智能网联汽车技术课件第1章-绪论.pptx

1、 第 1 页智智能网联汽车技能网联汽车技术术 第 2 页智能网联汽车技术智能网联汽车技术第第1章章 绪论绪论第第2章章 智能网联汽车智能传感器技术智能网联汽车智能传感器技术第第3章章 智能网联汽车网络与通信技术智能网联汽车网络与通信技术第第4章章 智能网联汽车导航定位技术智能网联汽车导航定位技术第第5章章 智能网联汽车线控技术智能网联汽车线控技术第第6章章 智能网联汽车先进驾驶辅助技术智能网联汽车先进驾驶辅助技术第第7章章 智能网联汽车自动驾驶的前瞻技术智能网联汽车自动驾驶的前瞻技术 第 3 页第第1章章 绪论绪论1.1 发展智能网联汽车的必要性发展智能网联汽车的必要性1.2 智能网联汽车的相

2、关术语及定义智能网联汽车的相关术语及定义1.3 智能网联汽车的驾驶自动化分级智能网联汽车的驾驶自动化分级1.4 智能网联汽车的体系结构智能网联汽车的体系结构1.5 智能网联汽车的关键技术智能网联汽车的关键技术1.6 智能网联汽车的发展趋势智能网联汽车的发展趋势 第 4 页 第 5 页 第 6 页1.1 发展智能网联汽车的必要发展智能网联汽车的必要性性 目前，中国是世界第一汽车生产大国和第一目前，中国是世界第一汽车生产大国和第一新车销售市场，汽车保有量快速增长。到新车销售市场，汽车保有量快速增长。到2025年，预计汽车保有量达到年，预计汽车保有量达到3亿辆，千人保亿辆，千人保有量达到有量达到21

3、0辆辆。第 7 页1.1 发展智能网联汽车的必要发展智能网联汽车的必要性性 随着汽车保有量的增加，带来能源短缺、环随着汽车保有量的增加，带来能源短缺、环境污染、交通拥堵和事故频发等社会问题境污染、交通拥堵和事故频发等社会问题。第 8 页1.1 发展智能网联汽车的必要发展智能网联汽车的必要性性 智能网联汽车是解决这些社会问题的有效方智能网联汽车是解决这些社会问题的有效方案，代表着汽车行业未来的发展方向案，代表着汽车行业未来的发展方向。智。智能能网联汽车是新一轮科技革命背景下的新兴产网联汽车是新一轮科技革命背景下的新兴产品，可显著改善交通安全、实现节能减排、品，可显著改善交通安全、实现节能减排、减

4、缓交通拥堵、提高交通效率，并拉动汽车减缓交通拥堵、提高交通效率，并拉动汽车、电子、通信、服务、社会管理等协同发展、电子、通信、服务、社会管理等协同发展，对促进汽车产业转型升级具有重大战略意，对促进汽车产业转型升级具有重大战略意义。因此，中国要发展智能网联汽车。义。因此，中国要发展智能网联汽车。第 9 页1.2 智能网联汽车的相关术语及定义智能网联汽车的相关术语及定义 智能汽车是通过搭载先进智能汽车是通过搭载先进传感系统传感系统、决策系决策系统统、执行系统执行系统，运用信息通信、互联网、大，运用信息通信、互联网、大数据、云计算、人工智能等新技术，具有部数据、云计算、人工智能等新技术，具有部分或完

5、全分或完全自动驾驶自动驾驶功能，由单纯交通运输工功能，由单纯交通运输工具逐步向智能移动空间转变的具逐步向智能移动空间转变的新一代汽新一代汽车车。第 10 页智能汽车智能汽车2022-10-2目前典型的智能汽车是具有先进驾驶辅助系统（ADAS）的车辆，如前向碰撞预警系统、车道偏离预警系统、盲区监测系统、车道保持辅助系统、自动紧急制动系统、自适应巡航控制系统、自动泊车辅助系统、自适应前照明系统、夜视辅助系统、平视显示系统、全景泊车系统等。ADAS在汽车上的配置越多，其智能化程度越高，其终极目标是无人驾驶汽车智能汽车智能汽车2022-10-2奔驰2019款E 260 L运动型4MATIC轿车，配置了

6、盲区监测系统、车道偏离预警系统、车道保持辅助系统、驾驶员疲劳预警系统、自适应巡航控制系统、自动泊车辅助系统等，属于智能化程度较高的智能汽车车联网车联网 车联网是指利用物联网、无线通信、卫星定位车联网是指利用物联网、无线通信、卫星定位、云计算、语音识别等技术，建立的一张全面、云计算、语音识别等技术，建立的一张全面覆盖车辆、交通基础设施、交通参与者、交通覆盖车辆、交通基础设施、交通参与者、交通管理者、交通服务商等的快速通信网络，可实管理者、交通服务商等的快速通信网络，可实现智能信号控制、实时交通诱导、交通秩序管现智能信号控制、实时交通诱导、交通秩序管理、交通信息服务等一系列交通管理与服务应理、交通

7、信息服务等一系列交通管理与服务应用，最终达到交通安全、行车高效、驾驶舒适用，最终达到交通安全、行车高效、驾驶舒适、节能环保等目、节能环保等目标标。2022-10-22022-10-2智能网联汽车智能网联汽车 智能网联汽车是指搭载先进的车载传感器、控智能网联汽车是指搭载先进的车载传感器、控制器、执行器等装置，并融合现代通信与网络制器、执行器等装置，并融合现代通信与网络技术，实现车与技术，实现车与X（车、路、行人、云端等）（车、路、行人、云端等）智能信息交换、共享，具备复杂环境感知、智智能信息交换、共享，具备复杂环境感知、智能决策、协同控制等功能，可实现车辆能决策、协同控制等功能，可实现车辆“安全

8、、安全、高效、舒适、节能高效、舒适、节能”行驶，并最终可实现替代人行驶，并最终可实现替代人来操作的新一代汽车。来操作的新一代汽车。2022-10-2自动驾驶汽车自动驾驶汽车 自动驾驶汽车是指汽车至少在某些具有关键安自动驾驶汽车是指汽车至少在某些具有关键安全性的控制功能方面（如转向、油门或制动）全性的控制功能方面（如转向、油门或制动）无须驾驶员直接操作即可自动完成控制动作的无须驾驶员直接操作即可自动完成控制动作的车辆。自动驾驶汽车一般使用车载传感器、车辆。自动驾驶汽车一般使用车载传感器、GPS和其他通信设备获得信息，针对安全状况和其他通信设备获得信息，针对安全状况进行决策规划，在某种程度上恰当地

9、实施控制进行决策规划，在某种程度上恰当地实施控制。2022-10-2自动驾驶汽车自动驾驶汽车 天籁天籁2019款款2.0T XV AD1智能领航版轿车配备了智能领航版轿车配备了并线辅助系统并线辅助系统、车道偏离预警系统车道偏离预警系统、车道保持辅助系统车道保持辅助系统、自动制动辅助系统自动制动辅助系统、驾驶员疲劳预警系统驾驶员疲劳预警系统、全速自适应巡航控制系统全速自适应巡航控制系统、自动泊车自动泊车辅助系统辅助系统等，属于等，属于L2级的级的自动驾驶汽车自动驾驶汽车2022-10-2无人驾驶汽车无人驾驶汽车 无人驾驶汽车无人驾驶汽车是通过车载环境感知系统是通过车载环境感知系统感知道路环境感知

10、道路环境，自自动规划和识别行车路线动规划和识别行车路线并控制车辆到达预定目标的并控制车辆到达预定目标的智能汽智能汽车车。无人驾驶汽车无人驾驶汽车能够在能够在限定的环境限定的环境乃至乃至全部环境全部环境下完成下完成全部的驾驶任务全部的驾驶任务2022-10-2智能交通系统智能交通系统 智能交通系统是指包含道路上的车辆、行人智能交通系统是指包含道路上的车辆、行人和各种交通设施，强调系统平台通过智能化和各种交通设施，强调系统平台通过智能化方式对交通环境下的车辆、行人及交通设施方式对交通环境下的车辆、行人及交通设施进行智能化管理和控制，提高交通安全和效进行智能化管理和控制，提高交通安全和效率率2022

11、-10-2智能网联汽车智能传感器智能网联汽车智能传感器2022-10-2智能网联汽车底盘线控执行系统智能网联汽车底盘线控执行系统 智能网联汽车底盘线控执行系统是指智能网智能网联汽车底盘线控执行系统是指智能网联汽车基于计算平台的决策规划进行转向和联汽车基于计算平台的决策规划进行转向和加减速的执行系统，包括线控转向、线控制加减速的执行系统，包括线控转向、线控制动、线控驱动等软硬件动、线控驱动等软硬件2022-10-2智能网联汽车智能座舱系统智能网联汽车智能座舱系统 以以车联网为依托，集合丰富的车载传感器、车联网为依托，集合丰富的车载传感器、控制器、网络传感器、云端数据、算力资源控制器、网络传感器、

12、云端数据、算力资源，基于人工智能技术和先进的人机交互技术，基于人工智能技术和先进的人机交互技术，提供友好的人机交互界面，提升车辆行驶，提供友好的人机交互界面，提升车辆行驶安全、通信感知能力、用户体验的汽车座舱安全、通信感知能力、用户体验的汽车座舱软软硬件集成系统硬件集成系统。主要由人机交互系统、环。主要由人机交互系统、环境控制系统、影音娱乐系统、信息通信系统境控制系统、影音娱乐系统、信息通信系统、导航定位系统等组成、导航定位系统等组成2022-10-2智能网联汽车智能座舱系统智能网联汽车智能座舱系统2022-10-2智能网联汽车计算平台智能网联汽车计算平台 是以环境感知数据、导航定位信息、车辆

13、实是以环境感知数据、导航定位信息、车辆实时数据、云端智能计算平台数据和其他时数据、云端智能计算平台数据和其他V2X交互数据等作为输入，基于环境感知定位、交互数据等作为输入，基于环境感知定位、智能规划决策和车辆运动控制等核心控制算智能规划决策和车辆运动控制等核心控制算法，输出驱动、转向和制动等执行控制指令法，输出驱动、转向和制动等执行控制指令，实现车辆智能驾驶路径的决策规划控制系，实现车辆智能驾驶路径的决策规划控制系统统。2022-10-2智能网联汽车计算平台智能网联汽车计算平台2022-10-2智能驾驶智能驾驶 智能驾驶是指由感知、决策和控制系统组成智能驾驶是指由感知、决策和控制系统组成的可协

14、助、代替人类驾驶员的驾驶技术的可协助、代替人类驾驶员的驾驶技术2022-10-2车路协同控制车路协同控制 是是指基于无线通信、传感探测等技术进行车指基于无线通信、传感探测等技术进行车路信息获取，通过路信息获取，通过V2V、V2I信息交互和共信息交互和共享，实现车辆和基础设施之间智能协同与配享，实现车辆和基础设施之间智能协同与配合，达到优化利用系统资源、提高道路交通合，达到优化利用系统资源、提高道路交通安全、缓解交通拥堵的目标安全、缓解交通拥堵的目标2022-10-21.3智能网联汽车的智能网联汽车的驾驶自动驾驶自动化化分级分级2022-10-2第二节第二节 智智能网联汽能网联汽车技术分级车技术

15、分级2022-10-21.1.2智能网联汽车的分级智能网联汽车的分级 在量产车型中，自动驾驶级别最高的是在量产车型中，自动驾驶级别最高的是L3级，即奥迪级，即奥迪A8，它配备了它配备了4个鱼眼个鱼眼摄像头摄像头、12个个超声波雷达超声波雷达、4个个中程毫米中程毫米波雷达波雷达、1个个远程毫米波雷达远程毫米波雷达、1个个激光雷达激光雷达、1个前视个前视摄像摄像头头。其中，。其中，4个鱼眼摄像头用于个鱼眼摄像头用于360环视系统，环视系统，12个超声个超声波雷达用于自动泊车系统波雷达用于自动泊车系统2022-10-22022-10-22022-10-21.4智能网联汽车的智能网联汽车的体系结构体系

16、结构层次结构层次结构2022-10-21.2.3智能网联汽车的智能网联汽车的技术架技术架构构2022-10-21.2.3智能网联汽车的智能网联汽车的技术架技术架构构2022-10-21.2.3智能网联汽车的智能网联汽车的技术架技术架构构2022-10-21.2.3智能网联汽车的智能网联汽车的技术架技术架构构2022-10-2 第 38 页1.5智能网联汽车智能网联汽车的关键技术的关键技术1.5智能网联汽车的智能网联汽车的关键技术关键技术 1.环境感知传感器技术环境感知传感器技术u超声波雷达、毫米波雷达、激光雷达、视觉超声波雷达、毫米波雷达、激光雷达、视觉传感器及其感知算法；感知对象包括道路、传

17、感器及其感知算法；感知对象包括道路、车辆、行人、交通标志、交通信号灯等；如车辆、行人、交通标志、交通信号灯等；如何低成本、高效率、准确地识别出这些感知何低成本、高效率、准确地识别出这些感知对象，还有很多技术需要解决对象，还有很多技术需要解决2022-10-21.3.1智能网联汽车的智能网联汽车的关键技关键技术术 2.决策规划技术决策规划技术 随着汽车驾驶自动化水平的提高，对车辆自随着汽车驾驶自动化水平的提高，对车辆自主决策能力提出了新的要求，汽车不仅需要主决策能力提出了新的要求，汽车不仅需要在某个具体工况进行决策规划，如超车、巡在某个具体工况进行决策规划，如超车、巡航和跟车等单一工况，还需要有

18、在线学习能航和跟车等单一工况，还需要有在线学习能力以适应更加复杂的道路交通环境和不可预力以适应更加复杂的道路交通环境和不可预期工况。期工况。2022-10-21.3.1智能网联汽车的智能网联汽车的关键技关键技术术 3.控制执行技术控制执行技术 自动驾驶汽车决策规划出行驶路径，由底盘自动驾驶汽车决策规划出行驶路径，由底盘执行机构实现汽车状态控制和轨迹跟踪，这执行机构实现汽车状态控制和轨迹跟踪，这一过程中，控制执行技术起着至关重要的作一过程中，控制执行技术起着至关重要的作用。目前，传统汽车底盘的控制结构仍为分用。目前，传统汽车底盘的控制结构仍为分布式电子架构，不同子系统都有各自的运算布式电子架构，

19、不同子系统都有各自的运算控制器，较难实现所有功能的协同控制，必控制器，较难实现所有功能的协同控制，必须实现线控底盘须实现线控底盘。2022-10-21.3.1智能网联汽车的智能网联汽车的关键技关键技术术 4.交互通信技术交互通信技术u主主要包括人机交互、车载通信模块、要包括人机交互、车载通信模块、V2X通信等多种技术。通信等多种技术。其中人机交互包驾驶员监控、语音交互、语义理解、手势控其中人机交互包驾驶员监控、语音交互、语义理解、手势控制和虚拟现实等，主要依靠深度学习和大数据等技术实现；制和虚拟现实等，主要依靠深度学习和大数据等技术实现；车载通信模块具有通信网关和防火墙机制，支持报警、服务车载

20、通信模块具有通信网关和防火墙机制，支持报警、服务类功能、远程车辆操控类功能、车辆信息反馈类功能和基于类功能、远程车辆操控类功能、车辆信息反馈类功能和基于位置的服务类等信息控制功能；位置的服务类等信息控制功能；V2X通信技术强调车辆在行通信技术强调车辆在行驶环境中与其他交通参与者实时互联通讯，获得其交通参数驶环境中与其他交通参与者实时互联通讯，获得其交通参数，对传输速度、延时性和丢包率等均有较高的要求，对传输速度、延时性和丢包率等均有较高的要求2022-10-21.3.1智能网联汽车的智能网联汽车的关键技关键技术术 5.计算芯片技术计算芯片技术u芯片是智能网联汽车的核心运算单元，主要芯片是智能网

21、联汽车的核心运算单元，主要包括中央处理器、图形处理器、现场可编程包括中央处理器、图形处理器、现场可编程门阵列及专用定制芯片等门阵列及专用定制芯片等2022-10-21.3.1智能网联汽车的智能网联汽车的关键技关键技术术 6.云计算平台云计算平台 云计算平台通过以太网络与车辆、路侧设备云计算平台通过以太网络与车辆、路侧设备进行远程通信，实现远程监控、车辆追踪、进行远程通信，实现远程监控、车辆追踪、调度管理和路径规划等功能，同时还能够利调度管理和路径规划等功能，同时还能够利用云计算和大数据处理，为自动驾驶控制策用云计算和大数据处理，为自动驾驶控制策略、智能交通控制管理的研究提供数据依据略、智能交通

22、控制管理的研究提供数据依据。2022-10-21.3.1智能网联汽车的智能网联汽车的关键技关键技术术 7.网络网络信息安全信息安全u智能网联汽车需满足车联网通信的保密性、智能网联汽车需满足车联网通信的保密性、完整性、可鉴别性等要求。通过引入密码安完整性、可鉴别性等要求。通过引入密码安全芯片、设计全芯片、设计“端端-管管-云云”安全主动防御机制、安全主动防御机制、密码安全协议和设置可信计算区域等手段，密码安全协议和设置可信计算区域等手段，对云计算平台和车载终端进行软件代码和物对云计算平台和车载终端进行软件代码和物理硬件安全升级理硬件安全升级2022-10-21.3.1智能网联汽车的智能网联汽车的

23、关键技关键技术术 8.虚拟仿真测试技术虚拟仿真测试技术u运用计算机建模构建出虚拟的街道、城乡和运用计算机建模构建出虚拟的街道、城乡和高速公路等作为测试环境，并在虚拟环境中高速公路等作为测试环境，并在虚拟环境中加入测试用例，这种虚拟测试方法可以大大加入测试用例，这种虚拟测试方法可以大大提高自动驾驶技术的研发测试效率、缩短研提高自动驾驶技术的研发测试效率、缩短研发测试周期，并能实现场地测试无法提供的发测试周期，并能实现场地测试无法提供的海量测试场景用例海量测试场景用例2022-10-2 第 47 页1.4.5智能网联汽车智能网联汽车的共性关键技的共性关键技术术1.6智能网联汽车的智能网联汽车的发展

24、趋势发展趋势 1.环境感知技术环境感知技术 77GHz或或79GHz毫米波雷达将取代毫米波雷达将取代24GHz毫毫米波雷达，天线尺寸更小、角分辨率更高、米波雷达，天线尺寸更小、角分辨率更高、芯片材料将向着互补金属氧化物材料发展；芯片材料将向着互补金属氧化物材料发展；激光雷达将向着固态激光雷达、更高的探测激光雷达将向着固态激光雷达、更高的探测距离和分辨率、更小的尺寸和更低的成本发距离和分辨率、更小的尺寸和更低的成本发展；视觉传感器将沿着深度学习的技术路线展；视觉传感器将沿着深度学习的技术路线，向模块化、可扩展、全天候方向发展。，向模块化、可扩展、全天候方向发展。2022-10-21.6智能网联汽

25、车的智能网联汽车的发展趋势发展趋势 2.决策规划技术决策规划技术 人工智能技术将由目前所处的机器学习、深人工智能技术将由目前所处的机器学习、深度学习阶段向着自主学习方向发展；人工智度学习阶段向着自主学习方向发展；人工智能算法芯片，将会对软硬件进行深度整合使能算法芯片，将会对软硬件进行深度整合使其拥有超强的计算能力、更小的体积、更低其拥有超强的计算能力、更小的体积、更低功耗，算法处理速率将会大幅提升。功耗，算法处理速率将会大幅提升。2022-10-21.6智能网联汽车的智能网联汽车的发展趋势发展趋势 3.车辆控制技术车辆控制技术 整车电子电气架构将向着跨域集中式电子架整车电子电气架构将向着跨域集

26、中式电子架构和车辆集中式电子架构发展，分散的控制构和车辆集中式电子架构发展，分散的控制单元将减少，取而代之的是应用先进算法的单元将减少，取而代之的是应用先进算法的集中控制单元；车辆控制算法也由传统控制集中控制单元；车辆控制算法也由传统控制方法向基于模型预测控制、最优控制、神经方法向基于模型预测控制、最优控制、神经网络控制和深度学习等智能控制方法转变。网络控制和深度学习等智能控制方法转变。2022-10-21.6智能网联汽车的智能网联汽车的发展趋势发展趋势 4.自主式智能与网联式智能技术加速融合 网联式系统能从时间和空间维度突破自主式系统对于车辆周网联式系统能从时间和空间维度突破自主式系统对于车

27、辆周边环境的感知能力。在时间维度，通过边环境的感知能力。在时间维度，通过V2X通信，系统能够通信，系统能够提前获知周边车辆的操作信息、红绿灯等交通控制系统信息提前获知周边车辆的操作信息、红绿灯等交通控制系统信息，以及气象条件、拥堵预测等更长期的未来状态信息。在空，以及气象条件、拥堵预测等更长期的未来状态信息。在空间维度，通过间维度，通过V2X通信，系统能够感知交叉路口盲区、弯道通信，系统能够感知交叉路口盲区、弯道盲区、车辆遮挡盲区等位置的环境信息，从而帮助自动驾驶盲区、车辆遮挡盲区等位置的环境信息，从而帮助自动驾驶系统更全面地掌握周边交通态势。网联式智能技术与自主式系统更全面地掌握周边交通态势

28、。网联式智能技术与自主式智能技术相辅相成，互为补充，正在加速融合发展智能技术相辅相成，互为补充，正在加速融合发展。2022-10-21.6智能网联汽车的智能网联汽车的发展趋势发展趋势 5.智能新技术将助推智能网联汽车快速发展智能新技术将助推智能网联汽车快速发展 人工智能中的人工智能中的深度学习深度学习、语义分割语义分割、边缘计边缘计算算和和大数据大数据、云计算、云计算、5G以及以及边缘端边缘端、云端云端等新技术在智能网联汽车中的应用将不断深等新技术在智能网联汽车中的应用将不断深入，助推智能网联汽车快速发展。入，助推智能网联汽车快速发展。2022-10-2练习练习题题名词解释名词解释 1.智能汽

29、车智能汽车 2.车联车联网网 3.智能网联汽智能网联汽车车 4.自动驾驶汽车自动驾驶汽车 5.无人驾驶汽车无人驾驶汽车 6.智能交通系统智能交通系统 7.智能传感器智能传感器 8.底盘线控执行系统底盘线控执行系统 9.智能座舱系智能座舱系统统 10.智能网联汽车计算智能网联汽车计算平台平台 11.智能驾驶智能驾驶 12.车路协同控制车路协同控制 2022-10-2练习练习题题简答题简答题 1.为什么要大力发展智能网联汽车？为什么要大力发展智能网联汽车？2.美国美国SAE和中国对汽车驾驶自动化是如何分和中国对汽车驾驶自动化是如何分级的？级的？3.智能网联汽车的层次结构和技术架构是怎样智能网联汽车的层次结构和技术架构是怎样的？的？4.智能网联汽车的关键零部件有哪些？智能网联汽车的关键零部件有哪些？5.智能网联汽智能网联汽车核车核心关键技术和共性关键技术心关键技术和共性关键技术有哪些？有哪些？6.智能网联汽车的发展趋势是什么？智能网联汽车的发展趋势是什么？2022-10-2