòu)的限制，最快的旋轉(zhuǎn)速率大約為10Hz，限制了數(shù)據(jù)流的刷新頻率，如果采用固態(tài)激光雷達(dá)，則需要配合使用多個(gè)激光雷達(dá)才能完成對(duì)周圍環(huán)境的感知。課程導(dǎo)入環(huán)境感知傳感器多傳感器信息融合環(huán)境感知技術(shù)智能網(wǎng)聯(lián)汽車傳感器發(fā)展趨勢(shì)激光雷達(dá)掃描周圍環(huán)境二、環(huán)境感知傳感器2.2毫米波雷達(dá)毫米波雷達(dá)在智能汽車中有著非常重要的作用，且無法被激光雷達(dá)、攝像頭等其他傳感器所取代，它的檢測(cè)距離遠(yuǎn)，能夠檢測(cè)物體的速度、距離和方位，其抗天氣干擾的能力強(qiáng)，價(jià)格便宜。雖然毫米波雷達(dá)檢測(cè)精度不如激光雷達(dá)，且不能檢測(cè)到物體具體的形狀，但它具有明顯的多普勒效應(yīng)，可以檢測(cè)其多普勒頻移來實(shí)現(xiàn)對(duì)移動(dòng)物體速度的測(cè)量；與相機(jī)相比其能夠提供深度信息，可以直接測(cè)得物體的距離。毫米波雷達(dá)探測(cè)前方物體距離課程導(dǎo)入環(huán)境感知傳感器多傳感器信息融合環(huán)境感知技術(shù)智能網(wǎng)聯(lián)汽車傳感器發(fā)展趨勢(shì)二、環(huán)境感知傳感器2.3車載視覺傳感器車載視覺傳感器（或稱車載攝像頭）是一種能夠獲取環(huán)境圖像信息的傳感器，也是智能汽車中最重要的傳感器之一。車載視覺傳感器獲取圖像后，將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為圖像模擬信號(hào)，并傳送給專用圖像處理系統(tǒng)，轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字化信號(hào)。最后對(duì)這些數(shù)字信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算，以抽取目標(biāo)特征，獲得相應(yīng)的識(shí)別信息。眾所周知，特斯拉Autopilot系統(tǒng)是相機(jī)在智能網(wǎng)聯(lián)汽車中應(yīng)用的成功典范，該系統(tǒng)以攝像頭為主傳感器，不采用激光雷達(dá)方案，靠攝像頭信息進(jìn)行道路識(shí)別、交通標(biāo)志識(shí)別以及車輛和行人的識(shí)別等。車載視覺傳感器按照構(gòu)成形式可分成單目攝像頭、雙目攝像頭和全景攝像頭等多種；按照其安裝在汽車上的位置可以分成前視攝像頭、后視攝像頭、全景攝像頭以及車內(nèi)監(jiān)控?cái)z像頭等。車載視覺傳感器獲取環(huán)境圖像信息課程導(dǎo)入不同ADAS功能的汽車傳感器布置方案環(huán)境感知傳感器多傳感器信息融合環(huán)境感知技術(shù)智能網(wǎng)聯(lián)汽車傳感器發(fā)展趨勢(shì)總結(jié)二、環(huán)境感知傳感器2.3超聲波雷達(dá)超聲波雷達(dá)（UltrasonicRadar）是通過發(fā)射、接收40kHz、48kHz或58kHz頻率的超聲波，根據(jù)時(shí)間差測(cè)算出障礙物距離的安全輔助裝置，能以聲音或者更為直觀的顯示器告知駕駛員周圍障礙物的情況，解除了駕駛員駐車、倒車和起動(dòng)車輛時(shí)前后左右探視所引起的困擾，并幫助駕駛員掃除了視野死角和視線模糊的缺陷。超聲波雷達(dá)探測(cè)周圍障礙物課程導(dǎo)入環(huán)境感知傳感器多傳感器信息融合環(huán)境感知技術(shù)智能網(wǎng)聯(lián)汽車傳感器發(fā)展趨勢(shì)三、多傳感器信息融合多傳感器信息融合的分類隨自動(dòng)駕駛程度的遞進(jìn)，對(duì)汽車的性能要求也越來越高，環(huán)境感知的能力也需要相應(yīng)的提高。單一的傳感器難以滿足自動(dòng)駕駛復(fù)雜行駛路況信息的采集，因此多傳感器信息的融合是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛的必由之路。多傳感器信息融合的方式分為前融合和后融合。多傳感器信息融合前融合后融合課程導(dǎo)入環(huán)境感知傳感器多傳感器信息融合環(huán)境感知技術(shù)智能網(wǎng)聯(lián)汽車傳感器發(fā)展趨勢(shì)三、多傳感器信息融合不同類型傳感器都存在著不同的優(yōu)劣勢(shì)，單一的傳感器難以滿足復(fù)雜行駛路況信息的采集，因此多傳感器信息融合是必由之路。多傳感器信息融合的感知系統(tǒng)可以形成互補(bǔ)，有效應(yīng)對(duì)現(xiàn)實(shí)世界中的光照，天氣，路況各種復(fù)雜條件，以及在安全方面形成冗余設(shè)計(jì)。傳感器融合分成兩種：前融合和后融合。所謂的前融合，是指在原始層把各種傳感器的數(shù)據(jù)融合在一起，實(shí)現(xiàn)原始數(shù)據(jù)的同步，前融合只有一個(gè)感知算法。而后融合，是指每個(gè)傳感器各自獨(dú)立處理生成目標(biāo)數(shù)據(jù)，再由主處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，涉及多個(gè)感知算法。激光雷達(dá)與視覺傳感器的信息融合課程導(dǎo)入環(huán)境感知傳感器多傳感器信息融合環(huán)境感知技術(shù)智能網(wǎng)聯(lián)汽車傳感器發(fā)展趨勢(shì)三、多傳感器信息融合多傳感器信息融合的分類1、前融合前融合只有一個(gè)感知算法，在原始層把各種傳感器的數(shù)據(jù)融合在一起，實(shí)現(xiàn)原始數(shù)據(jù)的同步，包括空間同步和時(shí)間同步。前融合技術(shù)課程導(dǎo)入環(huán)境感知傳感器多傳感器信息融合環(huán)境感知技術(shù)智能網(wǎng)聯(lián)汽車傳感器發(fā)展趨勢(shì)三、多傳感器信息融合多傳感器信息融合的分類2、后融合有多個(gè)感知算法，每個(gè)傳感器首先各自獨(dú)立處理生成目標(biāo)數(shù)據(jù)，再由主處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)融合。后融合技術(shù)課程導(dǎo)入環(huán)境感知傳感器多傳感器信息融合環(huán)境感知技術(shù)智能網(wǎng)聯(lián)汽車傳感器發(fā)展趨勢(shì)三、多傳感器信息融合3.1前融合的優(yōu)勢(shì)相較于后融合，前融合的優(yōu)勢(shì)在于以下兩點(diǎn)。（1）前融合將所有傳感器的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一算法處理，降低了整個(gè)感知架構(gòu)的復(fù)雜度和系統(tǒng)延遲；（2）許多后融合感知中被過濾掉的無效和無用的信息，在前感知路線中通過與其他傳感器數(shù)據(jù)融合后進(jìn)行綜合識(shí)別，可以創(chuàng)建出一個(gè)更全面、更完整的環(huán)境感知信息，大大提高感知系統(tǒng)的穩(wěn)健性。課程導(dǎo)入環(huán)境感知傳感器多傳感器信息融合環(huán)境感知技術(shù)智能網(wǎng)聯(lián)汽車傳感器發(fā)展趨勢(shì)激光雷達(dá)與視覺傳感器的信息融合三、多傳感器信息融合3.2前融合的要求前融合對(duì)于提高感知系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)健性有不可比擬的優(yōu)勢(shì)，但是實(shí)現(xiàn)多傳感的前融合對(duì)于軟件、硬件、通信提出了更高的要求：（1）軟件算法需求：各個(gè)傳感器數(shù)據(jù)采集方式和周期相對(duì)獨(dú)立，后融合向前融合轉(zhuǎn)化需要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)空間和時(shí)間同步，控制時(shí)間誤差需要在1微秒以內(nèi)，100m外的物體距離精度要在3cm以內(nèi)，這樣需要主機(jī)廠在算法端給各個(gè)傳感器提供時(shí)間校準(zhǔn)和空間標(biāo)定的功能。（2）芯片算力需求：整車所有傳感器原始數(shù)據(jù)都匯集到中央計(jì)算平臺(tái)進(jìn)行處理，對(duì)于AI芯片的算力提出更高的要求。（3）數(shù)據(jù)通信需求：一是車載的傳感器如毫米波雷達(dá)、攝像頭、激光雷達(dá)等來自于不同硬件廠商，因?yàn)楫a(chǎn)品接口與商業(yè)協(xié)議等等問題，有些傳感器無法獲得原始數(shù)據(jù)；二是車內(nèi)通信帶寬需升級(jí)來支持多傳感器數(shù)據(jù)的并發(fā)。多傳感器前融合是長周期目標(biāo)，目前還屬于智能駕駛發(fā)展初期，傳感器本身硬件升級(jí)還有長足空間。多傳感器發(fā)展路徑會(huì)趨向冗余再融合，在傳感器搭載數(shù)量和性能升級(jí)的基礎(chǔ)上，逐漸實(shí)現(xiàn)多傳感器融合。課程導(dǎo)入環(huán)境感知傳感器多傳感器信息融合環(huán)境感知技術(shù)智能網(wǎng)聯(lián)汽車傳感器發(fā)展趨勢(shì)三、多傳感器信息融合3.2多傳感器信息融合的分類3、前后融合對(duì)比相較于后融合，前融合的優(yōu)勢(shì)在于：前融合將所有傳感器的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一算法處理，降低了整個(gè)感知架構(gòu)的復(fù)雜度和系統(tǒng)延遲。后融合感知會(huì)過濾掉的無效和無用的信息，而前融合可通過這些信息與其他傳感器數(shù)據(jù)融合后進(jìn)行綜合識(shí)別，感知系統(tǒng)穩(wěn)健性更高。課程導(dǎo)入環(huán)境感知傳感器多傳感器信息融合環(huán)境感知技術(shù)智能網(wǎng)聯(lián)汽車傳感器發(fā)展趨勢(shì)四、環(huán)境感知技術(shù)環(huán)境感知技術(shù)是智能網(wǎng)聯(lián)汽車的關(guān)鍵技術(shù)，它通過安裝在車輛上的傳感器對(duì)道路、行人、車輛、信號(hào)燈、交通標(biāo)志等因素進(jìn)行識(shí)別。環(huán)境感知技術(shù)課程導(dǎo)入環(huán)境感知傳感器多傳感器信息融合環(huán)境感知技術(shù)智能網(wǎng)聯(lián)汽車傳感器發(fā)展趨勢(shì)四、環(huán)境感知技術(shù)4.1道路識(shí)別技術(shù)道路識(shí)別技術(shù)指提取車道的幾何結(jié)構(gòu)、確定車輛在車道中的位置及方向、確定車輛可行駛的區(qū)域。道路識(shí)別技術(shù)課程導(dǎo)入環(huán)境感知傳感器多傳感器信息融合環(huán)境感知技術(shù)智能網(wǎng)聯(lián)汽車傳感器發(fā)展趨勢(shì)四、環(huán)境感知技術(shù)4.2行人檢測(cè)技術(shù)行人檢測(cè)技術(shù)主要包括兩種常用的方式，一是基于視覺的行人檢測(cè)技術(shù)，通過一定的算法如方向梯度直方圖（HistogramofOrientedGradient，HOG）與支持向量機(jī)（SupportVectorMachines，SVM）配合檢測(cè)的方法實(shí)現(xiàn)行人識(shí)別；二是基于視覺和激光雷達(dá)融合的行人檢測(cè)技術(shù)，激光雷達(dá)可以獲得行人在二維平面的位置及其他狀態(tài)信息，可以對(duì)目標(biāo)進(jìn)行較為精準(zhǔn)的狀態(tài)估算。通過激光雷達(dá)和攝像頭數(shù)據(jù)的融合進(jìn)行綜合判斷，可以提高系統(tǒng)的檢測(cè)性能及檢測(cè)精度。行人檢測(cè)技術(shù)課程導(dǎo)入環(huán)境感知傳感器多傳感器信息融合環(huán)境感知技術(shù)智能網(wǎng)聯(lián)汽車傳感器發(fā)展趨勢(shì)四、環(huán)境感知技術(shù)4.3車輛檢測(cè)技術(shù)車輛檢測(cè)技術(shù)與行人檢測(cè)技術(shù)一樣包括兩種方式，基于視覺的車輛檢測(cè)技術(shù)可分為基于車輛外觀的檢測(cè)方法和基于車輛運(yùn)動(dòng)的檢測(cè)方法。基于車輛外觀的檢測(cè)方法從單幀圖像中進(jìn)行車輛檢測(cè)，而基于車輛運(yùn)動(dòng)的檢測(cè)方法使用連續(xù)幀的圖像進(jìn)行車輛檢測(cè)。早期由于計(jì)算機(jī)和顯卡的處理速度較低，車輛使用圖像對(duì)稱性和邊緣特征進(jìn)行檢測(cè)。近年來，基于深度學(xué)習(xí)的目標(biāo)檢測(cè)算法取得了很大的突破，如基于候選區(qū)域的R-CNN系列算法和YOLO算法等，基于視覺的車輛檢測(cè)技術(shù)得到長足的發(fā)展。車輛檢測(cè)技術(shù)課程導(dǎo)入環(huán)境感知傳感器多傳感器信息融合環(huán)境感知技術(shù)智能網(wǎng)聯(lián)汽車傳感器發(fā)展趨勢(shì)四、環(huán)境感知技術(shù)4.3車輛檢測(cè)技術(shù)另一種車輛檢測(cè)技術(shù)是基于視覺和激光雷達(dá)融合的，是最近幾年發(fā)展起來的技術(shù)。激光雷達(dá)能夠快速掃描平面的距離信息，并獲得障礙物在掃描平面中的外輪廓，并且不受光照條件等因素的影響。兩種傳感器可以實(shí)現(xiàn)功能上的互補(bǔ)，在檢測(cè)過程中需要將車輛坐標(biāo)、激光雷達(dá)坐標(biāo)和攝像頭坐標(biāo)進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)一融合并轉(zhuǎn)換到同一坐標(biāo)系下進(jìn)行處理，其檢測(cè)精度較高，是較為先進(jìn)的技術(shù)。車輛檢測(cè)技術(shù)課程導(dǎo)入環(huán)境感知傳感器多傳感器信息融合環(huán)境感知技術(shù)智能網(wǎng)聯(lián)汽車傳感器發(fā)展趨勢(shì)四、環(huán)境感知技術(shù)4.4交通信號(hào)燈識(shí)別技術(shù)課程導(dǎo)入環(huán)境感知傳感器多傳感器信息融合環(huán)境感知技術(shù)智能網(wǎng)聯(lián)汽車傳感器發(fā)展趨勢(shì)交通信號(hào)燈的檢測(cè)與識(shí)別是無人駕駛與輔助駕駛必不可少的一部分，其識(shí)別精度直接關(guān)乎智能駕駛的安全。從顏色來看，交通信號(hào)燈的顏色有紅色、黃色、綠色這三種顏色，而且三種顏色在交通信號(hào)燈中出現(xiàn)的位置都有一定的順序關(guān)系。從功能來看，交通信號(hào)燈有機(jī)動(dòng)車信號(hào)燈、閃光警告信號(hào)燈、道口信號(hào)燈、非機(jī)動(dòng)車信號(hào)燈、左轉(zhuǎn)非機(jī)動(dòng)車信號(hào)燈、人行橫道信號(hào)燈、車道信號(hào)燈、方向指示信號(hào)燈、掉頭信號(hào)燈等?？傮w來說，交通信號(hào)燈識(shí)別技術(shù)大多是基于傳統(tǒng)的圖像處理方法，雖然目前也有用強(qiáng)學(xué)習(xí)能力的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)去進(jìn)行識(shí)別，但這類方法往往需要大量的訓(xùn)練樣本避免過擬合的風(fēng)險(xiǎn)。截至目前的大多數(shù)方法都是在各種顏色空間中利用信號(hào)燈顏色的先驗(yàn)進(jìn)行分割得到感興趣區(qū)域，然后再通過信號(hào)燈所特有的形狀特征和角點(diǎn)特征等進(jìn)行進(jìn)一步的判定。交通信號(hào)燈識(shí)別技術(shù)四、環(huán)境感知技術(shù)4.5交通標(biāo)志識(shí)別技術(shù)課程導(dǎo)入環(huán)境感知傳感器多傳感器信息融合環(huán)境感知技術(shù)智能網(wǎng)聯(lián)汽車傳感器發(fā)展趨勢(shì)交通標(biāo)志是用文字或符號(hào)傳遞引導(dǎo)、限制、警告或指示信息的道路設(shè)施，是實(shí)施交通管理，保證道路交通安全、順暢的重要標(biāo)志，因此，交通標(biāo)志的識(shí)別技術(shù)是智能網(wǎng)聯(lián)汽車實(shí)現(xiàn)無人駕駛的一項(xiàng)重要技術(shù)。當(dāng)前交通標(biāo)志的檢測(cè)方法主要有兩種，一種是基于顏色特征和圖形特征組合的識(shí)別技術(shù)，是目前較常用的技術(shù)，主要實(shí)現(xiàn)步驟包括圖像預(yù)處理、交通標(biāo)志分割、交通標(biāo)志提取和識(shí)別結(jié)果匹配等步驟；另外一種是基于深度學(xué)習(xí)的識(shí)別技術(shù)，該技術(shù)讓識(shí)別不再依靠具體固定的參數(shù)，而是通過一系列的條件判斷讓系統(tǒng)找到概率最大的目標(biāo)，以此提升識(shí)別的準(zhǔn)確度和靈活性，有效提高了交通標(biāo)志識(shí)別的準(zhǔn)確率及識(shí)別速度，是目前研究熱點(diǎn)。交通標(biāo)志識(shí)別技術(shù)五、智能網(wǎng)聯(lián)汽車傳感器發(fā)展趨勢(shì)5.1集成化，微型化更進(jìn)一步利用微電子機(jī)械系統(tǒng)（MEMS）技術(shù)和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)將微m數(shù)量級(jí)的敏感元件、信號(hào)處理器、數(shù)據(jù)處理裝置封裝在同一芯片上，傳感器具有體積小、功能上的一體化、可靠性高等特點(diǎn)。課程導(dǎo)入環(huán)境感知傳感器多傳感器信息融合環(huán)境感知技術(shù)智能網(wǎng)聯(lián)汽車傳感器發(fā)展趨勢(shì)集成化，微型化五、智能網(wǎng)聯(lián)汽車傳感器發(fā)展趨勢(shì)5.2智能化，多功能化更顯智能智能網(wǎng)聯(lián)汽車上的智能傳感器除了實(shí)現(xiàn)傳感的基本功能之外，還具備自校準(zhǔn)、自補(bǔ)償?shù)裙δ?，更重要的是能夠基于自身邏輯判斷和信息處理能力，?duì)采集的信號(hào)進(jìn)行智能處理。課程導(dǎo)入不同ADAS功能的汽車傳感器布置方案環(huán)境感知傳感器多傳感器信息融合環(huán)境感知技術(shù)智能網(wǎng)聯(lián)汽車傳感器發(fā)展趨勢(shì)總結(jié)智能化多功能化五、智能網(wǎng)聯(lián)汽車傳感器發(fā)展趨勢(shì)5.3多傳感器融合趨勢(shì)保持目前多傳感器融合是MEMS中最熱門的趨勢(shì)，例如，九軸慣性傳感器在一個(gè)封裝內(nèi)整合1顆3軸加速度計(jì)、1顆3軸陀螺儀和1顆3軸磁力計(jì)，同時(shí)具備優(yōu)異的傳感器性能和9自由度(DOF)慣性感應(yīng)功能。課程導(dǎo)入環(huán)境感知傳感器多傳感器信息融合環(huán)境感知技術(shù)智能網(wǎng)聯(lián)汽車傳感器發(fā)展趨勢(shì)九軸慣性傳感器五、智能網(wǎng)聯(lián)汽車傳感器發(fā)展趨勢(shì)5.1軟件與算法將起到關(guān)鍵核心作用隨著“新四化”趨勢(shì)的發(fā)展，汽車電子構(gòu)架不斷革新，汽車硬件體系將逐漸趨于一致，汽車硬件上很難形成差異化，這時(shí)軟件和算法就成為車企競(jìng)爭的核心要素。通過微處理器中的智能算法將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，補(bǔ)償，融合，計(jì)算，校正并實(shí)時(shí)輸出符合精度要求的最終數(shù)據(jù)，如下圖所示。在不同的智能傳感器中會(huì)應(yīng)用到不同的智能算法。智能算法是智能傳感器數(shù)據(jù)處理和融合的核心，也是評(píng)價(jià)不同廠家產(chǎn)品性能的重要標(biāo)準(zhǔn)。智能算法課程導(dǎo)入環(huán)境感知傳感器多傳感器信息融合環(huán)境感知技術(shù)智能網(wǎng)聯(lián)汽車傳感器發(fā)展趨勢(shì)認(rèn)識(shí)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)智能汽車傳感器應(yīng)用技術(shù)一、課程導(dǎo)入大家都知道智能汽車傳感器與感知系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)有哪些功能嗎？課程導(dǎo)入智能汽車傳感器與感知系統(tǒng)故障診斷臺(tái)架二、智能汽車傳感器與感知系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)2.1智能汽車傳感器與感知系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)整體結(jié)構(gòu)課程導(dǎo)入智能汽車傳感器與感知系統(tǒng)故障診斷臺(tái)架本教材作為職業(yè)院校教材，以培養(yǎng)高素質(zhì)技能人才為目的，采用項(xiàng)目化的方式開展理實(shí)一體化教學(xué)，建議搭建以下的實(shí)訓(xùn)環(huán)境和實(shí)訓(xùn)設(shè)備：一間能容納40-50人的理實(shí)一體化的多媒體教室，以及6臺(tái)及以上具有各種典型環(huán)境感知傳感器、滿足安裝、測(cè)調(diào)和仿真等功能的實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，本教材開展的實(shí)訓(xùn)采用的是如下圖的實(shí)訓(xùn)設(shè)備：汽車智能傳感器與感知系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)（后續(xù)簡稱實(shí)訓(xùn)平臺(tái)），后續(xù)章節(jié)將使用它開展相關(guān)的實(shí)訓(xùn)教學(xué)，具體介紹可參考本教材提供的用戶手冊(cè)。二、智能汽車傳感器與感知系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)2.1智能汽車傳感器與感知系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)整體結(jié)構(gòu)課程導(dǎo)入智能汽車傳感器與感知系統(tǒng)故障診斷臺(tái)架三、故障診斷臺(tái)架2.1故障設(shè)置步驟課程導(dǎo)入智能汽車傳感器與感知系統(tǒng)故障診斷臺(tái)架此外，為方便學(xué)生進(jìn)行故障診斷，本教材還配套了故障診斷臺(tái)架（后面簡稱故障診斷臺(tái)），如圖1.9所示，左側(cè)是診斷臺(tái)實(shí)物圖，右側(cè)是其系統(tǒng)原理圖，在原理圖上提供相應(yīng)的診斷接口，方便學(xué)生通過萬用表、示波器等測(cè)量儀器來進(jìn)行排故操作。三、故障診斷臺(tái)架2.1故障設(shè)置步驟在實(shí)際操作過程中，要把診斷臺(tái)的信號(hào)接口線和電源線與實(shí)訓(xùn)平臺(tái)提供的信號(hào)線和電源線連接上。通過上位機(jī)的專用軟件“智能網(wǎng)聯(lián)汽車三位