智聯(lián)網(wǎng)汽車技術(shù) 課件 任務(wù)4 環(huán)境感知技術(shù) 

雷達項目二

汽車信息感知系統(tǒng)任務(wù)4環(huán)境感知技術(shù)

智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)課程導(dǎo)入課程導(dǎo)入學習目標理解雷達的基本概念和工作原理01學會區(qū)別各種雷達02簡要了解其在汽車中的應(yīng)用03學習任務(wù)掌握雷達這一“超級眼睛”的超能力01激活舊知什么是雷達雷達像汽車的“眼睛”一樣看清車道上的所有事物，然后決策探索新知雷達是什么探索新知雷達是什么雷達主要由發(fā)射機、發(fā)射天線、接收機、接收天線，處理部分以及顯示器，還有電源設(shè)備、數(shù)據(jù)錄取設(shè)備、抗干擾設(shè)備等輔助設(shè)備。雷達組成探索新知小貼士保錚，中國電子學家，中國科學院院士。保錚院士長期從事雷達與信號處理方面的理論研究和工程實踐，治學嚴謹，學術(shù)造詣深厚。面對國外的技術(shù)封鎖，他毅然扛起中國雷達研究的重任，在祖國國防科技戰(zhàn)線上作出重大貢獻，被譽為"中國雷達之父"、"中國雷達裁判長"。他在上世紀60年代初主持研制成國內(nèi)第一臺微波氣象雷達。中國雷達之父探索新知微波（Microwave）圖4-2電磁波頻率及其特性探索新知微波（Microwave）微波的基本性質(zhì)穿透反射吸收探索新知小貼士由于微波的特性，其在空氣中傳播損耗很大，傳輸距離短，但機動性好，工作頻寬大，除了應(yīng)用于5G移動通信的毫米波技術(shù)之外，微波傳輸多在金屬波導(dǎo)和介質(zhì)波導(dǎo)中。微波的應(yīng)用探索新知電磁波（Electromagneticwave)圖4-3電磁波頻率及其特性探索新知雷達的工作原理圖4-4雷達的工作原理控制器發(fā)射器接收器目標物體發(fā)射波反射波探索新知小貼士測量距離原理是測量發(fā)射脈沖與回波脈沖之間的時間差；測量目標方位原理是利用天線的尖銳方位波束；測量速度原理是雷達根據(jù)自身和目標之間有相對運動產(chǎn)生的頻率多普勒效應(yīng)。雷達接收到的目標回波頻率與雷達發(fā)射頻率不同，兩者的差值稱為多普勒頻率。從多普勒頻率中可提取的主要信息之一是雷達與目標之間的距離變化率。當目標與干擾雜波同時存在于雷達的同一空間分辨單元內(nèi)時，雷達利用它們之間多普勒頻率的不同能從干擾雜波中檢測和跟蹤目標。雷達的測量原理探索新知雷達的分類定位方法01裝設(shè)地點02輻射種類03工作波段04用途使用05探索新知雷達的分類有源雷達需要源源不斷地發(fā)射無線電波，每一個雷達模塊都可以獨立發(fā)射、接受雷達波信號，并在先進計算機加持下進行協(xié)同工作。有源雷達無源雷達沒有發(fā)射裝置，只有接收天線，只有一個雷達信號源，產(chǎn)生信號后，被分到各個雷達模塊。無源雷達按照定位方法分探索新知雷達的分類按照安裝位置分地面雷達01艦載雷達02航空雷達03衛(wèi)星雷達04汽車雷達05探索新知雷達的分類按照輻射種類分脈沖雷達01連續(xù)波雷達02頻率捷變雷達04脈部壓縮雷達03探索新知雷達的分類發(fā)射的是周期性的高頻脈沖。脈沖雷達發(fā)射的是連續(xù)波信號。按發(fā)射信號的形式分，有非調(diào)制單頻或多頻連續(xù)波雷達和調(diào)頻連續(xù)波雷達。連續(xù)波雷達按照輻射種類分發(fā)射寬脈沖信號，接收和處理回波后輸出窄脈沖的雷達。為獲得脈沖壓縮的效果，發(fā)射的寬脈沖采取編碼形式，并在接收機中經(jīng)過匹配濾波器內(nèi)的處理。脈部壓縮雷達發(fā)射的相鄰脈沖的載頻在一定頻帶內(nèi)隨機快速改變的脈沖雷達。頻率捷變雷達探索新知雷達的分類按照工作頻段分米波雷達01分米波雷達02厘米波雷達03毫米波雷達04探索新知雷達的分類其頻段30～300MHz，波長為1～10m的雷達，屬于長波雷達，它帶有自己的發(fā)射機，主要用于長距離探測。米波雷達工作波長為10cm～1m、頻率為3000～300MHz的雷達。分米波雷達按照工作頻段分工作在厘米波波段探測的雷達。通常厘米波是指3～30GHz頻域、波長為1～10cm的電磁波。厘米波雷達工作在毫米波波段探測的雷達。通常毫米波是指30～300GHz頻域、波長為1～10mm的電磁波。毫米波雷達探索新知雷達的分類按照用途使用分空中監(jiān)視雷達空間和導(dǎo)航監(jiān)視雷達表面搜索和戰(zhàn)場監(jiān)視雷達跟蹤和制導(dǎo)雷達氣象雷達天文和大地測量雷達探索新知小貼士汽車雷達安裝在汽車上不同的位置，發(fā)揮著不同的作用。超聲波雷達（倒車雷達）主要用作停車或者倒車時的安全輔助裝置；激光雷達在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用，主要是用于測距及識別，但識別質(zhì)量的高低取決于激光束的數(shù)量和發(fā)射頻率；毫米波雷達更有利于對金屬物體的識別，對非金屬物體失誤較多，側(cè)重于距離和速度的識別，在汽車領(lǐng)域的一個主要應(yīng)用方向是自適應(yīng)定速巡航技術(shù)和自動駕駛技術(shù)等。汽車上雷達的的應(yīng)用探索新知表4-2各類雷達的比較即時檢測小測試雷達該如何分類？它是如何工作的？小結(jié)雷達分類定位方法安裝位置輻射種類工作頻段及用途使用小結(jié)雷達發(fā)射機會通過天線將電磁波能量射向空間的某一方向，然后，碰到處于此方向上的物體會產(chǎn)生反射，雷達的天線接收到這個反射波，送至接收設(shè)備進行處理，從而提取有關(guān)該物體的某些信息，例如目標物體至雷達的距離，徑向速度、方位、高度等信息。雷達工作原理小結(jié)謝謝觀看THANKS智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)超聲波雷達項目二

汽車信息感知系統(tǒng)任務(wù)4環(huán)境感知技術(shù)

主講人：曾鑫智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)課程導(dǎo)入課程導(dǎo)入學習目標解答什么是超聲波？解答超聲波雷達是如何工作的？解答它在汽車上起著什么作用？它有哪些性能指標？學習目標01學習目標解答什么是超聲波？01解答超聲波雷達是如何工作的？02解答它在汽車上起著什么作用？它有哪些性能指標？03激活舊知什么是超聲波超聲波聲音是一種波，就像池塘里扔進一塊石頭產(chǎn)生的波紋。波的頻率高低，決定了我們聽到聲音的音調(diào)超聲波聲音頻率超過了20000次/秒探索新知超聲波（Supersonic）超聲波方向性好穿透能力強易于獲得較集中的聲能在水中傳播距離遠可用于測距、測速、清洗、焊接、碎石、殺菌消毒等超聲波的應(yīng)用醫(yī)學01軍事02農(nóng)業(yè)04工業(yè)03探索新知超聲波（Supersonic）探索新知超聲波（Supersonic）超聲波通常用于醫(yī)學診斷的超聲波頻率為1兆赫茲-30兆赫茲。人耳可聽探索新知探索新知超聲波雷達定義圖4-6超聲波雷達探索新知超聲波雷達特點探索新知探索新知超聲波雷達基本組成圖4-7超聲波雷達的基本組成探索新知超聲波雷達基本組成障礙物接收頭發(fā)射頭發(fā)射器超聲波產(chǎn)生電路發(fā)射電路發(fā)射探頭接收器超聲波接收探頭信號放大電路波形變換電路信號處理器控制電路計數(shù)電路標準振蕩電路探索新知超聲波雷達工作原理圖4-8超聲波雷達的工作原理L=V×T/2式中：L為測量的距離長度；V為超聲波在空氣中的傳播速度，V=340米/秒；T為測量距離傳播的時間差（T為從發(fā)射到接收的時間）。探索新知超聲波雷達工作過程超聲波雷達是汽車安全輔助裝置，在汽車工作時，將汽車周圍的信息及時反饋給駕駛員，能以聲音或者更為直觀的的顯示告知駕駛員周圍障礙物的情況，有效解決了駕駛員在泊車、倒車或啟動車輛時前后左右探視所引起的困擾，并幫助駕駛員掃除視野死角和視線模糊的缺陷，提高安全性。工作時，首先接通車載超聲波雷達系統(tǒng)電源，系統(tǒng)上電復(fù)位，進入工作狀態(tài)。探索新知超聲波雷達工作過程在多路超聲波傳感器工作電路中，依次按順序繼續(xù)發(fā)射和接收超聲波，并經(jīng)過計算處理。多路探測處理完畢，選擇多路中測出的最小距離值作為探測值，當最小距離值小于預(yù)先設(shè)定的報警距離時，系統(tǒng)就會觸發(fā)保護功能。探索新知超聲波雷達工作過程探索新知超聲波雷達主要性能指標不僅要求超聲波雷達具有高的分辨率，而且還要有低的衡量誤差；一是衡量精度好的超聲波雷達探測盲區(qū)少，探測范圍寬；二是探測范圍這要求超聲波雷達能夠快速的測量出障礙物的距離，及時地提醒駕駛員障礙物的方位和距離。三是響應(yīng)時間探索新知超聲波雷達的應(yīng)用場景實現(xiàn)簡單的倒車輔助、警告障礙物的預(yù)警功能，配置的超聲波雷達數(shù)量一般是4個增加了汽車在前進過程中的預(yù)警，配置數(shù)量在8個配置12個，實現(xiàn)水平、垂直、斜向全自動泊車的功能探索新知小貼士法雷奧、博世等Tier1壟斷著國內(nèi)超聲波雷達市場，其中博世已擁有6代超聲波雷達產(chǎn)品，并應(yīng)用于停車輔助、側(cè)邊距報警、側(cè)向輔助、低速緊急制動等場景。本土企業(yè)中，奧迪威、豪恩汽電、上富電技、同致電子、縱目科技等具備領(lǐng)先優(yōu)勢。近期，首屆高工智能汽車好產(chǎn)品評選完滿落幕，奧迪威AK2超聲波雷達榮獲“智能駕駛（感知）好產(chǎn)品”，是繼UPA、APA之后的最新技術(shù)，能實現(xiàn)AVPL2以上自動駕駛能力。產(chǎn)品的技術(shù)創(chuàng)新性、市場差異性、前裝定點、量產(chǎn)等綜合指標領(lǐng)先行業(yè)水平。奧迪威AK2超聲波雷達小結(jié)謝謝觀看THANKS智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)毫米波雷達項目二

汽車信息感知系統(tǒng)任務(wù)4環(huán)境感知技術(shù)

主講人：曾鑫智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)課程導(dǎo)入課程導(dǎo)入學習目標能夠描述毫米波雷達的定義01知道它的分類和安裝位置02理解它的基本組成和工作原理03學習任務(wù)能夠用自己的語言解釋這個概念，并解答相關(guān)問題。01激活舊知毫米波雷達是什么毫米波雷達工作頻率在30～300GHz之間的毫米段電磁波主要用于如自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)、自動制動輔助系統(tǒng)、盲區(qū)監(jiān)測系統(tǒng)、行人檢測等ADAS功能探索新知毫米波雷達的定義毫米波雷達是使用毫米波(millimeterwave)波段探測的雷達，通常毫米波是指長度為1～10mm的電磁波，對應(yīng)的頻率為30～300GHz；主要用于自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)、自動制動輔助系統(tǒng)、盲區(qū)監(jiān)測系統(tǒng)、行人檢測等。毫米波雷達探索新知毫米波雷達的定義毫米波雷達相比厘米波雷達具有體積小、質(zhì)量輕、易集成和空間分辨率高的特點。與光電雷達相比，毫米波雷達穿透霧、煙、灰塵的能力強，具有全天候(大雨天除外)全天時的特點。另外，毫米波雷達的抗干擾、反隱身能力也優(yōu)于其他微波雷達。毫米波雷達優(yōu)點模塊密封劑EMI屏蔽材料熱界面材料保形涂層焊接材料EMI屏蔽材料熱界面材料探索新知毫米波雷達分類圖4-10車載毫米波雷達分類工作頻段24GHz0160GHz0279GHz0477GHz03探索新知毫米波雷達分類探索新知最遠探測距離為250米，探測角度為18°，應(yīng)用于自適應(yīng)控制、緊急制動和碰撞避免等控制功能。長距離雷達最遠探測距離為120米，探測角度為90°，主要用于盲點檢測、變道輔助等控制功能。中距離雷達最遠探測距離為40米，探測角度為110°，主要用于泊車輔助、碰撞預(yù)警等控制功能。短距離雷達毫米波雷達分類探測距離工作方式毫米波雷達分類調(diào)頻式連續(xù)毫米波雷達利用多普勒效應(yīng)測量得出目標的距離和速度。脈沖式毫米波雷達向目標發(fā)射單一或者連續(xù)的窄脈沖信號，通過計算發(fā)出電磁波到接收到電磁波之間的時間差來計算本車與目標車輛之間的距離。探索新知毫米波雷達安裝位置探索新知圖4-12毫米波雷達的安裝位置毫米波雷達基本組成探索新知圖4-13毫米波雷達基本結(jié)構(gòu)組成探索新知天線是用來發(fā)射雷達信號和接收來自目標的雷達回波信號，是毫米波雷達有效工作的關(guān)鍵部件之一。天線的設(shè)計要便于安裝在車的頭部，同時，天線必須集成在車內(nèi)而不能影響汽車的外觀。1.天線毫米波雷達基本組成探索新知小貼士由于毫米波的波長只有幾個毫米，所以其天線可以做的很小，同時還可以使用多根天線來構(gòu)成陣列天線，達到窄波束的目的。毫米波雷達的天線一般會采用微帶陣列天線，其結(jié)構(gòu)簡單、易于制作和集成，同時具有較高的輻射效率和方向性，最常見的一種是設(shè)計成可集成在PCB板上的“微帶貼片天線”。毫米波雷達天線探索新知毫米波雷達的前端收發(fā)器是毫米波雷達的核心射頻部分，包含接收器和發(fā)射器，它能夠?qū)崿F(xiàn)對毫米波信號的調(diào)制、接收和發(fā)射。2.前端收發(fā)器毫米波雷達基本組成探索新知數(shù)字信號處理器主要用于將毫米波雷達接收到的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并對數(shù)字信號進行處理以獲取目標檢測、跟蹤、成像、距離測量等信息。3.數(shù)字信號處理器（DSP）毫米波雷達基本組成探索新知毫米波雷達基本組成數(shù)字信號處理器（DSP）軟件算法軟件算法則是針對數(shù)字信號進行的處理，包括去噪、波束賦形、距離/角度解析等。這些算法主要運行在DSP、ARM等數(shù)字處理器上。硬件電路硬件電路主要包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器、FPGA、ASIC、DSP等，用于將模擬信號進行采樣、量化、濾波等處理，并將處理后的信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。探索新知它直接影響到毫米波雷達系統(tǒng)的靈敏度、精度和響應(yīng)速度等特性。良好的數(shù)字信號處理算法能夠減少噪聲干擾，增強目標信號，提高系統(tǒng)檢測和跟蹤精度；高效的數(shù)字信號處理器能夠提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度，實現(xiàn)實時監(jiān)測和成像等功能。3.數(shù)字信號處理器（DSP）毫米波雷達基本組成探索新知毫米波雷達一般用于無人駕駛、安防、氣象、醫(yī)療等領(lǐng)域，由于其極高的測量精度，許多應(yīng)用場景需要將其測量結(jié)果清晰地展示出來，這就需要使用毫米波雷達的顯示器。4.顯示器毫米波雷達基本組成探索新知毫米波雷達基本組成毫米波雷達的顯示器類型將毫米波雷達測得的圖像轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，再通過顯示器將數(shù)字信號顯示出來01直接將毫米波雷達反射出來的信號經(jīng)過處理后，通過顯示器將圖像顯示出來02探索新知5.控制電路毫米波雷達基本組成圖4-17毫米波雷達的控制電路探索新知毫米波雷達基本組成圖4-18毫米波雷達的控制原理探索新知毫米波雷達工作原理圖4-19毫米波雷達的測距原理探索新知毫米波雷達工作原理圖4-20毫米波雷達的測速原理探索新知小貼士由于毫米波具有較高的頻率和波長短的特點，因此可以實現(xiàn)較高的測速精度、靜態(tài)和動態(tài)物體探測能力。同時，毫米波雷達還具有不受光學和天氣條件限制的優(yōu)點，適用于各種環(huán)境下的測速和距離測量。毫米波雷達的測距優(yōu)點探索新知毫米波雷達工作原理圖4-21毫米波雷達的測角度原理即時檢測小測試你知道毫米波雷達不同安裝位置的作用嗎？小結(jié)毫米波雷達的安裝位置謝謝觀看THANKS智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)激光雷達項目二

汽車信息感知系統(tǒng)任務(wù)4環(huán)境感知技術(shù)

主講人：曾鑫智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)課程導(dǎo)入課程導(dǎo)入學習目標理解激光雷達的定義和基本工作原理01掌握激光雷達的優(yōu)點和缺點及其安裝部位02了解激光雷達的發(fā)展趨勢和前景03激活舊知你們知道在無人駕駛汽車中，通常用什么雷達來獲得周圍環(huán)境的3D數(shù)據(jù)嗎？激光雷達探索新知激光雷達是利用激光技術(shù)進行測距和定位的設(shè)備，以發(fā)射激光束來探測目標的位置、速度等特征量的雷達系統(tǒng)，它向目標發(fā)射探測信號（激光束），然后將接收到的從目標反射回來的信號（目標回波）與發(fā)射信號進行比較，作適當處理后，就可獲得目標的有關(guān)信息，如目標距離、方位、高度、速度、姿態(tài)、甚至形狀等參數(shù)。激光雷達激光雷達的定義探索新知激光雷達的定義激光雷達的優(yōu)勢分辨率高隱蔽性好抗干擾能力更強探索新知激光雷達的定義激光雷達工作原理紅色實線：表示激光灰色虛線：表示超出測量范圍紅色圓點：表示發(fā)射的激光束遇到障礙物之后形成的測量點探索新知激光雷達的定義激光雷達的優(yōu)缺點缺點價格昂貴；受天氣影響；難以測量透明和亮面物體；視野有限；重量較大；不能準確識別物體的顏色和種類；不能識別文字等信息。優(yōu)點激光雷達相比于其它傳感器，具有高精度、高速度、高準確性、可視化程度高、不受電磁干擾等優(yōu)點，適用范圍廣泛。探索新知激光雷達安裝位置激光線束一般小于8，常見的有單線激光雷達和四線激光雷達。裝在四周的激光雷達激光線束一般不小于16，常見的有16、32、64線激光雷達。裝在車頂?shù)募す饫走_探索新知激光雷達的結(jié)構(gòu)組成激光雷達的構(gòu)成探索新知小貼士發(fā)射系統(tǒng)：由激光光源周期性發(fā)射激光脈沖；光電旋轉(zhuǎn)編碼器：控制發(fā)射激光的方向和線數(shù)；轉(zhuǎn)鏡：將激光發(fā)射至目標物體；接收器：接收被測物體反射回來的激光，產(chǎn)生接收信號；信號處理系統(tǒng)：接收信號經(jīng)過放大處理和數(shù)模轉(zhuǎn)換。激光雷達各組成的主要功能探索新知激光雷達的結(jié)構(gòu)組成激光雷達發(fā)射系統(tǒng)工作原理發(fā)射系統(tǒng)發(fā)射的激光是不連續(xù)的，是以脈沖形式發(fā)送，發(fā)射系統(tǒng)在一秒鐘內(nèi)產(chǎn)生的脈沖個數(shù)稱為脈沖重復(fù)頻率（PRF）。發(fā)射系統(tǒng)探索新知激光雷達的結(jié)構(gòu)組成激光雷達發(fā)射系統(tǒng)工作原理發(fā)射器的重頻越高，單位時間內(nèi)呈現(xiàn)在激光雷達上的點數(shù)就越多，所以也稱為激光雷達的發(fā)射點頻。激光雷達每秒發(fā)射的點數(shù)一般從幾萬點至幾十萬點左右，點數(shù)越多，越容易識別物體的特性。發(fā)射系統(tǒng)激光雷達的結(jié)構(gòu)組成接收光學系統(tǒng)光電探測器回波檢測處理電路激光雷達的接收單元探索新知探索新知激光雷達的結(jié)構(gòu)組成激光雷達發(fā)射系統(tǒng)工作原理激光器發(fā)射的激光照射到障礙物以后，通過障礙物的反射，會經(jīng)由鏡頭組匯聚到接收器上。其功能是完成信號能量匯聚、濾波、光電轉(zhuǎn)變、放大和檢測等。接收系統(tǒng)探索新知激光雷達的結(jié)構(gòu)組成激光雷達發(fā)射系統(tǒng)工作原理信號處理系統(tǒng)的任務(wù)是既要完成對各傳動機構(gòu)、激光器、掃描機構(gòu)及各信號處理電路的同步協(xié)調(diào)與控制，又要對接收器送出的信號進行處理，根據(jù)這些信息計算出目標物體的距離信息。信號處理系統(tǒng)探索新知激光雷達的工作原理激光雷達工作原理探索新知激光雷達的工作原理單線激光雷達接收畫面探索新知激光雷達的工作原理64線激光雷達光束分布探索新知激光雷達的工作原理激光雷達測距原理a)脈沖法b)相位法激光雷達的測距原理是通過測算激光發(fā)射信號與激光回波信號的往返時間，從而計算出目標的距離。首先雷達發(fā)出激光束，激光束碰到障礙物后被反射回來，接收系統(tǒng)進行接收和處理、從而得知激光從發(fā)朝至被反射回來并接收之間的時間，即激光的飛行時間、根據(jù)飛行時間，可以計算出障礙物的距離。根據(jù)所發(fā)射激光信號的不同形式，激光測距方式可分為脈沖法激光測距和相位法激光測距兩大類。S為待測距離，c為光在空氣中傳播的速度。C=3x108m/s；T為激光脈沖從發(fā)射到接收的時間，為發(fā)射波和返回波之間的相位差，f為正弦波頻率。測距原理探索新知激光雷達的工作原理脈沖法的原理是激光雷達的發(fā)射器發(fā)出脈沖激光，脈沖激光照射到障礙物后會有部分激光反射回來，由激光雷達的接收器接收，同時激光雷達內(nèi)部可以記錄發(fā)射和接收的飛行時間間隔，根據(jù)光速可以計算出要測量的距離。脈沖法激光測距探索新知激光雷達的工作原理相位法的原理是由激光發(fā)射器發(fā)出強度調(diào)制的連續(xù)激光信號，激光照射到障礙物后反射回來，測量光束在往返中會產(chǎn)生相位的變化，通過計算激光信號在雷達與障礙物之間來回飛行產(chǎn)生的相位差，即可換算出障礙物的距離。相位法激光測距測速原理多普勒頻移目標與激光雷達之間存在相對速度時，接收回波信號的頻率與發(fā)射信號的頻率之間會產(chǎn)生一個頻率差，相對速度越高，頻率差越大。激光雷達的測距原理以一定時間間隔連續(xù)測量目標距離，用兩次目標距離的差值除以時間間隔就可得知目標的速度值，速度的方向根據(jù)距離差值的正負就可以確定。探索新知激光雷達的工作原理探索新知激光雷達的未來發(fā)展趨勢01技術(shù)指標提升02全固態(tài)是車用激光雷達的技術(shù)發(fā)展趨勢03未來的車用激光雷達須具備小型化和輕量化的特點04環(huán)境適應(yīng)和抗干擾能力是未來激光雷達技術(shù)發(fā)展需要克服的瓶頸探索新知1000元以上小貼士各類傳感器的對比情況即時檢測小測試汽車究竟是如何利用激光雷達進行駕駛的呢？即時檢測激光雷達工作原理小結(jié)謝謝觀看THANKS智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)項目二

汽車信息感知系統(tǒng)任務(wù)4環(huán)境感知技術(shù)

主講人：曾鑫智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)車載攝像頭傳感器課程導(dǎo)入學習目標了解車載攝像頭的基礎(chǔ)知識01理解其工作原理和類型02并掌握各型號的應(yīng)用場景03學習任務(wù)把此類知識應(yīng)用到實際的汽車選擇和銷售中去01激活舊知你知道攝像頭的主要部件嗎？圖像傳感器透鏡攝像頭ADAS系統(tǒng)、汽車自動駕駛領(lǐng)域的核心傳感設(shè)備。主要通過鏡頭和圖像傳感器實現(xiàn)圖像信息的采集功能，可實現(xiàn)360°視覺感知，并彌補雷達在物體識別上的缺陷，是最接近人類視覺的傳感器。車載攝像頭探索新知單目攝像頭雙目攝像頭三目攝像頭環(huán)視攝像頭車載攝像頭的類型探索新知探索新知小貼士從目前統(tǒng)計情況來看，L3級別的奧迪A8和奔馳S配備攝像頭分別為5及6個，而“造車新勢力”特斯拉、蔚來、理想、小鵬的L2+級別自動駕駛汽車配備攝像頭數(shù)量大都在8個以上，蔚來最新發(fā)布的L4級別豪華車型ET7更是搭載11顆800萬像素攝像頭。自動駕駛技術(shù)升級需要更高、更全面的感知力，車輛對于車載攝像頭的需求量將隨等級升高而不斷增加，未來單車配備攝像頭數(shù)量有望達到11-15目，需求持續(xù)提升。車載攝像頭實車應(yīng)用情況車載攝像頭的特點具備高動態(tài)性較高的防磁抗震性能像素要求較低探索新知環(huán)視和后視一般采用135度以上的廣角鏡頭，前視攝像頭鏡頭范圍為40-70度。探索新知通過一臺相機獲取車身周圍場景的圖像信息，再對這些圖像進行處理和分析，實現(xiàn)自動駕駛、駕駛輔助、車道保持、前車碰撞預(yù)警、交通標志識別等功能的一種常見的車載傳感器。車載單目視覺傳感器通過圖像處理技術(shù)可以為自動駕駛汽車提供高精度、高識別率的環(huán)境感知能力。車載單目視覺傳感器車載單目視覺傳感器的定義探索新知車載單目視覺傳感器的優(yōu)缺點缺點夜間視覺表現(xiàn)不佳，對光線、天氣等干擾比較敏感。優(yōu)點低成本，視覺信息豐富，方向控制靈活，高度可定制化，多功能性。車載單目視覺傳感器的定義探索新知車載單目視覺傳感器的系統(tǒng)構(gòu)成攝像頭模塊01圖像處理模塊02控制電路03算法庫04探索新知車載單目視覺傳感器的工作原理探索新知

通過鏡頭獲取車輛周圍的場景信息，然后將這些信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，再通過圖像處理技術(shù)對這些信號進行分析和計算，從而實現(xiàn)車輛周圍環(huán)境的感知和識別。車載單目視覺傳感器的系統(tǒng)工作過程探索新知圖像采集圖像預(yù)處理特征提取目標識別和跟蹤決策和執(zhí)行圖像分割目標識別過程利用單目攝像頭識別行人和車道線車載單目視覺傳感器的測距基本原理探索新知準確的相機標定02強大的圖像識別算法03龐大的樣本特征庫01單目攝像頭的測距原理是先通過圖像匹配進行目標識別（各種車型、行人、物體等），再通過目標在圖像中的大小去估算目標距離。車載雙目視覺傳感器的定義探索新知車載雙目視覺傳感器由兩個攝像頭組成，利用人眼的雙眼立體視覺原理，通過拍攝同一場景的兩幅圖像來獲取3D信息，提供立體視覺和深度感知能力。它可以通過對兩個攝像頭的圖像進行處理和分析，為自動駕駛系統(tǒng)提供更加精準和全面的環(huán)境感知信息，并在決策和執(zhí)行方面做出更加準確和高效的處理。車載雙目視覺傳感器車載雙目視覺傳感器的工作原理探索新知測量兩個攝像頭之間的距離及像素間的視差差異，計算物體距離和深度，并結(jié)合車載計算機的實時計算和處理能力，實現(xiàn)對道路環(huán)境的全方位感知和深度識別。車載雙目視覺傳感器的工作原理探索新知雙目視覺傳感器的左右兩個攝像頭被安裝在固定的距離范圍內(nèi)，形成一個相對線性的視線基線，從而能夠建立一個基礎(chǔ)坐標系。1.兩個攝像頭建立坐標系車載雙目視覺傳感器通過左右兩個攝像頭同時（或近乎同時）拍攝前方相同的場景，每個攝像頭會產(chǎn)生一幅相應(yīng)的圖像。2.圖像采集車載雙目視覺傳感器的工作原理探索新知車載雙目視覺傳感器會通過圖像預(yù)處理的方式，對兩張圖像進行消噪處理、增強圖像對比度等操作，以提高后續(xù)的圖像處理的準確性。3.圖像預(yù)處理車載雙目視覺傳感器需要在制造時進行參數(shù)標定，標定攝像機內(nèi)外參以及攝像機系統(tǒng)的畸變系數(shù)等信息，如圖4-43所示，以后會用于立體匹配和深度測量。4.標定相機標定車載雙目視覺傳感器的工作原理探索新知通過立體匹配算法，將兩個視野中重疊的區(qū)域進行匹配，找出兩張圖像中同一點之間對應(yīng)的位置，通過這些點的視差來計算物體到攝像頭的距離，繼而通過測量視差的大小計算物體到攝像頭的深度。5.立體匹配車載雙目視覺傳感器的工作原理探索新知車載雙目視覺傳感器通過計算機進行實時處理，在幾乎瞬間完成圖像處理和決策執(zhí)行。利用計算機視覺技術(shù)從圖像中監(jiān)測運動及運動物體并對其及進行運動分析、跟蹤或識別。常用的方法有背景刪除法和時間差分法。6.圖像分析處理車載雙目視覺傳感器與車載單目視覺系統(tǒng)的差異探索新知小貼士單目攝像頭需要對目標進行識別，也就是說在測距前先識別障礙物是車、人還是別的什么，在此基礎(chǔ)上再進行測距；而雙目攝像頭則更加像人類的雙眼，主要通過兩幅圖像的視差計算來確定距離，也就是說，雙目攝像頭不需要知道障礙物是什么，可以在不識別目標的情況下通過計算獲得深度距離數(shù)據(jù)。單目攝像頭的缺點在于需要大量數(shù)據(jù)，并且不斷更新和維護，而且針對一些特殊地區(qū)特殊情況，還需要不斷優(yōu)化。例如大草原上經(jīng)常有牛羊橫穿公路，那你就需要更新數(shù)據(jù)，讓機器知道這是牛，那是羊，數(shù)據(jù)收集、標簽的難度確實有些大。雙目攝像頭當然也不是十全十美，因為需要靠計算來進行測距，其最大的難點就在于計算量巨大，小型化難度很大。單、雙目視覺傳感器的對比三目視覺傳感器的定義探索新知三目視覺傳感器是一種三個攝像頭組成的成像系統(tǒng)。三個攝像頭朝向同一個方向，擺放在一個三角形的框架上，攝像頭之間的距離和相對角度已經(jīng)事先確定好。它可以同時獲取不同角度的視角信息，提供更為精確的三維圖像，從而可以用于物體的距離測量、障礙物識別和目標定位等應(yīng)用領(lǐng)域。三目視覺傳感器三目視覺傳感器的工作原理探索新知由于單目視覺傳感器和雙目視覺傳感器都存在某些缺陷，因此，很多智能網(wǎng)聯(lián)汽車采用了三目視覺傳感器方案。三目視覺傳感器是三個不同焦距單目視覺傳感器的組合。三目視覺傳感器同時獲取同一目標的三個角度不同的圖像。三目視覺傳感器的工作原理探索新知距離測量01障礙物識別02目標定位03通過計算機視覺算法，根據(jù)三張圖像中的幾何關(guān)系，計算出目標在三個攝像頭坐標系下的三維坐標。三目視覺傳感器的實際應(yīng)用探索新知25°視場用于檢測前車道線、交通燈。50°視場負責道路狀況監(jiān)測。150°視場用于監(jiān)測平行車道道路狀況以及行人和非機動車的行駛狀況。環(huán)視視覺傳感器的定義探索新知環(huán)視視覺傳感器（OmnidirectionalVisionSensor）是一種全方位視野感知設(shè)備，可以獲得完整的環(huán)視圖像，堪稱“天眼”。環(huán)視視覺傳感器由多個攝像機組成，可以同時實現(xiàn)全景拍攝、環(huán)景立體視覺以及對車身周圍環(huán)境的動態(tài)分析等。環(huán)視視覺傳感器環(huán)視視覺傳感器的定義探索新知自主駕駛安防監(jiān)控無人機應(yīng)用場景環(huán)視視覺傳感器的定義探索新知四個魚眼環(huán)視鏡頭采集圖像車輛360°全景視圖環(huán)視視覺傳感器的工作原理探索新知每個攝像頭捕捉自己方向的影像，并將其傳送到中央處理單元進行處理。1.多攝像頭實時捕捉影像中央處理單元計算每個攝像頭視野中的同一場景的共同點，并根據(jù)自身的算法將它們從多個攝像頭捕捉到的魚眼圖像中進行拼接，生成完整的全景圖像。2.構(gòu)建魚眼鏡頭的全景影像并拼接環(huán)視視覺傳感器的工作原理探索新知中央處理單元可以根據(jù)需要將全景圖像處理為立體視圖或者鳥瞰圖，以輔助駕駛員做出更為精確的決策。3.根據(jù)全景圖像，，生成立體視圖或鳥瞰圖中央處理單元可以通過算法對全景圖像進行處理，實現(xiàn)車輛周圍環(huán)境的實時監(jiān)測和物體識別功能。4.圖像識別和目標檢測中央處理單元將環(huán)視視覺圖像或視頻輸出給駕駛員或其他系統(tǒng)進行使用。5.輸出環(huán)視視覺圖像或視頻環(huán)視視覺傳感器的工作特點全方位覆蓋01立體視覺02動態(tài)分析03多模式顯示04探索新知應(yīng)用新知應(yīng)用新知單目攝像頭雙目攝像頭三目攝像頭環(huán)視攝像頭車載攝像頭的類型小結(jié)謝謝觀看THANKS智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)項目二

汽車信息感知系統(tǒng)任務(wù)4環(huán)境感知技術(shù)

主講人：曾鑫智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)智能燈光系統(tǒng)課程導(dǎo)入學習目標學習汽車智能燈光系統(tǒng)的定義01了解它的結(jié)構(gòu)組成02掌握他的工作原理03激活舊知你還記得小時候媽媽帶你過馬路的時候告訴你的嗎？黃燈警示紅燈停綠燈行汽車智能燈光系統(tǒng)是指集芯片、傳感器、光源、控制電路等一系列技術(shù)和裝置為一體的系統(tǒng)，能夠?qū)崟r感知路況、天氣、時間，自動控制車燈、車內(nèi)燈光、儀表盤燈等的亮度和方向，提供安全、舒適、便捷的駕駛體驗，同時減少能源消耗。智能燈光系統(tǒng)探索新知智能燈光系統(tǒng)的定義探索新知小貼士汽車智能燈光系統(tǒng)將各種傳感器和攝像頭與智能算法相結(jié)合，可以根據(jù)車速、車輛位置、車燈開啟狀態(tài)等因素自動調(diào)節(jié)燈光亮度、色溫和燈光方向，適應(yīng)各種駕駛情況和光線條件下的行車需求，提高了夜間行車的安全性和駕駛體驗。汽車智能燈光系統(tǒng)的特點探索新知智能燈光系統(tǒng)的定義智能燈光系統(tǒng)還可以根據(jù)車輛周圍環(huán)境的不同，進行適時的燈光適應(yīng)策略，如隧道內(nèi)換燈