智能自動(dòng)駕駛車(chē)輛

智能自動(dòng)駕駛車(chē)輛組員：夏敏思 潘海寧 周峰指導(dǎo)老師：劉曉軍

目錄2024/1/32第一節(jié)概述第二節(jié)開(kāi)展歷程及現(xiàn)狀第三節(jié)根本功能子系統(tǒng)第四節(jié)Google實(shí)例第五節(jié)展望參考文獻(xiàn)第一節(jié)概述2024/1/33第一節(jié)概述2024/1/34車(chē)輛自動(dòng)駕駛系統(tǒng)主要目的防止局部交通事故的發(fā)生提高道路利用率提高駕駛員方便性減輕駕駛員負(fù)擔(dān)實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的平安高效行駛第二節(jié)開(kāi)展歷程及現(xiàn)狀2024/1/35第二節(jié)開(kāi)展歷程及現(xiàn)狀2024/1/362021年上海世博會(huì)期間，意大利帕爾瑪大學(xué)的無(wú)人駕駛電動(dòng)汽車(chē)由意大利抵達(dá)上海。Google公司也于2021年推出自己的無(wú)人駕駛車(chē)GoogleFleet1，并已經(jīng)成功試驗(yàn)行駛了22萬(wàn)5千多公里。第二節(jié)開(kāi)展歷程及現(xiàn)狀2024/1/37實(shí)驗(yàn)車(chē)型研發(fā)單位核心技術(shù)Navlab系列智能車(chē)美國(guó)卡內(nèi)基梅隆大學(xué)視覺(jué)系統(tǒng)XLAB智能車(chē)Google公司環(huán)境三維建模、影像地圖技術(shù)ARGO實(shí)驗(yàn)車(chē)意大利帕爾瑪大學(xué)低成本傳感器系統(tǒng)VAMP實(shí)驗(yàn)車(chē)德國(guó)慕尼黑國(guó)防大學(xué)與奔馳公司合作環(huán)境識(shí)別系統(tǒng)Caravelle實(shí)驗(yàn)車(chē)德國(guó)研究與技術(shù)部門(mén)與大眾公司合作多傳感器信息融合技術(shù)國(guó)外研究現(xiàn)狀第二節(jié)開(kāi)展歷程及現(xiàn)狀2024/1/38實(shí)驗(yàn)車(chē)型設(shè)計(jì)單位技術(shù)特點(diǎn)CITAVI系列自動(dòng)駕駛汽車(chē)國(guó)防科技大學(xué)基于視覺(jué)導(dǎo)航，最高時(shí)速達(dá)75.6km/hJUTIV智能車(chē)吉林大學(xué)智能車(chē)輛體系結(jié)構(gòu)，傳感器信息的獲取與處理，路徑識(shí)別與規(guī)劃ALVLAB智能車(chē)浙江大學(xué)具有跟蹤道路、避障、越野及岔路選擇等功能，支持臨場(chǎng)遙控駕駛THMR-V智能車(chē)清華大學(xué)結(jié)構(gòu)化環(huán)境下的車(chē)道線自動(dòng)跟蹤，復(fù)雜環(huán)境下的道路避障夸父一號(hào)智能車(chē)西安交通大學(xué)采用增強(qiáng)Gabor檢測(cè)的方法檢測(cè)車(chē)輛CyberTiggo自動(dòng)駕駛汽車(chē)上海交通大學(xué)嵌入式視覺(jué)感知，基于環(huán)視的自動(dòng)泊車(chē)系統(tǒng)，基于車(chē)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的多車(chē)協(xié)作國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀第三節(jié)根本功能子系統(tǒng)2024/1/39安全預(yù)警系統(tǒng)0102防撞系統(tǒng)03車(chē)道保持系統(tǒng)環(huán)保系統(tǒng)08緊急報(bào)警系統(tǒng)0605巡視控制系統(tǒng)自助導(dǎo)航系統(tǒng)0704視野擴(kuò)展系統(tǒng)第三節(jié)根本功能子系統(tǒng)2024/1/3101.平安預(yù)警系統(tǒng)車(chē)輛安裝的車(chē)載設(shè)備，包括安裝在車(chē)身各個(gè)部位的傳感器、激光雷達(dá)、紅外雷達(dá)、盲點(diǎn)探測(cè)器、超聲波傳感器、電波雷達(dá)等設(shè)施具有事故檢測(cè)功能，由計(jì)算機(jī)控制，在超車(chē)、倒車(chē)、變換車(chē)道、雨霧天氣等容易發(fā)生事故的情況下，隨時(shí)以聲音、圖像等方式向駕駛員提供車(chē)輛周?chē)败?chē)輛本身的必要信息，并可以以自動(dòng)或半自動(dòng)的進(jìn)行車(chē)輛控制，從而有效的防止事故發(fā)生。第三節(jié)根本功能子系統(tǒng)2024/1/3111.平安預(yù)警系統(tǒng)車(chē)載設(shè)備還可以對(duì)駕駛員和車(chē)輛進(jìn)行隨時(shí)檢測(cè)監(jiān)控，在必要的時(shí)候能發(fā)出警報(bào)信息，預(yù)防事故的發(fā)生。例如，監(jiān)測(cè)到駕駛員注意力不集中或者開(kāi)始打瞌睡的時(shí)候，就提醒駕駛員注意，并采取相應(yīng)措施。例如，在駕駛員飲酒過(guò)度的情況下鎖住發(fā)動(dòng)機(jī)等等。第三節(jié)根本功能子系統(tǒng)2024/1/3122.防撞系統(tǒng)縱向防撞系統(tǒng)：通過(guò)安裝在車(chē)輛前后的雷達(dá)探測(cè)器或者激光傳感器等分別探測(cè)前后潛在的碰撞隱患或即將發(fā)生的碰撞事件，為駕駛員提供及時(shí)地回避操作指令，并自動(dòng)控制車(chē)輛的加速，以保持適當(dāng)?shù)能?chē)輛間距，防止車(chē)輛與車(chē)輛、車(chē)輛與其它障礙物之間的正面或者追尾碰撞。比方，日產(chǎn)公司研制的防撞雷達(dá)，當(dāng)汽車(chē)與前面的車(chē)輛接近太快的時(shí)候會(huì)提醒駕駛員。此外還有探測(cè)限速牌、自動(dòng)緊急剎車(chē)等。第三節(jié)根本功能子系統(tǒng)2024/1/3132.防撞系統(tǒng)橫向防撞系統(tǒng)：利用車(chē)輛左右兩側(cè)的傳感器探測(cè)車(chē)輛兩旁的情況，從而為欲改變車(chē)道和駛離道路的車(chē)輛提供適當(dāng)?shù)膫?cè)向平安間距，防止或減少車(chē)輛碰撞。交叉口防撞系統(tǒng)：交叉口是事故多發(fā)地點(diǎn)。該系統(tǒng)當(dāng)車(chē)輛駛近交叉口時(shí)，判斷車(chē)輛是否有危險(xiǎn)，據(jù)此控制車(chē)速，保證行車(chē)平安。第三節(jié)根本功能子系統(tǒng)2024/1/3142.防撞系統(tǒng)馬自達(dá)平安車(chē)距模型是一種自動(dòng)控制的防追尾系統(tǒng)。它的功能是：在車(chē)輛正常行駛狀態(tài)下，系統(tǒng)關(guān)閉；當(dāng)檢測(cè)到兩車(chē)之間車(chē)距小于閾值時(shí)發(fā)出警報(bào)；在發(fā)出警報(bào)后，假設(shè)駕駛員沒(méi)有采取行動(dòng)那么系統(tǒng)啟動(dòng)自動(dòng)制動(dòng)裝置，其數(shù)學(xué)模型如下：其中：v是本車(chē)車(chē)速，v0兩車(chē)相對(duì)車(chē)速,α1本車(chē)剎車(chē)減速度,α2前車(chē)剎車(chē)減速度,t1急速時(shí)間，t2剎車(chē)時(shí)間，d0允許兩車(chē)之間距離。第三節(jié)根本功能子系統(tǒng)2024/1/3153.車(chē)道保持系統(tǒng)該系統(tǒng)的作用主要是防止車(chē)輛偏移，其目的是當(dāng)駕駛員疏忽時(shí)，保持車(chē)輛仍在控制下行駛。它采用警告系統(tǒng)告知駕駛員正在偏移，必要時(shí)，啟動(dòng)自動(dòng)控制裝置，自動(dòng)控制轉(zhuǎn)向。裝有車(chē)道保持系統(tǒng)的汽車(chē)，可以自動(dòng)的沿道路行駛，而不用駕駛員操作。當(dāng)汽車(chē)行駛中偏離了車(chē)道，如果駕駛員沒(méi)有及時(shí)作出反響，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)使汽車(chē)回到原來(lái)車(chē)道。第三節(jié)根本功能子系統(tǒng)2024/1/3164.視野擴(kuò)展系統(tǒng)該系統(tǒng)也稱(chēng)為視覺(jué)強(qiáng)化系統(tǒng)。車(chē)輛裝有檢測(cè)設(shè)備、屏幕顯示設(shè)備及計(jì)算機(jī)處理設(shè)備，加強(qiáng)黃昏、黑夜、雨霧天氣的視覺(jué)可知性，提高行車(chē)平安。美國(guó)通用公司研制的夜視系統(tǒng)如同電視機(jī)一樣，顯示屏的亮度可調(diào)，并且與是否開(kāi)前照燈無(wú)關(guān)，迎面行駛的車(chē)輛也不會(huì)使系統(tǒng)失明。第三節(jié)根本功能子系統(tǒng)2024/1/3175.巡視控制系統(tǒng)該系統(tǒng)是在車(chē)道保持系統(tǒng)的根底上增加了雷達(dá)。雷達(dá)不斷測(cè)量本車(chē)與前車(chē)的距離，并計(jì)算出兩車(chē)的相對(duì)速度傳給車(chē)上的計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)操縱節(jié)氣門(mén)和控制裝置，從而與前車(chē)自動(dòng)保持平安距離，這樣，汽車(chē)就可以以較小的間距在車(chē)道上行駛。第三節(jié)根本功能子系統(tǒng)2024/1/318第四節(jié)Google實(shí)例2024/1/319第四節(jié)Google實(shí)例2024/1/3202021年4月，谷歌高調(diào)宣布其傳說(shuō)中的自動(dòng)駕駛汽車(chē)已經(jīng)開(kāi)了20萬(wàn)公里并已經(jīng)申請(qǐng)和獲得了多項(xiàng)相關(guān)專(zhuān)利。一旦它商品化，不僅像我們這些仍在駕照考試中掙扎的人會(huì)獲得全面解放，原本與車(chē)無(wú)緣的盲人、醉鬼也能享受福利！第四節(jié)Google實(shí)例2024/1/321激光雷達(dá)車(chē)頂?shù)摹八皑暿亲詣?dòng)駕駛汽車(chē)的激光雷達(dá)，它能對(duì)半徑60米的周?chē)h(huán)境進(jìn)行掃描，并將結(jié)果以3D地圖的方式呈現(xiàn)出來(lái)，給予計(jì)算機(jī)最初步的判斷依據(jù)。第四節(jié)Google實(shí)例2024/1/322前置攝像頭谷歌在汽車(chē)的后視鏡附近安置了一個(gè)攝像頭，用于識(shí)別交通信號(hào)燈，并在車(chē)載電腦的輔助下區(qū)分移動(dòng)的物體，比方前方車(chē)輛、自行車(chē)或是行人。第四節(jié)Google實(shí)例2024/1/323左后輪傳感器很多人第一眼會(huì)覺(jué)得這個(gè)像是方向控制設(shè)備，而事實(shí)上這是自動(dòng)駕駛汽車(chē)的位置傳感器，它通過(guò)測(cè)定汽車(chē)的橫向移動(dòng)來(lái)幫助電腦給汽車(chē)定位，確定它在馬路上的正確位置。第四節(jié)Google實(shí)例2024/1/324前后雷達(dá)谷歌在無(wú)人駕車(chē)汽車(chē)上分別安裝了4個(gè)雷達(dá)傳感器〔前方3個(gè)，前方1個(gè)〕，用于測(cè)量汽車(chē)與前〔和前置攝像頭一同配合測(cè)量〕后左右各個(gè)物體間的距離。第四節(jié)Google實(shí)例2024/1/325主控電腦自動(dòng)駕駛汽車(chē)最重要的主控電腦被安排在后車(chē)廂，這里除了用于運(yùn)算的電腦外，還有拓普康〔拓普康是日本一家負(fù)責(zé)工業(yè)測(cè)距和醫(yī)療器械的廠商〕的測(cè)距信息綜合器，這套核心裝備將負(fù)責(zé)汽車(chē)的行駛路線、方式的判斷和執(zhí)行。第五節(jié)展望2024/1/326第五節(jié)展望2024/1/327高速公路環(huán)境下的無(wú)人駕駛系統(tǒng)這類(lèi)系統(tǒng)將使用在環(huán)境限定為具有良好標(biāo)志的結(jié)構(gòu)化高速公路上,主要完成道路標(biāo)志線跟蹤、車(chē)輛識(shí)別等功能。這些研究把精力集中在簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)化環(huán)境下的高速自動(dòng)駕駛上,其目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)進(jìn)入高速公路之后的全自動(dòng)駕駛。盡管這樣的應(yīng)用定位有一定的局限性,但它確實(shí)解決了現(xiàn)代社會(huì)中最為常見(jiàn)、危險(xiǎn)、也是最為枯燥的駕駛環(huán)節(jié)的駕駛?cè)蝿?wù)。第五節(jié)展望2024/1/328城市環(huán)境下的無(wú)人駕駛系統(tǒng)與高速環(huán)境研究相比,城市環(huán)境下的無(wú)人駕駛由于速度較慢,因此更平安可靠,應(yīng)用前景更好。短期內(nèi),可作為城市大容量公共交通(如地鐵等)的一種補(bǔ)充,解決城市區(qū)域交通問(wèn)題,例如大型活動(dòng)場(chǎng)所、公園、校園、工業(yè)園、機(jī)場(chǎng)等。但是,城市環(huán)境也更為復(fù)雜,對(duì)感知和控制算法提出了更高的要求。城市環(huán)境中的無(wú)人自動(dòng)駕駛將成為下一階段研究重點(diǎn)。目前這類(lèi)環(huán)境的應(yīng)用已經(jīng)進(jìn)入到小范圍推廣階段,但其大范圍應(yīng)用目前仍存在一定困難,例如可靠性問(wèn)題、多車(chē)調(diào)度和協(xié)調(diào)問(wèn)題、與其它交通參與者的交互問(wèn)題、本錢(qián)問(wèn)題、商業(yè)模型等。第五節(jié)展望2024/1/329參考文獻(xiàn)2024/1/330[1]宋振偉.基于FPGA的車(chē)輛自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的研究與仿真設(shè)計(jì)[D].哈爾濱：哈爾濱理工大學(xué)，2021.[2]呂峰.無(wú)人駕駛智能車(chē)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究[D].西安：西安工業(yè)大學(xué)，2021.[3]汪明磊.智能車(chē)輛自主導(dǎo)航中避障路徑規(guī)劃與跟蹤控制研究[D].合肥：合肥工業(yè)大學(xué)，2021.[4]李陸浩.面向無(wú)人駕駛汽車(chē)的車(chē)道級(jí)導(dǎo)航研究