汽車轉向、行駛及制動系統(tǒng)檢修 課件 項目四 先進駕駛輔助系統(tǒng)檢修

汽車轉向、行駛及制動系統(tǒng)檢修21世紀技能創(chuàng)新型人才培養(yǎng)系列教材·汽車系列主編王旭斌轉向系統(tǒng)檢修行駛系統(tǒng)檢修制動系統(tǒng)檢修先進駕駛輔助系統(tǒng)檢修目錄CONTENTS01020304Part04先進駕駛輔助系統(tǒng)檢修任務1底盤網絡和環(huán)境感知傳感

器檢修任務2巡航控制系統(tǒng)及車道保持系統(tǒng)檢修概述底盤網絡環(huán)境感知傳感器010203任務一底盤網絡和環(huán)境感知傳感器檢修1.概念智能網聯(lián)汽車（IntelligentConnectedVehicle，ICV）代表著汽車行業(yè)的發(fā)展方向，我國工業(yè)和信息化部在《國家車輛網產業(yè)體系建設指南（智能網聯(lián)汽車）》中明確規(guī)定，智能網聯(lián)汽車是具備環(huán)境感知、智能決策和自動控制，或與外界信息交互，乃至協(xié)同控制功能的汽車。智能網聯(lián)汽車搭載先進的車載傳感器、控制器和執(zhí)行器等裝置，并融合現(xiàn)代通信與網絡技術，實現(xiàn)車與X（車、路、人、云等）智能信息交換、共享，具備復雜環(huán)境感知、智能決策、協(xié)同控制等功能，可實現(xiàn)安全、高效、舒適、節(jié)能行駛。智能網聯(lián)汽車與智能汽車、網聯(lián)汽車、自動駕駛汽車、車聯(lián)網、智能交通系統(tǒng)和無人駕駛汽車密切相關。4.1底盤網絡和環(huán)境感知傳感器檢修一、概述4.1底盤網絡和環(huán)境感知傳感器檢修一、概述1.概念智能網聯(lián)汽車的駕駛自動化是按若干技術等級逐步實現(xiàn)的，世界各主要國家的分級是不完全相同的。美國國家公路交通安全管理局（NHTSA）將其劃分為5級，美國汽車工程學會（SAE）將其劃分為L0～L5級共6級，而德國聯(lián)邦公路研究院（BASt）將其劃分為部分自動駕駛階段、高度自動駕駛階段、完全自動駕駛階段3級。我國對智能網聯(lián)汽車的分級參考了SAE的標準，汽車駕駛自動化分級與SAE標準大體一致，僅在某些方面存在一些區(qū)別。當前，L2級自動駕駛同時具備自適應巡航控制功能和車道保持輔助功能。1.概念智能汽車是搭載先進傳感系統(tǒng)、決策系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)，運用信息通信、互聯(lián)網、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等新技術，具有部分或完全自動駕駛功能，由單純交通運輸工具逐步向智能移動空間轉變的新一代汽車。智能汽車的初級階段是具有先進駕駛輔助系統(tǒng)（AdvancedDriverAssistanceSystems，ADAS）的汽車，未來的智能汽車不單純是一個交通運輸工具，而是智能移動終端，其發(fā)展方向可以分為自動化和網聯(lián)化兩個方向。智能汽車的自動化程度越高，越接近于自動駕駛汽車；智能汽車的網聯(lián)化程度越高，越接近于網聯(lián)汽車；智能汽車的自動化、網聯(lián)化程度越高，越接近于智能網聯(lián)汽車。4.1底盤網絡和環(huán)境感知傳感器檢修一、概述2.結構層次智能網聯(lián)汽車在結構層次上可以分為環(huán)境感知層、智能決策層和控制執(zhí)行層。（1）環(huán)境感知層。環(huán)境感知層的主要功能是通過車載環(huán)境感知技術、衛(wèi)星定位技術、4G/5G及V2X無線通信技術等，實現(xiàn)對車輛自身屬性和車輛外在屬性（如道路、車輛和行人等）靜態(tài)、動態(tài)信息的提取和收集，并向智能決策層輸送信息。感應識別元件是智能網聯(lián)汽車的“眼睛”和“耳朵”，以攝像頭和雷達（超聲波、激光及毫米波）為主，并輔以紅外探頭，進行多傳感器協(xié)調合作，實現(xiàn)車輛周圍環(huán)境全覆蓋。4.1底盤網絡和環(huán)境感知傳感器檢修一、概述2.結構層次智能網聯(lián)汽車在結構層次上可以分為環(huán)境感知層、智能決策層和控制執(zhí)行層。（2）智能決策層。智能決策層的主要功能是接收環(huán)境感知層的信息并進行融合，對道路、車輛、行人、交通標志和交通信號等進行識別，分析和判斷車輛駕駛模式及將要執(zhí)行的操作，并向控制執(zhí)行層輸送指令。智能決策層類似于人的大腦，車輛通過感知識別端從外部獲取環(huán)境信息后，將信息進行集成處理，傳送到決策端，車輛決策端需要依靠這些信息做出正確精準的控制決策，并將決策下達至執(zhí)行端，以完成自動駕駛。4.1底盤網絡和環(huán)境感知傳感器檢修一、概述2.結構層次智能網聯(lián)汽車在結構層次上可以分為環(huán)境感知層、智能決策層和控制執(zhí)行層。（3）控制執(zhí)行層?？刂茍?zhí)行層的主要功能是按照智能決策層的指令，對車輛進行操作和協(xié)同控制，并為聯(lián)網汽車提供道路交通信息、安全信息、娛樂信息、救援信息，以及商務辦公服務、網上消費服務等，保障汽車安全行駛和舒適駕駛?？刂茍?zhí)行層類似于人的手腳，用來執(zhí)行決策系統(tǒng)的命令，最終實現(xiàn)車輛的行駛。4.1底盤網絡和環(huán)境感知傳感器檢修一、概述3.先進駕駛輔助系統(tǒng)先進駕駛輔助系統(tǒng)是利用環(huán)境感知技術采集汽車、駕駛員和周圍環(huán)境的動態(tài)數(shù)據(jù)并進行分析處理，通過提醒駕駛員或執(zhí)行器介入汽車操縱以保障駕駛安全性和舒適性的一系列技術的總稱。先進駕駛輔助系統(tǒng)按照環(huán)境感知系統(tǒng)的不同可以分為自主式和網聯(lián)式兩種。自主式先進駕駛輔助系統(tǒng)基于車載傳感器完成環(huán)境感知，依靠車載中央控制系統(tǒng)進行分析決策，技術比較成熟，多數(shù)已經在量產車型上裝備；網聯(lián)式先進駕駛輔助系統(tǒng)基于V2X通信完成環(huán)境感知，依靠云端大數(shù)據(jù)進行分析決策。4.1底盤網絡和環(huán)境感知傳感器檢修一、概述3.先進駕駛輔助系統(tǒng)按駕駛輔助形式或程度，先進駕駛輔助系統(tǒng)可以分為信息輔助類和信息控制類兩種。信息輔助類有：前向碰撞預警（FCW）系統(tǒng)、后向碰撞預警（RCW）系統(tǒng)、車道偏離預警（LDW）系統(tǒng)、變道碰撞預警（LCW）系統(tǒng)、盲區(qū)監(jiān)測（BSD）系統(tǒng)、側向盲區(qū)監(jiān)測（SBSD）系統(tǒng)、轉向盲區(qū)監(jiān)測（STBSD）系統(tǒng)、后方交通穿行提示（RCTA）系統(tǒng)、車門開啟預警（DOW）系統(tǒng)、駕駛員疲勞監(jiān)測（DFM）系統(tǒng)、駕駛員注意力監(jiān)測（DAM）系統(tǒng)、交通標志識別（TSR）系統(tǒng)、智能限速提示（ISLJ）系統(tǒng)、抬頭顯示（HUD）系統(tǒng)、夜視（NV）系統(tǒng)及全景影像瞄測（AVM）系統(tǒng)等；控制輔助類有：自動緊急制動（AEB）系統(tǒng)、緊急制動輔助（EBA）系統(tǒng)、緊急轉向輔助（ESA）系統(tǒng)、智能限速控制（ISLC）系統(tǒng)、車道保持輔助（LKA）系統(tǒng)、車道居中控制（LCC）系統(tǒng)、車道偏離抑制（LDP）系統(tǒng)、自適應巡航控制（ACC）系統(tǒng)、交通擁堵輔助（TJA）系統(tǒng)、智能泊車輔助（IPA）系統(tǒng)及自適應前照燈（AFL）系統(tǒng)等。4.1底盤網絡和環(huán)境感知傳感器檢修一、概述4.線控技術智能汽車的關鍵是對車輛的縱向控制和橫向控制，縱向控制是指控制速度和前進方向，主要是對車輛的驅動和制動，橫向控制是指對轉向盤角度的調整及輪胎力的控制。底盤各系統(tǒng)采用線控技術能夠更好滿足智能化的要求。4.1底盤網絡和環(huán)境感知傳感器檢修一、概述4.線控技術線控技術（X-by-wire）是指將駕駛員對車輛的操作動作經過傳感器轉變成電信號實現(xiàn)傳遞控制，替代傳統(tǒng)機械系統(tǒng)或者液壓系統(tǒng)，并由電信號直接控制執(zhí)行機構，以實現(xiàn)控制目標的技術。該技術源于美國國家航空航天局1972年推出的線控飛行技術（Fly-by-wire）。其中，“X”就像數(shù)學方程中的未知數(shù)，代表汽車中傳統(tǒng)上由機械或液壓控制的各個部件及相關的操作。因為線控系統(tǒng)取消了傳統(tǒng)的氣動、液壓及機械連接，取而代之的是傳感器、電控單元及電磁機構，所以具有安全、響應快、維護費用低、安裝測試簡單快捷的優(yōu)點。線控技術主要包括線控驅動技術、線控換擋技術、線控轉向技術、線控制動技術和線控懸架技術等。4.1底盤網絡和環(huán)境感知傳感器檢修一、概述1.協(xié)議汽車不同控制區(qū)域對信息傳輸有不同的要求，因此，車載網絡有多種網絡標準，這些網絡通信的實現(xiàn)都有硬件基礎和通信協(xié)議要求。關于通信協(xié)議說明如下：兩個實體模塊要想成功地通信，它們必須“說同樣的語言”，并按既定控制法則來保證相互的配合。具體地說，在通信內容、怎樣通信以及何時通信等方面，兩個實體要遵從相互可以接受的一組約定和規(guī)則。這些約定和規(guī)則的集合稱為協(xié)議。因此，協(xié)議可定義為在兩實體間控制信息交換的規(guī)則之集合。協(xié)議的三要素包括：①語法——確定通信雙方之間“如何講”，即由邏輯說明構成，要對信息或報文中各字段格式化，說明報頭（或標題）字段、命令和應答的結構；②語義——確定通信雙方之間“講什么”，即由過程說明構成，要對發(fā)布請求、執(zhí)行動作以及返回應答予以解釋，并確定用于協(xié)調和差錯處理的控制信息；③定時規(guī)則——指出事件的順序及進行速度匹配、排序。4.1底盤網絡和環(huán)境感知傳感器檢修二、底盤網絡1.協(xié)議如圖所示為車載網絡，其中，必須用一種有特殊功能的控制模塊進行信息共享，且不產生協(xié)議間的沖突，實現(xiàn)無差錯數(shù)據(jù)傳輸，這叫作網關，相當于在不同網絡標準間進行“翻譯工作”。4.1底盤網絡和環(huán)境感知傳感器檢修二、底盤網絡2.CAN總線在計算機系統(tǒng)中，各個部件之間傳送信息的公共通路叫總線。CAN是控制器局域網絡（ControllerAreaNetwork）的簡稱，是國際上應用最廣泛的現(xiàn)場總線之一，根據(jù)CAN協(xié)議的數(shù)據(jù)鏈路層及應用層的不同，在不同行業(yè)的不同領域延伸出相應的協(xié)議，有的已實現(xiàn)國際標準化。不同車型的CAN總線有不同名稱，通常高速CAN總線應用在要求高實時性的系統(tǒng)中，如發(fā)動機和底盤各系統(tǒng)，故常稱為動力CAN總線；低速CAN總線應用在對實時性要求不高的系統(tǒng)中，如舒適系統(tǒng)、燈光系統(tǒng)等，故常稱為舒適CAN總線；其余還有單線CAN總線、診斷CAN總線及網關CAN總線等。這些CAN總線使用不同的收發(fā)器，它們的物理信號和電路接法也不同。4.1底盤網絡和環(huán)境感知傳感器檢修二、底盤網絡2.CAN總線（1）組成。CAN數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中每個電子控制單元的內部增加了一個CAN控制器、一個CAN收發(fā)器，每個電子控制單元外部連接兩條CAN數(shù)據(jù)總線。1）CAN控制器。CAN控制器的作用是接收ECU中微處理器發(fā)出的數(shù)據(jù)，處理數(shù)據(jù)并傳給CAN收發(fā)器。同時CAN控制器也接收CAN收發(fā)器收到的數(shù)據(jù)，處理數(shù)據(jù)并傳給微處理器。4.1底盤網絡和環(huán)境感知傳感器檢修二、底盤網絡2.CAN總線（1）組成。2）CAN收發(fā)器。CAN收發(fā)器的作用是實現(xiàn)物理電平和二進制邏輯電平的轉換。CAN收發(fā)器是發(fā)送器和接收器的組合，將CAN控制器提供的數(shù)據(jù)轉化成電信號，并通過數(shù)據(jù)總線發(fā)送出去，同時，它也接收總線數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳到CAN控制器。接收器是一個差動信號放大器，它將來自CAN-H和CAN-L線的物理信號進行差分運算，得到相應的差分電壓，并將差分電壓轉換為二進制數(shù)據(jù)，傳遞給CAN控制器，由此實現(xiàn)了物理電平到二進制數(shù)據(jù)的轉換過程；發(fā)送器是一個橋式電路，通過兩個晶體管將CAN控制器發(fā)出的二進制數(shù)據(jù)轉化為CAN-H和CAN-L線的物理信號。接收器和發(fā)送器之間有電路連接，實現(xiàn)了對自我發(fā)送數(shù)據(jù)的監(jiān)測，增強了數(shù)據(jù)傳輸安全性，但也出現(xiàn)了單線不工作的故障，而低速CAN故障時可單線工作。4.1底盤網絡和環(huán)境感知傳感器檢修二、底盤網絡2.CAN總線（1）組成。3）CAN數(shù)據(jù)總線。CAN數(shù)據(jù)總線是用以傳輸數(shù)據(jù)的雙向數(shù)據(jù)線，分為CAN-H高位和CAN-L低位數(shù)據(jù)線，以雙絞線為主。線路上物理電壓與控制邏輯電壓對應情況說明如下：CAN-H和CAN-L數(shù)據(jù)線對地電壓分別用VCAN-H和VCAN-L表示，它們之間的差值稱為差分電壓Vdiff，即Vdiff=VCAN-H-VCAN-L，當Vdiff=2.0V時，當前傳送的數(shù)據(jù)位為“顯性”，用邏輯數(shù)字“0”表示；當Vdiff=0V時，當前傳送的數(shù)據(jù)位為“隱性”，用邏輯數(shù)字“1”表示。CAN數(shù)據(jù)總線上的物理電壓與使用的CAN收發(fā)器及總線工作模式有關（睡眠、空閑、傳輸）。為了防止外界電磁波干擾和向外輻射，兩條數(shù)據(jù)線纏繞在一起，要求至少每2.5cm就要扭絞一次，兩條線上的電位是相反的，電壓的和恒等于常值4.1底盤網絡和環(huán)境感知傳感器檢修二、底盤網絡2.CAN總線（1）組成。4）數(shù)據(jù)傳輸終端。在CAN網絡中作為終端的兩個電子控制單元，其內部還裝有一個數(shù)據(jù)傳遞終端（有的數(shù)據(jù)傳遞終端安裝在電子控制單元外部）。數(shù)據(jù)傳輸終端實際是一個電阻，作用是防止數(shù)據(jù)在到達線路終端后像回聲一樣返回，并因此而干擾原始數(shù)據(jù)，從而保證了數(shù)據(jù)的正確傳送。在高速CAN總線中，只有兩個數(shù)據(jù)傳遞終端，它裝在CAN-H和CAN-L數(shù)據(jù)線之間，其中每一個終端電阻的電阻值為120Ω。4.1底盤網絡和環(huán)境感知傳感器檢修二、底盤網絡2.CAN總線（2）工作原理。1）CAN的特點。CAN總線信息傳輸采用廣播模式，即一個節(jié)點發(fā)送，所有連接在總線上的節(jié)點都可接收（不像電話那樣一對一，不是以通信對象為導向，而是以信息本身為導向）。當某一個CAN總線節(jié)點出現(xiàn)嚴重錯誤時，會自動關閉該節(jié)點，使其他節(jié)點不受影響。CAN總線以多主方式工作，總線上的任一個節(jié)點均可以在網絡空閑的任意時刻，主動向網絡上的其他節(jié)點發(fā)送信息，所有節(jié)點不分主次，通信方式靈活。各個節(jié)點信息分成不同的優(yōu)先級，可以滿足不同的實時要求，高優(yōu)先級的信息優(yōu)先傳遞。CAN總線采用非破壞性的仲裁機制，當出現(xiàn)兩個節(jié)點同時向總線發(fā)送數(shù)據(jù)時，優(yōu)先級低的節(jié)點會主動退出發(fā)送，轉為接收，優(yōu)先級高的節(jié)點會繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)而不受影響，這樣有效避免了總線沖突，提高了信息傳輸效率。4.1底盤網絡和環(huán)境感知傳感器檢修二、底盤網絡2.CAN總線（2）工作原理。2）數(shù)據(jù)傳輸過程。動力CAN總線的數(shù)據(jù)傳遞實際是物理電平在數(shù)據(jù)總線上的傳遞過程。發(fā)送時，電子控制單元將信息轉換成二進制數(shù)據(jù)，再用物理電平來模擬二進制數(shù)據(jù)；接收時，電子控制單元將物理電平轉換成二進制數(shù)據(jù)，再將二進制數(shù)據(jù)轉換成正常數(shù)據(jù)。CAN的數(shù)據(jù)傳遞過程主要包括如下過程：①數(shù)據(jù)準備。電子控制單元向CAN控制器提供需要發(fā)送的數(shù)據(jù)。②數(shù)據(jù)發(fā)送。CAN收發(fā)器接收由CAN控制器傳來的數(shù)據(jù)，轉為電信號后發(fā)送。③數(shù)據(jù)接收。CAN數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中，所有電子控制單元轉為接收器。④數(shù)據(jù)檢驗。電子控制單元判斷所接收的數(shù)據(jù)是否為所需要的數(shù)據(jù)。⑤數(shù)據(jù)接受。若對接收的數(shù)據(jù)有需求，則將接受該數(shù)據(jù)，并進行處理，否則忽略。4.1底盤網絡和環(huán)境感知傳感器檢修二、底盤網絡2.CAN總線（2）工作原理。3）數(shù)據(jù)幀。為了可靠地傳輸數(shù)據(jù)，通常將原始數(shù)據(jù)分割成一定長度的數(shù)據(jù)單元，這就是數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯卧Q為幀，一幀稱為一個報文，CAN以報文為單位進行信息傳送。CAN通信有數(shù)據(jù)幀、遠程幀、過載幀、錯誤幀和幀間隔等，一個數(shù)據(jù)幀由開始域、仲裁域、檢驗域、數(shù)據(jù)域、安全域、確認域和結束域等構成，其中，域也稱為場。4.1底盤網絡和環(huán)境感知傳感器檢修二、底盤網絡2.CAN總線（2）工作原理。3）數(shù)據(jù)幀。①開始域。開始域代表數(shù)據(jù)傳輸?shù)拈_始，用一位“0”代表。②仲裁域。仲裁域，也叫狀態(tài)域，用于確定數(shù)據(jù)協(xié)議的優(yōu)先權，CAN2.0A為11位，CAN2.0B為28位。如果兩個電子控制單元都要同時發(fā)送各自的數(shù)據(jù)，那么，具有較高優(yōu)先權的電子控制單元優(yōu)先發(fā)送。③檢驗域。用于確定數(shù)據(jù)信息數(shù)量和顯示在數(shù)據(jù)域中所包含的信息項目數(shù)，由保留位和數(shù)據(jù)長度碼組成。數(shù)據(jù)長度碼指示數(shù)據(jù)場中的數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)，其數(shù)值大小為0～8。④數(shù)據(jù)域。在數(shù)據(jù)域中，信息被傳遞到其他電子控制單元。⑤安全域。檢測數(shù)據(jù)傳輸中的錯誤，有助于識別傳輸?shù)母蓴_。⑥確認域。在確認域中，接收器接收信號并通知發(fā)送器其所發(fā)信號已被正確接收；如果檢查到錯誤，接收器立刻通知發(fā)送器，發(fā)送器會再發(fā)送一次數(shù)據(jù)。⑦結束域。用于表示數(shù)據(jù)幀的結束。由7位隱性位序列表示，通過這7位隱性位接收器可以判斷一幀是否結束。4.1底盤網絡和環(huán)境感知傳感器檢修二、底盤網絡2.CAN總線（2）工作原理。3）數(shù)據(jù)幀。仲裁機制如下：總線空閑時，任何電子控制單元都可以開始傳送報文；如果兩個以上的電子控制單元同時開始傳送報文，就會出現(xiàn)總線訪問沖突，通過使用標識符的逐位仲裁就可以解決這個沖突。仲裁的機制確保了報文和時間均不損失。仲裁期間，每個發(fā)送器都對發(fā)送位的電平與被監(jiān)控的總線電平進行比較。如果電平相同，則這個電子控制單元繼續(xù)發(fā)送。如果發(fā)送的是“隱性”（1）電平，而監(jiān)視到總線電平是“顯性”（0）電平，則這個電子控制單元就失去了仲裁權，必須退出發(fā)送狀態(tài)，改為接收狀態(tài)。在11位的狀態(tài)域中，前7位是發(fā)送信息的電子控制單元標識符，同時也表示了它的優(yōu)先級。標識符中的號碼越小，即從前往后數(shù)，前面零越多，優(yōu)先級越高。后4位是這個電子控制單元發(fā)送不同信息的編號，比如發(fā)動機電子控制單元既要發(fā)送轉速信號，又要發(fā)送冷卻液溫度等信號，則后4位就有所不同。4.1底盤網絡和環(huán)境感知傳感器檢修二、底盤網絡2.CAN總線（3）常見故障。1）電源系統(tǒng)引起的故障。汽車電控單元的工作電壓一般在10.5～15.0V，如果汽車電源系統(tǒng)提供的工作電壓不正常，就會使得某些電控單元出現(xiàn)短暫的不正常工作現(xiàn)象，這會引起整個CAN總線系統(tǒng)通信不暢。4.1底盤網絡和環(huán)境感知傳感器檢修二、底盤網絡2.CAN總線（3）常見故障。2）線路故障。當通信線路的短路、斷路或線路物理性質變化引起通信信號衰減或失真時，會導致多個電控單元工作不正常，使CAN總線系統(tǒng)無法工作。4.1底盤網絡和環(huán)境感知傳感器檢修二、底盤網絡2.CAN總線（3）常見故障。3）節(jié)點故障。節(jié)點是CAN總線系統(tǒng)中的電控單元，因此節(jié)點故障就是電控單元的故障。它包括軟件故障和硬件故障，軟件故障即傳輸協(xié)議或軟件程序有缺陷或沖突，從而使CAN總線系統(tǒng)通信出現(xiàn)混亂或無法工作，這種故障一般會成批出現(xiàn)；硬件故障一般是電控單元芯片或集成電路故障，會造成CAN總線系統(tǒng)無法正常工作。4.1底盤網絡和環(huán)境感知傳感器檢修二、底盤網絡智能網聯(lián)汽車的工作基于對車輛周圍環(huán)境的感知處理與傳輸，所用傳感器種類如圖所示。其中，汽車狀態(tài)測控傳感器用于采集汽車自身運行數(shù)據(jù)，環(huán)境感知傳感器和狀態(tài)測控傳感器二者各司其職并且協(xié)同工作。環(huán)境感知傳感器不能夠單獨完成復雜的環(huán)境感知任務，通常根據(jù)場景需求，選擇與激光雷達、毫米波雷達、超聲波雷達、攝像頭、衛(wèi)星定位與慣性導航傳感器中的若干進行組合，并通過信息融合，克服各自的局限性，保證在任何時刻都能為車輛運行提供冗余可靠的環(huán)境信息。4.1底盤網絡和環(huán)境感知傳感器檢修三、環(huán)境感知傳感器激光雷達是工作在光波頻段的雷達，利用光波頻段的電磁波先向目標發(fā)射探測信號，然后將其接收到的同波信號與發(fā)射信號比較，從而獲得目標的位置及運動狀態(tài)。激光雷達由發(fā)射光學系統(tǒng)、接收光學系統(tǒng)、主控及處理電路板、探測器接收電路模塊、激光器及驅動模塊等組成。毫米波雷達是工作在毫米波波段的雷達，通常毫米波是指頻率在30GHz～300GHz、波長為1mm～10mm的電磁波。毫米波雷達向周圍發(fā)射電磁波，通過測定和分析反射波，計算障礙物的距離、方向和大小。毫米波雷達由發(fā)射機、接收機、信號處理器及天線組成。4.1底盤網絡和環(huán)境感知傳感器檢修三、環(huán)境感知傳感器超聲波是一種頻率高于20kHz的聲波，超聲波雷達是利用超聲波的特性研制而成的雷達，可以通過接收反射后的超聲波探知周圍的障礙物情況。超聲波雷達主要由發(fā)射傳感器、接收傳感器、控制部分與電源等組成。視覺傳感器通過使用光學系統(tǒng)和圖像處理工具等來模擬人的視覺能力，捕捉和處理場景的三維信息，主要由光源、鏡頭、圖像傳感器、圖像處理器及存儲器等組成。根據(jù)鏡頭和布置方式的不同，視覺傳感器主要有單目、雙目、三目、環(huán)視及紅外夜視等類型。4.1底盤網絡和環(huán)境感知傳感器檢修三、環(huán)境感知傳感器4.1底盤網絡和環(huán)境感知傳感器檢修三、環(huán)境感知傳感器4.1底盤網絡和環(huán)境感知傳感器檢修三、環(huán)境感知傳感器傳感器標定用于確定傳感器輸入量與輸出量之間的關系，包括靜、動態(tài)下的內參標定與外參標定。靜態(tài)特性是指在靜態(tài)信號作用下，傳感器輸出量與輸入量之間的一種函數(shù)關系；動態(tài)特性是指傳感器在測量快速變化的輸入信號情況下，輸出量對輸入量的響應特性。內參標定一般指將傳感器讀數(shù)校正至實際數(shù)值處，一般通過修正變換進行，更關注準確度。不同的傳感器有不同的標定內容，例如視覺傳感器內參標定主要關注像素、色溫、畸變等，距離傳感器內參標定主要關注距離檢測值與實際值是否在誤差范圍內。通常內參標定在工廠進行。4.1底盤網絡和環(huán)境感知傳感器檢修三、環(huán)境感知傳感器外參標定一般指傳感器與外界工作環(huán)境進行參數(shù)融合的標定。例如定位傳感器通常自身有一個坐標系，在不同傳感器數(shù)據(jù)融合的過程中，數(shù)據(jù)在不同坐標系下的轉換需要使用兩個坐標系的外參，一般為旋轉矩陣R和平移矩陣T。通常，對一定廠家的傳感器，標定是在一定場景下用軟件或專用工具按規(guī)定方法進行的。標定傳感器時必須要遵守的一個原則是：用精度高的測量規(guī)范對精度低的測量規(guī)范進行校正。巡航控制系統(tǒng)自適應巡航控制系統(tǒng)車道保持系統(tǒng)010203任務二巡航控制系統(tǒng)及車道保持系統(tǒng)檢修4.2巡航控制系統(tǒng)及車道保持系統(tǒng)檢修一、巡航控制系統(tǒng)巡航控制系統(tǒng)（CruiseControlSystem，CCS）能按駕駛員設定的車速行駛，不需要踩加速踏板就能自動控制保持一定車速行駛，可以減輕駕駛員的疲勞強度，提高行車安全性和舒適性。巡航控制系統(tǒng)具有下列功能：（1）保持設定車速。（2）微調目標車速。（3）車速恢復。（4）解除巡航控制。4.2巡航控制系統(tǒng)及車道保持系統(tǒng)檢修一、巡航控制系統(tǒng)1.組成與操縱巡航控制系統(tǒng)主要由巡航操縱開關、傳感器、電控單元及執(zhí)行器四部分組成。該系統(tǒng)一般與發(fā)動機控制系統(tǒng)和自動變速器控制系統(tǒng)共同使用節(jié)氣門位置傳感器發(fā)出的信號。車速由輪速傳感器通過對車輪轉速的檢測計算得出。巡航控制系統(tǒng)電控單元負責接收并處理各種輸入信號，從而控制發(fā)動機輸出轉矩，以平穩(wěn)控制車速。巡航控制系統(tǒng)電控單元在有的車型中單獨存在，而在有些車型中集成在發(fā)動機電控單元或車身電控單元里。電子節(jié)氣門作為巡航控制系統(tǒng)的輸出部件，主要功能是執(zhí)行電控單元的指令，通過節(jié)氣門控制電動機調節(jié)發(fā)動機的轉速，穩(wěn)定車輛處于勻速行駛狀態(tài)，使實際車速與設定的車速值保持一致。4.2巡航控制系統(tǒng)及車道保持系統(tǒng)檢修一、巡航控制系統(tǒng)1.組成與操縱常見的巡航操縱開關有控制桿式、轉向盤按鍵式，還有一些設計得比較有特色。巡航操縱開關通常包括主開關和控制開關。當駕駛員開啟巡航控制系統(tǒng)，汽車處于待命狀態(tài)時，按下開關中的SET鍵就可以設定速度，不同品牌車型的啟動速度限制是不一樣的，大多數(shù)車型都是車速超過30km/h或40km/h時可以設定。CANCEL（CNL）為取消按鍵，RESUME（RES）為恢復功能按鍵，RESUME功能是為了臨時取消定速后再次恢復到之前的設定，即在巡航狀態(tài)下按取消定速按鍵或者是踩了制動踏板后，按下此功能鍵可以恢復到之前設定的車速。部分車型的恢復功能更為人性化，即取消定速巡航后，如果車速再次達到之前預設的速度，巡航控制系統(tǒng)會重新啟動。4.2巡航控制系統(tǒng)及車道保持系統(tǒng)檢修一、巡航控制系統(tǒng)2.工作過程汽車在定速巡航行駛過程中，電控單元將通過節(jié)氣門位置傳感器和輪速傳感器獲得節(jié)氣門開度和車輛行駛速度信號，從而進行車速穩(wěn)定控制。電控單元有兩個不同的輸入信號，其中一個是駕駛員設定的車速信號，另外一個是汽車實際行駛的車速反饋信號。當測出的實際車速高于或者低于駕駛員所設定的車速時，電控單元就會自動把這兩種信號進行比較，得出兩種信號之差，即誤差信號，誤差信號經過放大處理后就成為節(jié)氣門控制信號，傳給節(jié)氣門的執(zhí)行器，驅動節(jié)氣門工作，從而調節(jié)節(jié)氣門的開度大小，改變實際車速，得到駕駛員所設定的車速。4.2巡航控制系統(tǒng)及車道保持系統(tǒng)檢修二、自適應巡航控制系統(tǒng)汽車自適應巡航控制（AdaptiveCruiseControl，ACC）系統(tǒng)是在定速巡航控制系統(tǒng)基礎上發(fā)展起來的新一代汽車先進駕駛輔助系統(tǒng)，它將汽車定速巡航控制系統(tǒng)和車輛前向撞擊報警系統(tǒng)（ForwardCollisionWarningSystem，F(xiàn)CWS）有機結合起來。ACC系統(tǒng)不僅有定速巡航控制系統(tǒng)的全部功能，還可以通過車載雷達等傳感器監(jiān)測汽車前方的道路交通環(huán)境，一旦發(fā)現(xiàn)當前行駛車道的前方有其他前行車輛，將根據(jù)本車和前車之間的相對距離及相對速度等信息，通過與ABS、發(fā)動機控制系統(tǒng)、自動變速器控制系統(tǒng)協(xié)調動作，對車輛進行縱向速度控制，使本車與前車保持安全距離行駛，避免追尾事故發(fā)生。高配置車輛采用全速自適應巡航控制系統(tǒng)，可以不受速度影響，簡單來說就是車輛能根據(jù)前車的距離，自動控制速度的增減，甚至是停車、起步，而無須踩踏板。優(yōu)缺點對比4.2巡航控制系統(tǒng)及車道保持系統(tǒng)檢修二、自適應巡航控制系統(tǒng)1.組成自適應巡航控制系統(tǒng)主要由信息感知單元、電子控制單元、執(zhí)行單元和人機交互界面等組成。（1）信息感知單元。主要用于向電子控制單元提供自適應巡航控制系統(tǒng)所需要的各種信息。它包括測距傳感器、轉速傳感器、轉向角傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、制動踏板位置傳感器等。4.2巡航控制系統(tǒng)及車道保持系統(tǒng)檢修二、自適應巡航控制系統(tǒng)1.組成自適應巡航控制系統(tǒng)主要由信息感知單元、電子控制單元、執(zhí)行單元和人機交互界面等組成。（2）電子控制單元（ECU）。ECU根據(jù)駕駛員所設定的安全車距及巡航行駛速度，結合信息感知單元傳送來的信息確定當前車輛的行駛狀態(tài)，決策出車輛的控制功能，并輸送給執(zhí)行單元。例如當兩車間的距離小于設定的安全距離時，ECU計算實際車距和安全車距之比及相對速度的大小，據(jù)此選擇減速方式，同時通過報警器向駕駛員發(fā)出警報，提醒駕駛員采取相應的措施。4.2巡航控制系統(tǒng)及車道保持系統(tǒng)檢修二、自適應巡航控制系統(tǒng)1.組成自適應巡航控制系統(tǒng)主要由信息感知單元、電子控制單元、執(zhí)行單元和人機交互界面等組成。（3）執(zhí)行單元。主要執(zhí)行電子控制單元發(fā)出的指令，它包括節(jié)氣門控制器、制動控制器、擋位控制器和轉向控制器等，節(jié)氣門控制器用于調整節(jié)氣門的開度，使車輛作加速、減速及定速行駛；制動控制器用于緊急情況下的制動，實現(xiàn)車輛自動減速保持車距的功能；擋位控制器用于控制車輛變速器的擋位；轉向控制器用于控制車輛的行駛方向。4.2巡航控制系統(tǒng)及車道保持系統(tǒng)檢修二、自適應巡航控制系統(tǒng)1.組成自適應巡航控制系統(tǒng)主要由信息感知單元、電子控制單元、執(zhí)行單元和人機交互界面等組成。（4）人機交互界面。人機交互界面用于駕駛員設定系統(tǒng)參數(shù)及系統(tǒng)狀態(tài)信息的顯示等，對巡航控制開關中所增加的間距的調整可實現(xiàn)巡航車距的調整功能。啟動ACC系統(tǒng)時，要設定當前車輛在巡航狀態(tài)下的車速和與目標車輛間的安全距離，否則ACC系統(tǒng)將其自動設置為默認值，但所設定的安全距離不可小于設定車速下交通法規(guī)所規(guī)定的安全距離。4.2巡航控制系統(tǒng)及車道保持系統(tǒng)檢修二、自適應巡航控制系統(tǒng)1.組成汽車ACC系統(tǒng)的指令通過控制開關由駕駛員設定，操作所需的按鍵位于轉向盤上，按鍵的使用很簡單，只用左手大拇指即可。另外，按鍵的功能不唯一，可復用，如SET鍵還能以10為單位調整速度。模式選擇主要有限速巡航和自適應巡航兩種，車速有設定區(qū)間，如30km/h～150km/h，在高速公路上行駛時，設定的速度不要超過高速公路的限速，一般為80km/h～120km/h；車距選擇一般由遠及近有5個擋位，選擇多大的車距要根據(jù)車速和路況決定，比如在高速公路上行駛時，建議距離設定在較遠的兩個擋位。這些參數(shù)設定完，ACC系統(tǒng)就可以進行工作。4.2巡航控制系統(tǒng)及車道保持系統(tǒng)檢修二、自適應巡航控制系統(tǒng)2.工作過程自適應巡航控制系統(tǒng)由巡航控制開關控制開啟，并可設定車速及車距。在巡航行駛中由遠程雷達和攝像頭持續(xù)監(jiān)測前方車輛，當獲得前車確切位置后，儀表中的綠色小汽車指示燈就會亮起。如果發(fā)現(xiàn)前車減速或監(jiān)測到新目標，系統(tǒng)就會發(fā)送信號給發(fā)動機控制模塊或制動系統(tǒng)來降低車速，使車輛與前車保持一個安全的行駛距離。當前方道路無車輛時，就會自動加速恢復到設定的巡航車速，此時雷達系統(tǒng)會自動監(jiān)測下一個目標。2.工作過程汽車ACC系統(tǒng)的狀態(tài)可分為ACC關閉狀態(tài)、ACC等待狀態(tài)和ACC工作狀態(tài)三種。ACC系統(tǒng)狀態(tài)轉換如圖所示。上角標a表示自檢以后的手動或自動操作。手動切換實現(xiàn)ACC系統(tǒng)關閉與非關閉狀態(tài)的轉換，系統(tǒng)檢測到錯誤后將自動關閉ACC系統(tǒng)。（1）ACC關閉狀態(tài)。直接的操作動作均不能觸發(fā)ACC系統(tǒng)。（2）ACC等待狀態(tài)。ACC系統(tǒng)沒有參與車輛的縱向速度控制，但可隨時被駕駛員觸發(fā)而進入工作狀態(tài)。（3）ACC工作狀態(tài)。ACC系統(tǒng)控制本車的速度或車間時距。車間時距是指本車駛過連續(xù)車輛的車間距所需的時間間隔，它等于車間距與車速之比。4.2巡航控制系統(tǒng)及車道保持系統(tǒng)檢修二、自適應巡航控制系統(tǒng)2.工作過程ACC系統(tǒng)共有四種典型工作模式，即巡航控制、減速控制、跟隨控制和加速控制，如圖所示。圖中假設當前車輛設定車速為100km/h，目標車輛行駛速度為80km/h。（1）巡航控制。巡航控制是汽車ACC系統(tǒng)最基本的功能。當前車輛前方無行駛車輛時，將處于普通的巡航行駛狀態(tài)，ACC系統(tǒng)按照設定的行駛車速對車輛進行巡航控制。（2）減速控制。當前車輛前方有目標車輛，且目標車輛的行駛速度小于當前車輛的