E34-合集-智能网联汽车技术概论-3

毫米波雷达组成与原理请说说77GHz毫米波雷达主要优势有哪些？1）探测距离越远。带宽越大，天线越小，功率越集中，探测距离越远；2）独特的频段。24GHz为了减少对电信信号与射电天文信号的干扰，欧盟限制了仅用于短程雷达的24GHz车载毫米波雷达的传输功率，而77GHz则相对独特。3）毫米波元件的尺寸比微波小得多，更容易实现小型化。毫米波雷达组成与原理雷达主要测量目标的三个参数：位置、速度和方位角。（1）位置和速度请说说位置和速度如何测量？测量位置和速度的精确方法取决于雷达使用的调制方法，雷达调制就是简单地实现雷达回波识别和传递时间测量，对于雷达发射的电磁波，需要增加标记和时间基准。在车载雷达中，主要采用幅度调制和频率调制两种方法。毫米波雷达组成与原理请说说雷达测距原理是什么？毫米波雷达组成与原理（2）方位角请说说方位角测量的原理与方法。毫米波雷达在智能网联汽车中的应用为了满足不同探测距离的需要，车内安装了大量的短程、中程和远程毫米波雷达。不同的毫米波雷达在车辆的前部、车身侧面和后部起着不同的作用。毫米波雷达可实现自适应巡航控制、前向防撞报警、盲点检测、辅助停车、辅助变道、自主巡航控制等先进的巡航控制功能。毫米波雷达在智能网联汽车中的应用在汽车ADAS系统中，毫米波雷达应用于哪些领域？自适应巡航控制（ACC）、前方避碰报警（FCW）、盲点检测（BSD）、辅助停车（PA）、辅助变道（LCA）等领域。毫米波雷达在智能网联汽车中的应用（1）自适应巡航（ACC）自适应巡航是一种驾驶辅助功能，它可以按照设定的车速或距离跟随前面的车辆，或者根据前面的车速主动控制车辆的行驶速度，最终使车辆与前面的车辆保持安全距离。其优点是可以有效地解放驾驶员的脚，提高驾驶舒适性。请说说自适应巡航的工作原理？毫米波雷达在智能网联汽车中的应用请说说ACC系统开启方法。ACC系统开启ACC系统结构与原理毫米波雷达在智能网联汽车中的应用自适应巡航视频演示自动驾驶第一步ACC自适应巡航自适应巡航控制如何工作汽车智能驾驶行为决策行为决策层汇集了所有重要的车辆周围信息，不仅包括汽车本身的当前位置、速度、方向和所在车道，还包括汽车一定距离内与感知相关的所有重要障碍物体信息和预测轨迹，在所获得信息的基础上来确定汽车的驾驶策略。主要包括预测算法、行为规划和动作规划等。汽车智能驾驶行为决策1.预测模块请说说预测模块的功能与预测的原理是什么？汽车智能驾驶行为决策2.行为规划行为规划是根据路径规划目标，结合环境感知模块对驾驶环境的描述，以及预测模块对驾驶环境变化趋势的预测，对车辆需要采取的行为作出规划。请说说行为规划的具有方法？汽车智能驾驶行为决策3.动作规划动作规划模块的功能根据路径规划给出的轨迹、行为规划确定的驾驶模式，按照特定的动作去跟随轨迹。这些具体的动作规划发送给执行机构实现车辆的运动控制。将当前的道路系统处理为有向网络图，这种有向网络图中可以表示道路和道路之间的各种连接、交通规则、道路宽度等，每一个有向边都带权重。然后，汽车的路径规划问题就变成了在路网图中，为了使汽车能从从A点位置到达B点位置，在一定方法的基础上，选择最优路径，这就使路径规划问题成为有向网络图搜索问题。汽车智能驾驶行为决策智能网联汽车路径规划中的路由寻径也是解决汽车从A点到达B点的路由问题，但由于输出结果没有被驾驶员使用，而是给下游行为决策和行动规划等模块作为输入，因此路径规划的层次应该是更深入到高精度地图所使用的车道级别。例如，箭头线段代表高精度地图级别的道路划分和方向，车道1，车道2，……，车道8构成一系列用于路由输出的路由段序列，汽车地图级别的车道划分与实际的自然道路划分不一致，例如，车道2、车道5和车道7都表示由地图定义绘制的“虚拟”转弯车道。同样，一条较长的实际道路也可分为若干车道。作为整个汽车决策控制规划系统的最上游模块，寻路模块的输出依赖于高精度地图的绘制。汽车智能驾驶行为决策基于高精度地图定义的路网道路划分和最优策略的定义下，路由模块需要解决的问题是计算从起点到终点的最优道路行程序列，其中车道、起始位置、终止位置称为路由片段，道路由车道线来标识，起始位置和终止位置分别代表道路上的起始纵向距离和终点纵向距离。例如，将汽车在高精地图的车道寻径问题抽象为带权重的有向图上最短路径搜索问题，路由选择模块首先根据车道级别的高精度地图，在所有可能经过的车道上分散撒点，这些点称为车道点。代表汽车可能经过的车道上的位置抽样，在这些点之间通过有向边连接。车道点之间的连接权表示汽车从一个点移动到另一个点的潜在代价。在这种有向加权图的问题抽象下，可以用一种算法来实现路由寻径问题。汽车智能驾驶的执行控制车辆动力学是自动驾驶车辆控制的基础。简易的二自由度车辆动力学模型又称为自行车模型，描述了车辆纵向、侧向、横摆等基本的运动状态，体现了车辆运动过程中典型的轮胎侧偏特性，可以对绝大多数应用场景下车辆运动状态进行比较准确的描述。请说说线性二自由度模型具体的作用有哪些？汽车智能驾驶的执行控制自动驾驶要实现对车辆的运动和车身电器进行自动控制，需要相应的线控系统来满足，其中车身电器系统用于实现对车辆内外部灯光、车门以及人机交互界面等内外部交互的控制，底盘线控系统用于实现对车辆运动的控制。底盘线控制系统包括转向、制动、驱动控制，其中制动部分包括行车制动、驻车制动与辅助制动，驱动系统包括发动机/电机/混合动力控制、传动系统控制等。汽车智能驾驶的执行控制1.转向系统线控转向系统通过在方向盘到车轮间增加主动控制电机，实现对转向系统的主动控制。在传统的电助力转向车辆中，可以通过对助力电机的主动控制实现主动转向，但是也需要在驾驶人干预时主动控制系统能够及时退出，满足人工控制优先的控制需求。请说说线控转向系统的主要作用有哪些？汽车智能驾驶的执行控制请说说根据电机在转向系统中的安装位置，转向助力系统可以分为哪几种？汽车智能驾驶的执行控制2.驱动系统驱动系统是较早实现主动线控控制的系统。比如电子节气门就是一种典型的线控驱动控制方式，发动机控制系统采集油门踏板角度，然后根据油门踏板角度与节气门开度之间的关系，控制节气门，实现非机械结构连接的驱动控制。随着电驱动系统的发展，混合动力、插电式混合动力、纯电动汽车得到了广泛应用，也进一步为线控驱动系统的发展提供了便利的条件。汽车智能驾驶的执行控制在各类线控驱动控制系统的核心是整车控制器，通过油门踏板、档位以及汽车运动状态，判断驾驶人或者自动驾驶系统的操纵或者控制意图，然后通过对自动变速箱、发动机（或电机、或发动机与电机组合）的动力控制，实现主动驱动控制。毫米波雷达在智能网联汽车中的应用（2）自动紧急制动（AEB）请说说什么是自动紧急制动？工作原理是什么？毫米波雷达在智能网联汽车中的应用（3）前方防撞预警功能（FCW）请说说什么是前方防撞预警功能？工作原理是什么？毫米波雷达在智能网联汽车中的应用毫米波雷达在智能网联汽车中的应用（4）变道辅助系统请说说什么是变道辅助系统？工作原理是什么？毫米波雷达在智能网联汽车中的应用变道辅助系统视频演示巴尼菲毫米波盲点监测变道辅助系统变道辅助系统标定毫米波雷达在智能网联汽车中的应用（5）多传感器融合请说说什么是多传感器融合技术？有哪些优势？毫米波雷达在智能网联汽车中的应用多传感器融合视频演示毫米波雷达在智能网联汽车中的应用毫米波雷达与摄像头的融合毫米波雷达在智能网联汽车中的应用（6）软件算法学习请说说什么是软件算法学习系统？有哪些优势？毫米波雷达在智能网联汽车中的应用ADAS算法演示激光雷达03激光雷达的功用1.激光雷达类型与工作原理什么是激光雷达？有哪些作用？激光雷达（LiDAR）是集激光、全球定位系统（GPS）和IMU惯性测量装置三大技术为一体的系统。激光雷达的功用激光雷达由那些部件组成？请说说它的工作过程。激光雷达的功用请说说激光雷达的工作原理。典型激光雷达接收系统采用了各种形式的光电探测器，如光电倍增管、半导体光电二极管、雪崩光电二极管、红外线和可见光多元探测器。激光雷达使用两种工作模式：脉冲和连续波。根据探测原理，探测方法可分为米散射、瑞利散射、拉曼散射、布里渊散射、荧光、多普勒等。激光雷达的功用请说说汽车激光雷达的三维立体图像是怎么形成的？激光雷达的功用实时激光雷达一般分为16线、32线和64线，雷达测距的精度非常重要，以16线激光雷达为例，它具有2°角分辨率，如果行人在50米以外，只有一条激光脉冲线。显然不能区分行人的轮廓。它也可以在白天利用摄像头进行分辨。但如果是在夜间，激光雷达难以单独识别，毫米波雷达只能识别障碍物，对热敏信息无法识别。激光雷达的功用精确测量目标位置（距离和角度）、运动状态（速度、振动和姿态）以及目标的形状检测、识别分辨和跟踪。高频激光器可以在一秒钟内获得106～107个数量级的位置点云信息，并根据这些信息进行三维建模。除了获得位置信息外，它还可以通过激光信号的反射率初步区分不同的材料。激光雷达的功用目标的径向速度可以通过反射光的多普勒频移来确定，激光雷达发射的激光照亮物体，被物体散射并返回激光接收器接收。激光测量模块根据发射前后的激光信息处理三维坐标、距离、方位角、反射强光等数据，其中，由于不同物体的反射率不同，激光雷达可以根据回波的反射光强（0～255级）来区分物体的不同区域，其精度可达毫米级。激光雷达的功用基于点云的目标检测比较成熟的处理流程分割地面点云聚类特征提取分类在点云中对地面的过滤和点云的分割聚类，需要将对分割出来的对象进行特征提取，然后去训练一个分类器实现对这些对象的分类，这是一种基于激光雷达的目标检测方法。随着深度学习在图像视觉领域的发展，一类基于单纯的深度学习模型的点云目标检测方法被提出和应用。例如，CNN卷积神经网络+CRF条件随机场这样的结构。CRF推理应用于语义标记的关键思想是将标签分配（对于像素分割来说就是像素标签分配）问题表达为包含类似像素之间具有一定标签协议的假设的概率推理问题。CRF推理能够改进像素级标签预测，以产生清晰的边界和细粒度的分割。CRF推理模型激光雷达的功用三维激光雷达按使用方式的不同分为实时激光雷达和非实时激光雷达，请说说什么是实时激光雷达？什么是非实时激光雷达？在应用上各有什么特征？激光雷达的功用请说说激光雷达具有哪些优点？激光雷达环境感知毫米波雷达环境感知激光雷达的功用为实现无人驾驶目标，目前较好的整体解决方法是什么？车辆辅助驾驶和无人驾驶的整体解决方法是激光雷达+多传感器融合算法+高性能嵌入式算法控制板+可视化界面配置软件，采用单线或多线激光雷达+摄像头+毫米波雷达检测车辆周围的道路环境，实现多传感器功能互补。采用数据融合算法提取道路的车道线信息、障碍物属性和障碍物运行状态信息，综合分析给出警告信息，提醒驾驶员对车辆进行相应的控制，确保安全驾驶。多传感器融合处理相关流程请参考下一页。激光雷达的功用传感器融合激光雷达的功用无人驾驶技术案例：激光雷达的功用激光雷达在民用级别有哪些类型，分别应用场景是什么？三维激光雷达分为哪几种雷达？激光雷达的功用2.固态激光雷达固态激光雷达具有数据采集速度快、分辨率高、对温度和振动适应性强等优点。通过光束控制，探测点（点云）可以任意分布，例如在高速公路上主要扫描前方远处。侧方扫描是稀疏的，但不是完全忽略侧面稀疏扫描，在十字路口可以加强侧面扫描。机械激光雷达只能以恒定的速度旋转，不能进行如此精细的操作。固态激光雷达通常分为相控阵、Flash和MEMS三种类型激光雷达的功用（1）相控阵固态激光雷达固态激光雷达采用相控阵原理实现，完全消除了机械结构，通过调整发射阵中各发射单元的相位差来改变激光的出射角。光学相控阵通常由其相位的电子束扫描控制，因此也被称为电子扫描技术。光学相控阵激光雷达的核心技术包括光学相控阵、光学集成电路和远场辐射模式，它是一种没有机械固件的纯固态激光雷达。激光雷达的功用（2）Flash固态激光雷达Flash激光雷达是一种发射面阵光的非扫描雷达，是一种聚焦于二维或三维图像的激光雷达。虽然稳定性和成本都很好，但主要问题是探测距离很近。基于三维闪光技术的固态激光雷达在技术可靠性方面存在问题。激光雷达的功用（3）MEMS固态激光雷达MEMS固态激光雷达是指将所有机械部件集成到一个芯片中，通过半导体工艺生产的MEMS。它消除了机械旋转结构，从根本上降低了激光雷达的成本。激光雷达的功用固态激光雷达可以探测150米的距离。响应速度快，控制电压低，扫描角度大，价格低。根据线束数量，固态激光雷达可分为单线激光雷达和多线激光雷达。顾名思义，单行激光雷达扫描一次只能产生一条扫描线，得到的数据是二维数据，因此无法区分目标物体的三维信息。单光束激光雷达由于其测量速度快、数据处理能力低，在安全防护、地形测绘等领域得到了广泛的应用。传统的激光雷达扫描视野很小，如果想要观察360度°则需要添加一些激光雷达，激光雷达行数越多，覆盖角越大。激光雷达的功用固态激光雷达可以探测150米~200米的距离。根据线束数量，固态激光雷达可分为单线激光雷达和多线激光雷达。单行激光雷达扫描一次只能产生一条扫描线，得到的数据是二维数据，因此无法区分目标物体的三维信息。单光束激光雷达由于其测量速度快、数据处理能力低，在安全防护、地形测绘等领域得到了广泛的应用。传统的激光雷达扫描视野很小。如果想要观察360度°则需要添加一些激光雷达，激光雷达行数越多，覆盖角越大。激光雷达的功用多线激光雷达可以同时产生多条扫描线。多线产品包括4线、8线、16线、32线、64线，分为2.5D激光雷达和3D激光雷达。2.5d激光雷达与3d激光雷达的最大区别是激光雷达的垂直视场范围，前者的垂直视场一般不超过10°，而后者可达到30°～40°，这就导致了两者在汽车上的安装位置要求不同。激光雷达的功用3.机械式旋转型激光雷达三维旋转扫描激光雷达一般安装在车辆顶部，可对道路、桥梁、护栏、立交桥、隧道、交叉口等基础设施、道路车辆、自行车、行人、道路障碍物等目标进行三维逐点扫描，目标的轮廓和位置信息形成三维激光雷达扫描点云地图。激光雷达的功用请说说机械激光雷达的原理？机械激光雷达依靠旋转部件来控制激光发射的角度，而固态激光雷达则依靠电子元件来控制激光发射的角度。由于内部结构的原因，两种激光雷达的尺寸不同。机械激光雷达体积大，价格昂贵，测量精度高，通常放置在车外。激光雷达的功用激光雷达应用场景视频演示激光雷达在智能网联汽车中的应用请思考：激光雷达在智能网联汽车中的应用有哪些应用场景？车道线检测目标分类与运动跟踪激光雷达在智能网联汽车中的应用（1）定位导航在运动定位中，位置传感器提供了智能车的大致的定位信息，在此基础上，激光雷达从环境中感知的信息用来在小范围内和已知地图匹配，实现对位置传感器定位的校正。激光雷达在定位中的最主要的作用就是对位置传感器定位的校正。激光雷达在智能网联汽车中的应用（2)障碍检测及运动目标跟踪根据激光雷达数据的特点，利用点和线段特征来描述环境；提取出当前时刻的点或线段特征，与已知地图进行匹配，从而得到车辆的位姿估计。这种方法需要建立环境的地图，并在已知地图的基础上进行定位，解决对环境地图的描述和地图自动生成问题、环境地图的匹配问题、以及定位的精度问题。在无人驾驶系统中，实现障碍物的检测常用的传感器有双目立体相机、激光雷达等。相比于双目立体相机，激光雷达在深度信息的准确性以及检测范围上要更为出色。激光雷达在智能网联汽车中的应用(3)在车辆检测与智能交通信号控制中的应用在重要交通路口的信号控制系统中，通过地面三维激光扫描仪对道路一定距离进行连续扫描，可以获得道路上的实时、动态的车流量点云数据，可以得到高精度的车流DEM数据，利用这些车流DEM数据可以获取道路车辆到达信息。弥补视频检测和监控的不足，使智能交通信号控制系统能够获取实时的交通模型和车流实时信息反馈，并检测车辆排队长度，预测短暂未来交通流趋势，从而实时调整周期、绿信比和相位差以适应不同的交通流，减少拥堵，降低延误，提高道路通行能力。激光雷达在智能网联汽车中的应用请说说激光雷达的优点与缺点？第九章智能网联汽车操作系统与平台应用XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX学校/学院学习目标1了解Linux操作系统的特点及其在智能网联汽车中的应用2了解ROS的特性及其在智能网联汽车中的应用3了解Gazebo的特点及其在智能网联汽车中的应用智能网联汽车的操作系统——Linux01智能网联汽车的操作系统——Linux视频参考：智能网联汽车的操作系统——Linux目前常用的Linux发行版本主要为Ubuntu、RedHat、CentOS、Debian、FedoraCore、SuSE、Gentoo、Arch、Kali、Slackware等。智能网联汽车的操作系统——LinuxLinux操作系统的架构组成Linux是一种广泛使用的嵌入式操作系统。嵌入式系统是以应用程序为中心，以计算机技术为基础，软硬件可以更具需要进行增减，主要用于对功能、可靠性、成本、大小、功耗和其他特殊的计算机系统。嵌入式系统通常包括硬件和软件，硬件包括嵌入式处理器、内存和各种外围设备。软件部分包括嵌入式操作系统和用户应用程序。Linux代码是完全开放的，Linux内核是操作系统的灵魂，包括内核的抽象和对硬件资源的间接访问，Linux以统一的方式支持多任务处理。此方法对用户进程和每个进程