项目七-先进驾驶辅助系统(ADAS)应用技术

《智能网联汽车技术概论》单元一前方碰撞预警系统结构原理与应用单元二车道偏离预警系统结构原理与应用项目七先进驾驶辅助系统（ADAS）应用技术单元三自适应巡航系统结构原理与应用单元四车道保持辅助系统结构原理与应用单元五车辆盲区监测系统结构原理与应用单元六自适应前照灯系统结构原理与应用单元七自动泊车辅助系统结构原理与应用单元八交通标志识别系统结构原理与应用单元九智能座舱系统结构原理与应用单元十抬头显示系统（HUD）结构原理与应用单元一前方碰撞预警系统结构原理与应用学习目标1.了解前方碰撞预警系统基本概念2.了解前方碰撞预警系统结构原理3.了解前方碰撞预警系统实车应用情况单元一前方碰撞预警系统结构原理与应用一、前方碰撞预警系统的定义及发展历程前方碰撞预警系统FCW是通过摄像头、雷达等传感器实时感知车辆前方的物体，检测自车与目标之间的距离并警示驾驶员的一种系统。单元一前方碰撞预警系统结构原理与应用二、前方碰撞预警系统的组成单元一前方碰撞预警系统结构原理与应用三、前方碰撞预警系统的原理及分类1.用于城市路况的汽车前方碰撞预警系统2.用于高速公路路况的汽车前方碰撞预警系统3.用于行人保护的汽车前方碰撞预警系统单元一前方碰撞预警系统结构原理与应用四、前方碰撞预警系统的实车应用以起亚集团凯酷汽车的前方碰撞预警系统为例。分为车对车、车对自行车、车对人和交叉路口四种工况。中国新车评价规程C-NCAP在2021年新规中对于前方碰撞预警系统中也加入了自行车防撞。凯酷使用的方案是摄像头和毫米波雷达集成判断的解决方案，车载摄像头使用单目摄像头，探测距离约为55m。该摄像头的主要作用是识别前方不同的物体并做出判断，摄像头的探测角约为50°，毫米波雷达可探测前方约50m范围的障碍物。单元一前方碰撞预警系统结构原理与应用随着多传感器融合技术的发展、控制单元计算能力的提升以及执行机构的优化，前方碰撞预警系统正在朝着多先进传感器融合、高精度判断、精确控制的方向发展，进一步提高车辆的主动安全性能，从而减少车辆碰撞的可能性。单元二车道偏离预警系统结构原理与应用学习目标1.了解车道偏离预警系统基本概念2.了解车道偏离预警系统结构原理3.了解车道偏离预警系统实车应用情况单元二车道偏离预警系统结构原理与应用一、车道偏离预警系统的定义车道偏离预警系统LDW，使用摄像头作为视觉传感器检测车道线，计算车辆在车道中的位置信息及运动信息，判断车辆当前是否偏离车道。如果车辆偏离车道且驾驶员没有进行纠正时，系统会发出警告或通过转向盘振动的方式提示驾驶员单元二车道偏离预警系统结构原理与应用二、车道偏离预警系统的组成单元二车道偏离预警系统结构原理与应用三、车道偏离预警系统工作原理通常由一个或多个图像传感器提供道路的多帧图像，这些传感器连接至处理器的多个视频端口。数据进入系统后，它被实时地变换成可处理的格式，然后探测车辆相对于车道标志线的位置，道路图像的输入信息流被变换为一系列画出道路表面轮廓的线条，在数据字段内寻找边缘就能发现车道标志线。处理器则要时刻跟踪这些标志线，以确定行车路线是否正常。一旦发现车辆无意间偏离车行道，处理器做出判断后输出一个信号驱动报警电路，让驾驶员立即纠正行车路线。单元二车道偏离预警系统结构原理与应用四、车道偏离预警系统的实车应用以Volvo公司的XC60车道偏离预警系统为例。单元三自适应巡航系统结构原理与应用学习目标1.了解自适应巡航系统基本概念2.了解自适应巡航系统结构原理3.了解自适应巡航系统实车应用情况单元三自适应巡航系统结构原理与应用一、自适应巡航系统的定义汽车自适应巡航系统ACC，是在原有定速巡航基础上发展起来一种新型的智能巡航系统。单元三自适应巡航系统结构原理与应用二、自适应巡航系统的组成单元三自适应巡航系统结构原理与应用三、自适应巡航系统工作原理自适应巡航系统的定速控制和车辆间距控制系统可以进行状态选择。自适应巡航系统对静止目标没有跟踪功能，对于动态目标应具有探测距离、目标识别、跟踪等功能。单元三自适应巡航系统结构原理与应用四、自适应巡航系统的实车应用以奥迪A6L自适应巡航系统为例。单元四车道保持辅助系统结构原理与应用学习目标1.了解车道保持辅助系统基本概念2.了解车道保持辅助系统结构原理3.了解车道保持辅助系统实车应用情况单元四车道保持辅助系统结构原理与应用一、车道保持辅助系统的定义车道保持辅助系统LKA，是利用摄像头等传感器感知并计算车辆在车道中的位置信息及运动信息，利用车辆的转向和制动系统对车辆进行控制，防止车辆偏离车道而发生事故。车道保持辅助系统会对车辆的转向进行微调，使车辆驶回原车道行驶。单元四车道保持辅助系统结构原理与应用二、车道保持辅助系统的组成单元四车道保持辅助系统结构原理与应用三、车道保持辅助系统的原理利用视觉传感器采集道路图像，利用车速传感器采集车速信号，利用转向盘转角传感器采集转向信号。如果识别出两侧的车道边界线，控制单元会计算车道宽度和曲率，同时计算车辆处于当前车道的位置，并根据转向盘转角传感器计算车辆接近车道边界线的角度。当车辆行驶可能偏离车道线时，系统发出报警提示。如果检测到车辆偏离车道线后，电子控制单元控制转向盘转向，并施加操作力使车辆回到正常轨道。如果打开转向灯进行主动变线行驶，则系统不会做出任何提示。单元四车道保持辅助系统结构原理与应用四、车道保持辅助系统的实车应用以奥迪A8车型的车道保持辅助系统为例。单元五车辆盲区监测系统结构原理与应用学习目标1.了解车辆盲区监测系统基本概念2.了解车辆盲区监测系统结构原理3.了解车辆盲区监测系统实车应用情况单元五车辆盲区监测系统结构原理与应用一、车辆盲区监测系统的定义车辆盲区监测系统BCA，通过安装在左右后视镜或其它位置的传感器感知后方道路信息，如果后方有车辆、行人、自行车及其它移动物体靠近时，盲区监测系统就会通过声光报警器提醒驾驶员或在紧急情况下进行制动。单元五车辆盲区监测系统结构原理与应用二、车辆盲区监测系统的组成单元五车辆盲区监测系统结构原理与应用三、车辆盲区监测系统的原理车辆盲区监测系统是通过摄像头、毫米波雷达等传感器，来检测后方的车辆、自行车等，电子控制单元对感知单元的数据进行计算及判断。如果检测到盲区中有车辆或者自行车，会发出警报，后视镜上显示碰撞危险图标并闪烁提示，部分车型还可以进行紧急制动。单元五车辆盲区监测系统结构原理与应用四、车辆盲区监测系统的实车应用以现代起亚汽车公司凯酷车型的车辆盲区监测系统为例。单元六自适应前照灯系统结构原理与应用学习目标1.了解自适应前照灯系统基本概念2.了解自适应前照灯系统结构原理3.了解自适应前照灯系统实车应用情况单元六自适应前照灯系统结构原理与应用一、自适应前照灯系统的定义汽车自适应前照灯系统AFS，是可以根据不同的道路行驶条件，自动改变多种照明类型的一种照明系统。该系统可以消除因为恶劣天气、黑夜、能见度低等情况下汽车转向时视野不明区域所带来的危险，为驾驶员提供更加安全可靠的照明视野。单元六自适应前照灯系统结构原理与应用二、自适应前照灯系统的组成单元六自适应前照灯系统结构原理与应用三、自适应前照灯系统的工作原理车辆通过光照强度传感器不断感知环境的亮度，汽车车速传感器和转向盘转角传感器不断地把检测到的信号传递给控制ECU，ECU根据传感器检测到的信号进行处理，对运算处理后的数据进行综合判断来输出前照灯转角，并控制前照灯转过相应的角度。单元六自适应前照灯系统结构原理与应用四、自适应前照灯系统的实车应用以马自达阿特兹的自适应照明系统为例。单元七自动泊车辅助系统结构原理与应用学习目标1.了解自动泊车辅助系统基本概念2.了解自动泊车辅助系统结构原理3.了解自动泊车辅助系统实车应用情况单元七自动泊车辅助系统结构原理与应用一、自动泊车辅助系统的定义自动泊车辅助系统APA，是利用安装在车辆上的传感器感知周边环境，对车辆可停泊的有效区域进行计算与泊车的一种系统。单元七自动泊车辅助系统结构原理与应用二、自动泊车辅助系统的组成单元七自动泊车辅助系统结构原理与应用三、自动泊车辅助系统的原理自动泊车辅助系统工作原理是通过摄像头和超声波雷达感知车辆周围的环境，对周边环境进行分析，确定可以停泊的车位并获取车位的尺寸、位置等信息，使用泊车辅助算法计算泊车路径，自动转向操纵汽车泊车。单元七自动泊车辅助系统结构原理与应用四、自动泊车辅助系统的实车应用1.半自动泊车辅助系统以长城哈弗H6为例。单元七自动泊车辅助系统结构原理与应用2.全自动泊车辅助系统以小鹏G3车型为例。单元八交通标志识别系统结构原理与应用学习目标1.了解交通标志识别系统基本概念2.了解交通标志识别系统结构原理3.了解交通标志识别系统实车应用情况单元八交通标志识别系统结构原理与应用一、交通标志识别系统的定义及发展交通标志识别系统TSR，是指通过安装在车辆上的多用途摄像头扫描交通标志，并将交通标志显示在车内仪表盘或抬头显示器上，辅助驾驶员识别当前限速及附加信息的一种系统。当前较为先进的技术是通过识别交通标志（主要是限速标志）进行车辆自动限速的自适应巡航系统。单元八交通标志识别系统结构原理与应用二、基于交通标志识别的自适应巡航系统的组成单元八交通标志识别系统结构原理与应用三、基于交通标志识别的自适应巡航系统的实车应用以起亚汽车公司的凯酷车型为例。单元八交通标志识别系统结构原理与应用四、交通标志识别系统的前瞻技术介绍交通标志识别技术是智能网联汽车实现无人驾驶的一项重要技术。当前交通标志的检测方法主要有两种，一种是基于颜色特征和图形特征组合的识别技术，另一种是基于深度学习的识别技术。现在已量产的车型大多使用颜色特征和图像特征组合的识别技术。单元九智能座舱系统结构原理与应用学习目标1.了解智能座舱系统基本概念2.了解智能座舱系统结构原理3.了解智能座舱系统实车应用情况单元九智能座舱系统结构原理与应用一、智能座舱系统的定义智能座舱是指配备了智能化和网联化的车载产品，从而可以与人、路、车本身进行智能交互的座舱，是人车关系从工具向伙伴递进的重要纽带和关键节点。智能座舱通过对数据的采集，上传到云端进行处理和计算，从而对资源进行最有效的适配，增加座舱内的安全性、娱乐性和实用性。单元九智能座舱系统结构原理与应用二、智能座舱系统的功能常见的智能座舱系统配置包括HUD抬头显示、语音控制、AR技术、车载AI等。单元九智能座舱系统结构原理与应用三、车载互联网络技术汽车和手机的互联是当下最大的趋势，通过手机app或云端操作来实现汽车和手机的互联。用户可以通过手机提前启动车内的一些功能，比如空调、座椅加热、车窗开启或关闭等。如果当车辆外借时，用户还可以通过手机设置成访客模式，车载系统就会进入访客界面，这样不仅可以保证用户隐私，还可以保证借车的驾驶员运用到完整的车机交互系统。单元九智能座舱系统结构原理与应用以起亚汽车的凯酷车型为例。单元九智能座舱系统结构原理与应用四、多屏智能联动技术电子仪表盘的大规模使用是汽车未来发展的一种必然趋势。多屏联动也是建立在电子仪表盘的基础之上（比如电子仪表+12.3寸中控屏+虚拟中控按键+流媒体后视镜+AR技术下的HUD显示+智能手机）。单元九智能座舱系统结构原理与应用五、用户自定义驾驶座舱智能座舱的出现给驾驶员和乘客提供了一个更好的环境体验，这将满足用户定制的需求，用户可以根据自己的需要选择座椅的排布和样式，配有AI学习功能的驾驶舱在深度学习后可以读懂驾驶员的用车意图和习惯。单元十抬头显示系统（HUD）结构原理与应用学习目标1.了解抬头显示系统HUD基本概念2.了解抬头显示系统HUD结构原理3.了解抬头显示系统HUD实车应用情况单元十抬头显示系统（HUD）结构原理与应用一、抬头显示系统的定义抬头显示简称HUD，又叫做平行显示系统。是指以驾驶员为中心，盲操作、多功能仪表盘。利用光学反射原理，将汽车驾驶辅助信息、导航信息、检查控制信息以及其它信息等以投影