智能网联汽车技术（第2版）高职全套教学课件

智能网联汽车技术（第2版）主讲教师：全套可编辑PPT课件项目1项目2项目3项目4项目5智能网联汽车技术基础智能传感器技术网络与通信技术导航定位技术环境感知与决策规划技术项目6先进驾驶辅助系统和自动驾驶前瞻技术目录CONTENTS智能网联汽车技术基础项目1项目导读近年来，以互联网、大数据、云计算、人工智能、新能源、新材料等技术为代表的新一轮科技革命的影响不断加深，以信息化、智能化为发展核心的现代汽车对“安全、舒适、高效”有着更高的追求，目前其在信息化与智能化领域的发展主要体现在智能网联汽车方面。本项目将主要介绍智能网联汽车技术的基本概念及其技术的相关知识。达成目标知识目标技能目标思政目标1．掌握智能网联汽车的相关术语及定义。2．掌握智能网联汽车的技术分级、结构层次、系统组成、技术架构及关键技术。1．构建正确的智能网联汽车知识体系。2．认识智能网联汽车各类技术的适用范围。1．养成团结协作、认真负责的职业素养。2．弘扬科学严谨、精益求精的工匠精神。项目导航认识智能网联汽车认识智能网联汽车技术体系任务1.2任务1.1认识智能网联汽车任务1.1任务引入2021年8月17日，历经1年时间开发、测试、论证的上海首条自动驾驶公交线路正式在临港开通。这条线路全长8.5km，自滴水湖一号码头沿顺时针方向运行，共设置8个公交站台，单班次运营时长约30min。该线路车辆采用基于第三代自动驾驶平台打造的智能网联公交，具备红绿灯信息交互和响应、语音提示自动驾驶动作和状态、自动靠站停车、自动开关门等功能，可实现3级驾驶自动化。任务引入任务内容认识智能网联汽车学习程度识记理解应用学习任务相关术语及定义●

智能网联汽车的SAE分级●智能网联汽车的中国分级●智能网联汽车的发展●实训任务分析智能网联汽车的现状及发展前景●自我勉励本任务要求同学从定义、分级及发展三个方面认识智能网联汽车，知识与技能要求如下表所示。任务工单——分析智能网联汽车的现状及发展前景一、任务描述

收集智能网联汽车相关资料，对资料内容进行学习和讨论，分析智能网联汽车的现状及发展前景，将分析结果制作成PPT，并提交给老师。

学生领取任务工单，并进行分组（详见教材）相关知识1.1.1相关术语及定义1．智能汽车智能汽车技术现阶段的智能汽车通常具有先进的传感系统、决策系统和执行系统集成了信息通信、互联网、大数据、云计算、人工智能等技术智能汽车是由交通运输工具逐步向智能移动空间转变的新一代汽车是智能交通系统的重要组成部分相关知识1.1.1相关术语及定义智能汽车随着科技的发展，智能汽车将不仅仅是一种交通工具，还是一种智能移动终端，其发展方向可分为自动化和网联化两个方向。智能汽车的自动化程度越高，越接近于自动驾驶汽车；智能汽车的网联化程度越高，越接近于网联汽车；智能汽车的自动化、网联化程度越高，越接近于智能网联汽车。智能汽车的终极发展目标是无人驾驶汽车。相关知识1.1.1相关术语及定义2．车联网车联网是指利用物联网、无线通信、导航定位、云计算、语音识别等技术，建立的一个全面覆盖车辆、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。一般由车内网、车际网和车云网三部分组成。扫一扫观看“车联网”12实现功能车联网可实现智能信号控制、实时交通引导、交通秩序管理、交通信息服务等一系列交通管理与服务功能举例车联网可以为交通管理者提供决策支持服务，为车辆与车辆、车辆与道路提供协同控制服务，为交通参与者提供信息服务。车联网的终极发展目标是智能交通系统。相关知识1.1.1相关术语及定义相关知识1.1.1相关术语及定义3．智能交通系统智能交通系统是一种在大范围内全方位发挥作用的，实时、准确、高效的综合交通运输管理系统扫一扫观看“智能交通”相关知识1.1.1相关术语及定义智能交通系统包含道路上的车辆和各种交通设施，将信息技术、计算机处理技术、数据通信技术、传感器技术、电子控制技术、人工智能等先进技术有效地集成并运用于整个地面交通管理系统。智能交通系统可实现对交通环境下的车辆及交通设施的智能化管理和控制，从而提高交通效率，是未来交通系统的发展方向。相关知识1.1.1相关术语及定义4．智能网联汽车智能网联汽车是智能交通系统中智能汽车与车联网交集的产物，是可实现安全、舒适、节能、高效行驶并最终替代人来操作的新一代汽车。图1-2智能网联汽车相关概念的关系智能网联汽车是车联网的重要组成部分，它搭载了先进的车载传感器、控制器、执行器等装置，并融合了现代通信与网络技术，能够实现V2X智能信息交换共享，且具备复杂的环境感知、决策规划、协同控制及执行等功能。相关知识1.1.1相关术语及定义智能网联汽车智能网联汽车是一种跨技术、跨产业领域的新兴汽车体系，其终极发展目标是可上路安全行驶的无人驾驶汽车。通过车载信息终端，智能网联汽车可实现与车、路、行人、业务平台等的无线通信和信息交换，加上其具备的自主环境感知能力，使智能网联汽车的行驶安全性得到了极大的提高。相关知识1.1.1相关术语及定义V2X（Vehicle-to-Everything）是指车辆自身和外界事物之间的信息交换。作为智能网联汽车通信技术的核心，V2X可以使车与车、车与基站之间相互通信，从而提高驾驶安全性，减少拥堵，提高交通效率。小贴士相关知识1.1.1相关术语及定义5．无人驾驶汽车无人驾驶汽车是能够实现完全自动控制的智能汽车。它可以通过车载环境感知系统来感知道路环境，自动规划路径，识别行车路线，并按照预定条件控制车辆到达预定地点。无人驾驶汽车是智能汽车的终极发展目标，它具有先进的环境感知系统、中央决策系统及底层执行系统，涉及传感器、计算机、人工智能、无线通信、导航定位、模式识别、机器视觉、智能控制等多种先进技术。相关知识1.1.2智能网联汽车技术分级SAE分级1目前全球汽车行业应用较多的分级标准是国际自动机工程师学会（societyofautomotiveengineers，简称SAE，原美国汽车工程师学会）发布的《SAEJ3016推荐实践：道路机动车辆驾驶自动化系统相关术语的分类和定义》（以下简称《SAE驾驶自动化分级》）。相关知识1.1.2智能网联汽车技术分级等级0级1级2级3级4级5级名称无驾驶自动化驾驶辅助部分驾驶自动化有条件驾驶自动化高度驾驶自动化完全驾驶自动化定义描述驾驶员执行全部DDT，即使有主动安全系统进行强化由驾驶自动化系统持续执行特定ODD的DDT子任务：横向或纵向运动控制操作（但两者不同时），驾驶员完成其余的DDT由驾驶自动化系统持续执行特定ODD的DDT子任务：横向或纵向运动控制操作，驾驶员完成OEDR子任务和监控驾驶自动化系统由ADS持续执行特定ODD的整个DDT，DDT后援用户能够接受ADS发出的干预请求，以及其他车辆系统中与DDT执行相关的系统故障，并做出适当响应由ADS持续执行特定ODD的整个DDT及DDT后援，不期望用户干预由ADS持续无条件（即无具体ODD）执行整个DDT及DDT后援，不期望用户干预DDT 持续横纵向车辆运动控制驾驶员驾驶员和系统 系统目标和事件监测与响应驾驶员系统DDT后援 驾驶员后援用户（应急支援时为驾驶员）系统 ODD 无有限制无限制表1-7SAE驾驶自动化分级相关知识1.1.2智能网联汽车技术分级《SAE驾驶自动化分级》详细定义了从0级（无驾驶自动化）到5级（完全驾驶自动化）六个级别的驾驶自动化。0级至2级驾驶自动化均要求驾驶员时刻监督支持，并根据需要进行转向、制动或加速，以保证驾驶安全；3级至5级驾驶自动化则是由系统在驾驶车辆，且4级、5级驾驶自动化不会要求驾驶员接管驾驶，而3级驾驶自动化在系统提出功能请求时，必须由驾驶员驾驶车辆。相关知识1.1.2智能网联汽车技术分级ODD（operationaldesigndomain，设计运行条件）是指使ADS（autonomousdrivingsystem，自动驾驶系统）能够正常工作的特定操作条件，包括但不限于道路类型、速度范围、环境条件（天气、光照条件等），交通法规及其他决定条件。DDT（dynamicdrivingtask，动态驾驶任务）是指在操作设计域（如有）的道路交通中驾驶车辆所需的所有实时操作和战术功能，但不包括行程安排和目的地和航路点选择等战略功能。OEDR（objectandeventdetectionandresponse，目标和事件监测与响应）是指驾驶员或HAV（highautomatedvehicle，高度自动驾驶汽车）系统检测到与即时驾驶任务相关的情况，并予以适当的响应。小贴士相关知识1.1.2智能网联汽车技术分级中国分级2在中国，智能网联汽车技术可以从网联化与自动化两个维度进行分级。图1-3中国智能网联汽车技术分级相关知识1.1.2智能网联汽车技术分级分级1级2级3级名称网联辅助信息交互网联协同感知网联协同决策与控制等级定义基于车-路、车-后台的通信，实现导航等辅助信息的获取及车辆行驶与驾驶员操作等数据的上传基于车-车、车-路、车-人、车-后台的通信，实时获取车辆周边交通环境信息，与车载传感器的感知信息融合，作为决策与控制系统的输入基于车-车、车-路、车-人、车-后台的通信，实时并可靠获取车辆周边交通环境信息，车辆决策信息，以及车-车、车-路等各交通参与者之间的信息，并进行交互融合，形成车-车、车-路等各交通参与者之间的协同决策与控制主体 控制人人/系统 典型信息地图、交通流量、交通标志、油耗、里程等信息周边车辆/行人/非机动车位置、信号灯相位、道路预警等信息车-车、车-路间的协同控制信息传输需求传输实时性、可靠性要求较低传输实时性、可靠性要求较高传输实时性、可靠性要求极高从网联化维度来看，智能网联汽车可分为网联辅助信息交互、网联协同感知、网联协同决策与控制3个级别表1-8中国对智能网联汽车驾驶的网联化分级相关知识1.1.2智能网联汽车技术分级从自动化维度来看，智能网联汽车可分为应急辅助、部分驾驶辅助、组合驾驶辅助、有条件自动驾驶、高度自动驾驶、完全自动驾驶6个级别表1-9中国对智能网联汽车驾驶自动化分级等级0级1级2级3级4级5级名称应急辅助部分驾驶辅助组合驾驶辅助有条件自动驾驶高度自动驾驶完全自动驾驶定义描述

系统不能持续执行DDT中的车辆横向或纵向运动控制，但具备持续执行DDT中的部分OEDR能力

系统在其ODD下持续地执行DDT中的车辆横向或纵向运动控制，且具备与所执行的车辆横向或纵向运动控制相适应的部分OEDR能力

系统在其ODD下持续地执行DDT中的车辆横向和纵向运动控制，且具备与所执行的车辆横向和纵向运动控制相适应的部分OEDR能力系统在其ODD下持续地执行全部DDT系统在其ODD下持续地执行全部DDT并自动执行最小风险策略系统在任何可行驶条件下持续地执行全部DDT并自动执行最小风险策略持续的车辆横向和纵向运动控制驾驶员驾驶员和系统系统OEDR 驾驶员系统DDT后援 驾驶员系统 ODD 有限制无限制相关知识1.1.2智能网联汽车技术分级自动化维度应急辅助系统可感知环境，并提供提示信息或短暂介入车辆控制以辅助驾驶员避险，但不具备OEDR能力；部分辅助驾驶系统的驾驶员需监管该系统的行为，并执行适当的响应或操作；高度自动驾驶系统及完全自动驾驶系统具备自动执行最小风险策略的能力，当其发出介入请求时，驾驶员可不作响应。相关知识1.1.2智能网联汽车技术分级等级0级1级2级3级4级5级名称应急辅助部分驾驶辅助组合驾驶辅助有条件自动驾驶高度自动驾驶完全自动驾驶驾驶员的角色执行全部DDT，监管驾驶自动化系统，并在需要时介入DDT以确保车辆安全（1）执行驾驶自动化系统没有执行的其余DDT（2）监管驾驶自动化系统，并在需要时介入DDT以确保车辆安全（3）决定是否及何时启动或关闭驾驶自动化系统（4）在任何时候，可以立即执行全部DDT（1）驾驶自动化系统激活前，确认装备驾驶自动化系统的车辆是否可以使用（2）决定何时开启驾驶自动化系统（3）可请求驾驶自动化系统退出，并在驾驶自动化系统退出后成为驾驶员在驾驶自动化系统激活后成为DDT后援用户（1）当收到介入请求或发生车辆其他系统失效时，及时执行接管（2）决定是否以及如何实现最小风险状态，并判断是否达到最小风险状态（3）需保持一定的警觉性，对明显的外部刺激（如救护车警笛等）进行适当的响应（1）在驾驶自动化系统激活后成为乘客（2）无须执行DDT或接管（3）无须决定是否及如何实现最小风险状态，且不需要判断是否达到最小风险状态（4）可接受介入请求并执行接管 表1-10驾驶员及驾驶自动化系统在汽车驾驶中的角色根据智能网联汽车驾驶自动化分级的不同，驾驶员和驾驶自动化系统在汽车驾驶中扮演着不同的角色。相关知识1.1.2智能网联汽车技术分级等级0级1级2级3级4级5级名称应急辅助部分驾驶辅助组合驾驶辅助有条件自动驾驶高度自动驾驶完全自动驾驶驾驶自动化系统的角色（驾驶自动化系统激活）（1）持续地执行部分OEDR（2）当驾驶员请求驾驶自动化系统退出时，立即解除系统控制权（1）持续地执行DDT中的车辆横向或纵向运动控制（2）具备与车辆横向或纵向运动控制相适应的部分OEDR的能力（3）当驾驶员请求驾驶自动化系统退出时，立即解除系统控制权见下页见下页（1）识别驾乘人员状态、行车环境是否符合ODD（2）在驾乘人员状态或行车环境即将不满足ODD且用户未响应介入请求时，执行风险减缓策略并自动达到最小风险状态 无设计运行范围限制 表1-10驾驶员及驾驶自动化系统在汽车驾驶中的角色（续）相关知识1.1.2智能网联汽车技术分级等级3级4级5级名称有条件自动驾驶高度自动驾驶完全自动驾驶驾驶自动化系统的角色（驾驶自动化系统激活）（1）仅允许在其ODD下激活（2）激活后在其ODD下执行全部DDT（3）识别是否即将不满足ODD，并在即将不满足ODD时，及时向DDT后援用户发出介入请求（4）识别驾驶自动化系统失效，并在发生驾驶自动化系统失效时，及时向DDT后援用户发出介入请求（5）识别DDT后援用户的接管能力，并在用户的接管能力即将不满足要求时，发出介入请求（6）在发出介入请求后，继续执行DDT一定时间，以供DDT后援用户接管（7）在发出介入请求后，如果DDT后援用户未响应，则适时采取减缓车辆风险的措施（8）当用户请求驾驶自动化系统退出时，立即解除系统控制权（1）仅允许在其ODD下激活（2）激活后在其ODD下执行全部DDT（3）识别驾驶自动化系统失效和车辆其他系统失效（4）除下列情形外，不得解除系统控制权：①已达到最小风险状态②驾驶员在执行DDT（5）在发生下列情况之一且用户未响应介入请求时，执行风险减缓策略并自动达到最小风险状态：①驾驶自动化系统失效或车辆其他系统失效②用户要求实现最小风险状态（6）当用户请求驾驶自动化系统退出时，解除系统控制权，如果存在安全风险可暂缓解除表1-10驾驶员及驾驶自动化系统在汽车驾驶中的角色（续）相关知识1.1.3智能网联汽车的发展有关研究表明，先进的驾驶辅助技术可以减少30%左右的交通事故，提高10%的交通效率，降低5%的燃油消耗和排放；而智能网联汽车在完全自动驾驶状态下，可将交通效率提高30%以上，并几乎完全避免交通事故的发生。发达国家中国2015年中国2018年4月中国2021年7月2018年10月，美国交通部发布了《未来交通准备：自动驾驶3.0》，该文件表明美国交通部将努力消除妨碍自动驾驶车辆发展的政策和法规，并支持将自动驾驶车辆纳入整个交通系统。我国将智能网联汽车列为未来十年国家智能制造发展的重要领域我国颁布了国内首个规范自动驾驶汽车道路测试的法规文件——《智能网联汽车道路测试管理规范（试行）》工信部、公安部、交通运输部三部门联合印发了《智能网联汽车道路测试与示范应用管理规范（试行）》，该文件于同年9月开始实施，《智能网联汽车道路测试管理规范（试行）》同时废止。发展背景1相关知识1.1.3智能网联汽车的发展未来规划2019年12月工信部发布《新能源汽车产业发展规划（2021—2035年）》（征求意见稿）提出到2025年，智能网联汽车新车销量占比达到30%，高度自动驾驶智能网联汽车实现限定区域和特定场景商业化应用；2020年10月，国务院通过了《新能源汽车产业发展规划（2021—2035）》，并于同年11月印发。相关知识1.1.3智能网联汽车的发展课堂讨论与身边的小伙伴讨论一下，与传统汽车相比，智能网联汽车都有哪些优点？相关知识1.1.3智能网联汽车的发展2018年4月发布的《智能网联汽车道路测试管理规范（试行）》，批准了全国20个智能网联汽车测试示范区，如表1-11(见教材14页)所示。截至2021年，我国已在北京、上海、无锡、重庆等地建立了16个智能网联汽车测试示范区，开放3500多公里测试道路，发放700余张测试牌照，道路测试总里程超过700万公里。发展现状2相关知识1.1.3智能网联汽车的发展发展前景3智能网联汽车是汽车产业与汽车技术转型升级的重要载体。随着汽车技术的新一轮变革，智能网联汽车成为汽车产业新生态体系的核心，大力发展智能网联汽车对于培育新的经济增长极、推动社会智能化转型、提高国家综合竞争力具有重要意义。相关知识1.1.3智能网联汽车的发展未来15年，我国智能网联汽车发展的目标是核心技术国际领先，产品大规模应用，具体如下:到2025年到2030年到2035年我国1级至3级驾驶自动化智能网联汽车销量将占汽车年销量的80%以上，其中2级、3级驾驶自动化智能网联汽车占比将达50%以上，并且4级驾驶自动化智能网联汽车开始进入市场，C-V2X终端新车装备率可达50%。我国1级至3级驾驶自动化智能网联汽车销量将占汽车年销量的100%，其中2级、3级驾驶自动化智能网联汽车占比70%，4级驾驶自动化智能网联汽车占比20%以上，C-V2X终端将普遍装配新车，并且具备车路云一体化协同决策与控制功能的车辆将进入市场。各类智能网联汽车将广泛运行于中国广大地区，中国方案智能网联汽车可与智慧能源、智能交通、智慧城市深度融合。任务实训——分析智能网联汽车的发展重点和难点1．行业资讯2021年7月发布的《中国互联网发展报告（2021）》显示，2020年，我国智能网联汽车销量为303.2万辆，同比增长107%，渗透率保持在15%左右。2021年第一季度，2级驾驶自动化智能网联汽车的市场渗透率达到17.8%，新能源汽车中的2级驾驶自动化智能网联汽车市场渗透率达30.9%。预计到2025年，我国2级、3级驾驶自动化（在特定环境中实现部分自动驾驶）智能网联汽车销量将占全部汽车销量的50%。……（详见教材）任务实训——分析智能网联汽车的发展重点和难点2．热点讨论（1）学生自由分组，每组3～5人。（2）各小组根据以上新闻内容，查找相关资料，结合本任务所学知识，讨论未

来智能网联汽车的发展重点和难点。（3）各组根据讨论内容，制作一份PPT，并派代表上台阐述本组所持观点及理由。（4）其他小组根据阐述内容进行提问，小组内部讨论后派代表回答问题。（5）指导教师根据学生的实际表现情况进行点评。任务实训——分析智能网联汽车的发展重点和难点根据分工填写“任务工单——分析智能网联汽车的现状及发展前景”（详见教材）各小组成员根据自身表现情况配合指导教师完成“考核评价表”项目名称评价内容分值评价分数自评互评师评职业素养考核项目无迟到、无早退、无旷课8分仪容仪表符合规范要求8分具备良好的安全意识与责任意识10分具备良好的团队合作与交流能力8分具备较强的纪律执行能力8分保持良好的作业现场卫生8分专业能力考核项目积极参加教学活动，按时完成任务工单16分操作规范，符合作业规程16分操作熟练，工作效率高18分合计100分总评自评（20%）+互评（20%）+师评（60%）=

综合等级：

指导教师（签名）：

考核评价表课堂小结（1）智能网联汽车相关术语及定义（2）智能网联汽车技术分级（3）智能网联汽车的发展认识智能网联汽车技术体系任务1.2任务引入工信部指导修订的《节能与新能源汽车技术路线图2.0》指出：在新一轮技术变革和产业重构背景下，智能网联汽车关键技术水平显著提升，车辆关键技术取得突破。在环境感知技术方面，车用激光雷达、视觉传感器、毫米波雷达等传感器以及基于传感器的感知技术取得突破。在决策规划技术方面，智能决策策略与模型的开发、测试仿真和计算的平台构建等取得突破。在控制执行技术方面，车辆动力学控制策略、关键执行机构开发等取得突破。任务引入任务内容认识智能网联汽车技术体系学习程度识记理解应用学习任务智能网联汽车的结构层次●

智能网联汽车的系统组成●智能网联汽车的技术架构●智能网联汽车的关键技术●实训任务构建智能网联汽车技术体系模型●自我勉励本任务要求学生掌握智能网联汽车的结构层次、系统组成、技术架构和关键技术，知识与技能要求如下表所示。任务工单——构建智能网联汽车技术体系模型一、任务描述收集智能网联汽车技术的相关资料，并进行组内讨论，成员之间互相答疑解惑，共同构建智能网联汽车技术体系模型。

学生领取任务工单，并进行分组（详见教材）相关知识1.2.1智能网联汽车的结构层次图1-4智能网联汽车的结构层次智能网联汽车以汽车为主体，利用环境感知技术实现多车有序安全行驶，并通过无线通信网络等手段为用户提供多样化信息服务。右图所示为智能网联汽车的结构层次，它主要包含环境感知层、决策规划层、控制执行层三个层次。相关知识1.2.1智能网联汽车的结构层次环境感知层1信息处理单元信息传输单元主要组成信息采集单元环境感知层相当于驾驶员的眼睛和耳朵，其主要功能是通过车载环境感知技术、卫星定位技术、4G/5G及V2X无线通信技术等，实现对车辆自身属性和车辆外在属性（如道路、车辆、行人等）静态、动态信息的提取和收集，以及向决策规划层输送信息。相关知识1.2.1智能网联汽车的结构层次决策规划层2决策规划层的主要功能是接收环境感知层的信息并对其进行融合，对道路、车辆、行人、交通标志、交通信号等进行识别，分析和判断车辆驾驶模式及将要执行的操作，并向控制执行层输送指令。决策规划层是智能网联汽车的重要组成部分，其工作主要包括信息融合、行为决策、路径规划三项内容，如图所示。图1-5决策规划层的组成相关知识1.2.1智能网联汽车的结构层次控制执行层3图1-6控制执行层的组成主要功能：按照决策规划层的指令，对车辆进行操作和协同控制，并为车辆提供道路交通、安全、娱乐、救援等信息及商务办公、网上消费等服务，从而为安全、舒适驾驶提供保障。主要组成：上层规划决策和下层车辆管理两个模块，如图所示。相关知识1.2.2智能网联汽车的系统组成环境感知与定位系统0102无线通信系统0304车载自组织网络系统先进驾驶辅助系统等与普通汽车相比，智能网联汽车增加的系统相关知识1.2.2智能网联汽车的系统组成主要功能环境感知与定位系统通过各种传感器和定位系统感知车辆本身状况和车辆周围状况传感器传感器主要包括车轮转速传感器、加速度传感器、微机械陀螺仪、转向盘转角传感器、超声波雷达、毫米波雷达、激光雷达、视觉传感器等，可以用来感知车辆行驶速度、行驶方向、运动姿态、道路交通情况等定位系统定位系统主要使用全球定位系统（globalpositioningsystem，GPS）和北斗卫星导航系统（beidounavigationsatellitesystem，BDS），为车辆提供定位服务。1相关知识1.2.2智能网联汽车的系统组成全球定位系统是美国从20世纪70年代开始研制，历时20余年，于1994年全面建成，具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位功能的卫星导航与定位系统。该系统具有精度高、全天候、使用广泛等特点。北斗卫星导航系统是中国着眼于国家安全和经济社会发展需要，自主建设运行的全球卫星导航系统，是为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务的国家重要时空基础设施。小贴士相关知识1.2.2智能网联汽车的系统组成主要功能无线通信系统无线通信系统的主要功能是传输数据、信息，主要使用近距离无线通信技术和远距离无线通信技术。近距离无线通信技术可为车辆安全系统提供实时保障，并为基于位置信息的服务提供有效支持。目前，智能网联汽车用近距离无线通信技术还处于起步阶段，没有统一标准。远距离无线通信技术可用于提供即时互联网接入，主要有4G/5G技术、微波通信技术、卫星通信技术等，智能网联汽车上应用的远距离无线通信技术主要是4G/5G技术。2相关知识1.2.2智能网联汽车的系统组成车辆行驶安全预警辅助驾驶分布式交通信息发布基于通信的纵向车辆行驶控制等车载自组织网络的主要功能是在一定通信范围内实现车与车（V2V）、车与基站（V2I）、车与人（V2P）之间的信息交换。通过近距离无线通信技术，车载自组织网可建立起一个移动网络，其典型应用包括下面几种。3．车载自组织网络相关知识1.2.2智能网联汽车的系统组成4．先进驾驶辅助系统先进驾驶辅助系统的主要功能是提前感知车辆及其周围情况，发现危险及时预警，从而保证车辆行驶安全。先进驾驶辅助系统采用了防止交通事故的新一代前沿技术，是智能网联汽车的重要组成部分。相关知识1.2.3智能网联汽车的技术架构智能网联汽车涉及整车零部件、信息通信、智能交通、地图定位等众多领域的技术，其技术架构为“三横两纵”式，如图所示。“三横”是指智能网联汽车主要涉及的车辆、信息交互、基础支撑三大技术领域；“两纵”是指支撑智能网联汽车发展的车载平台和基础设施，包括交通设施、通信网络、大数据平台、定位基站等，它们将逐步向数字化、智能化、网联化方向推进，以便更好地支撑智能网联汽车的发展。相关知识1.2.3智能网联汽车的技术架构行业资讯考虑到智能网联汽车相关领域前沿技术的不断革新，《节能与新能源汽车技术路线图2.0》对智能网联汽车的技术架构和体系进行了全面梳理，总体上以车辆关键技术、信息交互关键技术和基础支撑关键技术为关键技术骨架开展研究，兼顾了乘用车、货运车辆和客运车辆的智能网联技术产业化落地和发展路径，分析了城市道路、城郊道路、高速公路和限定场景四种类型运行范围内的智能网联汽车技术产业化、市场化、商业化时间进度。相关知识1.2.4智能网联汽车的关键技术智能网联汽车是一个复杂的跨界交叉系统，其技术领域涉及汽车、半导体芯片、人工智能和信息通信等，专业跨度大，技术架构复杂。其关键技术包括：环境感知技术决策规划技术控制执行技术等相关知识1.2.4智能网联汽车的关键技术本书主要介绍智能传感器技术、网络与通信技术、导航定位技术和基于上述技术的环境感知与决策技术，并介绍了前向碰撞预警系统、自适应巡航控制系统、车道偏离预警系统、车道保持辅助系统、车辆盲区监测系统、自适应前照灯系统、自动泊车辅助系统、抬头显示系统、智能座舱系统等先进驾驶辅助系统，以及人工智能技术、深度学习技术、语义分割技术、大数据技术、云计算技术、多接入边缘计算技术等自动驾驶前瞻技术。相关知识1.2.4智能网联汽车的关键技术头脑风暴智能网联汽车是在新一轮技术变革和产业重构背景下打造全新汽车产业生态体系的核心，也是实现汽车产业与技术转型升级的重要载体。在技术发展与产业探索实践的综合推动下，我国智能网联汽车已经从概念原理、技术原型阶段逐步迈入产业化创新应用新阶段。例如，高级别自动驾驶车辆在园区、机场、矿山、码头、停车场等封闭、半封闭场景已经得到示范应用。大力发展智能网联汽车对于培育新的经济增长极、推动社会智能化转型、提高国家综合竞争力具有重要意义。与身边小伙伴讨论一下在当前局势下个人对推进智能网联汽车发展所能发挥的作用，并整理出一份调查报告。相关知识1.2.4智能网联汽车的关键技术空间感知图像获取定位信息获取大部分环境感知技术使用激光雷达对周围环境的三维空间进行感知，从而获60%～75%的环境信息然后通过视觉传感器获取图像信息，并使用毫米波雷达获取定向目标距离信息再结合定位系统及惯性导航系统获取自身位置及姿态信息最后通过车轮转速传感器、加速度传感器、微机械陀螺仪等传感器获取自身运动状态信息环境感知技术是智能驾驶的基础，它利用各类传感器对环境进行探测和识别。1．环境感知技术环境感知技术的发展方向是低成本、高效率、准确地识别感知对象，从而使车辆具有更好的通过性、安全性、经济性、平顺性。相关知识1.2.4智能网联汽车的关键技术2．决策规划技术决策规划技术是智能驾驶的核心，主要包括三个关键技术数据挖掘专家系统机器学习相关知识1.2.4智能网联汽车的关键技术1）数据挖掘数据挖掘是指从大量数据中提取有用信息的技术，该技术通过对数据的清理、集成、选择、变换、挖掘、评估，提取出有价值的信息，并将其作为下一步决策规划的信息源。相关知识1.2.4智能网联汽车的关键技术2）专家系统专家系统将一个或多个专家在某一领域的知识集中起来，以有效解决问题，避免重复决策。专家系统主要由知识库、推理机、工作数据库、用户界面、解释程序和知识获取程序六部分组成。相关知识1.2.4智能网联汽车的关键技术3）机器学习机器学习的主要目标是研究人类学习过程的认知模型，通过学习算法构造面向任务的专用学习系统的方法。机器学习主要包括决策树、粗糙集、证据推理、案例推理等内容。相关知识1.2.4智能网联汽车的关键技术随着汽车驾驶自动化水平的提高，汽车不仅需要在超车、巡航、跟车等单一工况下进行决策规划，还需要具备在线学习能力以适应更加复杂的道路交通环境和不可预期工况。我国道路工况存在道路环境构型多样、人车高度混杂、驾驶员行为具有随机性和博弈性等特点，考虑到车载计算、网络通信延时等资源的限制，高可靠性、高适应性的“自动驾驶类脑智能决策技术”将是智能驾

驶的重点发展方向。相关知识1.2.4智能网联汽车的关键技术3．控制执行技术线控转向、线控制动、线控驱动和车身控制，其中线控转向和线控制动是智能网联汽车控制执行技术的核心车辆驱动系统和制动系统的纵向维度控制、转向系统的横向维度控制、悬架系统的垂直维度控制有检测反馈技术、指令信号处理技术、转换放大技术等智能网联汽车的控制执行技术主要是指线控技术线控技术主要包括三个维度控制线控技术主要控制内容相关知识1.2.4智能网联汽车的关键技术经验传承传统汽车底盘的控制结构为分布式电子架构，主要有加速踏板、制动踏板、转向盘三个部件，不同部件由不同的运算控制器控制，使用线控技术可实现各部件的协同控制。精准、可靠的实时单车、车-人、车-车、车-路协同控制，是实现车辆驾驶自动化的重要前提和关键技术。线控技术能够十分精确地对车辆进行协同控制，可大大提升车辆的安全性和舒适性。任务实训——探讨未来智能网联汽车技术老师围绕“未来智能网联汽车技术”的主题准备竞赛题目（判断题、选择题、简答题等），请学生准备空白答题卡、签字笔等工具。1．第一轮竞赛（1）全班学生分为四支队伍，每支队伍选出一名负责人，负责人带领队员温习本任务所学内容。（2）老师将四支队伍分成两组进行知识竞赛，要求每位学生至少要回答一道简答题。老师负责为各队打分，各组中总分多的队伍获胜（判断题、选择题每题1分，简答题每答对1个得分点得1分），由此比出两支胜利队伍。任务实训——探讨未来智能网联汽车技术2．第二轮竞赛两支胜利队伍进行下一轮抢答竞赛，指导教师提问，学生举手抢答，回答错误不扣分，由其他队继续抢答。老师负责为各队打分，总分多的队伍获胜，可根据实际情况给予一定的奖励。学生根据自己的答题情况填写表1-18，并进行自我评价和错题记录。正确答题数得分备注学生自我评价：错题记录（不会或答错的题目及其答案）：表1-18知识竞赛评价表任务实训——探讨未来智能网联汽车技术根据分工填写“任务工单——构建智能网联汽车技术体系模型”（详见教材）各小组成员根据自身表现情况配合指导教师完成“考核评价表”项目名称评价内容分值评价分数自评互评师评职业素养考核项目无迟到、无早退、无旷课8分仪容仪表符合规范要求8分具备良好的安全意识与责任意识10分具备良好的团队合作与交流能力8分具备较强的纪律执行能力8分保持良好的作业现场卫生8分专业能力考核项目积极参加教学活动，按时完成任务工单16分操作规范，符合作业规程16分操作熟练，工作效率高18分合计100分总评自评（20%）+互评（20%）+师评（60%）=

综合等级：

指导教师（签名）：

考核评价表相关知识1.2.4智能网联汽车的关键技术思政讲堂匠心智造，智能网联2021年10月，我国自主设计的国内首款车规级7nm智能座舱芯片——龙鹰一号流片研制成功。龙鹰一号基于智能座舱需求的原生设计，符合AEC-Q100标准，内置ASIL-D安全岛并匹配高带宽低延迟的LPDDR5内存（低功耗双倍数据速率内存）通道，最高支持7个4K/2K高显示分辨率屏幕同时输出，单颗芯片8TOPS（算力单位），支持高性能智能语音、辅助驾驶、机器视觉等人工智能应用。另外，科研人员基于龙鹰一号的先进算力，开发了跨平台通用的操作系统级软件框架EASCore。……（详见教材）课堂小结（1）智能网联汽车的结构层次（2）智能网联汽车的系统组成（3）智能网联汽车的技术架构（4）智能网联汽车的关键技术STOPTHANKYOUFORYOURPATIENCE谢谢观看智能网联汽车技术（第2版）主讲教师：智能传感器技术项目2项目导读智能传感器是用于智能网联汽车感知周围环境的重要器件，它可以对车辆周围的静态、动态信息进行提取和收集，从而为先进驾驶辅助系统的工作提供必要信息。智能传感器的质量和性能会直接影响先进驾驶辅助系统的性能。本项目主要介绍各类智能传感器的特点、结构、原理、技术指标等基本信息，并对其在先进驾驶辅助系统中的实际应用进行介绍。达成目标1．掌握超声波雷达、毫米波雷达、激光雷达及视

觉传感器的特点、工作原理。2．熟悉智能传感器在先进驾驶辅助系统中的应用。1．能正确安装激光雷达。2．能正确更换与测试视觉传感器。技能目标1．养成团结协作、认真负责的职业素养。2．弘扬科学严谨、精益求精的工匠精神。素质目标知识目标项目导航安装与调试雷达安装与调试智能传感器任务2.2任务2.1

安装与调试雷达任务2.1任务引入2021年8月，爱驰汽车有限公司（简称爱驰汽车）与上海禾赛科技有限公司（简称禾赛科技）正式签署战略合作协议，双方就车规级激光雷达在乘用车前装量产市场的早日规模化应用落地展开合作。根据合作协议，爱驰汽车将基于禾赛科技新一代高度芯片化的车规级混合固态激光雷达解决方案，打造高水准的汽车先进驾驶辅助系统。成立于2014年的禾赛科技，是全球领先的激光雷达制造商，在激光雷达核心元器件、自研芯片、激光雷达感知算法等层面，有着深厚的技术储备。其激光雷达产品被广泛应用于汽车先进驾驶辅助系统、工业机器人等领域。禾赛科技爱驰汽车任务引入任务内容安装与调试雷达学习程度识记理解应用学习任务超声波雷达的特点及工作原理●

毫米波雷达的特点、类型及工作原理●激光雷达的特点、类型及工作原理●超声波雷达、毫米波雷达、激光雷达的应用●实训任务安装雷达●调试雷达

●自我勉励除激光雷达外，智能网联汽车还会用到超声波雷达和毫米波雷达。本任务要求学生掌握超声波雷达、毫米波雷达、激光雷达的特点、结构及工作原理，完成雷达的安装与调试，知识与技能要求如下表所示。任务工单——安装与调试雷达任务描述正确安装雷达（超声波雷达、毫米波雷达或激光雷达），并对其进行调试。学生领取任务工单，并进行分组（详见教材）雷达通过发射电磁波到目标并接收其回波的方式，获得目标至电磁波发射点的距离、径向速度、方位、高度等信息。相关知识根据发射电磁波频率（波长）的不同，可将智能网联汽车使用的雷达分为超声波雷达、毫米波雷达、激光雷达等类型。超声波的频率高于人类听觉上限频率（约20000Hz），毫米波的频率为30～300GHz，激光的频率为太赫兹（THz）量级。雷达（radiodetectionandranging，RADAR）本意为无线电探测和测距，多指利用电磁波发现目标并获取目标位置等信息的装置。什么是雷达相关知识2.1.1超声波雷达超声波雷达是可在超声频率范围内将交变的电信号转换成超声波信号，以及将外界声场中的超声波信号转换为电信号的能量转换器件。相关知识2.1.1超声波雷达1．超声波雷达的特点86信息处理简单可靠，易于小型化与集成化，并且可以实现实时控制超声波指向性强、能量消耗缓慢，且其传播速度仅为光波的百万分之一。因此，超声波雷达一般可直接用来探测距离小于10m的目标。超声波不仅对色彩、光照度不敏感，还对外界光线和电磁场不敏感。因此，超声波雷达不仅适用于对透明、半透明及漫反射差的物体的识别，还适用于黑暗、有灰尘、有烟雾、有毒、电磁干扰强等恶劣的环境。优点可靠速度不敏感相关知识2.1.1超声波雷达1．超声波雷达的特点缺点超声波雷达仅适用于低速情况下的距离测量。超声波的传播速度较慢，当车速较高时，超声波雷达的反馈结果会存在一定的滞后，从而导致较大的测量误差。（1）超声波有一定的扩散角，所以超声波雷达无法准确测量目标的方位，若要对目标进行准确定位，必须由多个超声波雷达配合使用，这无疑增加了成本。（2）超声波雷达很难探测到低矮、圆锥、细长的障碍物或沟坎。（3）超声波雷达存在探测盲区。超声波的回波信号极易被其发射信号或余振信号覆盖或干扰，当与目标的距离低于某一阈值时，超声波雷达就会丧失探测功能，因此超声波雷达须与视觉传感器配合使用。（4）相关知识2.1.1超声波雷达2．超声波雷达的工作原理超声波雷达通常由控制器、发射器、接收器等组成，其中发射器和接收器在同一平面上。在发射器发射超声波的同时，控制器内部的计时器开始计时，并在接收器接收到返回的超声波后停止计时。控制器根据超声波的往返时间及其在介质中的传播速度，计算出目标与超声波雷达之间的距离，并将相关数据信息转化成相应的电信号。相关知识2.1.1超声波雷达设发射器到障碍物表面的距离为L，超声波在空气中的传播速度为v（约为340m/s），从发射到接收超声波所用的往返时间为t，当发射器和接收器之间的距离l远小于超声波雷达到障碍物的距离L时，。由此可见，超声波雷达与障碍物之间的距离与超声波的往返时间成正比，只要测得超声波的传播时间，即可计算出超声波雷达与障碍物之间的距离。超声波雷达的工作原理图2-1超声波雷达的测距原理相关知识2.1.1超声波雷达头脑风暴与身边的小伙伴讨论一下，为什么超声波传播速度慢会导致车速较高时有较大的测量误差？如何消除或减小这种测量误差？相关知识2.1.1超声波雷达

倒车雷达是超声波雷达在汽车上最典型的应用。倒车雷达主要用于车辆泊车，一般通过声音和仪表显示的方式向驾驶员提供障碍物的距离信息。图2-2倒车雷达的工作原理在汽车的后保险杠上安装超声波雷达，可以帮助驾驶员侦测后方的障碍物。当挡位位于倒车挡，障碍物与超声波雷达之间的距离达到某一阈值后，警报器开始发出较低频率的声音报警信号；当障碍物与超声波雷达之间的距离不断变小直至达到某一更小的阈值后，警报器将发出更高频率的声音报警信号，以提醒驾驶员；当挡位退出倒车挡或车速超过临界值后，超声波雷达停止工作。相关知识2.1.1超声波雷达3．超声波雷达的应用两大类智能网联汽车上使用的超声波雷达主要可分为两大类探测障碍物第一类是安装在车辆前后保险杠上，用于探测前后障碍物的超声波雷达，其测量距离为0.15～2.50m，称为驻车辅助（UPA）雷达，倒车雷达便属于此类测距第二类是安装在车辆侧面，用于测量停车位长度的超声波雷达，其测量距离为0.3～5.0m，称为自动泊车辅助（APA）雷达，是自动泊车辅助系统的重要组成部分。相关知识2.1.1超声波雷达自动泊车辅助系统自动泊车辅助系统是先进驾驶辅助系统的一种，它可以减轻驾驶员泊车时的操作负担。可根据其功能的不同分为自动泊车系统、远程遥控泊车系统、自学习泊车系统、自动代客泊车系统等类型。扫一扫观看“超声波雷达”相关知识2.1.1超声波雷达4．超声波雷达的安装下面以倒车雷达为例，介绍超声波雷达的安装方法。目前，倒车雷达普遍具有距离显示、声音报警、方位指示等功能，主要包括数码显示器、控制器、探头及相关连接线等部件，如图所示。相关知识2.1.1超声波雷达4．超声波雷达的安装01将探头安装在保险杠上的预留孔中，将探头套对准卡槽，并与探头配合装好；最后将固定卡从背后推进卡住传感器，如图2-4所示。安装步骤图2-4探头的安装相关知识2.1.1超声波雷达若保险杠上没有预留孔，则需根据探头数量进行打孔，打孔位置如下图所示。安装孔距离地面的高度应在50cm左右，若位置过低，则会因探测到地面而产生误报。小贴士相关知识2.1.1超声波雷达4．超声波雷达的安装02调整探头方向，并将连线理顺。安装步骤03将控制器电源线束的红线与车载低压线束ACC正极线连接，黑线与搭铁线相连，白线或黄线与制动灯正极相连。04将数码显示器与控制器连接，暂不连接探头。05在不启动车辆的情况下，挂倒车挡，使数码显示屏点亮，倒车雷达进入正常检测状态。相关知识2.1.1超声波雷达4．超声波雷达的安装安装步骤06将一个探头连接线插入控制器对应接口，其他探头空置，由一人站在探头正前方1米内，另一人检查车辆相应的距离显示及提示音是否正常。07按步骤（6）的方法依次检查其他探头。检查无误后，将全部探头与控制器对应的接口连接，理顺线束，用线卡将线束固定好。相关知识2.1.1超声波雷达4．超声波雷达的安装安装倒车雷达时，车辆必须处于熄火（下电）状态。安装探头时，应注意探头安装孔上不能有毛刺，且安装松紧度要适中，若过紧则会使探头内部的振动板无法振动而发不出超声波，若过松则会使探头在车辆振动时改变方向，从而产生误报。若在铁质挡板上安装探头，则需要使用电工绝缘胶布包裹探头，做好绝缘防护。注意事项（1）（2）（3）（4）控制器不宜安装在排气管附近或有大量电器布线等易受电磁干扰的位置。相关知识2.1.2毫米波雷达是指工作在毫米波频段（30～300GHz）的雷达毫米波雷达毫米波雷达具有较强的抗干扰能力，可以全天候稳定地监测目标的位置、速度和方位角是智能网联汽车的核心传感设备之一，在先进驾驶辅助系统中有着非常广泛的应用。相关知识2.1.2毫米波雷达1．毫米波雷达的特点毫米波的波长较短，而且在行驶过程中，车辆的前方目标多由金属构成，会形成很强的电磁反射，从而保证了毫米波雷达的探测稳定性。优异的探测稳定性01毫米波具有很强的穿透能力，使得毫米波雷达可以在雨、雪、大雾等恶劣天气下正常工作。较强的环境适应能力0302较快的响应速度毫米波的传播速度与光速相同，毫米波雷达若配合高速信号处理器使用，则会快速测量出目标的角度、距离、速度等信息。04较强的抗干扰能力毫米波雷达一般工作在高频段，而周围的噪声和干扰多处于中低频段，这基本上不会影响毫米波雷达的正常运行。优点相关知识2.1.2毫米波雷达1．毫米波雷达的特点不足（1）毫米波雷达的加工精度相对较高，元器件成本高昂。（2）毫米波雷达的覆盖区域呈扇形，存在探测盲区。相关知识2.1.2毫米波雷达2．毫米波雷达的类型工作原理132毫米波频段测量距离划分依据相关知识2.1.2毫米波雷达脉冲式毫米波雷达调频式连续毫米波雷达VS通过测量发射脉冲信号与接收脉冲信号之间的时间差的方式，得到毫米波雷达与目标之间的相对距离利用多普勒效应，测量雷达与目标之间的相对距离和相对速度。1）根据工作原理分类2．毫米波雷达的类型相关知识2.1.2毫米波雷达2．毫米波雷达的类型短程毫米波雷达（short-rangeradar，SRR）中程毫米波雷达（medium-rangeradar，MRR）远程毫米波雷达（long-rangeradar，LRR）2）根据测量距离分类测量距离一般大于200m离一般在100m左右一般小于60m相关知识2.1.2毫米波雷达2．毫米波雷达的类型3）根据毫米波频段分类0124GHz毫米波雷达0260GHz毫米波雷达0377GHz毫米波雷达0479GHz毫米波雷达目前使用较多的为24GHz和77GHz毫米波雷达，其中24GHz毫米波雷达适用于近距离探测，77GHz毫米波雷达适用于远距离探测。相关知识2.1.2毫米波雷达行业资讯77GHz毫米波雷达的距离分辨率和测量精度约是24GHz毫米波雷达的20倍。一般情况下，24GHz毫米波雷达的距离分辨率约为75cm，而77GHz毫米波雷达的距离分辨率则为4cm左右。相关知识2.1.2毫米波雷达3．毫米波雷达的工作原理脉冲测距法的原理简单，但对应产品结构复杂、生产成本高；调频连续波测距法的测量结果准确，且对应产品结构简单、体积小。因此，目前智能网联汽车用毫米波雷达多采用调频连续波测距法。毫米波雷达的探测方法主要有脉冲测距法和调频连续波测距法两种。相关知识2.1.2毫米波雷达图2-6毫米波雷达测量目标相对距离和相对速度的原理1）相对距离和相对速度的测量当毫米波雷达发射的调频连续波遇到前方目标时，会产生具有一定延时的回波，经雷达混频器混频处理，即可得到毫米波雷达与目标之间的相对距离和相对速度。相关知识2.1.2毫米波雷达1）相对距离和相对速度的测量

相对距离和相对速度的计算公式为式中：s——相对距离；c——光速；T——信号发射周期；f'——发射信号与反射信号的频率差；Δf——调频带宽；fd

——多普勒频率；f0

——发射信号的中心频率；u——相对速度。相关知识2.1.2毫米波雷达2）方位角的测量右图所示为毫米波雷达测量目标方位角的原理。TX为毫米波雷达的发射天线RX1、RX2为毫米波雷达的接收天线当TX发射出毫米波后，目标将毫米波反射到接收天线RX1和RX2，根据接收天线RX1和RX2之间的距离d，以及RX1、RX2接收信号的相位差b，即可通过三角函数计算得到目标的方位角αAZ。图2-7毫米波雷达测量目标方位角的原理相关知识2.1.2毫米波雷达4．毫米波雷达的应用毫米波雷达在智能网联汽车上主要应用于前向碰撞预警系统自适应巡航控制系统盲区监测系统自动制动辅助系统自动泊车辅助系统变道辅助系统等先进驾驶辅助系统扫一扫观看“毫米波雷达”相关知识2.1.2毫米波雷达毫米波雷达类型短程雷达（SRR）中程雷达（MRR）远程雷达（LRR）工作频段24GHz77GHz77GHz测量距离小于60m100m左右大于200m功能前向碰撞预警系统前方前方自适应巡航控制系统前方前方盲区监测系统侧方侧方自动制动辅助系统前方前方自动泊车辅助系统前方、后方侧方变道辅助系统后方后方表2-7毫米波雷达在智能网联汽车先进驾驶辅助系统中的应用相关知识2.1.2毫米波雷达5．毫米波雷达的安装如果一定要安装覆盖件，则需要注意，覆盖件不宜使用导电材料，且其表面的杂物，如水滴、水膜、积雪等，都有可能使毫米波雷达信号衰减或功能受限。小贴士毫米波雷达通常安装在智能网联汽车前部的进气格栅或前后保险杠位置。

安装毫米波雷达时，雷达天线罩须指向车辆行驶方向，且前方不宜有额外的覆盖件或经过喷涂的保险杠；线束插接件须朝向下方。相关知识2.1.2毫米波雷达安装毫米波雷达时，须特别注意其安装角度。一般情况下，原车的毫米波雷达配有安装支架，按照规定力矩安装即可；而非原车的毫米波雷达，则需要使用双轴数显水平仪标定安装角度。5．毫米波雷达的安装由表2-7（毫米波雷达在智能网联汽车先进驾驶辅助系统中的应用）

可知，短程毫米波雷达和中程毫米波雷达一般安装在车辆侧方、前方和后方；远程毫米波雷达一般安装在车辆的前方；此外，毫米波雷达的安装高度h为：车辆满载时h≥500mm，车辆空载时h≤1000mm。相关知识2.1.2毫米波雷达1）毫米波雷达的安装位置毫米波雷达的端口共有八个管脚，各管脚说明如下表所示。相关知识2.1.2毫米波雷达2）毫米波雷达的线路连接毫米波雷达端口管脚符号颜色功能1VBAT红9～36V直流电源2GND黑地3CAN0-L黄保留4CAN0-H绿5CAN1-L蓝雷达数据接口6CAN1-H橙7HSDOUT1白高边驱动输出口18HSDOUT2褐高边驱动输出口2毫米波雷达的线路连接，如图所示。相关知识2.1.2毫米波雷达2）毫米波雷达的线路连接相关知识2.1.3激光雷达激光雷达是工作在光波频段的雷达，是无人驾驶汽车必备的智能传感设备。它利用光波频段的电磁波获得目标的位置（距离、方位和高度）、运动状态（速度、姿态）等信息，从而实现对目标的探测、跟踪和识别。相关知识2.1.3激光雷达2134激光雷达的测量距离可达300m以上，且探测范围比超声波雷达、毫米波雷达更广。激光雷达具有极高的距离、速度和角度分辨率。一般情况下，激光雷达的距离分辨率可达0.1m，速度分辨率可达10m/s，角度分辨率可达0.1mard。激光雷达能够测量目标的距离、角度、反射强度、速度等信息，可据此生成目标的多维度图像。激光雷达不受外界光照条件或目标本身辐射特性的影响，可全天候工作。1．激光雷达的特点优点相关知识2.1.3激光雷达（1）与超声波雷达、毫米波雷达相比，激光雷

达体积大，成本高。（2）激光雷达不易识别交通标志和交通信号灯。激光雷达的不足相关知识2.1.3激光雷达2．激光雷达的组成激光雷达一般由激光发射系统、光电接收系统、信号采集处理系统、控制系统组成。图2-9激光雷达系统的简化结构相关知识2.1.3激光雷达2．激光雷达的组成02010403激光发射系统主要负责向障碍物发送激光信号光电接收系统主要负责接收经障碍物反射回来的激光信号信号采集处理系统主要负责对来自光电接收系统的信号进行处理，使它能够符合下一级系统的要求，是激光雷达系统最关键的环节，其性能好坏直接影响激光雷达系统的测量精度控制系统主要负责提供激光发射控制信号，并对来自信号采集处理系统的信号进行处理相关知识2.1.3激光雷达3．激光雷达的类型单线束激光雷达和多线束激光雷达01机械激光雷达02固态激光雷达03混合固态激光雷达根据线束数量的不同根据有无机械旋转部件相关知识2.1.3激光雷达

混合固态激光雷达带有控制激光发射角度的旋转部件，其体积较大且价格昂贵，测量精度相对较高，一般置于汽车顶部。依靠电子部件来控制激光发射角度，无须机械旋转部件，故尺寸较小，可安装于车体内。固态激光雷达在障碍物检测、障碍物识别分类、动态目标跟踪和可行驶区域检测等方面都有着非常普遍的应用。为了降低激光雷达的成本、提高探测可靠性，机械激光雷达正逐渐被固态激光雷达所替代。机械激光雷达固态激光雷达采用固定激光光源，通过内部玻璃片旋转的方式改变激光光束的方向，实现多角度检测。混合固态激光雷达无须大体积旋转结构，可安装于车体内。1）根据有无机械旋转部件分类相关知识2.1.3激光雷达2）根据线束数量分类单线束激光雷达多线束激光雷达VS单线束激光雷达无法区别目标的3D信息，只能测量目标的距离。不过，由于单线束激光雷达具有制作成本低、测量速度快、数据处理量小等优点，因此在安全防护、地形测绘等领域有着广泛的应用。2.5D激光雷达的垂直视野范围一般不超过10°，而3D激光雷达的垂直视野范围则可达30°，个别产品甚至在40°以上。因此，2.5D激光雷达与3D激光雷达在智能网联汽车上有着不同的安装位置。扫描一次只产生一条扫描线，其所获得的数据为2D数据扫描一次可产生多条扫描线，目前市场上多线束激光雷达产品包括4线束、8线束、16线束、32线束、64线束等类型，它们可细分为2.5D激光雷达及3D激光雷达。相关知识2.1.3激光雷达4．激光雷达的工作原理扫一扫观看“激光雷达”智能网联汽车用激光雷达的测量方法有脉冲测距法干涉测距法相位测距法等相关知识2.1.3激光雷达1）脉冲测距法与超声波雷达的工作原理类似，脉冲测距法的原理如图2-10所示。在激光雷达发射激光脉冲的同时，其内部的计时器开始计时，并在接收器接收到返回的激光脉冲时停止计时。计时器所记录的时间就是激光脉冲从发射到接收所用的时间。光速是一个固定值，所以只要得到从发射到接收所用的时间就可以算出所要测量的距离。图2-10脉冲测距法的原理相关知识2.1.3激光雷达当激光雷达使用脉冲测距法测量目标时，需要注意以下问题。（1）激光脉冲的发射功率较高，从几瓦到几十瓦不等，最大射程可达几十千米。（2）影响测量精度的关键因素是激光飞行时间的精确度。（3）测量精度还与发射信号带宽或处理后的脉冲宽度有关，脉冲宽度越小，测量精

确度越高。小贴士相关知识2.1.3激光雷达2）干涉测距法干涉测距法利用光波的干涉特性对距离进行测量，其原理如图2-11所示。激光发射系统发射出一束激光，通过分光镜分为两束相互干涉的光波S1和S2，两束光波各自经过反射镜M1和M2反射回来，在分光镜处汇合到一起。由于两束光波的行程不同，因此会形成不同的明暗条纹，激光雷达将干涉条纹转换为电信号之后，便可实现距离测量。图2-11干涉测距法的原理相关知识2.1.3激光雷达产生干涉现象的条件是两束有相同频率、相同振动方向的光相互叠加，并且这两束光的相位差固定不变。小贴士相关知识2.1.3激光雷达虽然干涉测距法的应用技术已经很成熟，且具有很好的测量精度，但是干涉测距法一般只用来测量距离的变化，而不能直接用来测量距离，所以该技术一般应用于干涉仪、测振仪、陀螺仪中。相关知识2.1.3激光雷达3）相位测距法首先，激光发射系统发出一个经过调制的正弦波光束；然后，通过光电接收系统接收目标反射回来的激光。只要求出这两束光波之间的相位差，便可计算出待测距离。相比于其他类型的测距方法，相位测距法具有测量精度高、设备体积小、内部结构简单的优点，因此被公认为最有发展潜力的距离测量技术。图2-12相位测距法的原理相位测距法通过测量发射波和返回波之间的相位差来实现距离测量。相关知识2.1.3激光雷达5