智能车辆与自动驾驶系统概述(-35张)课件.ppt

1、智能运输系统概论智能运输系统概论（版）（版）普通教育普通教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材杨兆升于德新主编杨兆升于德新主编史其信高世廉主审史其信高世廉主审目目 录录n第第1111章章 先进的公共交通系统先进的公共交通系统n第第1212章章 先进的交通管理系统先进的交通管理系统n第第1313章章 城市交通信号控制系统城市交通信号控制系统n第第1414章章 电子收费系统电子收费系统n第第1515章章 高速公路交通事件管理系统高速公路交通事件管理系统n第第1616章章 应急指挥调度系统应急指挥调度系统n第第1717章章 智能车辆与自动驾驶系统智能车辆与自动驾驶系统n第第1818章章 交

2、通需求管理交通需求管理n第第1919章章 智能运输系统标准化智能运输系统标准化n第第2020章章 ITSITS评价评价第第1717章章 智能车辆与自动驾驶系统智能车辆与自动驾驶系统 概述概述17.1 世界智能车辆的研究与发展世界智能车辆的研究与发展17.2 基于视觉导航的智能车辆模糊逻辑控制基于视觉导航的智能车辆模糊逻辑控制17.3 典型智能车辆与自动驾驶系统介绍典型智能车辆与自动驾驶系统介绍17.4 研究动向分析与问题探讨研究动向分析与问题探讨17.517.1 概述概述ITSITS是一个开放的复杂的是一个开放的复杂的巨型系统巨型系统，各国各地区的，各国各地区的研研究侧重点究侧重点有所不同，其

3、难点和关键技术之一就是有所不同，其难点和关键技术之一就是车辆的车辆的行驶导航和自动驾驶行驶导航和自动驾驶。德国德国戴姆勒戴姆勒-奔驰汽车公司正在试验一种奔驰汽车公司正在试验一种汽车自动驾汽车自动驾驶系统驶系统。日本日本研制了一套包括研制了一套包括交通信息交通信息、行车安全警报行车安全警报、行车行车自控和自动驾驶自控和自动驾驶、道路管理道路管理等四个方面的系统，从总体等四个方面的系统，从总体上来说代表了目前世界上来说代表了目前世界汽车智能技术汽车智能技术的最高水平。的最高水平。美国美国在尝试用几十亿美元的在尝试用几十亿美元的计算机网络计算机网络最终取代司机最终取代司机的的方向盘方向盘来驾驶汽车。

4、来驾驶汽车。概述概述17.117.217.317.417.5第第1717章章 智能车辆与自动驾驶系统智能车辆与自动驾驶系统 世界智能车辆的研究与发展世界智能车辆的研究与发展 基于视觉导航的智能车辆模糊逻辑控制基于视觉导航的智能车辆模糊逻辑控制 典型智能车辆与自动驾驶系统介绍典型智能车辆与自动驾驶系统介绍 研究动向分析与问题探讨研究动向分析与问题探讨17.2 世界智能车辆的研究与发展世界智能车辆的研究与发展随着城市化的进展及汽车的普及，交通环境日趋恶随着城市化的进展及汽车的普及，交通环境日趋恶劣，劣，交通拥挤加剧交通拥挤加剧，交通事故频发交通事故频发，交通问题已经成，交通问题已经成为全球范围令人

5、困扰的严重问题；为全球范围令人困扰的严重问题；2020世纪世纪9090年代以来，年代以来，计算机计算机、电子电子、图像处理图像处理等技等技术飞速发展。术飞速发展。智能车辆系统（智能车辆系统（Intelligent Intelligent Vehicle SystemVehicle System，简称，简称IVSIVS）17.2.1 智能车辆的产生与发展智能车辆的产生与发展智能车辆智能车辆的研究，追根溯源，应该说起始于的研究，追根溯源，应该说起始于2020世纪世纪5050年年代代初初美国美国Barrett ElectronicsBarrett Electronics公司研究开发出的世界上公司研究

6、开发出的世界上第一台第一台自动引导车辆系统自动引导车辆系统（Automated Guided Vehicle Automated Guided Vehicle SystemSystem，简称，简称AGVSAGVS）。）。研制研制AGVSAGVS的目的的目的是为了提高是为了提高仓库运输仓库运输的自动化水平，的自动化水平，应用领域仅局限于应用领域仅局限于仓库内的物品运输仓库内的物品运输。在在2020世纪六、七十世纪六、七十年代，年代，AGVSAGVS的研究在西欧许多国家的研究在西欧许多国家得到了迅速的发展，并将应用扩展到得到了迅速的发展，并将应用扩展到工业生产领域工业生产领域。进入进入2020世纪

7、世纪8080年代年代，国外掀起了，国外掀起了智能机器人智能机器人研究热潮。研究热潮。17.2.2 智能车辆的研究方向智能车辆的研究方向从世界从世界各国各国相关研究成果来看，目前相关研究成果来看，目前智能车辆的研究智能车辆的研究方向方向主要有以下几个方面：主要有以下几个方面：驾驶员行为分析（驾驶员行为分析（Driver Behavior AnalysisDriver Behavior Analysis）环境感知（环境感知（Environmental PerceptionEnvironmental Perception）极端情况下的自主驾驶（极端情况下的自主驾驶（Autonomous Drivin

8、g on Autonomous Driving on Extreme coursesExtreme courses）规范环境下的自主导航规范环境下的自主导航（Autonomous Navigation on Autonomous Navigation on Nomal environmentNomal environment）车辆运动控制系统（车辆运动控制系统（Vehicle Motion Control Vehicle Motion Control SystemsSystems）17.2.2 智能车辆的研究方向智能车辆的研究方向主动安全系统（主动安全系统（Active Safety Syst

9、emsActive Safety Systems）交通监控、车辆导航及协作（交通监控、车辆导航及协作（Traffic MonitoringTraffic Monitoring，Vehicle NavigationVehicle Navigation，and coordinationand coordination）车辆交互通信（车辆交互通信（Inter-Vehicle CommunicationsInter-Vehicle Communications）军事应用（军事应用（Military ApplicationsMilitary Applications）系统结构（系统结构（System A

10、rchitecturesSystem Architectures）先进的安全车辆（先进的安全车辆（Advanced Safety VehiclesAdvanced Safety Vehicles）上述研究可概括为：上述研究可概括为：控、警告系统控、警告系统；半自主式车辆半自主式车辆控制系统控制系统；自主车辆控制系统自主车辆控制系统。17.2.3 智能车辆的研究范围智能车辆的研究范围智能车辆智能车辆的研究涉及到的研究涉及到计算机测量与控制计算机测量与控制、计算机计算机视觉视觉、传感器数据融合传感器数据融合、车辆工程车辆工程等诸多领域，可以说，等诸多领域，可以说，智能车辆的研究是智能车辆的研究是计

11、算机视觉与计算机控制研究计算机视觉与计算机控制研究在车辆在车辆工程上的综合。工程上的综合。1 1）计算机视觉）计算机视觉视觉系统视觉系统在智能车辆研究中主要起到在智能车辆研究中主要起到环境探测环境探测和和辨辨识识的作用。将的作用。将计算机图像信息计算机图像信息与其他与其他背景知识背景知识及其他及其他传传感器感器相结合，能相结合，能快速提取快速提取复杂环境中的复杂环境中的有用信息有用信息，进而，进而产生合理的产生合理的行为规划行为规划与与决策决策。17.2.3 智能车辆的研究范围智能车辆的研究范围2 2）传感器数据融合）传感器数据融合目前，在目前，在智能车辆智能车辆领域，除领域，除视觉传感视觉传

12、感外，常用的还外，常用的还有有雷达雷达、激光激光、GPSGPS等传感器。等传感器。雷达系统雷达系统可以得到计算机视觉技术比较难以解决的可以得到计算机视觉技术比较难以解决的检测对象的检测对象的距离信息距离信息，能，能准确发现准确发现车辆行驶环境中存在车辆行驶环境中存在的物体，在的物体，在恶劣环境条件恶劣环境条件下具有独特的优势。下具有独特的优势。激光系统激光系统可以得到车辆的可以得到车辆的瞬时车辆速度瞬时车辆速度信息及信息及精确精确的车辆与前方车辆的的车辆与前方车辆的距离信息距离信息，被广泛地应用于，被广泛地应用于避障避障、超车超车、防碰撞系统防碰撞系统中。中。17.2.3 智能车辆的研究范围智

13、能车辆的研究范围3 3）控制理论尤其是智能控制在智能车辆上的应用）控制理论尤其是智能控制在智能车辆上的应用为实现智能车辆对为实现智能车辆对路径路径的的稳定跟踪稳定跟踪，性能优良的，性能优良的控控制器制器是智能车辆必不可少的部分，所以是智能车辆必不可少的部分，所以控制理论控制理论在智能在智能车辆上的应用是十分重要的。车辆上的应用是十分重要的。智能控制智能控制是一门新兴学科，人们目前认为其包括是一门新兴学科，人们目前认为其包括递递阶控制系统阶控制系统、专家控制系统专家控制系统、模糊控制系统模糊控制系统、神经控制神经控制系统系统、学习控制系统学习控制系统五个方面。五个方面。真正的意义上的智能车辆只有

14、在真正的意义上的智能车辆只有在计算机技术计算机技术和和智能智能控制技术控制技术充分发展的基础上才能成为可能。充分发展的基础上才能成为可能。17.2.4 智能车辆体系结构智能车辆体系结构智能车辆智能车辆集多种集多种传感器数据融合传感器数据融合、视觉信息处理视觉信息处理、环境环境建模建模、导航导航、避障避障等功能于一体。等功能于一体。按照按照智能控制理论智能控制理论，智能车辆系统是一个，智能车辆系统是一个分层递阶的集分层递阶的集散型控制系统散型控制系统，系统一般分为，系统一般分为智能级智能级、协调级协调级和和执行级执行级。目前，从目前，从智能车辆控制算法的处理方智能车辆控制算法的处理方式来看，可分

15、为式来看，可分为串行串行、并行并行两种结构。两种结构。1 1）串行处理）串行处理 单单CPUCPU结构结构、集中控制集中控制方式，即用一台功能较强的计算方式，即用一台功能较强的计算机实现全部控制功能。机实现全部控制功能。多多CPUCPU结构结构、分布式控制分布式控制方式，即上、下位机二级分布方式，即上、下位机二级分布式结构。式结构。上位机上位机负责整个系统的管理及复杂的计算、处理负责整个系统的管理及复杂的计算、处理等功能，而等功能，而下位机下位机由多个由多个CPUCPU组成，每个组成，每个CPUCPU具体复责某一具体复责某一特定的功能。特定的功能。17.2.4 智能车辆体系结构智能车辆体系结构

16、2 2）并行处理）并行处理 用通用的用通用的微处理器微处理器，构成，构成并行处理并行处理结构，支持计算，结构，支持计算，实现实现复杂控制复杂控制策略策略在线实时在线实时计算。计算。智能车辆控制专用智能车辆控制专用VLSVLSI I，能充分利用智能车辆控制算，能充分利用智能车辆控制算法的并行性，依靠芯片内的法的并行性，依靠芯片内的并行体系结构并行体系结构易于解决智能车易于解决智能车辆控制算法中大量出现的计算，能大大辆控制算法中大量出现的计算，能大大提高计算速提高计算速度。度。用并行处理能力的用并行处理能力的芯片式计算机芯片式计算机（如（如TransputerTransputer、DSPDSP等）

17、，构成等），构成并行处理网络并行处理网络（如（如VaMoRs-PVaMoRs-P系统），其系统），其下位机下位机由大约由大约6060个个TransputerTransputer构成。构成。17.2.4 智能车辆体系结构智能车辆体系结构17.2.5 智能车辆技术的应用智能车辆技术的应用国家国家研究单位研究单位主要性能主要性能美国美国Carnegie Carnegie Mellon Mellon UniversityUniversity该研究由美国著名的该研究由美国著名的Delco Electronics Delco Electronics 公公司捐资赞助。从司捐资赞助。从19861986年至年至

18、19951995年相继研究了年相继研究了Navlab-Navlab5Navlab-Navlab5型智能车辆。其中型智能车辆。其中Navlab5Navlab5是由是由19901990年问世的年问世的PontiacPontiac运动跑车改造的，视觉系运动跑车改造的，视觉系统为一台统为一台Sony DXC-151ASony DXC-151A彩色摄像机，其自主驾彩色摄像机，其自主驾驶主要指控制转向轮。驶主要指控制转向轮。Navlab5Navlab5的自主驾驶的平的自主驾驶的平均速度为均速度为88.5km/h88.5km/h，还首次进行了横穿美国大陆，还首次进行了横穿美国大陆的长途驾驶实验的长途驾驶实验

19、日本日本丰田（丰田（TOYOTATOYOTA）公司公司该研究由日本丰田公司进行，实验车辆由丰该研究由日本丰田公司进行，实验车辆由丰田轿车改造。视觉系统为紧凑型田轿车改造。视觉系统为紧凑型2/3 in.2/3 in.而成而成CCDCCD摄像机，安装在后视镜左侧。摄像机，安装在后视镜左侧。19931993年进行普通高年进行普通高速公路实验，实验车速为速公路实验，实验车速为60km/h60km/h17.2.5 智能车辆技术的应用智能车辆技术的应用国家国家研究单位研究单位主要性能主要性能德国德国慕尼黑德国联慕尼黑德国联邦 国 防 大 学邦 国 防 大 学（UBMUBM）和奔驰）和奔驰公司公司从从202

20、0世纪世纪8080年代初期开始研究，先后研制开年代初期开始研究，先后研制开发出发出VaMoRsVaMoRs和和VaMoRs-PVaMoRs-P两种实验车。其中两种实验车。其中VaMoRsVaMoRs是由一辆奔驰是由一辆奔驰508D508D型型5t5t面包车改装而成。该车视面包车改装而成。该车视觉系统由觉系统由4 4个小型彩色个小型彩色CCDCCD摄像机构成两组双目视摄像机构成两组双目视觉系统。觉系统。19871987年年VaMoRsVaMoRs自主车曾在一段尚未通车自主车曾在一段尚未通车的高速公路上创下自主驾驶的高速公路上创下自主驾驶96km/h96km/h的的8080年代最高年代最高速 度。

21、速 度。V a M o R s-PV a M o R s-P 由 一 辆 豪 华 型 奔 驰由 一 辆 豪 华 型 奔 驰 5 0 05 0 0（Mercedes 500SELMercedes 500SEL）改装而成。该系统）改装而成。该系统19951995年年公布的最高时速达公布的最高时速达130km/h130km/h法国法国帕斯卡大学和帕斯卡大学和标致雪铁龙汽标致雪铁龙汽车公司车公司实验车为一辆标致小汽车。该系统已经在高实验车为一辆标致小汽车。该系统已经在高速公路上进行了几百公里不同路况的行车实验，速公路上进行了几百公里不同路况的行车实验，最高车速达最高车速达130km/h130km/h1

22、7.2.5 智能车辆技术的应用智能车辆技术的应用国家国家研究单位研究单位主要性能主要性能美国美国Pennsylvania Pennsylvania UniversityUniversity该研究得到该研究得到Honda R&D North America Honda R&D North America Inc.Inc.及及Honda R&D Company.Ltd,JapanHonda R&D Company.Ltd,Japan资助，资助，车辆由车辆由Honda Accord LX sedan Honda Accord LX sedan 改造而成，视改造而成，视觉系统为安装在后视镜附近的普通觉

23、系统为安装在后视镜附近的普通CCDCCD，该系统，该系统曾于曾于19991999年在普通高速公路上以年在普通高速公路上以75Km/h75Km/h的车速的车速进行过多次实验，效果良好进行过多次实验，效果良好日本日本K u m a m o t o K u m a m o t o UniversityUniversity该项研究由日本该项研究由日本KumamotoKumamoto大学计算机科学大学计算机科学系智能车辆课题组进行，实验车辆由普通前轮系智能车辆课题组进行，实验车辆由普通前轮转向轿车改造而成。该车视觉系统为一转向轿车改造而成。该车视觉系统为一1/2 in.1/2 in.彩色彩色CCDCCD

24、。19981998年该车在普通公路及高速公路上年该车在普通公路及高速公路上进行过实验，实验车速为进行过实验，实验车速为72km/h72km/h17.2.5 智能车辆技术的应用智能车辆技术的应用国家国家研究单位研究单位主要性能主要性能德国德国大众公司大众公司和斯坦福和斯坦福大学大学Passat JuniorPassat Junior和和Touareg StanleyTouareg Stanley是两台参加过是两台参加过20052005及及20072007城市挑战赛的车辆，展示了斯坦福大学和大城市挑战赛的车辆，展示了斯坦福大学和大众汽车研究的高智能无人驾驶技术。比赛车安装的众汽车研究的高智能无人驾

25、驶技术。比赛车安装的ACCACC（自动车距控制系统）、自动驻车辅助系统、侧向辅助（自动车距控制系统）、自动驻车辅助系统、侧向辅助系统、防驾驶偏离系统等技术已经运用在包括帕萨特系统、防驾驶偏离系统等技术已经运用在包括帕萨特CCCC、途锐、辉腾等车型上。途锐、辉腾等车型上。中国中国国防科技国防科技大学大学19921992年，国防科技大学研制成功了我国第一辆真正年，国防科技大学研制成功了我国第一辆真正意义上的无人驾驶汽车；意义上的无人驾驶汽车；20002000年年6 6月，研制的第月，研制的第4 4代无人代无人驾驶汽车试验成功，最高时速达驾驶汽车试验成功，最高时速达76km/h76km/h，创下国内

26、最高，创下国内最高纪录；纪录；20032003年年7 7月，和中国一汽联合研发的红旗无人驾驶月，和中国一汽联合研发的红旗无人驾驶轿车高速公路试验成功，自主驾驶最高稳定时速轿车高速公路试验成功，自主驾驶最高稳定时速130km/h130km/h，其总体技术性能和指标已经达到世界先进水平。其总体技术性能和指标已经达到世界先进水平。概述概述17.117.217.317.417.5第第1717章章 智能车辆与自动驾驶系统智能车辆与自动驾驶系统 世界智能车辆的研究与发展世界智能车辆的研究与发展 基于视觉导航的智能车辆模糊逻辑控制基于视觉导航的智能车辆模糊逻辑控制 典型智能车辆与自动驾驶系统介绍典型智能车辆

27、与自动驾驶系统介绍 研究动向分析与问题探讨研究动向分析与问题探讨17.3.1 计算机视觉导航的优点计算机视觉导航的优点视觉导航视觉导航与其他传感器相比，具有很多与其他传感器相比，具有很多优点优点：视觉导航能提供视觉导航能提供更丰富的信息更丰富的信息，如，如导航路径的方位导航路径的方位偏差偏差、侧向偏差侧向偏差、弧形弯道弧形弯道、各种标识各种标识等，这不仅使等，这不仅使相关传感器相关传感器系统简单系统简单、经济经济，而且使控制器的设计更，而且使控制器的设计更加加灵活方便灵活方便；用视觉导航时，用视觉导航时，导航路径铺设导航路径铺设、更改更改都相对来说更都相对来说更加加容易容易，从而使导航，从而使

28、导航成本成本大大大大降低降低；视觉导航能更加容易地提供车辆视觉导航能更加容易地提供车辆行车环境的障碍物行车环境的障碍物信息信息，从而使车辆，从而使车辆避障更加容易避障更加容易。17.3.2 条形状路标检测算法条形状路标检测算法图像预处理图像预处理由于由于路面情况复杂路面情况复杂，存在着大量，存在着大量干扰因素干扰因素，如多种多，如多种多样的样的光照条件光照条件、阴影阴影、杂物杂物、行人车辆行人车辆、路面不平整路面不平整、路路标受到污染及破损标受到污染及破损等，最终输出的等，最终输出的数字图像质量数字图像质量或多或少或多或少有所有所降低降低，因此需要对数字图像中的，因此需要对数字图像中的噪声噪声

29、给予给予去除去除和和修正修正，以改善图像质量。以改善图像质量。另外，为了增强对图像的另外，为了增强对图像的分析分析和和识别识别能力，还需要能力，还需要突突出有用信息出有用信息，剔除剔除图像中其他景物内容的图像中其他景物内容的干扰干扰。17.3.2 条形状路标检测算法条形状路标检测算法图像预处理图像预处理从从功能上功能上可以将可以将数字图像处理数字图像处理划分为三大类，即：划分为三大类，即：（1 1）像质改善像质改善，如图像锐化、平滑、复原、校正等；，如图像锐化、平滑、复原、校正等；（2 2）图像分析图像分析，如边缘与线的检测、区域分割、形状，如边缘与线的检测、区域分割、形状特征测量等；特征测量

30、等；（3 3）图像重建图像重建，如投影图像重建、利用对象生成立体，如投影图像重建、利用对象生成立体像、全息图生成等。像、全息图生成等。17.3.2 条形状路标检测算法条形状路标检测算法图像平滑图像平滑图像平滑图像平滑属属低通滤波图像处理低通滤波图像处理，其，其目的目的是是保留保留图像空图像空间频率的间频率的低频低频部分，部分，减少减少图像的图像的高频高频部分。部分。低通滤波低通滤波可以降低图像中的可以降低图像中的视觉噪声视觉噪声，同时去除图像，同时去除图像中的中的高频成分高频成分后，图像中那些不明显的低频成分就更容易后，图像中那些不明显的低频成分就更容易显现了。显现了。如何在如何在保护图像边缘

31、信息保护图像边缘信息的同时的同时去除噪声去除噪声也是选取滤也是选取滤波方法时应重点考虑的问题。波方法时应重点考虑的问题。17.3.3 模糊逻辑控制特点模糊逻辑控制特点模糊逻辑控制模糊逻辑控制是基于是基于模糊推理模糊推理，模仿人的思维方式，模仿人的思维方式，对对难以建立精确数学模型难以建立精确数学模型的对象实施的一种控制。是的对象实施的一种控制。是模糊模糊数学数学同同控制理论控制理论相结合的产物，同时也构成了智能控制的相结合的产物，同时也构成了智能控制的重要组成部分。重要组成部分。模糊逻辑控制的突出特点模糊逻辑控制的突出特点（1 1）系统的设计）系统的设计不要求不要求知道被控对象的知道被控对象的

32、精确数学模型精确数学模型，只需要提供现场操作人员的只需要提供现场操作人员的经验知识及操作数据经验知识及操作数据。（2 2）控制系统的）控制系统的鲁棒性强鲁棒性强，适应于解决常规控制难以解，适应于解决常规控制难以解决的决的非线性、时变及滞后系统非线性、时变及滞后系统。17.3.3 模糊逻辑控制特点模糊逻辑控制特点 模糊逻辑控制系统的基本组成部分模糊逻辑控制系统的基本组成部分模糊规则库模糊规则库模糊推理机模糊推理机模糊产生器模糊产生器模糊消除器模糊消除器 模糊消除方法模糊消除方法重心法重心法最大隶属度法最大隶属度法系数加权平均法系数加权平均法隶属度限幅元素平均法隶属度限幅元素平均法 概述概述17.

33、117.217.317.417.5第第1717章章 智能车辆与自动驾驶系统智能车辆与自动驾驶系统 世界智能车辆的研究与发展世界智能车辆的研究与发展 基于视觉导航的智能车辆模糊逻辑控制基于视觉导航的智能车辆模糊逻辑控制 典型智能车辆与自动驾驶系统介绍典型智能车辆与自动驾驶系统介绍 研究动向分析与问题探讨研究动向分析与问题探讨17.4.1 典型系统介绍典型系统介绍 CMU的的Navlab5系统系统继继19861986年改装年改装Navlab 1Navlab 1，19901990年改装年改装 Navlab 2Navlab 2之后，之后，于于19951995年建立了全新的年建立了全新的智能车实验床智能

34、车实验床Navlab5Navlab5。计算机系统计算机系统传感器系统传感器系统视觉系统传感器为一台视觉系统传感器为一台Sony DXC-151ASony DXC-151A彩色摄像机，配彩色摄像机，配Pelco TV8ES-1Pelco TV8ES-1自动光圈手动聚焦镜头；差分自动光圈手动聚焦镜头；差分GPSGPS系统一套；系统一套；陀螺仪为陀螺仪为AndrewAndrew公司生产的具有数字输出的光纤阻尼陀螺。公司生产的具有数字输出的光纤阻尼陀螺。车体控制与安全监控系统车体控制与安全监控系统 自主驾驶实验自主驾驶实验17.4.1 典型系统介绍典型系统介绍 VaMoRs-P系统系统德国德国联邦国防

35、大学与奔驰汽车公司合作，从联邦国防大学与奔驰汽车公司合作，从2020世纪世纪8080年代初期年代初期开始此项研究，先后研制开发出开始此项研究，先后研制开发出VaMoRsVaMoRs和和VaMoRs-PVaMoRs-P（或（或VaMPVaMP）两种实验车。）两种实验车。计算机系统计算机系统由基于由基于TransputerTransputer的的并行处理单元并行处理单元和和两台两台PC-486PC-486组成组成基于基于TransputerTransputer的处理单元，由大约的处理单元，由大约6060个个TransputerTransputer构成。构成。传感器系统传感器系统4 4个小型个小型彩

36、色彩色CCDCCD摄像机摄像机，构成，构成两组主动式双目视觉两组主动式双目视觉系系统；统；17.4.1 典型系统介绍典型系统介绍 VaMoRs-P系统系统传感器系统传感器系统3 3个个惯性线性加速计惯性线性加速计和和角度变化传感器角度变化传感器；测速表测速表及及发动机状态测量仪发动机状态测量仪。自主驾驶实验自主驾驶实验VaMoRs-PVaMoRs-P系统也已在系统也已在高速公路高速公路和和普通标准公路普通标准公路上进上进行了大量实验。行了大量实验。实验内容实验内容包括包括跟踪车道线跟踪车道线，躲避障碍躲避障碍，以及以及自动超车自动超车等。并利用等。并利用自适应控制自适应控制进行进行纵向纵向及及

37、横向自横向自主方式主方式一般行为实验。一般行为实验。该系统该系统19951995年公布的最高时速可达年公布的最高时速可达130km/h130km/h，1991996 6年已提高到年已提高到160km/h160km/h。17.4.1 典型系统介绍典型系统介绍 Peugeot系统系统法国法国帕斯卡大学自动化与电子材料科学实验室与帕斯卡大学自动化与电子材料科学实验室与D.R.A.SD.R.A.S雪铁龙（雪铁龙（CitroenCitroen）技术中心合作，联合研制了另）技术中心合作，联合研制了另一个一个功能简单功能简单却却颇具特色颇具特色的的智能车辆辅助导航系统智能车辆辅助导航系统。该系统完成的是相对

38、简单的该系统完成的是相对简单的安全警告安全警告与与辅助导航功能辅助导航功能。系统的警告决策模块系统的警告决策模块规定了下述规定了下述4 4个个基本条件基本条件：（1 1）车体必须在）车体必须在限定的车道线限定的车道线范围内运动。范围内运动。（2 2）车体必须保持如下的）车体必须保持如下的安全距离安全距离SDSD。（3 3）车体方位车体方位必须保持正确。必须保持正确。（4 4）车体的）车体的轨迹曲率轨迹曲率必须保持正确。必须保持正确。17.4.2 系统特点分析系统特点分析由于上述由于上述3 3个系统个系统的应用背景均为高速公路或标准等级的应用背景均为高速公路或标准等级公路，故其公路，故其视觉处理

39、系统视觉处理系统具有些值得注意具有些值得注意共同特点共同特点：以以CCDCCD摄像机摄像机（cameracamera）作为惟一的）作为惟一的视觉传感器视觉传感器。普遍采用普遍采用视觉窗口技术视觉窗口技术，仅处理，仅处理感兴趣感兴趣区域的局部信区域的局部信息。息。均具备不同程度的均具备不同程度的快速自适应功能快速自适应功能。第第1717章章 智能车辆与自动驾驶系统智能车辆与自动驾驶系统 概述概述17.117.217.317.4 世界智能车辆的研究与发展世界智能车辆的研究与发展 基于视觉导航的智能车辆模糊逻辑控制基于视觉导航的智能车辆模糊逻辑控制 典型智能车辆与自动驾驶系统介绍典型智能车辆与自动驾

40、驶系统介绍17.5 研究动向分析与问题探讨研究动向分析与问题探讨17.5 研究动向分析与问题探讨研究动向分析与问题探讨研究动向与发展趋势：研究动向与发展趋势：研究背景民用化研究背景民用化系统结构轻型化系统结构轻型化研究成果实用化研究成果实用化产权双方协作化产权双方协作化17.5 研究动向分析与问题探讨研究动向分析与问题探讨未解决的问题：未解决的问题：上述系统的实验主要集中在上述系统的实验主要集中在高速公路高速公路上，普通公路或上，普通公路或市区道路则相对较小。市区道路则相对较小。系统的实验成功率对道路与车道线的标志系统的实验成功率对道路与车道线的标志依赖较强依赖较强，在在非良好或恶劣条件非良好或恶劣条件下仍有一些误检与漏检的情形。下仍有一些误检与漏检的情形。目前智能车辆自主驾驶其目前智能车辆自主驾驶其自主程度自主程度仍有某些仍有某些局限性局限性。自主驾驶与人工驾驶的界定和区分方法也值得探讨。自主驾驶与人工驾驶的界定和区分方法也值得探讨。现有系统的硬件平台尽管在现有系统的硬件平台尽管在轻型实用轻型实用方面已有明显的方面已有明显的进步，但无论在进步，但无论在袖珍性袖珍性、通用性通用性，还是用户的，还是用户的可承受性可承受性方方面，仍需要做进一步的改进。面，仍需要做进一步的改进。