《智能交通系統(tǒng)概論》課件-第十章 ADAS與智能網(wǎng)聯(lián)汽車的應(yīng)用

第十章ADAS與智能網(wǎng)聯(lián)汽車的應(yīng)用學(xué)習(xí)目標(biāo)1掌握ADAS的含義2熟悉ADAS預(yù)警類輔助駕駛系統(tǒng)的組成和主要功能3熟悉ADAS控制類輔助駕駛系統(tǒng)的組成和主要功能高級駕駛輔助系統(tǒng)01高級駕駛輔助系統(tǒng)及應(yīng)用1.ADAS的含義請回答：什么是ADAS？ADAS的標(biāo)準(zhǔn)化定義是什么？高級駕駛輔助系統(tǒng)及應(yīng)用先進駕駛輔助系統(tǒng)（AdvancedDriverAssistanceSystem），簡稱ADAS，是利用安裝于車上的各式各樣的傳感器，在第一時間收集車內(nèi)外的環(huán)境數(shù)據(jù)，進行靜、動態(tài)物體的辨識、偵測與追蹤等技術(shù)上的處理，從而能夠讓駕駛者在最快的時間察覺可能發(fā)生的危險，以引起注意和提高安全性的主動安全技術(shù)。高級駕駛輔助系統(tǒng)及應(yīng)用ADAS主要由三大系統(tǒng)組成：負(fù)責(zé)環(huán)境辨識的環(huán)境感知系統(tǒng)，負(fù)責(zé)計算分析的中央決策系統(tǒng)和負(fù)責(zé)執(zhí)行控制的底層控制系統(tǒng)。其中，負(fù)責(zé)感應(yīng)的傳感器主要包括攝像頭、毫米波雷達、超聲波雷達、夜視儀等；負(fù)責(zé)分析的主要是芯片和算法，算法是由ADAS向無人駕駛進步的突破口，核心是基于視覺的計算機圖形識別技術(shù)；執(zhí)行主要是由有制動、轉(zhuǎn)向燈功能的硬件負(fù)責(zé)。早期的ADAS技術(shù)主要以被動式報警為主，當(dāng)車輛檢測到潛在危險時，會發(fā)出警報提醒駕車者注意異常的車輛或道路情況。ADAS系統(tǒng)包含了許多不同的輔助駕駛技術(shù)，例如自適應(yīng)巡航（ACC）、自動緊急制動（AEB/CMbB）/交通標(biāo)志識別（TSR/TSI）、盲點檢測（BSD/BLIS）、變道輔助（LCA/LCMA）、車道偏離預(yù)警（LDW）等?？偟膩碚f，ADAS就是通過信息輔助加上控制輔助，來幫助駕駛員完成車輛的控制。高級駕駛輔助系統(tǒng)及應(yīng)用2.ADAS系統(tǒng)的分類從對駕駛員輔助的方式角度，ADAS系統(tǒng)可以分為預(yù)警類輔助駕駛系統(tǒng)和控制類輔助駕駛系統(tǒng)兩個部分。高級駕駛輔助系統(tǒng)及應(yīng)用2.ADAS系統(tǒng)的分類在預(yù)警類輔助駕駛系統(tǒng)中，車輛識別是一個先決條件，通常使用后視攝像頭、前視攝像頭、雷達等傳感器來實現(xiàn)。1）后視攝像頭如圖所示，后視攝像頭系統(tǒng)有助于駕駛員找到車后的物體或人，從而在確保安全地倒車、停車動作。攝像頭通過非屏蔽雙紋線實現(xiàn)高速以太網(wǎng)連和視頻壓縮，在本地分析視頻內(nèi)容，以便進行物體和行人檢測，并支持全面的本地圖像處理和圖形覆蓋創(chuàng)建，以此來測量物體距離并觸發(fā)制動干預(yù)。高級駕駛輔助系統(tǒng)及應(yīng)用2）前視攝像頭。

如圖所示，高級駕駛輔助系統(tǒng)中的攝像頭系統(tǒng)可以分析視頻內(nèi)容，以提供車道偏離警告（LDW)、自動車道保持輔助（LKA)、遠(yuǎn)光/近光控制和交通標(biāo)志識別（TSR)等功能。前視攝像頭能夠監(jiān)控圖像信息，如前面物體的大小和形狀。主要用于監(jiān)控其他道路使用者、交通信號和道路標(biāo)志。高級駕駛輔助系統(tǒng)及應(yīng)用3）傳感器。在ADAS系統(tǒng)中，使用了大量的傳感器，這些傳感器主要包括短程、中程、遠(yuǎn)程監(jiān)測傳感器等。如圖2-3所示，工作頻率為40kHz的短程超聲波雷達傳感器，主要用于停車輔助功能。不同傳感器所感知到的環(huán)境數(shù)據(jù)可以相互融合，以增加預(yù)警系統(tǒng)的探測與識別功能，例如，將攝像頭和電子地圖的信息結(jié)合起來，可以提高交通識別系統(tǒng)的識別率。高級駕駛輔助系統(tǒng)及應(yīng)用（2）控制類輔助駕駛系統(tǒng)組成：GPS和CCD攝像頭檢測模塊、通信模塊和控制模塊。工作原理：GPS和CCD攝像頭檢測模塊通過GPS接收機接收GPS衛(wèi)星信號，獲取車輛的經(jīng)緯度坐標(biāo)、速度、時間等信息，并利用安裝在車輛前后的CCD攝像頭實時觀察道路兩側(cè)的情況。通信模塊可以在相互靠近的車輛之間實時傳輸檢測到的相關(guān)信息和駕駛信息，控制模塊可以在發(fā)生事故時主動控制，從而避免發(fā)生事故。高級駕駛輔助系統(tǒng)及應(yīng)用1）GPS模塊和CCD攝像頭檢測模塊。GPS模塊如圖所示，在汽車行駛過程中，因為在汽車前車窗有一個盲點，駕駛員在轉(zhuǎn)彎時會產(chǎn)生一個視距的盲區(qū)。為了減少視距盲區(qū)，駕駛輔助系統(tǒng)利用GPS和CCD攝像頭檢測模塊獲取車輛的駕駛數(shù)據(jù)，包括車輛的位置和速度、接近距離等。為了反映車輛之間的距離信息，將地理信息系統(tǒng)（GIS)中的道路信息集成到GPS定位數(shù)據(jù)系統(tǒng)中，形成一個融合的GPS信息系統(tǒng)。高級駕駛輔助系統(tǒng)及應(yīng)用2）通信模塊。駕駛輔助系統(tǒng)依靠車輛之間的狀態(tài)信息進行相互通信和監(jiān)控駕駛狀態(tài)，從而保護駕駛安全，包括調(diào)整駕駛狀態(tài)和避免惡性碰撞。目前，現(xiàn)有的系統(tǒng)可以向駕駛員發(fā)出危險情況的警告，但不能自行制定預(yù)防措施，系統(tǒng)彌補了這一缺陷。使用即時網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)男畔⒅饕袃煞N，是哪兩種？高級駕駛輔助系統(tǒng)及應(yīng)用1）GPS和CCD攝像頭獲取的狀態(tài)信息的定時傳輸，以及車內(nèi)的一些傳感器，如：車輛位置、行駛速度、制動力矩等，這些狀態(tài)信息每秒大約傳輸5~50次。2）危險情況警告信息。與定期發(fā)送的信息不同，這些警告信息能來自通信范圍內(nèi)的通信車輛。由于節(jié)點距離較遠(yuǎn)，因此需要多跳傳輸，只有在發(fā)生危險情況時才會發(fā)送此信息。3）控制模塊。車輛控制器如右圖所示，是車輛控制的核心，控制器根據(jù)輸入信號判斷車輛的當(dāng)前狀態(tài)，經(jīng)過一定的控制邏輯和控制算法，確定各子系統(tǒng)當(dāng)前控制信號的大小。高級駕駛輔助系統(tǒng)及應(yīng)用以特斯拉為例特斯拉