智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)導(dǎo)論 課件 任務(wù)1 智能網(wǎng)聯(lián)汽車概念與發(fā)展-任務(wù)3 基于硬件棧的關(guān)鍵技術(shù)

智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)導(dǎo)論項目分析項目實踐項目總結(jié)拓展思考項目分析智能網(wǎng)聯(lián)汽車本課程作為智能網(wǎng)聯(lián)汽車一系統(tǒng)課程的先導(dǎo)課程，從科譜角度介紹了智能網(wǎng)聯(lián)汽車的體系架構(gòu)內(nèi)容，根據(jù)軟件與硬件兩條線索貫穿了智能網(wǎng)聯(lián)汽車的學(xué)習(xí)路徑。從智能網(wǎng)聯(lián)汽車的基礎(chǔ)知識開始學(xué)習(xí)，包括嵌入式底層開發(fā)到與智能汽車相關(guān)的外部設(shè)備，傳感技術(shù)，通信技術(shù)、車載應(yīng)用，云邊端技術(shù)，人工智能等相關(guān)知識都在本前導(dǎo)課程中有了入門與引領(lǐng)。使用情景任務(wù)需求完成智能網(wǎng)聯(lián)汽車的概念、架構(gòu)與組成完成并掌握智能網(wǎng)聯(lián)汽車硬件棧相關(guān)技術(shù)完成智能網(wǎng)聯(lián)汽車軟件棧相關(guān)知識的學(xué)習(xí)完成并掌握智能網(wǎng)聯(lián)汽車信息安全等相關(guān)知識完成通過案例掌握ADAS等相關(guān)內(nèi)容vs重點智能網(wǎng)聯(lián)汽車概念智能網(wǎng)聯(lián)汽車結(jié)構(gòu)與組成智能網(wǎng)聯(lián)汽車信息安全難點智能網(wǎng)聯(lián)硬件棧技術(shù)智能網(wǎng)聯(lián)軟件棧技術(shù)智能網(wǎng)聯(lián)ADAS案例重點難點知識目標(biāo)掌握核心概念與架構(gòu)相關(guān)知識掌握原理與組成掌握軟硬件技術(shù)棧的前導(dǎo)知識能力目標(biāo)掌握整體架構(gòu)與脈絡(luò)掌握前導(dǎo)課程的關(guān)鍵核心技術(shù)掌握智能網(wǎng)聯(lián)前導(dǎo)核心知識點素質(zhì)目標(biāo)提升對于知識點的舉一反三能力培養(yǎng)獨立思考能力培養(yǎng)的團(tuán)隊協(xié)作能力學(xué)習(xí)目標(biāo)硬件軟件PC臺式機(jī)標(biāo)準(zhǔn)辦公軟件套件實施準(zhǔn)備項目實踐任務(wù)1智能網(wǎng)聯(lián)汽車概念與發(fā)展1.什么是智能網(wǎng)聯(lián)汽車 2.智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展3.智能網(wǎng)聯(lián)汽車的架構(gòu)要素4.智能網(wǎng)聯(lián)汽車與自動駕駛?cè)蝿?wù)描述1.什么是智能網(wǎng)聯(lián)汽車任務(wù)實施智能汽車英文全稱IntelligentVehicles，是一個集環(huán)境感知、規(guī)劃決策、多等級輔助駕駛等功能于一體的綜合系統(tǒng)，它集中運用了計算機(jī)、現(xiàn)代傳感、信息融合、通訊、人工智能及自動控制等技術(shù)，是典型的高新技術(shù)綜合體。目前對智能車輛的研究主要致力于提高汽車的安全性、舒適性，以及提供優(yōu)良的人車交互界面智能汽車任務(wù)實施智能網(wǎng)聯(lián)汽車英文全稱IntelligentConnectedVehicle，是車聯(lián)網(wǎng)與智能車的有機(jī)聯(lián)合，是搭載先進(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)，實現(xiàn)車與人、車、路、后臺等智能信息交換共享，實現(xiàn)安全、舒適、節(jié)能、高效行駛，并最終可替代人來操作的新一代汽車。汽車的未來任務(wù)實施2.智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展任務(wù)實施智能網(wǎng)聯(lián)汽車的產(chǎn)業(yè)生態(tài)較為復(fù)雜，是一個多方共建的生態(tài)體系，參與者包括汽車制造商、互聯(lián)網(wǎng)公司、ICT企業(yè)、一級供應(yīng)商和政府。如果把無人駕駛的智能汽車比作機(jī)器人的出行，那么在智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)架構(gòu)圖中，車輛是載體，實現(xiàn)智能化是目的，而網(wǎng)聯(lián)化是核心手段智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展任務(wù)實施支持未來智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展的五個基礎(chǔ)平臺，這五個基礎(chǔ)平臺包括：車載計算基礎(chǔ)平臺、車載終端基礎(chǔ)平臺、云控基礎(chǔ)平臺、高精度動態(tài)地圖基礎(chǔ)平臺和信息安全基礎(chǔ)平臺。這五大平臺不是任何一家企業(yè)可以做好的，一定是跨界的。這幾個平臺有一定邏輯關(guān)系，從車載的計算平臺，到終端平臺，到云端，到最后的信息保障。智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展任務(wù)實施智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展產(chǎn)生了兩大研發(fā)方向：單車智能和車路協(xié)同。單車智能研發(fā)方向有兩種，一種是采用以激光雷達(dá)為主要感知設(shè)備，采取了激光雷達(dá)，毫米波雷達(dá)、攝像頭等多傳感器融合的方案。另一種方案是以視覺識別為核心選擇量產(chǎn)的計算機(jī)視覺的方案，并通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模型訓(xùn)練Autopilot算法，車路協(xié)同的前提是公路的智能化改造和基礎(chǔ)設(shè)施投資。車側(cè)智能和路側(cè)智能的分配和發(fā)展受到諸多因素的影響，例如政府對公路智能化改造的支持力度、不同區(qū)域的路況等因素。智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展任務(wù)實施3.智能網(wǎng)聯(lián)汽車的架構(gòu)要素任務(wù)實施智能架構(gòu)要素包括三個方面：具備計算能力的車載系統(tǒng)、具備感知和通信能力的智能路側(cè)系統(tǒng)和遠(yuǎn)程云計算服務(wù)平臺。架構(gòu)要素任務(wù)實施4.智能網(wǎng)聯(lián)汽車與自動駕駛?cè)蝿?wù)實施自動駕駛汽車（Autonomousvehicles；Self-pilotingautomobile）又稱無人駕駛汽車、電腦駕駛汽車、或輪式移動機(jī)器人，是一種通過電腦系統(tǒng)實現(xiàn)無人駕駛的智能汽車。自動駕駛汽車依靠人工智能、視覺計算、雷達(dá)、監(jiān)控裝置和全球定位系統(tǒng)協(xié)同合作，讓電腦可以在沒有任何人類主動的操作下，自動安全地操作機(jī)動車輛。智能網(wǎng)聯(lián)汽車與自動駕駛?cè)蝿?wù)實施自動駕駛等級劃分是按照Level1到Level5的發(fā)展路徑來進(jìn)行的。自動駕駛等級劃分任務(wù)實施任務(wù)2智能網(wǎng)聯(lián)汽車架構(gòu)組成1.智能駕駛 2.智能座艙3.智能網(wǎng)聯(lián)汽車的開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)4.智能化基礎(chǔ)平臺架構(gòu)任務(wù)描述1.智能駕駛?cè)蝿?wù)實施能駕駛是在駕駛的基礎(chǔ)上添加了人工智能算法，該智能算法需要包括感知-規(guī)劃-控制的能力。智能駕駛的前提條件是，我們選用的車輛滿足行車的動力學(xué)要求，車上的傳感器能獲得相關(guān)視聽覺信號和信息，并通過認(rèn)知計算控制相應(yīng)的隨動系統(tǒng)。智能駕駛?cè)蝿?wù)實施智能駕駛=單車智能（ADAS）

+V2X智能駕駛?cè)蝿?wù)實施單車智能的技術(shù)核心是使汽車機(jī)器人化，即能夠通過綜合應(yīng)用毫米波雷達(dá)，激光雷達(dá)和光學(xué)攝像頭等多種傳感器來使汽車感知車身周圍的環(huán)境，然后車載駕駛計算機(jī)根據(jù)環(huán)境的變化，結(jié)合通過CAN總線上收集的汽車工況信息，綜合計算出下一秒的控制策略。單車智能任務(wù)實施V2X即Vehicle-to-Everything，作為智能網(wǎng)聯(lián)汽車中的信息交互關(guān)鍵技術(shù)，主要用于實現(xiàn)車間信息共享與協(xié)同控制的通信保障。V2X包含車輛與車輛V2V(Vehicle-to-Vehicle)、車輛與基礎(chǔ)設(shè)施V2I（Vehicle-to-Infrastructure）、車輛與行人V2P(Vehicle-to-Pedestrian)、車輛與外部網(wǎng)絡(luò)V2N（Vehicle-to-Network）等V2X任務(wù)實施2.智能座艙任務(wù)實施“智能座艙”是對汽車人機(jī)交互體驗的創(chuàng)新，對車輛在線服務(wù)的擴(kuò)展，自動駕駛帶來的全新體驗，以及汽車人工智能服務(wù)。比如語音控制、VR等等。智能座艙任務(wù)實施芯片算力的提升和5G、語音識別等技術(shù)的成熟和應(yīng)用，為智能網(wǎng)聯(lián)汽車和智能座艙的發(fā)展提供了技術(shù)基礎(chǔ)智能座艙任務(wù)實施3.智能網(wǎng)聯(lián)汽車的開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)任務(wù)實施關(guān)鍵技術(shù)：以新能源汽車為智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)率先應(yīng)用的載體，支持企業(yè)跨界協(xié)同，研發(fā)復(fù)雜環(huán)境融合感知、智能網(wǎng)聯(lián)決策與控制、信息物理系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計等關(guān)鍵技術(shù)。核心技術(shù)：突破車載智能計算平臺、高精度地圖與定位、車輛與車外其他設(shè)備間的無線通信（V2X）、線控執(zhí)行系統(tǒng)等核心技術(shù)和產(chǎn)品智能網(wǎng)聯(lián)關(guān)鍵技術(shù)任務(wù)實施智能網(wǎng)聯(lián)關(guān)鍵技術(shù)任務(wù)實施4.智能化基礎(chǔ)平臺架構(gòu)任務(wù)實施智能化基礎(chǔ)平臺架構(gòu)由三個部分組成:硬件平臺、系統(tǒng)軟件和功能軟件。硬件平臺由異構(gòu)芯片組成，并采用模塊化設(shè)計，是平臺的基礎(chǔ);系統(tǒng)軟件由設(shè)備管理程序、操作系統(tǒng)、基礎(chǔ)服務(wù)軟件（如協(xié)議棧）等組成，是保證系統(tǒng)運轉(zhuǎn)的核心;功能軟件運行在系統(tǒng)軟件之上，主要用于實現(xiàn)平臺各類基礎(chǔ)服務(wù)，為應(yīng)用程序的開發(fā)提供支撐智能的兩大核心功能：智能化和網(wǎng)聯(lián)化智能化基礎(chǔ)平臺架構(gòu)任務(wù)實施任務(wù)3基于硬件棧的關(guān)鍵技術(shù)1.MCU

2.數(shù)字儀表3.智能網(wǎng)聯(lián)汽車傳感器技術(shù)4.智能網(wǎng)聯(lián)汽車通信技術(shù)5.基于SOC的硬件棧技術(shù)6.汽車外接診斷系統(tǒng)OBD7.娛樂控制系統(tǒng)IVI8.

OTA（空中下載）技術(shù)9.汽車總線平臺任務(wù)描述1.MCU任務(wù)實施微控制器，MicrocontrollerUnit(MCU)，又稱單片機(jī)，是嵌入式技術(shù)時代的產(chǎn)物，顯而易見，它為各色嵌入式產(chǎn)品提供適度的計算能力以及實現(xiàn)某些專門用途。MCU將CPU的頻率與規(guī)格做適當(dāng)縮減，并將內(nèi)存、計數(shù)器、USB、A/D轉(zhuǎn)換、UART、PLC、DMA、LCD驅(qū)動電路等多種接口都集成在一片芯片上，形成芯片級的計算機(jī)，為不同的應(yīng)用場合做不同組合控制MCU任務(wù)實施根據(jù)用途可分為通用型和專用型；根據(jù)存儲器架構(gòu)可分為哈佛架構(gòu)和馮諾伊曼架構(gòu)；根據(jù)指令結(jié)構(gòu)可分為CISC(復(fù)雜指令集計算機(jī))和RISC(精簡指令集計算機(jī)微控制器)。早期的MCU都是CISC架構(gòu)，它具有龐大的指令集，試圖使用最少的機(jī)器語言/代碼行數(shù)，從而犧牲了整臺機(jī)器的執(zhí)行效率。RISC架構(gòu)的計算機(jī)系統(tǒng)只有少數(shù)指令，且每條指令的長度相同，執(zhí)行時間短，因此MCU能夠用很高的頻率來運算。但RISC架構(gòu)使處理器運行速度更快、設(shè)計更簡單、更廉價、制造更簡單的同時，編寫的代碼量會非常大，軟件的開發(fā)會變得更加復(fù)雜。MCU的分類任務(wù)實施2.數(shù)字儀表任務(wù)實施數(shù)字儀表，顧名思義：用數(shù)字顯示被測值的儀表。把測量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量并以數(shù)字形式顯示出來的儀表。對于汽車儀表，數(shù)字儀表改變了汽車儀表的顯示方式。顯而易見，它已不再具有只是一個提供轉(zhuǎn)速、車速的簡單元件。而是能展示更多重要的汽車信息，甚至發(fā)出警告。集成和數(shù)字控制技術(shù)的普及，讓汽車儀表的功能前所未有的豐富，并且視覺效果也更與時俱進(jìn)。數(shù)字儀表任務(wù)實施早期的汽車儀表是汽車與駕駛員進(jìn)行信息交互的窗口，是汽車信息顯示的中心，能夠集中、直觀、迅速地反映汽車在行駛過程中的各種動態(tài)指標(biāo)早期儀表任務(wù)實施在顯示技術(shù)上不斷更新，顯示車速、檔位狀態(tài)、電機(jī)轉(zhuǎn)速、電機(jī)狀態(tài)、電池組狀態(tài)等其他汽車特定的信息電氣式儀表任務(wù)實施液晶汽車儀表用屏幕取代了指針、數(shù)字等現(xiàn)有儀表盤上最具代表性的部分，其內(nèi)部的工作機(jī)制是由數(shù)據(jù)采集、處理以及顯示3個模塊組成全液晶儀表任務(wù)實施虛擬儀表，是以計算機(jī)為核心，充分利用計算機(jī)強(qiáng)大的顯示、處理、存儲能力來模擬物理儀表的處理過程虛擬儀表盤任務(wù)實施3.智能網(wǎng)聯(lián)汽車傳感器技術(shù)任務(wù)實施激光雷達(dá)是一種綜合的光探測與測量系統(tǒng)，通過發(fā)射接受激光束，分析激光束遇到目標(biāo)對象后的折返時間，計算出與目標(biāo)對象的相對距離激光雷達(dá)任務(wù)實施超聲波雷達(dá)的工作原理是通過超聲波發(fā)射裝置向外發(fā)出超聲波，到通過接收器收到發(fā)送過來的超聲波時的時間來測量距離超聲波雷達(dá)任務(wù)實施在高速行駛場合能夠?qū)崿F(xiàn)識別，要求攝像頭具有高速采集圖像的特性。在較暗環(huán)境以及明暗差異較大時能夠?qū)崿F(xiàn)識別，要求攝像頭具有高動態(tài)的特性車載攝像頭任務(wù)實施高精度以及從短距離到長距離的出色可量測性，能夠?qū)崿F(xiàn)一系列的駕駛員輔助功能。但是相應(yīng)的，它的技術(shù)復(fù)雜性也很高毫米波雷達(dá)任務(wù)實施4.智能網(wǎng)聯(lián)汽車通信技術(shù)任務(wù)實施藍(lán)牙技術(shù)之所以能夠在汽車行業(yè)取得成功，主要得益于兩個藍(lán)牙解決方案，一是音頻傳輸，二是數(shù)據(jù)傳輸。而未來隨著藍(lán)牙技術(shù)的不斷創(chuàng)新，第三個解決方案“位置服務(wù)”也將在汽車上更多地應(yīng)用。藍(lán)牙技術(shù)任務(wù)實施Wi-Fi最主要的優(yōu)勢在于不需要布線，能夠不受布線條件的限制，因此非常適合移動辦公用戶的需要，并且由于發(fā)射信號功率低于100mw，低于移動設(shè)備發(fā)射功率。Wi-Fi技術(shù)任務(wù)實施能夠為地球表面絕大部分地區(qū)（98%）提供準(zhǔn)確的定位、測速和高精度的標(biāo)準(zhǔn)時間。全球定位系統(tǒng)可滿足位于全球地面任何一處或近地空間的軍事用戶連續(xù)且精確地確定三維位置、三維運動和時間的需求。GPS技術(shù)任務(wù)實施車聯(lián)網(wǎng)（Vehicle-to-everything）簡稱V2X，是將汽車和其他車輛或是有機(jī)會影響汽車的設(shè)備所進(jìn)行的通信。車聯(lián)網(wǎng)是包括其他種類通信的汽車通信系統(tǒng)，其他的通信有V2I（汽車對基礎(chǔ)設(shè)施、汽車對道路系統(tǒng)）、V2N（汽車對網(wǎng)絡(luò)）、V2V（汽車對汽車）、V2P（汽車對行人）、V2D（汽車對設(shè)備）。V2X技術(shù)任務(wù)實施V2V通信需要一個無線網(wǎng)絡(luò)，在這個網(wǎng)絡(luò)上汽車之間互相傳送信息，告訴對方自己在做什么，這些信息包括速度、位置、駕駛方向、剎車等。V2V技術(shù)使用的是專用短程通信(DSRC)，由類似FCC和ISO的機(jī)構(gòu)設(shè)立的標(biāo)準(zhǔn)。有時候它會被描述成WiFi網(wǎng)絡(luò)。V2V技術(shù)任務(wù)實施5.基于SOC的硬件棧技術(shù)任務(wù)實施單片系統(tǒng)或片上系統(tǒng)（英語：SystemonaChip，縮寫：SoC）是一個將電腦或其他電子系統(tǒng)集成到單一芯片的集成電路。單片系統(tǒng)能夠處理數(shù)字信號、模擬信號、混合信號甚至更高頻率的信號。單片系統(tǒng)常常應(yīng)用在嵌入式系統(tǒng)中。單片系統(tǒng)的集成規(guī)模很大，一般達(dá)到幾百萬門到幾千萬門。SoC任務(wù)實施一個完整單片系統(tǒng)由硬件和軟件兩部分組成，當(dāng)然，它們本身具很很強(qiáng)的擴(kuò)展性。其中軟件用于控制硬件部分的控制器、微處理器或數(shù)字信號處理器核心以及外部設(shè)備和接口。SoC系統(tǒng)組成任務(wù)實施6.汽車外接診斷系統(tǒng)OBD任務(wù)實施汽車外接診斷系統(tǒng)（On-BoardDiagnostics，縮寫為OBD，又譯車載自動診斷系統(tǒng)），是一種設(shè)備于車中用以監(jiān)控車輛運行狀態(tài)和回報異常的系統(tǒng)，車輛的子系統(tǒng)出現(xiàn)問題時，產(chǎn)生故障代碼和提醒信號通知車主和車廠診斷維修。汽車外接診斷系統(tǒng)任務(wù)實施通過監(jiān)測多個系統(tǒng)和部件來診斷汽車故障。故障監(jiān)測范圍比較廣泛，檢測目標(biāo)包括發(fā)動機(jī)、催化轉(zhuǎn)化器、顆粒捕集器、氧傳感器、排放控制系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、EGR等。OBD通過內(nèi)部系統(tǒng)來讀取各種與排放有關(guān)的部件信息，并能夠聯(lián)接到ECU，ECU通過讀取OBD傳輸?shù)倪@些信息，檢測和分析與排放相關(guān)故障。OBD原理任務(wù)實施7.娛樂控制系統(tǒng)IVI任務(wù)實施車載信息娛樂綜合性的處理過程，一般是采用車載專用多集成的中央處理器，基于車身總線系統(tǒng)和互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，形成的車載綜合信息處理系統(tǒng)。車載信息娛樂IVI任務(wù)實施多媒體應(yīng)用主要是本地收音電臺、藍(lán)牙周邊應(yīng)用等內(nèi)容為主。發(fā)展至今，隨著互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的車機(jī)化，IVI的內(nèi)容越來越多。車載信息娛樂IVI任務(wù)實施8.OTA（空中下載）技術(shù)任務(wù)實施OTA（Over－the－AirTechnology）空中下載技術(shù)是通過移動通信（GSM或CDMA）的空中接口對SIM卡數(shù)據(jù)及應(yīng)用進(jìn)行遠(yuǎn)程