车联网技术与应用课件：车联网认知

车联网认知

车联网认知令情景导入2018年工业和信息化部印发《车联网(智能网联汽车)产业发展行动计划》任务1车联网认知令任务目标口知识目标：

1.了解车联网的产生、发展历程；2.理解车联网与智能汽车、智能交通的关系；口能力目标：1.合理使用通用工具和专用仪器；2.查阅技术文件，简要分析车联网功能；3.了解《车联网集成应用》职业技能等级标准的工作领域；口素质目标：

1.认识到高质量发展的意义；2.认识到新型工业化、车联网(智能网联汽车)产业发展意义。communicatio通信能够实现物理本体不移动的情况下把信息传输出去，即远端的通信。任务1车联网认知一、车联网的产生

历史上第一次汽车长途行驶：•1886年，贝莎·本茨在没有告知丈夫且未得到当局批准的情况下，从德国曼海姆驾车前往普福尔茨

海姆，全程约106公里。

历史上第一次无线电通信：•1888年，德国物理学家海因里希·鲁道夫·赫兹，证实了麦克斯韦的电磁学理论，电磁波可以在空中

传播。•1895年，意大利物理学家马可尼，成功地把无线电信号发送到了1.5英里(2.4km)的距离。汽车能够实现物理本体的转移，即通过汽车等工具实现人或货物的地域转移。n任务1车联网认知一、车联网的产生令车联网起源于交通管理口历史上第一次机动车事故：•1769年，法国陆军工程师古诺发明了蒸汽汽车，在试车时转向系统失灵撞上兵营的外墙，车辆近乎报废。口历史上第一个交通信号灯：•1868年，英国伦敦威斯米斯特议会大楼前的十字路口安装了1个交通信号灯，顶端悬挂着红、绿两色可旋转的壁板式煤气灯。通过灯下站着的警察手动控制。任务1车联网认知一、车联网的产生令车联网起源于交通管理口历史上第一套电力信号灯系统：•1914年，美国俄亥俄州克利夫兰市交通信号灯公司在警官LesterWire红绿黄灯发明的基础上进行改进，制作了一套电力信号灯系统。口晶体管技术使交通信号灯逐渐实现了自动化控制•1947年晶体管技术诞生后，交通信号灯逐渐实现了自动化控制。但是交通信号灯通常设置在道路交叉口，无法覆盖整条道路，无法监控、管理整条道路的交通。口智能交通系统(IntelligentTransportationSystem，ITS)•将先进的信息技术、通信技术、传感器技术、电子控制技术以及计算机技术等有效地综合运用于整个交通运输管理体系，从而建立起一种大范围内、全方位发挥作用的，实时、准确、高效的综合运输和管理系统。任务1车联网认知一、车联网的产生令智慧交通、智能汽车促使车联网进化口历史上第一个“无人驾驶汽车”•1925年，美国陆军工程师霍迪纳发明了一种无线电操纵汽车队列，他在后车通过无线电操控前车完成启动、转向、加速、制动、鸣笛等动作。•霍迪纳的无线电操纵汽车并不是真正的自动驾驶，但给公众留下了深刻的印象，一定程度上推动了无人驾驶汽车的发展。口历史上上第一辆自动导航汽车•1956年，美国通用汽车公司展示了一辆Firebird

II概念车，该车配有

无线电信号接收装置，能够接收预先埋设在公路下方设备发射脉冲信号，从而实现自动导航与驾驶控制。•1971年，英国交通与道路研究实验室(Transport

andRoadResearchLaboratory

，TRRL)展示了一款和通用汽车公司类似的电脉冲技术

实现自动驾驶的汽车，据称试验该汽车的道路，负载率提高50%，

交通事故率下降40%。任务1车联网认知一、车联网的产生令智慧交通、智能汽车促使车联网进化路数字化道路成为趋势车智能网联不断升级任务1车联网认知一、车联网的产生令智慧交通、智能汽车促使车联网进化高级阶段：全面智能化初级阶段：信息传输中级阶段：车辆控制任务1车联网认知二、车联网与智能汽车、智能交通系统的关系2016年10月，中国汽车工程学会在《节能与新能源汽车技术路线图》中定义：智能网联汽车是搭载先进的车载传感器、控制器、执行器等装置，融合现代通信与网络技术，实现V2X智能信息交换共享，具务复杂的环境感知、智能决策、协同控制和执行等功能，可实现安全、舒适、节能、高效行驶，并•智能网联汽车是智能交通系统中的智能汽车与车联网交集的产品。•智能网联汽车本身具备自主的环境感知能力，也是智能交通系统的核心组成部分，是车联网体系的一个结点，通过车载信息终端实现与车、路、行人、业务平台等之间的无线通信和信息交换。•智能网联汽车的聚焦点是在车上，发展重点是提高汽车安全生，其终极目标是无人驾驶汽车•车联网的聚焦点是建立一个比较大的交通体系，

发展重点是给汽车提供信息服务•终极目标是智能交通系统；无人驾驶汽车是汽车智能化与车联网的完美结合。最终可替代人来操作的新一代汽车。任务1车联网认知三、车联网的发展历程

萌芽期令车联网的萌芽期，与“Telematics”(车载信息服务，指应用无线电通信技术的车载计算机系统)混淆。令20世纪30年代，收音机逐渐成为汽车的标准配置，是汽车与通信技术的早期结合，但收音机只能单向的接收无线电信号。任务1车联网认知三、车联网的发展历程

早期研究阶段令车辆和路边固定位置设备间的V2I通信，向行驶车辆提供可靠的导航辅助，通信距离较短令信息分发服务和双向通信服务，依然未能解决车-车通信的问题•1966年，通用汽车推出DAIR(DriverAid，Information

and

Routing)系统，提供救援、信息

服务与路径导航服务•

1996年，通用汽车在DAIR系统的基础上推出世界最早的车联网系统，命名为OnStar

(安吉星)，并增加了远程诊断技术•

2018年，欧盟规定9座以下乘用车和3.5吨以下商用车强制配备eCall系统。任务1车联网认知三、车联网的发展历程

高速发展期令随着蜂窝移动通信技术的发展，车联网迎来高速发展期令围绕车载信息服务、移动娱乐与消费、智能驾驶三方面，逐渐实现车-车通信、车-云通信。•随着物联网(Internet

of

Things

，IoT)技术和智能交通系统的发展，车联网概念改为“汽车移动物联网”。•

狭义车联网，是指通过装载在车辆上的电子标签通过无线射频等识别技术，实现在信息网络平台上对车辆的属性和静、动态信息进行提取和有效利用，并根据不同的功能需求对车辆的运行状态进行有效监管和提供综合服务的系统。•

广义车联网，包括基于车与车、车与道路基础设施、车与行人以及车与后台数据中心或者车与云端(VehicletoCloud

，V2C)等车与其他实体之间的信息交互，又称为V2X。任务1车联网认知三、车联网的发展历程

车联网的定义令世界电动车协会(World

Electric

Vehicle

Association

，WEVA)对车联网的定义，是利用先进传感器技术、网络技术、计算技术、控制技术、智能技术，对道路交通进行全面感知，对每部汽车进行交通全程控制，对每条道路进行交通全时空控制，实现道路交通“零堵塞”、“零伤亡”和“极限通行能力”的专门控制网络。可见，车联网运用了先进的信息通信技术，即对车进行控制，又对道路进行控制，与智能网联汽车概述密切相关。令中国信息通信研究院《车联网白皮书(2017)》对车联网的定义，是借助新一代信息和通信技术，实现车内、车与车、车与路、车与人、车与服务平台的全方位网络连接，提升汽车智能化水平和自动驾驶能力，构建汽车和交通服务新业态，从而提高交通效率，改善汽车驾乘感受，为用户提供智能、舒适、安全、节能、高效的综合服务。网络连接、汽车智能化、服务新业态，是车联网的三个核心。令车内网是指通过总线技术建立的一个标准化整车网络；令车际网是指基于专用短距离通信(DedicatedShort

Range

Communication

，DSRC)技术与LTE-V2X技术构建的实现车与车和车与路侧设备的中短距离通信的动态网络；令车云网(也称车载移动互联网)是指车载终端通过3G/4G/5G等通信技术与Internet和云端进行远程无线连接的网络。任务1车联网认知三、车联网的发展历程

车联网的架构任务2车联网技术分级令情景导入2021年中国率先发布全球首个车路协同技术白皮书任务2车联网技术分级令任务目标口知识目标：

1.了解车联网参考模型；

2.理解车联网技术分级；

3.了解DSRC、LET-V2X、C-V2X概况；口能力目标：

1.合理使用通用工具和专用仪器；2.查阅技术文件，分析车联网功能的技术分级；3.了解《智能汽车大数据管理与应用》职业技能等级标准的工作领域；口素质目标：

1.培养团队协作等社会能力；

2.培养科学探究精神和严谨工匠精神；

3.培养爱国主义情怀和民族自信。令1985年，ISO推出OSI(OpenSystemInterconnect

，OSI)开放系统互联模型，定

义了七层框架令物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层，每一层实现各自的功能和协议，并完成与相邻层的接口通信。令OSI参考模型是一个逻辑结构，而不是一个具体的计算机设备或网络，其意义在于给不同网络体系提供了统一的框架，使任何两个参考OSI模型的网络体系之间可以进行通信。任务2车联网技术分级一、车联网参考模型令随着车联网技术与产业的发展，车联网的内涵从交通管理延伸到智能网联汽车和智慧交通体系，包括车内网、车际网和车云网等3个体系架构，涉及到的通信技术非常复杂，并且仍然在发展中。令作为物联网的一种行业应用，参照OSI参考模型，车网联逻辑架构可以划分为感知层、

网络层和应用层等3层任务2车联网技术分级一、车联网参考模型1.感知层令进行车辆自身与道路交通信息的全面感知和采集，是车联网的神经末梢，对车辆自身属性以及车辆外在环境如道路、人、车等静、动态属性的提取。令感知层的数据来源包括多个部分.对车辆自身的感知，例如速度、加速度、位置、横摆角速度等，主要通过读取CAN总线、GPS和其他感知设备.对周围车辆行驶状态的感知和道路环境的感知，周围车辆的位置、方位、速度、航向角等数据通过车际通信获取，例如交通信号状态、道路拥堵状态通过车路通信获取.通过与后台及第三方应用交互来获取更多的数据，比如天气数据、公交车优先调度请求等。任务2车联网技术分级一、车联网参考模型2.网络层令通过制定满足业务传输需求的能够适应通信环境特征的网络架构和协议模型，在一种网络环境下整合不同实体所感知到的数据；令通过向应用层屏蔽通信网络的类型，为应用程序提供透明的信息传输服务；令通过对云计算、虚拟化等技术的综合应用，充分利用现有网络资源，为上层应用提供强大的通信支撑和信息支撑服务。任务2车联网技术分级一、车联网参考模型3.应用层令应用需求是推动车联网技术发展的原动力令实现智能交通管理、车辆安全控制、交通事件预警等功能，通过云计算平台向政府管理部门、整车厂商、信息服务商和个人用户等不同类型用户，提供汽车综合服务与管理功能，共享汽车与道路交通数据，支持新型服务形态和商业模式。令由于不同的业务需求和传输环境，车联网采用不同的通信技术，一个实体往往具有多模式的接入能力令由于交通安全需求，对通信技术具有极高的低时延、高可靠性要求，且不与其他通信系统相互干扰，必须制定专用于车辆环境的通信标准以及开发相应的通信技术。任务2车联网技术分级一、车联网参考模型任务2车联网技术分级二、车联网技术分级车联网技术对汽车领域的自动驾驶和交通领域的道路网联化、智能化，都提供基础性的通信和连接支撑能力，以实现各个分级中所需要的信息实时共享与交互、协同感知和协同控制。令3GPP

(Third

generation

partnership

project)标准

组织成立于1998年12月，由欧洲、美国、日本、韩国和我国等7个组织伙伴组成，最初的工作范围是为第三代移动通信制定全球适用的技术规范，逐渐成为全球最大、最重要的国际通信标准组织，

并在5G标准制定及推进工作发挥重要作用。令3GPP定义了27个车联网的标准应用场景。令2017年12月，全国汽车标准化技术委员会智能网联汽车分技术委员会(SAC/TC114/SC34)成立，秘书处设在中国汽车技术研究中心有限公司令2020年1月，《汽车驾驶自动化分级》国家标准发布，根据驾驶操作的控制主体、环境感知主体、应用场景等，分为L1~L5级。令参照《汽车驾驶自动化分级》标准，按照车联网为车辆提供交互信息、参与协同控制的程度，车联网技术分级可以分为网联辅助信息交互、网联协同感知、网联协同决策与控制等3个等级。任务2车联网技术分级二、车联网技术分级基于车联网的协同感知的应用场景，增强了单车感知的应用场景能力任务2车联网技术分级二、车联网技术分