新能源汽車整車控制技術(shù)課件：高級駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）認知及檢修

高級駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）認知及檢修任務(wù)1改善視野類ADAS系統(tǒng)的認知學習情境一改善視野類ADAS系統(tǒng)的認知及檢修知識目標：1）掌握常用的視野改善類ADAS系統(tǒng)的定義。2）掌握常用的視野改善類ADAS系統(tǒng)的功能。3）熟悉常用的視野改善類ADAS系統(tǒng)的工作原理。技能目標：1）具有向客戶介紹常用的視野改善類ADAS系統(tǒng)的能力。2）具有解釋常用的視野改善類ADAS系統(tǒng)的功能應(yīng)用的能力。素質(zhì)目標：1）具有良好的安全意識。2）具有良好的團隊合作意識。3）養(yǎng)成7S的工作習慣。4）向客戶介紹視野改善類ADAS系統(tǒng)時，能詳細解析系統(tǒng)的功能和對于行車安全的重要性，以培養(yǎng)學生精益求精的工作態(tài)度和道路安全意識。汽車自適應(yīng)前照燈系統(tǒng)（AdaptiveFrontLightingSystem，AFS）通過車速傳感器、轉(zhuǎn)向盤角度傳感器、車高傳感器等感知車輛行駛狀態(tài)信息，自動調(diào)節(jié)前照燈系統(tǒng)的工作模式，可實現(xiàn)城市道路照明、高速公路照明、轉(zhuǎn)彎道路照明及陰雨天氣照明等不同照明模式的調(diào)節(jié)，使近光燈光軸在水平方向上與轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角聯(lián)動進行左右轉(zhuǎn)動，在垂直方向上與車高聯(lián)動進行上下擺動，保障車輛不同條件下的照明效果一、汽車自適應(yīng)前照燈系統(tǒng)的認知1.汽車自適應(yīng)前照燈系統(tǒng)的定義汽車自適應(yīng)前照燈系統(tǒng)能夠識別道路上的環(huán)境照明情況，同時分析照明光源的亮度和顏色，從而盡可能真實地模擬駕駛者使用遠光燈。一旦系統(tǒng)偵測到在道路前方或?qū)γ嬗熊囕v行駛、街道具有足夠的照明以及車輛自身低速行駛，遠光燈不再有助于提高行駛安全性時，遠光燈將會自動關(guān)閉。這可以防止因駕駛者未及時將大燈切換為近光燈或完全忘記切換近光燈而使其他道路使用者感到眩目1）陰雨天氣的照明陰雨天氣，地面的積水會將行駛車輛照射在地面上的光線，反射至對面會車司機的眼睛中，使其目眩，進而可能造成交通事故。汽車自適應(yīng)前照燈系統(tǒng)有效的解決方法是：前燈發(fā)出的特殊光型，減弱地面可能對會車產(chǎn)生眩光的區(qū)域的光強。2）轉(zhuǎn)彎道路的照明傳統(tǒng)前燈的光線因為和車輛行駛方向保持著一致，所以不可避免的存在照明的暗區(qū)。一旦在彎道上存在障礙物，極易因為司機對其準備不足，引發(fā)交通事故。汽車自適應(yīng)前照燈系統(tǒng)解決的方法是：車輛在進入彎道時，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的光型，給彎道以足夠的照明。3）高速公路的照明車輛在高速公路上行駛，因為具有極高的車速，所以需要前照燈比鄉(xiāng)村道路照得更遠，照得更寬。而傳統(tǒng)的前燈卻存在著高速公路上照明不足的問題。汽車自適應(yīng)前照燈系統(tǒng)采用了更為寬廣的光型解決這一問題。2.汽車自適應(yīng)前照燈系統(tǒng)的應(yīng)用場景4）城市道路的照明城市中道路復(fù)雜、狹窄。傳統(tǒng)前照燈近光因為光型比較狹長，所以不能滿足城市道路照明的要求。汽車自適應(yīng)前照燈系統(tǒng)在考慮到車輛市區(qū)行駛速度受到限制的情況下，可以產(chǎn)生比較寬闊的光型，有效地避免了與岔路中突然出現(xiàn)的行人、車輛可能發(fā)生的交通事故。車載夜視輔助駕駛系統(tǒng)（NightViewAssist，NVS）主要采用雷達、紅外傳感器等，通過激光、毫米波、熱成像等對光照要求不高的探測方法，實現(xiàn)夜間行駛環(huán)境的感知，用于輔助駕駛員在黑夜中看清道路、行人和障礙物等，減少事故發(fā)生，增強行車主動安全。1.夜視輔助駕駛系統(tǒng)的定義二、夜視輔助駕駛系統(tǒng)的認知2.夜視輔助駕駛系統(tǒng)的工作原理車載夜視輔助駕駛系統(tǒng)的原理是將人們?nèi)庋劭床灰姷募t外線轉(zhuǎn)化成為可見光。配備了夜視輔助系統(tǒng)的車輛裝有紅外線發(fā)射器，可以照到前方大約200m的距離。再通過小型紅外線攝像機可以記錄車輛前方的環(huán)境，并將其顯示在駕駛艙儀表板的顯示屏上汽車平視顯示系統(tǒng)（HeadUpDisplay,HUD），又稱抬頭顯示系統(tǒng)，是指將駕駛相關(guān)的重要信息投影到駕駛?cè)饲胺降能囕v前擋玻璃視野之內(nèi)，使駕駛?cè)说囊暰€無需離開前方道路，即可查看駕駛相關(guān)的重要信息，從而有效地避免駕駛?cè)说淖⒁饬Ψ稚ⅲＵ闲旭偘踩?.汽車平視顯示系統(tǒng)的定義三、汽車平視顯示系統(tǒng)的認知2.汽車平視顯示系統(tǒng)的工作原理汽車平視顯示系統(tǒng)利用光學反射原理，將汽車駕駛輔助信息、導(dǎo)航信息、檢查控制信息以及ADAS信息等以投影方式顯示在風擋玻璃上或約2m遠的前方、發(fā)動機罩尖端的上方，閱讀起來非常舒適，同時還可以顯示來自各個駕駛輔助系統(tǒng)的警告信息，例如車道偏離警告、夜視系統(tǒng)的行人避讓警告等，避免駕駛員在行車過程中頻紫低頭看儀表或車載屏幕，對于行車安全起著很好的輔助作用。全景泊車系統(tǒng)（AroundViewMonitor，簡稱AVM）又稱為“全息影像停車輔助系統(tǒng)”、“汽車環(huán)視系統(tǒng)”或“360度全景可視泊車系統(tǒng)”，采用環(huán)視攝像頭、雷達等傳感器，在停車過程中，通過車輛顯示屏幕觀看四周攝像頭圖像，幫助駕駛員了解車輛周邊視線盲區(qū)，使停車更直觀方便。1.全景泊車系統(tǒng)的定義四、全景泊車系統(tǒng)的認知全景泊車系統(tǒng)主要由安裝在車身前后左右的四個超廣角魚眼攝像頭、人機交互界面和系統(tǒng)主機等組成2.全景泊車系統(tǒng)組成全景泊車系統(tǒng)通過分布在車身四周的四個180°超廣角魚眼鏡頭可獲得車輛四周影像，通過控制單元對畫面進行處理，可合成不同視角的實時實景圖像。消除駕駛員視野盲區(qū)，提升行車安全。四個超廣角魚眼攝像頭同時采集車輛四周的影像，經(jīng)過圖像處理單元畸變還原→視角轉(zhuǎn)化→圖像拼接→圖像增強，最終形成一幅車輛四周無縫隙的360度全景俯視圖，3.全景泊車系統(tǒng)工作原理在顯示全景圖的同時，也可以顯示任何一方的單視圖，并配合標尺線準確地定位障礙物的位置和距離。任務(wù)2改善視野類ADAS系統(tǒng)的檢修學習情境一改善視野類ADAS系統(tǒng)的認知及檢修知識目標：1）掌握視野改善類ADAS系統(tǒng)中應(yīng)用的各種視覺傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理。2）掌握視覺傳感器的拆裝方法。3）掌握視覺傳感器的校準方法。技能目標：1）具有正確拆卸和安裝視覺傳感器的能力。2）具有對視覺傳感器進行校準的能力。3）具有診斷并排除改善視野類ADAS系統(tǒng)的常見故障的能力。素質(zhì)目標：1）具有良好的安全意識。2）具有良好的團隊合作意識。3）能夠制定工作流程，具備分析問題、解決問題的能力。4）能在工作結(jié)束后按照7S管理規(guī)定整理，養(yǎng)成良好的工作習慣。5）在拆卸、安裝ADAS系統(tǒng)部件時，能按照規(guī)范流程仔細操作，認真檢查，以培養(yǎng)學生精益求精的工作態(tài)度和質(zhì)量意識。視覺傳感器是人工智能的一個分支，起源于20世紀80年代的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，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，理解并通過指揮特定的裝置執(zhí)行決策。視覺傳感器涉及多種技術(shù)，包括圖像處理、機械工程技術(shù)、控制、電光源照明、光學成像、傳感器、模擬與數(shù)字視頻技術(shù)、計算機軟硬件技術(shù)等。1.視覺傳感器的組成一、認識視覺傳感器視覺傳感器主要由光源、鏡頭、圖像傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、圖像處理器、圖像存儲器等組成，如圖4-9所示。其主要功能是獲取足夠的機器視覺系統(tǒng)要處理的原始圖像。1）視覺圖像的信息量極為豐富，尤其是彩色圖像。2）在視野范圍內(nèi)可同時實現(xiàn)道路檢測、車輛檢測、行人檢測、交通標志檢測、交通信號燈檢測等，信息獲取面積大。3）視覺信息獲取的是實時的場景圖像。4）視覺傳感器應(yīng)用廣泛，在智能網(wǎng)聯(lián)汽車中可以前視、后視、側(cè)視、內(nèi)視、環(huán)視。2.視覺傳感器的特點3.視覺傳感器的分類根據(jù)鏡頭和布置方式的不同，視覺傳感器主要包括：單目視覺傳感器、雙目視覺傳感器、三目視覺傳感器和環(huán)視視覺傳感器，（a）單目視覺傳感器（b）雙目視覺傳感器（c）三目視覺傳感器（d）環(huán)視視覺傳感器單目視覺傳感器模塊只包含一個攝像機和一個鏡頭。由于很多圖像算法的研究都是基于單目視覺傳感器開發(fā)的，因此相對于其他類別的車載視覺傳感器，單目車載視覺傳感器的算法成熟度更高。單目傳感器的工作原理是先識別后測距，首先通過圖像匹配對圖像進行識別，然后根據(jù)圖像的大小和高度進一步估計障礙物和車輛移動時間。1.單目視覺傳感器二、視覺傳感器的工作原理2.雙目視覺傳感器雙目視覺傳感器模塊包含兩個攝像機和兩個鏡頭。相近的兩個攝像機拍攝物體時，會得到同一物體在相機成像平面的像素偏移量。有了像素偏移量、相機焦距和兩個車載視覺傳感器的實際距離這些信息，根據(jù)數(shù)學換算即可得到物體的距離。由于單目和雙目都存在某些缺陷，因此，目前很多智能網(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車載視覺傳感器的組合.三目視覺傳感器包含3個視場，分別為25°視場、50°視場、150°視場，如圖4-12所示。其中，25°視場用于檢測前車道線、交通燈，50°視場負責一般的道路狀況監(jiān)測，150°視場用于檢測平行車道道路狀況以及行人和非機動車行駛的狀況。3.三目視覺傳感器車身三目視覺傳感器三目視覺傳感器視場環(huán)視視覺傳感器的攝像頭是魚眼攝像頭，而且安裝位置是朝向地面的。安裝于車輛前方、車輛左右后視鏡下和車輛后方的四個魚眼鏡頭采集圖像，采集到的圖像如圖所示。魚眼攝像機為了獲取足夠大的視野，代價是圖像的畸變嚴重。通過標定值，進行圖像的投影變換，可將圖像還原成俯視圖的樣子。然后對四個方向的圖像進行拼接，再在四幅圖像的中間放上一張車的俯視圖，即可實現(xiàn)從車頂往下看的效果。4.環(huán)視視覺傳感器一、汽車自適應(yīng)前照燈系統(tǒng)的認知任務(wù)1預(yù)警類ADAS系統(tǒng)的認知學習情境二預(yù)警類ADAS系統(tǒng)的認知及檢修知識目標：1）掌握常用的預(yù)警類ADAS系統(tǒng)的定義。2）掌握常用的預(yù)警類ADAS系統(tǒng)的功能。3）熟悉常用的預(yù)警類ADAS系統(tǒng)的工作原理。技能目標：1）具有向客戶介紹常用的預(yù)警類ADAS系統(tǒng)的能力。2）具有解釋常用的預(yù)警類ADAS系統(tǒng)的功能應(yīng)用的能力。素質(zhì)目標：1）具有良好的安全意識。2）具有良好的團隊合作意識。3）養(yǎng)成7S的工作習慣。4）向客戶介紹預(yù)警類ADAS系統(tǒng)時，能詳細解析系統(tǒng)的功能和對于行車安全的重要性，以培養(yǎng)學生精益求精的工作態(tài)度和道路安全意識。車道偏離預(yù)警系統(tǒng)（LaneDepartureWarningSystem，LDWS）通過攝像頭或激光雷達等監(jiān)測車道線和本車的相對位置，并計算出本車與車道線的實時距離，從而判斷車輛是否偏離車道。當發(fā)現(xiàn)車輛在無換道意圖即將偏離本車車道時，通過報警或振動等方式提醒駕駛?cè)?，促使駕駛?cè)吮３衷谠瓉淼男旭傑嚨纼?nèi)，避免交通事故的發(fā)生，一、車道偏離預(yù)警系統(tǒng)的認知車輛偏離預(yù)警系統(tǒng)按偏離方向可以分為“縱向”和“橫向”車道偏離警告兩個主要功能。其中，縱向車道偏離警告系統(tǒng)主要用于預(yù)防由于車速太快或方向失控引起的車道偏離碰撞；橫向車道偏離警告系統(tǒng)主要用于預(yù)防由于駕駛?cè)俗⒁饬Σ患幸约榜{駛?cè)朔艞夀D(zhuǎn)向操作而引起的車道偏離碰撞。1.車道偏離預(yù)警系統(tǒng)的定義車道偏離預(yù)警系統(tǒng)主要由道路和車輛狀態(tài)感知、車道偏離評價算法和報警系統(tǒng)等模塊組成，如圖。根據(jù)攝像頭安裝位置不同，可以將系統(tǒng)分為：側(cè)視系統(tǒng)——攝像頭安裝在車輛側(cè)面，斜指向車道；前視系統(tǒng)——攝像頭安裝在車輛前部，指向前方的車道。2.車道偏離預(yù)警系統(tǒng)的組成當車道偏離預(yù)警系統(tǒng)開啟時，攝像頭會時刻采集行駛車道的標識線，通過圖像處理獲得汽車在當前車道中的位置參數(shù)，當檢測到汽車偏離車道時，傳感器會及時收集車輛數(shù)據(jù)和駕駛?cè)说牟僮鳡顟B(tài)，之后由控制器發(fā)出警報信號，整個過程大約在0.5秒完成，為駕駛?cè)颂峁└嗟姆磻?yīng)時間。而如果駕駛?cè)舜蜷_轉(zhuǎn)向燈，正常進行變線行駛，那么車道偏離預(yù)警系統(tǒng)不會做出任何提示3.車道偏離預(yù)警系統(tǒng)的工作原理車道偏離預(yù)警系統(tǒng)工作過程攝像頭采集行駛車道標示線前向碰撞預(yù)警系統(tǒng)（ForwardCollisionWarningSystem,FCWS）通過各種傳感器，比如攝像頭、雷達等，實時檢測車輛前方的物體，并檢測目標車輛距離本車的距離，如圖所示。當安全距離小于閾值時，則發(fā)出警報提示駕駛?cè)?，有效降低了交通事故的發(fā)生。1.前向碰撞預(yù)警系統(tǒng)的定義車身二、前向碰撞預(yù)警系統(tǒng)的認知前向碰撞預(yù)警系統(tǒng)通過雷達系統(tǒng)來時刻監(jiān)測前方車輛，判斷本車與前車之間的距離、方位及相對速度，當存在潛在碰撞危險時對駕駛者進行警告。前向碰撞預(yù)警系統(tǒng)本身不會采取任何制動措施去避免碰撞或控制車輛。通過人機交互界面，客戶可以關(guān)閉或打開FCW前向碰撞警告功能。2.前向碰撞預(yù)警系統(tǒng)的工作原理一、汽車自適應(yīng)前照燈系統(tǒng)的認知系統(tǒng)根據(jù)碰撞風險不同，將進行2種不同級別的報警，分為預(yù)報警及緊急報警，不同的報警等級有不同的報警方式，分為視覺報警、聲音報警及短促制動報警。1）預(yù)報警方式：因為預(yù)報警在碰撞風險較低情況下就會觸發(fā)，誤觸發(fā)不可能完全避免。因此預(yù)報警使用較為柔和的視覺和聲音的報警方式。2）當系統(tǒng)計算碰撞風險超過一定程度時，系統(tǒng)將進行緊急報警，此時，儀表提示音將更加急促或長響，安全帶會進行震動，同時系統(tǒng)將進行短促的制動，以提醒駕駛員。3.前向碰撞預(yù)警系統(tǒng)的報警方式盲區(qū)監(jiān)測系統(tǒng)（BlindSpotInformationSystem，BLIS）通過雷達、攝像頭等裝置，在車輛行駛時對車輛兩側(cè)的盲區(qū)進行探測，如果有其他車輛進入盲區(qū)，會在后視鏡或其他指定位置對駕駛?cè)诉M行提示，從而告知駕駛?cè)撕螘r是換道的最好時機，大幅度降低了因換道而發(fā)生的事故。1.盲區(qū)監(jiān)測系統(tǒng)的定義車身三、盲區(qū)監(jiān)測系統(tǒng)的認知盲區(qū)監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)通過安裝在后保險杠內(nèi)的兩個雷達傳感器掃描車身側(cè)后方的區(qū)域。當雷達掃描的范圍內(nèi)有車輛時，相應(yīng)一側(cè)外后視鏡面LED指示燈會亮起提示，如圖4-18所示。假如此時駕駛員操作該側(cè)轉(zhuǎn)向燈，或轉(zhuǎn)動方向盤準備變道或超車時，外后視鏡上的指示燈亮度會增強并多次閃動，同時通過中控大屏發(fā)出警告音，以提示駕駛員變道時存在風險2.盲區(qū)監(jiān)測系統(tǒng)的工作原理車身任務(wù)2預(yù)警類ADAS系統(tǒng)的檢修學習情境二預(yù)警類ADAS系統(tǒng)的認知及檢修知識目標：1）掌握預(yù)警類ADAS系統(tǒng)中應(yīng)用的各類雷達傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理。2）掌握車載激光雷達的安裝方法。3）掌握車載激光雷達的標定方法。技能目標：1）具有準確測量激光雷達安裝的中心位置的能力。2）具有正確安裝激光雷達的能力。3）具有繪制激光雷達線束連接圖并正確連接激光雷達線束的能力。4）具有解釋激光雷達的標定原理的能力。素質(zhì)目標：1）具有良好的安全意識。2）具有良好的團隊合作意識。3）能夠制定工作流程，具備分析問題、解決問題的能力。4）能在工作結(jié)束后按照7S管理規(guī)定整理，養(yǎng)成良好的工作習慣。5）在拆卸、安裝ADAS系統(tǒng)部件時，能按照規(guī)范流程仔細操作，認真檢查，以培養(yǎng)學生精益求精的工作態(tài)度和質(zhì)量意識。激光雷達（LightDetectionandRanging，LiDAR），是一種光學遙感傳感器，它通過向目標物體發(fā)射激光，然后根據(jù)接收-反射的時間間隔確定目標物體的實際距離，根據(jù)距離及激光發(fā)射的角度，通過幾何變化推導(dǎo)出物體的位置信息。激光雷達能夠確定物體的位置、大小、外部形貌甚至材質(zhì)。激光雷達采集到的物體信息呈現(xiàn)出一系列分散的、具有準確角度和距離信息的點，被稱為點云。1.激光雷達的概念一、認識激光雷達1）分辨率高激光雷達可以獲得極高的角度、距離和速度分辨率。2）探測范圍廣探測距離可達300m左右。3）信息量豐富可直接獲取探測目標的距離、角度、反射強度、速度等信息，生成目標多維度圖像。4）全天候工作激光主動探測，不依賴于外界光照條件或目標本身的輻射特性。2.激光雷達的特點車載激光雷達根據(jù)其掃描方式的不同，可分為機械式激光雷達和固態(tài)激光雷達。機械式激光雷達外表上最大的特點就是有機械旋轉(zhuǎn)機構(gòu)。我們看到的智能網(wǎng)聯(lián)測試車車頂上較復(fù)雜的圓柱形裝置，即為機械式激光雷達。3.車載激光雷達的類型1）按掃描方式分類固態(tài)激光雷達不存在旋轉(zhuǎn)的機械結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)簡單、尺寸小，所有的激光探測水平和垂直視角都是通過電子方式實現(xiàn)的，并且裝配調(diào)試可以實現(xiàn)自動化，能夠量產(chǎn)，成本大幅降低，設(shè)備的耐用性也有效地提高了，固態(tài)激光雷達是必然的技術(shù)發(fā)展路線機械式激光雷達全固態(tài)激光雷達根據(jù)線數(shù)的多少，激光雷達分為單線激光雷達與多線激光雷達。單線激光雷達掃描一次只產(chǎn)生一條掃描線，其所獲得的數(shù)據(jù)為2D數(shù)據(jù)，因此無法區(qū)別有關(guān)目標物體的3D信息。在智能汽車上，單線激光雷達主要用于規(guī)避障礙物、地形測繪等領(lǐng)域。多線激光雷達掃描一次可產(chǎn)生多條掃描線，主要應(yīng)用于障礙物的雷達成像，相比單線激光雷達在維度提升和場景還原上有了質(zhì)的改變，可以識別物體的高度信息，目前市場上多線產(chǎn)品包括4線、8線、16線、32線、64線等。其細分可分為2.5D激光雷達及3D激光雷達。2.5D激光雷達與3D激光雷達最大的區(qū)別在于激光雷達垂直視野的范圍，前者垂直視野范圍一般不超過10°，而后者可達到30°甚至40°以上，這也就導(dǎo)致兩者對于激光雷達在汽車上的安裝位置要求有所不同。2）按雷達線數(shù)分類此外，激光雷達按照功能用途，可以分為激光測距雷達、激光測速雷達、激光成像雷達、大氣探測雷達和跟蹤雷達等；按照激光發(fā)射波形分類可分為連續(xù)型激光雷達和脈沖型激光雷達；按載荷平臺分類可分為機載激光雷達和車載激光雷達等；按探測方式分類可分為直接探測激光雷達和相干探測激光雷達。3）其他分類方式激光雷達由激光發(fā)射器、掃描與光學部件和感光部件組成，如圖所示。4.車載激光雷達的基本組成以飛行時間（TOF）法為例介紹激光雷達的測距原理。TOF法就是根據(jù)激光遇到障礙物后的折返時間，通過光速計算目標與雷達的相對距離，如圖所示。激光光束可以準確測量視場中物體輪廓邊沿與設(shè)備間的相對距離，這些輪廓信息組成點云圖并繪制出3D環(huán)境地圖。二、激光雷達的工作原理現(xiàn)今市場上主流的車載激光雷達主要是基于三種原理測距，三角測距法、飛行時間（Timeofflight，TOF）法和調(diào)幅連續(xù)波（AmplitudeModulatedContinuousWave，AMCW）測距法。任務(wù)1主動控制類ADAS系統(tǒng)的認知學習情境三主動控制類ADAS系統(tǒng)的認知及檢修知識目標：1）掌握常用的自主控制類ADAS系統(tǒng)的定義。2）掌握常用的自主控制類ADAS系統(tǒng)的功能。3）熟悉常用的自主控制類ADAS系統(tǒng)的工作原理。技能目標：1）具有向客戶介紹常用的自主控制類ADAS系統(tǒng)的能力。2）具有解釋常用的自主控制類ADAS系統(tǒng)的功能應(yīng)用的能力。素質(zhì)目標：1）具有良好的安全意識。2）具有良好的團隊合作意識。3）養(yǎng)成7S的工作習慣。4）向客戶介紹自主控制類ADAS系統(tǒng)時，能詳細解析系統(tǒng)的功能和對于行車安全的重要性，以培養(yǎng)學生精益求精的工作態(tài)度和道路安全意識。自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)（AdaptiveCruiseControl，ACC）通過安裝在車輛前部的車距傳感器（一般為毫米波雷達），持續(xù)掃描車輛前方道路，從而得知前車的車速與相對距離，行駛中會自動偵測車速，當與前車的距離越來越小時，會對應(yīng)調(diào)整自身車速，與前方車輛保持安全距離，在設(shè)定的速度范圍內(nèi)自動調(diào)整行駛速度，以適應(yīng)前方車輛和/或道路條件等引起的駕駛環(huán)境變化。1.自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)的定義一、自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)的認知典型自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)主要由信息感知單元、電子控制單元（ECU）、執(zhí)行單元和人機交互界面等組成。2.自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)的組成1）信息感知單元信息感知單元主要用于向電子控制單元（ECU）提供自適應(yīng)巡航控制所需要的各種信息。它包括測距傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、轉(zhuǎn)向角傳感器、節(jié)氣門位置傳感器和制動踏板傳感器等。測距傳感器用來獲取車間距離信號，一般使用毫米波雷達或激光雷達，如圖所示；轉(zhuǎn)速傳感器用于獲取實時車速信號；轉(zhuǎn)向角傳感器用于獲取汽車轉(zhuǎn)向信號；節(jié)氣門位置傳感器用于獲取節(jié)氣門開度信號；制動踏板傳感器用于獲取制動踏板動作信號。ECU根據(jù)駕駛員所設(shè)定的安全車距及巡航行駛速度，結(jié)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)，做出車輛的控制決策，并輸出給執(zhí)行單元。例如當兩車間的距離小于設(shè)定的安全距離時，ECU計算實際車距和安全車距之差及相對速度的大小，選擇減速方式，同時通過報警器向駕駛?cè)税l(fā)出報警，提醒駕駛?cè)瞬扇∠鄳?yīng)的措施。2）ECU執(zhí)行單元主要執(zhí)行ECU發(fā)出的指令，它包括節(jié)氣門控制器、制動控制器、檔位控制器和轉(zhuǎn)向控制器等，節(jié)氣門控制器用于調(diào)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；檔位控制器用于控制車輛變速器的檔位；轉(zhuǎn)向控制器用于控制車輛的行駛方向。3）執(zhí)行單元人機交互界面用于駕駛?cè)嗽O(shè)定系統(tǒng)參數(shù)及系統(tǒng)狀態(tài)信息的顯示等。駕駛?cè)丝赏ㄟ^設(shè)置在儀表盤或轉(zhuǎn)向盤上的人機界面啟動或清除ACC系統(tǒng)控制指令。啟動ACC系統(tǒng)時，要設(shè)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)將自動設(shè)置為默認值，但所設(shè)定的安全距離不可小于設(shè)定車速下交通法規(guī)所規(guī)定的安全距離。4）人機交互界面在車輛行駛過程中，安裝在車輛前部的車距傳感器持續(xù)掃描車輛前方道路，同時輪速傳感器采集車速信號。當車輛前方無障礙物時，車輛按設(shè)定的速度巡航行駛；當行駛車道的前方有其他前行車輛時，自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)ECU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(diào)動作，對車輛縱向速度進行控制，使本車與前車始終保持安全距離行駛。3.自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)的工作原理自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)的工作示意圖如圖所示，共有4種典型的操作，即巡航控制、減速控制、跟隨控制和加速控制。圖中假設(shè)當前車輛設(shè)定車速為100km/h，目標車輛行駛速度為80km/h。a.勻速b.減速c.跟隨d.加速車道保持輔助系統(tǒng)(LaneKeepAssistSystem，LKAS)通過前視攝像頭實時監(jiān)測車輛與車道線的相對位置，持續(xù)或在必要情況下介入車輛橫向運動控制，使車輛保持在原車道內(nèi)行駛，如圖所示。二、車道保持輔助系統(tǒng)的認知自動緊急制動系統(tǒng)（AutonomousEmergencyBraking，AEB），又稱為自動制動輔助系統(tǒng)，主要由三個模塊構(gòu)成，包括測距模塊、控制模塊和制動模塊。1.自動緊急制動系統(tǒng)的定義三、自動緊急制動系統(tǒng)的認知自動制動輔助系統(tǒng)利用車載傳感器（如雷達、攝像頭等）探測本車前方的車輛、行人及其他障礙物，并檢測本車運動狀態(tài)及其與前方障礙物之間的相對距離、相對速度等信息，然后利用數(shù)據(jù)分析模塊將測出的距離與警報距離、安全距離進行比較，實時判斷是否存在碰撞危險，如圖4-28所示。當車輛與前方障礙物之間的距離小于警報距離時就進行警報提示，而小于安全距離時，如果駕駛?cè)藳]有來得及踩制動踏板，AEB系統(tǒng)會主動干預(yù)使汽車自動制動，從而防止追尾事故的發(fā)生。2.自動緊急制動系統(tǒng)的工作原理自動泊車輔助系統(tǒng)（AutonomousParkAssist，APA）主要由信息檢測單元、ECU和執(zhí)行單元等組成，利用車載傳感器探測有效泊車空間并輔助控制車輛完成泊車操作的一種高級駕駛輔助系統(tǒng)。相比于傳統(tǒng)的電子輔助功能，比如倒車雷達、倒車影像顯示等，自動泊車輔助系統(tǒng)智能化程度更高，減輕了駕駛員的操作負擔，有效降低了泊車的事故率。1.自動泊車輔助系統(tǒng)的定義四、自動泊車輔助系統(tǒng)的認知遍布車輛周圍的雷達探頭測量自身與周圍物體之間的距離和角度，然后通過車載電腦計算出操作流程配合車速調(diào)整方向盤的轉(zhuǎn)動，駕駛者只需要控制車速即可。自動泊車系統(tǒng)可采集圖像數(shù)據(jù)及周圍物體距車身的距離數(shù)據(jù)，并通過數(shù)據(jù)線傳輸給中央處理器；中央處理器將采集到的數(shù)據(jù)分析處理后，得出汽車的當前位置、目標位置以及周圍的環(huán)境參數(shù)，依據(jù)上述參數(shù)做出自動泊車策略，并將其轉(zhuǎn)換成電信號；車輛策略控制系統(tǒng)接受電信號后，依據(jù)指令做出汽車泊車時相應(yīng)執(zhí)行動作的操控。2.自動泊車輔助系統(tǒng)的工作原理系統(tǒng)通過安裝在車身上的攝像頭、超聲波傳感器以及紅外傳感器，探測停車位置，繪制停車地圖，并實時動態(tài)規(guī)劃泊車路徑，將汽車指引或者直接操控方向盤駛?cè)胪＼囄恢?，如圖所示。任務(wù)2主動控制類ADAS系統(tǒng)的檢修學習情境三主動控制類ADAS系統(tǒng)的認知及檢修知識目標：1）掌握主動控制類ADAS系統(tǒng)中應(yīng)用的毫米波雷達的結(jié)構(gòu)和工作原理。2）掌握ACC雷達校準設(shè)備的安裝方法。3）掌握ACC雷達的校準方法。技能目標：1）具有正確安裝ACC雷達校準設(shè)備的能力。2）具有正確校準ACC雷達的能力。3）具有診斷并排除主動控制類ADAS系統(tǒng)的常見故障的能力。素質(zhì)目標：1）具有良好的安全意識。2）具有良好的團隊合作意識。3）能夠制定工作流程，具備分析問題、解決問題的能力。4）能在工作結(jié)束后按照7S管理規(guī)定整理，養(yǎng)成良好的工作習慣。5）在校準ACC雷達時，能按照規(guī)范流程仔細操作，認真檢查，以培養(yǎng)學生精益求精的工作態(tài)度和質(zhì)量意識。1）探測距離遠毫米波雷達探測距離遠，最遠可達250m左右。2）響應(yīng)速度快毫米波的傳播速度與光速一樣，并且其調(diào)制簡單，配合高速信號處理系統(tǒng)，可以快速地測量出目標的角度、距離、速度等信息。3）適應(yīng)能力強毫米波具有很強的穿透能力，在雨、雪、大霧等惡劣天氣依然可以正常工作，而且不受顏色與溫度的影響。4）缺點毫米波雷達的缺點是覆蓋區(qū)域呈扇形，有盲點區(qū)域；無法識別道路標線、交通標志和交通信號燈。毫米波雷達指工作在30～300GHz頻域的雷達。毫米波雷達具有全天候、全天時等優(yōu)秀特性，能夠