4.2智能汽车与车联网（课件）-《汽车文化》同步教学（北京理工大学出版社）

智能汽车与车联网 导入 在不久的将来,人们可以放下手中的方向盘,享受汽车自动驾驶的乐趣。你不用担心任何行车中的安全隐患,因为这种汽车的安全驾控能力远在人的驾控能力之上,它们反映更迅速,并且不知疲惫。你完全可以泡上一杯茶,毫无顾忌地欣赏电视节目。 试想一下,这样“智能”的汽车在技术上有哪些不同于普通车辆的地方? 一、智能汽车 智能汽车与一般所说的自动驾驶有所不同,它指的是利用多种传感器和智能公路技术实现汽车自动驾驶,它是一个集环境感知、规划决策、自动驾驶等多种功能于一体的综合系统,即智能车辆系统IVS(Intelligent Vchicle System)。 致力于提高汽车的安全性、舒适性。提供优良的人车交互界面。 一、智能汽车 我国已经把智能车辆列入国家高新技术计划。 智能车辆系统,可以集成如视觉技术、触觉技术、自主控制和决策技术、多智能体技术、智能控制技术、多传感器集成和融合技术等许多最新的智能技术,从而能完成很多高智能工作。 一、智能汽车 智能汽车的研究涉及计算机视觉、传感器数据融合、车辆工程、计算机控制等诸多领域。随着电子信息技术的飞速发展,形形色色的智能技术在汽车上得到广泛应用,充分体现出其安全、舒适、方便、快捷的优越性能。 一、智能汽车 一、智能汽车 智能车辆系统的关键技术包括 全球定位系统 传感器及其数据融合 智能道路系统 自动驾驶系统 智能避撞系统等 一、智能汽车 1.全球定位系统(GPS) GPS(Globd Rlot Systcm)全球导航系统也称全球卫星定位系统。它依靠地球周围的24颗定位卫星不断地对地面发射三维位置、三维速度的电子信息,然后通过地球上安装的相应的接收设备接收到这些信息,并用中转帧继续设备进行分析,从而判定发射提供信息的物体所处方位的一种定位系统。 一、智能汽车 GPS的主要功能: (1)实时显示汽车在预先制定的电子地图中的位置、行驶速度,以及与目的地间的距离。 输入目的地后自动生成一条到达目的地的最佳行驶路线,并在转弯时用语言提醒用户,使用户去任何地方不用问路便可直接到达。 一、智能汽车 GPS的主要功能: (2)随时可查询沿途的酒店、商店、加油站、修理厂、车站、码头等,为用户提供方便。 (3)可在汽车遭遇抢劫后,在指定范围内停止发动机的运行,并把汽车所处的位置报告警察。 (4)停车后可用其播放音乐或VCD。 一、智能汽车 GPS的组成: 一部分由安装在原车上的GPS接收机和显示设备 另一部分是由计算机控制中心 两者之间通过定位卫星进行联系。 一、智能汽车 1 全球定位系统(GPS) 通过车载电子地图和GPS接受机,自动显示车辆的行驶位置,车载电子地图可对驾驶员选择的目的地给出最佳行驶路线。 一、智能汽车 2 传感器及其数据融合 智能车辆的导航需要依据相关传感器获得的车辆位置信息和路面环境信息作出决策。 目前在智能车辆领域除视觉传感器外,常用的还有雷达、激光、超声波、红外线等。 由于单一传感器的局限性,它很难达到导航系统所要求的精度和可靠性,因此多传感器融合技术出现在智能车辆导航研究实践中。 一、智能汽车 2 传感器及其数据融合 通过将多个传感器采集的信息进行合成,形成对环境特征的综合描述,能够充分利用多传感器数据间的冗余和互补特性,获得我们需要的、充分的信息。 汽车多传感器技术 一、智能汽车 2 传感器及其数据融合 多传感器融合的实质是多源不确定性信息的处理,在处理过程中信息的表示形式不断发生变化,从较低级的形式(如图像像素、超声波传感器探测数据等)直至系统需要的某种高级形式(如车辆位置、障碍分布等)。 按这些信息的流通形式和综合处理模式,多传感器融合系统可分为集中式、多级式和分布式三种融合结构。 一、智能汽车 2 传感器及其数据融合 融合方法是多传感器融合的一个非常重要的研究内容,只有适宜的融合方法才能发挥出多传感器融合技术的优势。针对具体的应用情况,有简单滤波法、加权平均法、贝叶斯估计法、统计决策理论法、Dempster-shafer证据推理法、产生式规则法、卡尔曼滤波法、模糊逻辑推理法和人工神经网络法等。 一、智能汽车 3 智能道路系统及自动驾驶系统 (1)自动化公路系统(AHS) 美国正在对自动化公路系统进行由计算机控制的驾驶试验,预计将很快投入使用。 伯克利加州大学“高级公路和交通研究计划”已经建成了未来可供无需驾驶员驾驶的汽车行驶的公路原型,并在1997年8月进行了实用成果演示 一、智能汽车 3 智能道路系统及自动驾驶系统 (1)自动化公路系统(AHS) 这种思路通过提高现有道路的利用率,而非修建更多道路的办法来