第6章-智能网联汽车先进驾驶辅助技术

第1页第6章智能网联汽车先进驾驶辅助技术6.1先进驾驶辅助系统简介6.2前向碰撞预警系统6.3自动紧急制动系统6.4车道偏离预警系统6.5车道保持辅助系统6.6自适应巡航控制系统6.7智能泊车辅助系统第2页第6章智能网联汽车先进驾驶辅助技术第3页6.1先进驾驶辅助技术简介第4页6.1.1先进驾驶辅助系统的定义与组成第5页6.1.2先进驾驶辅助系统的类型第6页6.1.2先进驾驶辅助系统的类型第7页6.1.2先进驾驶辅助系统的类型第8页6.1.2先进驾驶辅助系统的类型第9页6.1.2先进驾驶辅助系统的类型第10页6.1.2先进驾驶辅助系统的类型第11页6.1.2先进驾驶辅助系统的类型第12页6.1.2先进驾驶辅助系统的类型6.2前向碰撞预警系统——定义2021/4/2前向碰撞预警（FCW）系统主要是利用车载传感器（如视觉传感器、毫米波雷达等）实时监测前方车辆，判断本车与前车之间的距离、相对速度及方位，当系统判断存在潜在危险时，将对驾驶员进行警告，提醒驾驶员进行制动，保障行车安全6.2.1前向碰撞预警系统的定义2021/4/2利用V2X通信技术及时在运行车辆之间交换和及时获取周围环境路况和车辆信息，经过碰撞预警算法判断是否存在碰撞危险，并根据危险级别提前报警，从而驾驶员及时采取避撞措施，提高道路安全6.2.2前向碰撞预警系统的组成2021/4/2前向碰撞预警系统由信息采集、电子控制和人机交互三个单元组成6.2.3前向碰撞预警系统的原理2021/4/2前向碰撞预警系统通过分析传感器获取的前方道路信息对前方车辆进行识别和跟踪，如果有车辆被识别出来，则对前方车距进行测量；同时利用车速估计，根据安全车距预警模型判断追尾可能，一旦存在追尾危险，便根据预警规则及时给予驾驶员主动预警6.2.3前向碰撞预警系统的报警模型2021/4/26.2.3前向碰撞预警系统的报警模型2021/4/26.2.3前向碰撞预警系统的报警模型2021/4/26.2.3前向碰撞预警系统的报警模型2021/4/26.3自动紧急制动系统——定义2021/4/2自动紧急制动（AEB）系统是基于环境感知传感器（如毫米波雷达或视觉传感器）感知前方可能与车辆、行人或其他交通参与者所发生的碰撞风险，并通过系统自动触发执行机构来实施制动，以避免碰撞或减轻碰撞程度的先进驾驶辅助系统6.3.2自动紧急制动系统的组成2021/4/2自动紧急制动系统主要由行车环境信息采集单元、电子控制单元和执行单元等组成6.3.2自动紧急制动系统的原理2021/4/2汽车AEB系统采用测距传感器测出与前车或障碍物的距离，然后利用电子控制单元将测出的距离与报警距离、安全距离等进行比较，小于报警距离时就进行报警提示，而小于安全距离时，即使在驾驶员没来得及踩制动踏板的情况下，AEB系统也会启动，使汽车自动制动，从而为安全出行保驾护航6.4车道偏离预警系统——定义车道偏离预警系统：通过传感器获取前方道路信息，结合车辆自身的行驶状态以及预警时间等相关参数，判断汽车是否有偏离当前所处车道的趋势；如果车辆即将发生偏离，并且在驾驶员没有开转向灯的情况下，则通过视觉、听觉或触觉的方式向驾驶员发出警报2021/4/26.4.2车道偏离预警系统的组成车道偏离预警系统主要由信息采集单元、电子控制单元和人机交互单元等组成2021/4/26.4.3车道偏离预警系统的原理车道偏移预警系统可以在行车的全程自动或手动开启，以监控汽车行驶的轨迹当系统正常工作时，信息采集单元将采集车道线位置、车速、汽车转向角等信息，电子控制单元将所有的数据转换到统一的坐标系下进行分析处理，从而获得汽车在当前车道中的位置参数，并判定汽车是否发生非正常的车道偏离如果驾驶员打开转向灯，正常进行变道行驶，则车道偏离预警系统不会做出任何提示2021/4/26.4.3车道偏离预警系统的原理2021/4/26.4.3车道偏离预警系统的算法2021/4/26.4.3车道偏离预警系统的算法2021/4/26.4.3车道偏离预警系统的算法2021/4/26.4.3车道偏离预警系统的算法2021/4/26.4.3车道偏离预警系统的算法2021/4/26.4.3车道偏离预警系统的算法2021/4/26.4.3车道偏离预警系统的算法2021/4/26.5车道保持辅助系统——定义车道保持辅助（LKA）系统能够实时监测车辆与车道边线的相对位置，持续或在必要情况下控制车辆横向运动，使车辆保持在原车道内行驶，从而减轻驾驶员负担，减少交通事故的发生2021/4/26.5.2车道保持辅助系统的组成车道保持辅助系统主要由信息采集单元、电子控制单元和执行单元等组成。在系统工作期间，驾驶员将会接收车道偏离的报警信息，并选择对转向系统和制动系统中的一项或多项动作进行控制，也可交由系统完全控制。2021/4/26.5.2车道保持辅助系统的原理可以在行车的全程或速度达到某一阈值后开启，并可以手动关闭，实时保持汽车的行驶轨迹信息采集单元通过车载传感器采集车速、转向盘转角信息；电子控制单元对信息进行处理，判断汽车是否偏离行驶车道；当汽车行驶可能偏离车道线时，发出报警信息；当汽车距离偏离侧车道线小于一定阈值或已经有车轮偏离出车道线，施加操舵力和制动力，使汽车稳定地回到正常轨道若驾驶员打开转向灯，正常进行变线行驶，则系统不会做出任何提示2021/4/26.5.2车道保持辅助系统的原理车道保持辅助系统的工作过程：图中后面起第二个车影已经偏离了行驶轨道，系统发出报警信息；第三个和第四个车影是系统主动进行车道偏离纠正；在第五个车影时，汽车已经重新处于正确行驶线路上2021/4/26.6自适应巡航控制系统——定义自适应巡航控制（ACC）系统：在汽车行驶过程中，车距传感器持续扫描汽车前方道路，同时轮速传感器采集车速信号；当前汽车与前方车辆之间的距离小于或大于安全车距时，ACC控制单元通过与制动系统、发动机控制系统协调动作，改变制动力矩和发动机输出功率，对汽车行驶速度进行控制，始终保持安全车距行驶2021/4/26.6.2自适应巡航控制系统的组成燃油汽车信息感知电子控制执行单元人机界面2021/4/26.6.2自适应巡航控制系统的组成电动汽车：信息感知，电子控制，执行单元，人机界面2021/4/26.6.3自适应巡航控制系统的原理2021/4/26.7智能泊车辅助系统——定义智能泊车辅助系统是指在泊车过程中，系统能够利用车载传感器自动检测附近可用停车位，计算泊车轨迹，控制转向系统、制动系统、驱动系统、变速系统完成泊车入位；能够向驾驶员发出系统故障状态、危险预警等信息2021/4/26.7.2智能泊车辅助系统的组成感知单元：感知环境信息和汽车自身运动状态信息中央控制器：对感知单元传输的信息进行分析判断转向执行机构：接收中央控制器发出的指令并执行人-机交互系统：显示重要信息给驾驶员2021/4/26.7.3智能泊车辅助系统的原理通过车载传感器扫描汽车周围环境，通过对环境区域的分析和建模，搜索有效泊车位，当确定目标车位后，系统提示驾驶员停车并自动启动自动泊车程序，根据所获取的车位大小、位置信息，由程序计算泊车路径，然后自动操纵汽车泊车入位2021/4/26.7.4智能泊车辅助系统的类型自动泊车可以分为半自动泊车全自动泊车。半自动泊车系统为驾驶员操控车速，计算平台根据车速及周边环境来确定并执行转向，对应于SAEL1级；全自动泊车为计算平台根据周边环境来确定并执行转向和加减速等全部操作，驾驶员可在车内或车外监控，对应于SAEL2级。2021/4/26.7.4智能泊车辅助系统的类型远程遥控泊车辅助系统是在APA自动泊车技术的基础之上发展而来的，车载传感器的配置方案与APA类似。它解决了停车后难以打开自车车门的尴尬场景，比如在两边都停了车的车位，或在比较狭窄的停车房。远程遥控泊车属于自动驾驶的L2+级。2021/4/26.7.4智能泊车辅助系统的类型自学习泊车能够学习驾驶员的泊入和泊出操作，并在以后自主完成这个过程。自学习泊车辅助系统的核心技术是即时定位与地图构建（SLAM）自学习泊车辅助系统相比于自动泊车和远程遥控泊车辅助系统加入了360°环视相机，而且泊车的控制距离从5m内扩大到了50m内，有了明显提升。自学习泊车属于自动驾驶的L3级2021/4/26.7.4智能泊车辅助系统的类型除毫米波雷达和视觉传感器外，实现自动代客泊车还需要引入停车场的高精度地图，再配合SLAM或视觉匹配定位的方法，才能够让汽车知道它现在在哪，应该去哪里寻找停车位自动代客泊车属于自动驾驶的L4级。2021/4/2练习题——名词解释1.前向碰撞预警系统2.自动紧急制动系统3.车道偏离预警系统4.车道保持辅助系统5.自适应巡航控制系统6.智能泊车辅助系统2021/4/2练习题——名词解释1.前向碰撞预警系统由哪几部分组成？2.自动紧急制动系统的原理是什么？3.车道偏离预警系统由哪几部分组成？4.车道保持辅助系统的原理是什么？5.燃油汽车和电动汽车的自适应巡航控制系统的原理有什么区别？6.智能泊车分哪几种类型？7.举例说明先进驾驶辅助系统在汽车上的应用实例？2021/4/2