智能网联汽车概论 课件 （第1版） 项目五 智能网联汽车先进驾驶辅助与安全预警系统

01先进辅助系统认知1掌握ADAS的含义2熟悉ADAS系统的组成和主要功能3掌握ADAS系统的工作原理学习目标请说说：ADAS的含义？（1）ADAS的含义素材来源于网络，此视频仅用于教学，不作任何商业使用高级驾驶辅助系统（AdvancedDrivingAssistanceSystem）是利用安装在车上的各式各样传感器（毫米波雷达、激光雷达、单\双目摄像头以及卫星导航），在汽车行驶过程中随时来感应周围的环境，收集数据，进行静态、动态物体的辨识、侦测与追踪，并结合导航地图数据，进行系统的运算与分析，从而预先让驾驶者察觉到可能发生的危险，有效增加汽车驾驶的舒适性和安全性。观看完视频请回答问题下列问题？1.该视频介绍的是哪个品牌的车辆？2.该视频介绍了那种先进辅助驾驶功能？3.该驾驶功能的作用是什么？ADAS具有更快捷的主动安全技术信息处理，使驾驶员能够在尽可能短的时间内发现可能发生的危险，以引起注意并提高安全意识。观察右图：请说说ADAS使用了哪些传感器？这些传感器的作用是什么？安装的位置在哪里？2.ADAS关键元器件的组成（1）预警系统1）基础型后视摄像头。请说说基础型后视摄像头的作用与功能有哪些？2）前视摄像头。请说说前视摄像头的作用与功能有哪些？3）传感器。请说说传感器的作用与功能有哪些？4）环视泊车辅助系统。请说说什么是环视泊车辅助系统？5）77GHz雷达系统。请说说77GHz雷达系统的作用是什么？（2）驾驶员辅助系统请说说驾驶辅助系统的组成与工作原理是什么？组成：GPS和CCD摄像头检测模块、通信模块和控制模块。工作原理：GPS和CCD摄像头检测模块通过GPS接收机接收GPS卫星信号，获取车辆的经纬度坐标、速度、时间等信息，并利用安装在车辆前后的CCD摄像头实时观察道路两侧的情况。通信模块可以在相互靠近的车辆之间实时传输检测到的相关信息和驾驶信息，控制模块可以在发生事故时主动控制，从而避免发生事故。1）GPS模块和CCD摄像头检测模块（见左图）。请说说GPS模块和CCD摄像头检测模块的作用与功能是什么？右图：Mobileye发布第四代ADAS视觉处理器芯片组技术原理框图2）通信模块。请说说通信模块的作用与功能是什么？驾驶辅助系统依靠车辆之间的状态信息进行相互通信和监控驾驶状态，从而保护驾驶安全，包括调整驾驶状态和避免恶性碰撞。目前，现有的系统可以向驾驶员发出危险情况的警告，但不能自行制定预防措施，系统弥补了这一缺陷。使用即时网络传输的信息主要有两种，是哪两种？3）控制模块。请说说控制模块的主要作用与功能是什么？早期ADAS技术主要基于被动预警，当车辆检测到潜在危险时，提醒驾驶员注意异常车辆或道路状况。全国汽车标准化技术委员会于2019年1月4日发布了《道路车辆先进驾驶辅助系统(ADAS)术语及定义》，其中ADAS驾驶辅助系统主要覆盖了哪些技术？前向碰撞预警forwardcollisionwarning:FCW后向碰撞预警rearcollisionwarning:RCW车道偏离预警lanedeparturewning:LDW变道碰撞预警lanechangingwarning:LCW盲区监测blindspotdetection;BSD……ADAS的工作原理是什么？ADAS的工作原理是基于不同的传感器技术。77GHz雷达传感器可以测量前方车辆的速度和两辆车之间的间隔，同时监测车辆的速度和间隔。该传感器发射激光脉冲，并能检测从其他物体反射的光束，与其他物体的间隔可以通过信号延迟的时间来计算。在实际的车辆传感器应用中，通常一个传感器只能实现一个功能，协作功能允许系统通过软件轻松实现。如果将复合传感器应用到汽车上，这些传感器提供的数据可以融合在一起。在防碰撞系统中，检测可靠性的提高使得系统干预和预警更容易、有效，ADAS系统实际上是将车辆视为一个完整的系统，该系统由各种相互作用的部件组成。ADAS技术应用还包括算法和软件以及人机界面的交互（视觉、听觉、触觉反馈），算法和软件技术可以对传感器获得的数据进行处理和分析，以获得汽车周围环境行为意识（例如其他车辆的技术动作轨迹等），并对交通状况进行分类。通过检测目标物体，驾驶员可以及时得到通知或警告,提醒驾驶人员及时做出反应。ADAS系统实际上是将车辆视为一个完整的系统，该系统由各种相互作用的部件组成。每个系统主要由三个程序组成，请详细说明是哪三个程序？02ADAS在智能网联汽车中的应用请说说ADAS与无人驾驶的区别SAE的自动驾驶定义根据美国国家公路交通安全管理局和美国汽车工程师学会定义，分为五个等级，请说说是哪五个等级？驾驶类别分级SAE名称转向和变速操作监控驾驶环境极端驾驶情况的应对系统作用范围辅助驾驶（人类驾驶员监控环境）0无自动化人类驾驶员人类驾驶员人类驾驶员无1辅助驾驶人类驾驶员与系统人类驾驶员人类驾驶员部分2部分自动化系统人类驾驶员人类驾驶员部分自动驾驶（自动驾驶系统监控环境）3有条件自动化系统系统人类驾驶员部分4高度自动化系统系统系统部分无人驾驶5完全自动化系统系统系统全部汽车无人驾驶各阶段的功能是如何定义的？级别定义定义说明L0无自动驾驶具备一些预警功能，如防碰撞预警、车道偏离预警功能等L1驾驶辅助可以控制车辆的刹车、加速，具有简单的ADAS功能，如车道保持、定速巡航、自动紧急制动等L2部分自动驾驶可以控制车辆的转向，如一键泊车、自适应巡航功能等L3有条件自动驾驶高速公路正常行驶工况，市区无车道干涉路段L4高度自动驾驶高速公路全部工况及市区有车道干涉路段L5完全自动驾驶完全自动化素材来源于网络，此视频仅用于教学，不作任何商业用途目前智能汽车的主流技术主要是通过环境感知、位置映射、认知规划和控制执行等模块来实现的。环境感知主要采用摄像头和超声波、毫米波、激光雷达等多种传感器技术，定位测绘与地图的构建采用V2X通信与导航芯片，认知规划的核心是算法和处理芯片，采用电源管理芯片和功率器件技术来提高控制执行动作与功能的稳定性。车辆检测的主要方法有哪些？各有什么特征？应用实例--特斯拉特斯拉Autopilot2.0L2级（如图2-15所示）智能驾驶汽车拥有三个前视摄像头，三个后视摄像头，两个侧视摄像头，12个超声波雷达和一个安装在车身上的前毫米波雷达。应用实例—奥迪国内ADAS智能硬件产品在L2、L3级产品的应用相对成熟，百度的L4级技术的研发也已经初步形成产品。L3主动安全智能控制系统由先进辅助驾驶（ADAS）、驾驶员监控系统（DMS）和智能交通云控制平台组成。它不仅具有车道偏离、前方碰撞预警、自动应急系统等功能，还可以实现车辆的终端报表数据查询和存储监控等主要安全态势分析。百度--阿波龙应用实例—百度汽车的智能化与网联化技术发展的终极目的是实现真正的无人驾驶，也就是完全的自动驾驶，驾驶完全交给无人驾驶系统。无人驾驶车辆中可能只有一个启动/停止按钮，没有方向盘、油门、刹车、离合器，在行驶时根本不需要驾驶员去踩油门加速或踩刹车，不需要方向盘来操控汽车的方向，只要告诉汽车要到什么地方，车辆会自动启动将你送到目的地，至于如何去，开多快的速度，所有的决策都是汽车自己来决定，并且汽车还能与你一起交流一些你感兴趣的话题。在未来，汽车与人的关系也会更加机智，汽车就是一个人工智能机器人，最终实现汽车与人的思维与行为意识的互动以及语言的交流。01智能网联汽车安全预警系统ADAS有两条技术路线，请回答有那两条技术路线？汽车预警系统主动干预系统技术更新主动安全与被动安全系统融合车道偏离预警定义：车道偏离预警系统是一种通过获取环境信息，对潜在车道偏离的自主性进行智能决策，辅助提醒驾驶员，进行预警的系统。获取环境信息：通过智能网联汽车环境感知技术获取路面车道信息，如视觉传感器、激光雷达。自主性：转向灯开启，车道偏离为自主性变道操作；转向灯不开启，车道偏离为无意识的车道偏移，如疲劳驾驶；智能决策：通过智能决策算法对获取的信息进行判断，依据当前行驶状态给出实时分级指令。预警提示：根据智能决策的指令，实时完成车辆预警，如图标警示信号，警示声音。应用场景车道偏离系统的应用可以很好地处理疲劳驾驶导致的无意识睡眠的情况，避免事故的发生。长时间开车、单调的车辆外部环境容易引起驾驶员的疲劳驾驶，人在疲劳的状态下，会导致无意识睡眠，进而发生事故。车道偏离预警系统的信息感知车道偏离预警系统通过合适的感知技术，获取地面车道信息、车辆行驶轨迹，信息处理后传输给智能决策系统进行下一步操作；合适的感知技术：需要提取和处理的信息包括：地面车道信息，车辆行驶轨迹两个方面。1基于高精度地图定位的车道信息获取与处理：卫星定位、电子地图匹配；2基于视觉传感器的车道信息获取与处理：图片获取、图片预处理、车道识别、车道中心线计算；定义：前碰预警系统是一种通过获取环境信息，对行驶前方的潜在碰撞风险进行智能决策，辅助提醒驾驶员，进行碰撞预警的系统。获取环境信息障碍物信息：如视觉传感器、毫米波雷达、激光雷达。障碍物信息：本车与前方障碍物的相对距离、相对速度等空间方位信息；智能决策：通过智能决策算法对获取的信息实时分级指令。车辆控制：根据智能决策的指令，实时完成车辆分级控制，如警示信号，警示声音、碰撞准备、辅助刹车等。前碰预警系统前碰预警系统的应用可以很好地处理安全车距不足的情况，避免追尾事故的发生。1一级预警：有一定的安全车距，系统通过图示、声音的方式警示驾驶员，提醒驾驶员控制车距；2二级预警：刹车距离减小，安全车距缩小，系统通过图示、声音的方式警示驾驶员，提醒驾驶员进行刹车操作；3三级预警：刹车力不足，系统干预，辅助驾驶员进行车辆控制，收紧安全带，减轻伤害；前碰预警实现的条件①合适的环境感知技术：1.同学们觉得要需要哪些传感器？2.感知距离应该是多少？②前方障碍物信息识别：1.需要识别哪些信息？①前碰预警系统的使用需要兼容低速、高速行驶工况，因此需要探测的距离在200以上，因此适合的环境感知技术就是：视觉传感器、毫米波雷达、激光雷达。②需要识别障碍物的相对位置、