智能网联汽车测试与评价技术 课件全套 第1-10章 智能网联汽车概述- 智能网联汽车测试报告

第1章智能网联汽车概述11.1智能网联汽车的定义21.2智能网联汽车的分级31.3智能网联汽车的架构41.4智能网联汽车关键技术目录CONTENTS51.5智能网联汽车测试技术1、智能网联汽车的概述1.1智能网联汽车的定义广义：以车辆为主体和主要节点，融合现代通信和网络技术，使车辆与外部节点实现信息共享和协同控制，以达到安全、有序、高效、节能行驶的新一代多车协同系统。狭义：搭载先进车载传感器、控制器和执行器等装置，并融合现代通讯与网络技术、实现V2X智能信息交互共享，具备环境感知、决策规划和控制执行等功能，实现安全、舒适、节能且高效地行驶，并最终代替人类驾驶、操纵的新一代汽车。1、智能网联汽车的概述1.2智能网联汽车的分级智能化分级级别名称定义驾驶操作周边监控接管L0人工驾驶由驾驶员全权驾驶汽车驾驶员驾驶员驾驶员L1辅助驾驶车辆对方向盘或加减速中的一项操作提供驾驶，人类驾驶员负责其他的驾驶动作驾驶员驾驶员驾驶员L2部分自动驾驶车辆对方向盘和加减速中的多项操作提供驾驶，人类驾驶员负责其他的驾驶动作车辆驾驶员驾驶员L3条件自动驾驶由车辆完成绝大部分驾驶操作，人类驾驶员需要保持注意力集中以备不时之需车辆车辆驾驶员L4高级自动驾驶由车辆完成所有驾驶操作，人类驾驶员无须保持注意力，但限定道路和环境条件车辆车辆车辆L5完全自动驾驶有车辆完成所有驾驶操作，人类驾驶员无须保持注意力车辆车辆车辆应用场景无限定场景所有场景1、智能网联汽车的概述1.2智能网联汽车的分级网联化分级网络化等级等级名称等级定义控制典型信息传输要求1网联辅助信息交互基于车-路、车-云端/服务器端，实现导航等辅助信息的获取以及车辆行驶数据与驾驶人操作等数据的上传驾驶员地图、交通流量、交通标志、油耗、里程等信息传输实时性、可靠性要求较低2网联协同感知基于车-车、车-路、车-人、车-云端/服务器端，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，作为自车决策与控制系统的输入驾驶员&系统周边车辆/行人、非机动车位置、信号灯相位、道路预警等信息传输实时性、可靠性要求较高3网联协同决策与控制基于车-车、车-路、车-人、车-云端/服务器端，实时并可靠获取车辆周边交通环境信息级车辆决策信息，车-车、车-路等各交通参与者之间信息进行相互融合，形成车-车、车-路等交通参与者之间的协同决策与控制驾驶员&系统车-车、车-路间的协同控制信息传输实时性、可靠性要求最高1、智能网联汽车的概述1.3智能网联汽车的架构典型智能网联汽车的技术架构1、智能网联汽车的概述1.3智能网联汽车的架构（环境感知）环境感知技术可以为提供道路交通环境、障碍物位置信息、动态目标运动状态、交通信号标志和车辆自身位置等一系列重要的信息，它是智能网联汽车其它功能模块的基础，也是实现辅助驾驶乃至自动驾驶的前提条件。传感器种类性能摄像头毫米波雷达激光雷达超声波雷达探测距离一般远远近分辨率一般高高低误报率一般少较少较多响应时间较长短短较长数据处理复杂一般复杂简单环境适应性差好差一般价格低一般高低典型应用交通信号识别、车道监测等探测障碍物（不受视线影响）3D建模、高精地图等盲区监测、泊车辅助等智能网联汽车各种环境感知传感器的性能对比1、智能网联汽车的概述1.3智能网联汽车的架构（环境感知）传感器信息融合1、智能网联汽车的概述1.3智能网联汽车的架构(决策规划)智能网联汽车决策规划技术1、智能网联汽车的概述1.3智能网联汽车的架构(控制执行)智能网联汽车控制执行技术1、智能网联汽车的概述1.4智能网联汽车关键技术智能网联汽车关键技术的“三横两纵”1、智能网联汽车的概述1.4智能网联汽车关键技术1、车辆/设施关键技术环境感知技术决策规划技术控制执行技术1、智能网联汽车的概述1.4智能网联汽车关键技术2、信息交互关键技术V2X通信技术云平台与大数据技术信息安全技术1、智能网联汽车的概述1.4智能网联汽车关键技术3、基础支撑技术高精度地图与高精度定位技术标准法规测试评价技术全球定位导航系统（GlobalNavigationSatelliteSystem，GNSS）以惯性导航和轮速传感器为基础的轨迹推算方式以高精地图为基础的地标定位方式1、智能网联汽车的概述1.5智能网联汽车测试评价技术测试和评价体系，可以支持智能网联汽车在开发阶段和认证阶段的测试和评估需要，为系统的开发迭代提供技术手段，为车辆的上路认证提供试验数据支持。有效的测试方法与评价体系是支持智能网联汽车技术发展的重要基础。1、智能网联汽车测试的意义测试与评价体系的建设与发展将有力推动智能网联汽车的落地和量产化。测试与评价体系在智能网联汽车产品的设计、研发、测试、评价与认证等各个环节发挥重要作用。1、智能网联汽车的概述1.5智能网联汽车测试评价技术1、智能网联汽车测试的意义①智能网联汽车是一个多软件系统的、耦合的、高度集成的复杂系统，其是否能够正常运行并达到预期功能和性能，需要经历系统的测试和确认过程；②就车辆运行环境而言，是复杂多样且充满不确定性的，即使车辆系统在当前的场景下能够良好运行，但在不同场景下是否能够正确理解场景并执行安全驾驶动作需要经过反复测试和确认；因此，建立健全的测试与评价技术对于发展智能网联汽车是非常重要且必要的。1、智能网联汽车的概述1.5智能网联汽车测试评价技术2、智能网联汽车评价的意义①智能网联汽车评价体系体现了人们对智能网联汽车在安全性、舒适性、经济性、友好性等方面的需求、偏好和目标，在上述评价体系的引导下，才有可能以合理的投入开发符合需求的智能网联汽车产品；②智能网联汽车评价体系也是智能网联汽车产品功能和性能的综合展现，便于不同智能网联汽车的比较，对系统开发形成有益的反馈；总之，评价体系的建立对智能网联汽车的发展有着正向促进推动作用，从而加速智能网联汽车的迭代和更新。1、智能网联汽车的概述1.5智能网联汽车测试评价技术3、智能网联汽车测试体系的理论①虚拟仿真系统的测试；②封闭试验场地的测试；③室内测试环境的测试测试技术的多级体系：④开放道路测试1、智能网联汽车的概述作业：1、L1级与L2级智能网联汽车本质的区别是什么？3、下列不属于环境感知传感器的是（

）A、加速度传感器 B、视觉传感器C、超声波雷达 D、激光雷达2、低级别自动驾驶和高级别自动驾驶有设么本质区别？4、下列哪种信息是环境感知系统不能提供的（

）A、道路交通环境信息、 B、障碍物位置信息、C、动态目标运动状态、 D、自车瞬时绝对速度信息5、智能网联汽车决策规划系统的任务是什么？6、智能网联汽车主动环境感知传感器和被动环境传感器分别是指哪些传感器？7、智能网联汽车的信息安全技术的定义是什么？主要包括哪些方面的内容？1、智能网联汽车的概述作业：8、请概括的说明智能网联汽车的关键技术的特点10、学习智能网联汽车测试与评价技术有何意义？9、智能网联汽车控制执行系统的任务是什么？感谢聆听ThankyouforAttention第2章智能网联车测试的体系12.1智能网联汽车虚拟仿真测试22.2智能网联汽车封闭场地测试32.3智能网联汽车的室内测试42.4智能网联汽车的开放道路测试目录CONTENTS2、智能网联汽车测试的体系2.1智能网联汽车虚拟仿真测试虚拟仿真测试在整智能网联汽车测试体系中占90%以上的份额，即绝大部分的测试都是在虚拟仿真环境下完成测试的。1、模型在环仿真测试模型在环仿真测试是指通过行驶环境建模、车辆动力学建模、环境感知系统建模、交通流仿真和数字仿真等技术模拟车辆行驶环境，整个测试完全在虚拟环境中完成的测试方法。2、智能网联汽车测试的体系2.1智能网联汽车虚拟仿真测试1、模型在环仿真测试（1）车辆动力学建模车辆的动力学模型是整个模型在环仿真测试的主体，所有的环境感知模型、行驶环境模型和场景库建设都是围绕着车辆动力学模型搭建的。自由度越高模型越精准，消耗的算力资源也越多。成熟的仿真软件都有模块化的车辆动力学模型，比如CarSIM、PanoSim等。用户也可以根据自己的任务要求搭建定制化的车辆动力学模型。整车模型往往受控于控制执行模块。2、智能网联汽车测试的体系2.1智能网联汽车虚拟仿真测试1、模型在环仿真测试（2）环境感知系统建模对象：视觉传感器、毫米波雷达、激光雷达和超声波雷达等传感器的物理模型传感器的几何模型毫米波雷达的几何模型2、智能网联汽车测试的体系2.1智能网联汽车虚拟仿真测试1、模型在环仿真测试（3）行驶环境建模道路环境：包括:道路形状、路面材料、交通标志、交通标线、信号灯、行人和障碍物等交通环境:比如：交通拥堵状态（宏观的）、测试对象周围交通参与者的相对位置及运动状态（微观的）等气象环境：包括：天气状况、环境温度和光照条件等自然条件2、智能网联汽车测试的体系2.1智能网联汽车虚拟仿真测试1、模型在环仿真测试（4）场景库建设每个测试场景都相当于给智能网联汽车出的一道“考题”，智能网联汽车需要通过有代表性测试场景的综合“考核”方能证明其功能的完备性，且测试场景的迅速搭建和快速更换是虚拟仿真测试的一个突出优势场景库预先存储了大量的测试场景供用户调用；用户还可以对这些测试场景进行个性化的修改，也可以根据任务的需求开发新的测试场景由于用户的长期使用和累计，场景库不断地得到扩容，也使得虚拟仿真测试系统的场景库资源越来越丰富2、智能网联汽车测试的体系2.1智能网联汽车虚拟仿真测试2、硬件在环仿真测试模型在环仿真测试的置信度受到了质疑；将测试系统中部分部件引入仿真测试环节，代替相应的仿真模型执行仿真测试离线仿真不具有实时性；仿真的周期取决于仿真器的步长和迭代的时间；因此，离线仿真（模型在环仿真）测试可以加速（1）硬件在环仿真系统具有实时性硬件在环仿真测试使用晶体振荡器的时序电路，其仿真测试时间等同于物理的时间，是一个实时的仿真系统，不具有加速性。2、智能网联汽车测试的体系2.1智能网联汽车虚拟仿真测试2、硬件在环仿真测试负载表示在硬件在环仿真测试中除了“硬件”以外的设备，它能够接收“硬件”的输出，并将这个输出接果转化为仿真模型能够处理的信号，且使整个硬件在环仿真测试系统持续运行下去（2）硬件在环仿真系统的负载模拟特性比如：整车动力系统的负载系统用测功机来模拟整车的行驶阻力，测功机一方面吸收整车动力系统输出的转矩和功率，另一方面又将其测得的转矩和功率信号传递给整车模型，以支持仿真系统继续运行下去2、智能网联汽车测试的体系2.1智能网联汽车虚拟仿真测试2、硬件在环仿真测试用真实的视觉传感器代替虚拟的摄像头仿真模型，视觉传感器的负载模拟系统采用根据测试场景自动生成的影像。仿真测试时要求视觉传感器对准实时播放影像的显示器，采集并转换获取的原始图像，再经过灰度化、边缘检测等处理获取需要的信息，并将其发送给智能网联汽车的控制算法模块（3）环境感知系统的硬件在环测试2、智能网联汽车测试的体系2.1智能网联汽车虚拟仿真测试2、硬件在环仿真测试决策规划系统在环测试专指整车控制器在环仿真测试，将真实的整车控制器作为虚拟仿真测试系统的一部分，采用专用的CAN通讯接口和I/O接口将控制器与仿真模型连接，通过仿真模型来模拟控制器的控制对象，形成闭环的虚拟仿真测试系统（4）决策规划系统的硬件在环测试2、智能网联汽车测试的体系2.1智能网联汽车虚拟仿真测试2、硬件在环仿真测试利用真实的执行机构代替虚拟模型，其余部分采用虚拟模型构成闭环仿真回路，目的在于提高仿真测试系统的置信度（5）控制执行系统的硬件在环测试根据需求的不同控制执行系统可分为：信号级、功率级和机械级三种级别信号级为小电流信号，信号仅具有控制功能，不具备大功率驱动性能功率级为大电流信号，并配备合适的电子负载板卡用于消耗测试产生的电流机械级将真实的系统组件纳入测试系统中，与虚拟的仿真模型共同构建硬件在环闭环测试环境2、智能网联汽车测试的体系2.1智能网联汽车虚拟仿真测试3、整车在环仿真测试整车在环仿真测试是将虚拟的测试场景实时注入给测试车辆控制器，使其产生运动行为利用高速数据通信技术将测试车辆的运动状态映射到虚拟测试场景中，实现测试车辆的数字孪生体与测试车辆并行执行以动态更新虚拟测试场景，虚实结合完成对测试车辆自动驾驶功能的检测和性能指标的测试2、智能网联汽车测试的体系2.1智能网联汽车虚拟仿真测试3、整车在环仿真测试①封闭场地整车在环测试将测试车辆置于空旷场地运行，测试车辆与数字孪生体通讯，并与虚拟的测试场景产生交互行为，实现虚拟场景与真实车辆的关联与同步②转鼓平台整车在环测试与封闭场地整车在环测试相似，将测试车辆置于底盘测功机上，缺少了轮胎与地面的接触关系和来自地面的各种约束力所以需要重构轮胎与地面的接触关系2、智能网联汽车测试的体系2.1智能网联汽车虚拟仿真测试4、驾驶员在环仿真测试驾驶员在环仿真测试以驾驶员操纵驾驶模拟器的形式实现驾驶员与软硬件仿真系统之间的信息交互，通过采集驾驶员行为数据并分析其行为特征完成对智能网联汽车操控性能的测试与评价为了提升驾驶模拟器的真实度，需要从视觉、听觉、触觉和运动感觉等多方面模拟测试车辆的反馈，并将这些反馈信息以各种感官能直接察觉的方式传输给驾驶员的感官驾驶员在环测试能够为车辆极限工况测试以及驾驶员的生理极限反应等危险工况提供安全可靠的仿真测试环境。2、智能网联汽车测试的体系2.2智能网联汽车封闭场地测试为了提升智能网联汽车测试的置信度，还要对一些关键的、临界的和危险的场景进行封闭场地测试1、封闭场地测试的概述封闭场地测试是指在完全封闭和受控的场地上，采用实体或实物模型搭建测试场景，以真实的智能网联汽车作为测试对象，按照相关的标准和法规执行测试流程，获取性能指标，通过这些指标来评价测试车辆的性能封闭场地测试可以分为关键场景测试、临界场景测试和危险场景测试三类封闭场地测试的关键技术是对测试场景的柔性构建2、智能网联汽车测试的体系2.2智能网联汽车封闭场地测试2、封闭场地测试的特点①测试相对安全②测试真实可信③可重复测试④便于精细化测试⑤气候环境受控制2、智能网联汽车测试的体系2.2智能网联汽车封闭场地测试3、封闭场地测试环境的营造①交通环境的营造为了确保测试的安全性，在这个场景的营造中除了测试车辆是真实的车辆外，其他交通参与者都采用没有碰撞危险的代替品，既保证了场景的真实性，又确保了测试的安全性②气候条件的营造利用测试场地的喷淋系统、造雪系统等营造特定的气候条件③定位精度的提升差分基站和惯导系统可以实现高精度定位，使测试的速度、加速度精度提高2、智能网联汽车测试的体系2.2智能网联汽车封闭场地测试4、封闭场地测试的分类①封闭园区测试乌镇智能网联汽车测试场②封闭场地测试2、智能网联汽车测试的体系2.3智能网联汽车的室内测试介于虚拟仿真测试与封闭场地测试之间的一种测试，把封闭场地测试“搬到”试验室内部，以相对运动代替绝对运动的一种测试1、室内测试环境的分类②转鼓平台可动室内测试环境①转鼓平台固定室内测试环境荷兰TNO试验室研发的室内测试环境测讯公司研发的平台可动室内测试环境2、智能网联汽车测试的体系2.3智能网联汽车的室内测试2、可动转鼓平台的运动层次关系第1层运动关系：4个与测试车辆车轮相接触的转鼓第2层运动关系：4个转鼓的横摆运动第3层运动关系：用于转鼓相对与测试车辆车轮位置调整第4层运动关系：用于体现车身的横摆运动第5层运动关系：用于体现车身重心支撑平台相对于转鼓的运动，包括垂直平动、侧倾运动和俯仰运动第6层运动关系：转鼓平台整体烟道贵方向左平移运动2、智能网联汽车测试的体系2.3智能网联汽车的室内测试2、可动转鼓平台的运动层次关系（a）侧视图

（b）后视图可动转鼓平台的侧视和后视图2、智能网联汽车测试的体系2.3智能网联汽车的室内测试3、室内测试环境的设置室内测试环境利用相对运动代替绝对运动再通过室内气候环境模拟技术使测试可以摆脱自然条件的限制①目标物相对运动速度的设置-目标参照在室内测试环境下的相对速度；

-目标参照物的真实速度；-测试车辆的理论行驶车速；

:转鼓速度;:转鼓半径2、智能网联汽车测试的体系2.3智能网联汽车的室内测试3、室内测试环境的设置①目标物相对运动速度的设置速度是矢量！！！2、智能网联汽车测试的体系2.3智能网联汽车的室内测试3、室内测试环境的设置②气候条件的定制化设置在试验室环境下可以任意设置气候条件和光照条件2、智能网联汽车测试的体系2.3智能网联汽车的室内测试3、室内测试环境的设置③测试设备的固定安装在试验室环境下，外部测试设备可以固定在相对稳定、可靠的位置上，测试设备安装后可能很长时间不用挪动④无线通信环境的净化与设值在室内测试环境下，通过电磁波屏蔽技术实现无线信号的隔绝，再摸拟需要的无线信号，测试智能网联汽车V2X功能在“净化”的空间内对特定无线通信信号响应的性能2、智能网联汽车测试的体系2.3智能网联汽车的室内测试4、室内测试环境的应用领域①理论研究方面试验室的“自然条件”完全可控相对运动代替绝对运动，运动速度低，安全性高②产品开发方面可以设置一个定制化的开发环境高密度的反复测试，提高测试效率，缩短产品开发时间2、智能网联汽车测试的体系2.3智能网联汽车的室内测试4、室内测试环境的应用领域③性能测试方面提高测试效率延长有效测试时间，有效地缓解测试压力④事故鉴定方面提高再现交通事故的安全性还原的交通事故真具有更高真实性2、智能网联汽车测试的体系2.3智能网联汽车的室内测试5、室内测试环境的优势①可信度更高不同于整车在环仿真测试：场景是真实的，测试车辆也是真实的无需借助于数字孪生体和虚拟场景，也没有数据传输过程完全基于真实的物理系统，测试过程依不赖于任何虚拟场景和数据转换具有气候环境可定制化设置、运行效率提高和场景安全可控等优势室内测试环境超越前方慢速车辆场景2、智能网联汽车测试的体系2.3智能网联汽车的室内测试5、室内测试环境的优势②执行效率更高可以摆脱季节变化、昼夜更替和阴晴冷暖等自然条件的约束，任意设置测试需要的自然条件，延长了可以有效利用的时间，使测试执行效率提高③可控性提高所有运动部件、自然环境、通信环境以及测试车辆本身等都可控制④安全性更高将测试车辆置于转鼓平台上，以相对运动代替绝对运动，且测试过程中目标物全部由代替物充当，进一步提高了智能网联汽车测试和验证的安全性2、智能网联汽车测试的体系2.4智能网联汽车的开放道路测试1、开发道路测试的特点①场景覆盖率低开放道路测试是一种基于里程的测试方法，测试过程中未必能碰到期望的场景②测试过程可控性差测试进程难以控制，测试场景中充满了不确定性，测试结果不可预期③存在一定的风险将性能尚未不完备的智能网联汽车置于真实的交通环境进行测试，一旦环境感知、决策规划和控制执行当中任意一个环节出现差错，都将导致严重的后果开放道路测试是测试体系中最后一个环节，也是必须进行的测试项目！2、智能网联汽车测试的体系2.4智能网联汽车的开放道路测试2、开发道路测试的条件①测试主体条件具备测试资质的独立法人单位，具备民事赔偿能力，具备远程监控的能力②测试执行人员条件智能网联汽车驾驶员（安全员）&测试工程师：资质③测试车辆条件通过第三方检测机构测试合格，且已经达到开放测试的标准④测试环境条件在限定的道路上测试，并向全社会发布公告2、智能网联汽车测试的体系2.4智能网联汽车的开放道路测试3、开发道路测试的注意事项①遵守法律法规开放道路测试首先要严格的遵守我国的道路交通安全法律和法规，确保测试活动合法、合规②测试前充分准备测试车辆、程序准备、人员培训③测试过程管理详细的测试方案、测试流程管理（不得擅自变更测试路段和时间段，除测试路段外，不得使用自动驾驶模式行驶）1、智能网联汽车的概述作业：1、智能网联汽车道路测试牌照与经过测试主体单位申领的临时行车牌照有什么区别和联系？2、一般认为完整的测试体系应该包括：虚拟仿真测试、封闭场地测试和（）组成。3、室内测试环境与整车在环测试的主要区别在于什么？4、参照图2-2说明视觉传感器的几何模型5、室内测试环境的核心部件是可动式转鼓平台，转鼓平台共有六层可以相对运动的结构关系，其中哪一层与测试车辆的运动没有关系？6、封闭场地测试和室内测试环境都能按需营造自然环境，二者有何区别？1、智能网联汽车的概述作业：7、室内测试环境有两个主要的优势：一是采用相对运动模拟绝对运动缩小了实车测试对场地尺寸的要求，将一些只能在室外测试的项目移到室内；一是在室内可以任意的模拟自然环境，使测试摆脱季节更替、昼夜光照和阴晴冷暖条件的限制。

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）8、试列举几个可用于智能网联汽车测试的仿真软件，及其各自的特点。9、下列不属于智能网联汽车虚拟仿真测试犯愁的方式是（

）10、智能网联汽车的封闭场地测试是基于里程的测试方法，开放道路测试是基于场景的测试方法。

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）11、没有申领智能网联汽车道路测试牌照的车企就不能进行测试吗？感谢聆听ThankyouforAttention第3章智能网联汽车测试场景13.1测试场景的概述23.2测试场景的分类33.3测试场景的分类43.4场景与测试目录CONTENTS3、智能网联汽车测试场景3.1测试场景的概述基于里程的测试：不预先设定拟测试项目，针对性不强，效率低1、测试场景的定义场景描述了基本的交通环境情况和交通参与者的状态及其行为，能够呈现或反映现实世界中的交通情景的发生环境和发生过程基于场景的测试：设定测试目标，压缩了“无风险”里程，效率高测试场景描述的是在一定的时间和空间范围内的交通环境及被测车辆的测试任务测试场景中包含动态要素，反映的是一个动态过程，有一定的时间跨度3、智能网联汽车测试场景3.1测试场景的概述2、测试场景的层次架构①道路层道路的基本布局、拓扑结构、几何尺寸、道路线形、路面质量及平面边界等按照一定交通规则约束场景内的各类动态交通参与者的静止交通设施②交通设施层临时交通管制设施，比如锥形交通路标、隔离栅栏和临时交通标志牌等③临时设施层目标物可以移动和交互，场景中各类可移动交通（目标）参与者及其交互行为④目标层3、智能网联汽车测试场景3.1测试场景的概述2、测试场景的层次架构⑤气候环境层主要用于描述气候条件和环境条件及其变化对场景内基础设施及交通参与者的行为产生的影响主要用于营造V2X通信条件的⑥数据通讯层主要描述测试车辆本身的各种性能、指标和参数等对测试场景的影响⑦测试车辆层3、智能网联汽车测试场景3.1测试场景的概述3、测试场景的特点各种各样的地理和气候条件、交通状况、形形色色的其他交通参与者……毗邻热闹的商超、身处繁忙拥挤的道路、通过被违规停靠的其他交通参与者②极其复杂交通行为充满了不确定性，交通状态瞬息万变，交通环境难以预测③难以预测汽车驾驶场景具有长尾性，不可穷尽④不可穷尽3、智能网联汽车测试场景3.1测试场景的概述4、测试场景的要求①测试现场的安全性按照统一的标准和法规，在不同时间、不同地点进行的测试，得到相同的结果②统一的规范性测试场景应能够覆盖更多的智能网联汽车运行场景③广泛的代表性测试场景要具备在同一块场地可以满足多种测试项目要求的灵活可控性④灵活多变的可控性⑤源于现实的真实性所有的测试场景都应该来源于真实交通环境3、智能网联汽车测试场景3.2测试场景的分类1、按照测试场景来源分类①自然驾驶场景自然驾驶场景的构建数据来源于汽车真实的自然驾驶状态精心设计的能代表危险工况的场景，经此场景验证的车辆便能轻松应对其他场景②危险工况场景ISO、NHTSA、EuroNCAP和C-NCAP等测试标准和法规规定的测试场景③标准法规测试场景④参数重组测试场景参数重组测试场景是指在经过虚拟仿真测试场景中的各种要素进行参数化设置后，对完成虚拟仿真测试场景的随机生成或自动重组，进而补充大量未知工况的测试场景，有效覆盖智能驾驶功能测试的盲区3、智能网联汽车测试场景3.2测试场景的分类2、按照测试场景抽象程度分类①功能场景②逻辑场景③具体场景对象功能场景逻辑场景具体场景路网结构三车道高速公路弯道，限速100km/h的交通标志车道宽：[2.3~3.5]m曲率半径：[0.6~0.9]m交通标志位置：[0~200]m车道宽：3.2m曲率半径：0.8m交通标志位置：100m静止对象无无无运动对象测试车辆行驶在中间车道，高速功率车流较快拥堵长度：[10~200]m车流速度：[0~130]km/h测试车辆跟车距离：[10~300]m测试车辆速度：[80~130]km/h拥堵长度：100m车流速度：100km/h测试车辆跟车距离：100m测试车辆速度：110km/h环境夏天、雨天温度：[10~40]℃雨滴粒度：[20~100]μm温度：20℃雨滴粒度：40μm3、智能网联汽车测试场景3.2测试场景的分类3、按照场景复杂程度分类①低速小范围场景汽车进入小范围区域，且重复运动轨迹的场景，速度一般低于30km/h，＜5km/h②城市道路场景③高速公路场景具有较清晰的车道线及明确的交通指示标志，并且周围有其它交通参与者的干扰，行驶速度范围一般在10~60km/h场景内主要包括：车道、道路标志、护栏、标记等基础设施，同时交通流量在从自由流动到交通拥堵之间的广泛区间变化。时速可达130km/h以上3、智能网联汽车测试场景3.2测试场景的分类4、按照场景路面类型分类①结构化道路场景②非结构道路场景3、智能网联汽车测试场景3.2测试场景的分类①虚拟测试场景在封闭的环境下采用道具车和假人代替真实环境中的其他交通参与者的行人模型在环测试、硬件在环测试和车辆在环测试的虚拟测试场景②封闭场地场景开放道路测试的场景目的是多样的，行驶环境是复杂的，路径信息是不足的，对参与测试智能网联汽车的行驶能力是极大的考验③开放道路场景5、按照场景应用方式分类3、智能网联汽车测试场景3.2测试场景的分类①组件级测试场景包括视觉传感器、毫米波雷达、激光雷达、超声波雷达和V2X设备等智能网联汽车组件需要针对其特点及功能分别设置其对应的测试场景②系统级测试场景③整车级测试场景智能网联汽车主要包括传感感知系统、决策规划系统和控制执行系统智能网联汽车本身的测试驾驶员与智能网联汽车之间的人机交互能力的测试6、按照测试场景应用层级分类3、智能网联汽车测试场景3.3测试场景的要素测试车辆要素信息主要包括车辆的重量信息、几何信息、性能信息、位置状态信息、运动状态信息和驾驶任务信息等1、测试车辆要素驾驶任务对场景要素的影响3、智能网联汽车测试场景3.3测试场景的要素测试场景中不运动物体，如道路类型、交通信号灯、交通设施、地理信息等2、静态环境要素3、智能网联汽车测试场景3.3测试场景的要素动态环境要素包括动态指示设施及通信环境信息动态指示设施包含交通信号、可变交通标志和交通警察等通信环境信息主要为车辆之间的通信状况3、动态环境要素视觉传感器采集到的交通信号灯3、智能网联汽车测试场景3.3测试场景的要素其它车辆、行人和动物4、交通参与者要素机动车和非机动车，机动车包括两轮摩托车、三轮摩托车、轿车、客车、货车等；非机动车包括自行车、电动助力车、人力三轮车、手推车等车辆、行人和动物的种类位置、速度、运动方向和外貌特征等都会对智能网联汽车产生较大的影响3、智能网联汽车测试场景3.3测试场景的要素气候要素包括：环境温度、光照条件、天气情况等信息5、气候要素环境温度会影响智能网联汽车各种元器件使用精度光照条件会影响场景信息采集过程中的能见度，尤其是影响各类视觉传感器的感知能力天气情况包括晴、阴、多云、雨、雪、雾、冰雹、霾等，对传感器的工作精度和工作范围有很大的影响3、智能网联汽车测试场景3.4测试与场景的关系“搭建”测试场景是实施智能网联汽车测试工作的一部分1、基于场景的测试测试场景的搭建首先要以测试场地为背景测试场景还要求以测试车辆为中心，在测试场地上布置其他场景要素，其他要素与测试车辆的位置、运动和状态关系要满足测试要求最后，测试场景的搭建目标是达成测试目的测试场景是智能网联汽车测试的核心和源头,测试要基于特定的测试场景展开①基于场景的仿真测试②基于场景的场地测试3、智能网联汽车测试场景3.4测试与场景的关系仿真测试场景的4个基本条件2、仿真测试场景的基本要求①模拟真实的交通环境②易于设置各种要素的状态③详细记录测试数据④能模拟危险边界场景3、仿真测试场景用例（a）场景俯视图

（b）场景透视图MATLAB场景库中的测试场景3、智能网联汽车测试场景3.4测试与场景的关系①选择合适的测试场地②确定静态要素的位置③设置动态要素及其触发条件④设置其他交通参与者的状态⑤安装记录数据的设备4、封闭测试场景的搭建3、智能网联汽车测试场景3.4测试与场景的关系①场景描述及功能要求测试车辆拟直行通无信号灯的交叉路口，目标车辆分别从左或右侧驶向路口，当测试车辆与目标车辆有碰撞危险时，测试车辆的交叉路口碰撞预警功能将被触发，预警时机应确保驾驶员收到预警后有足够的时间采取措施，避免与目标车辆发生碰撞②测试步骤布置测试场景开始测试5、封闭测试场景的用例3、智能网联汽车测试场景3.4测试与场景的关系②测试步骤布置测试场景开始测试5、封闭测试场景的用例评判测试结果测试用例测试参数通过性指标预警时刻TTC测试车辆速度km/h目标车辆速度km/h目标车辆位置目标车辆行驶方向最晚预警距离m最早预警距离m最晚TTC/s最早TTC/s12020左侧直行10.5117.291.893.1123020右侧直行15.7327.651.893.32交叉路口碰撞预警功能测试场景交叉路口碰撞预警功能测试场景通过指标3、智能网联汽车测试场景作业1、简述基于里程的测试方法和基于场景的测试方法的区别2、搭建测试场景时可以没有明确的测试目标。

（

）3、为什么智能网联汽车的测试标准要统一？4、智能网联汽车测试场景可以分为哪几个层次？分别有何特点？5、智能网联汽车测试场景有哪些特点？6、请举例说明智能网联汽车按照抽象程度分为几类？7、如何在虚拟环境下根据测试项目要求搭建测试场景？8、如何在封闭测试场地根据测试项目要求搭建测试场景9、在智能网联车测试场景要素中测试车辆要素信息主要包括哪些方面？其中最复杂的是哪方面？为什么？10、智能网联汽车测试场景中气候要素具有怎样的特点？感谢聆听ThankyouforAttention第4章智能网联汽车测试设施及设备14.1测试场景的模拟24.2测试仪器34.3场地测试试验的组织目录CONTENTS4、智能网联汽车测试设备及设施4.1测试场景的模拟智能网联汽车的性能及其稳定性尚未可知，难免在测试的过程中发生一些意外1、测试场景的构成包括：测试车辆、动态要素、静态要素、交通参与者要素和气候环境要素为了保障测试人员、测试车辆及设施和设备的安全，使用各类模拟设施代替实际交通环境当中的实物设施静态要素：道路设施、交通基础设施、障碍物和一些周围景观等交通参与者要素：最复杂，极易受到伤害，因此，用目标物来代替动态要素：交通信号灯和交通警察的指挥手势气候和环境要素：天气情况和光照条件对智能网联汽车的影响3、智能网联汽车测试设备及设施4.1测试场景的模拟2、目标车辆①汽车目标物②高速移动平台乘用车目标物（假车）乘用车目标物全部由轻质柔软的泡沫结构组装构成高速移动平台高速移动平台由遥控底盘、数据传输模块和远程控制器等3部分组成最大轴负荷＞20000kg最高速度＞100km/h最高加速度＞0.13m/s2最大减速度＞0.7m/s2最高横向加速度＞0.5m/s2底盘总重＜350kg最大离地高度＞25mm路径跟踪精度＜2cm4、智能网联汽车测试设备及设施4.1测试场景的模拟3、弱势交通参与者弱势交通参与者的构成比较复杂弱势交通参与者的特征:运动速度较慢、运动范围较小、运动较随意、容易受到伤害弱势交通参与者也包括两部分：代替物和低速移动平台为了确保人员的安全，所有的弱势交通参与者都必须使用代替物最大负荷＞20000kg最高速度＞20km/h最高纵向加速度＞4m/s2耐候性全封闭，防水等级IP654、智能网联汽车测试设备及设施4.1测试场景的模拟4、交通基础设施①道路辅助设施：道路主体工程之外的所有设施都属于道路辅助设施包括：道路安全设施、防护设施、管理设施、通信设施、服务设施及绿化工程等在路面上用线条、箭头、文字、立面标记、突起路标和轮廓标等表达引导、限制、警告等交通信息的标识②道路交通标线③道路交通标志主标志：表示警告、禁令、指示和指路等4种信息辅助标志：表示时间、车辆种类、区域距离、警告理由和禁令理由等5种附加信息（a）主标志牌

（b）辅助标志4、智能网联汽车测试设备及设施4.2测试仪器智能网联汽车测试需要获得测试车辆和其他交通参与者的精确位置1、驾驶机器人测试要求：对车辆精准的控制；经常触及极限工况人类驾驶员难以满足上述控制精度的要求，需要驾驶机器人、差分基站和惯导系统等仪器设备的夹持①驾驶机器人的种类：转向机器人、加速机器人、制动机器人、离合器操纵机器人和换挡机器人等4、智能网联汽车测试设备及设施4.2测试仪器②常用的驾驶机器人日本的Horiba公司英国的FroudeConsine和AnthonyBestDynamics（ABD）公司德国的STAHLE和WITT公司奥地利的4activeSystem公司美国的LBECO公司他们分别在各自所擅长的领域充分发挥着自身的特长，以迎合各自目标客户的偏好，并在市场上抢占一席之地国内关于驾驶机器人的研究从上个世纪90年代就已经开始了，主要集中于各大整车生产商、高等院校和科研机构中，但均未商业化，也未批量生产或对外销售4、智能网联汽车测试设备及设施4.2测试仪器③驾驶机器人的安装与调试驾驶机器人的安装与调试直接影响后续的测试精度和功能发挥转向机器人（通过电机驱动方向盘）将电机支架牢靠的固定在车身上使适配器转动中心与方向盘的转动中心始终保持在同一条轴线上将转向电机的外壳与电机支架固定在一起设置转向机器人：初始化标定、测试车辆结构性能信息、测试场景信息录入与差分基站和惯导系统建立数据连接，获取测试车辆的位置信息4、智能网联汽车测试设备及设施4.2测试仪器③驾驶机器人的安装与调试踏板机器人（通过电机驱动连杆推动加速踏板和制动踏板）将电机托盘贴近在测试车辆的地板上调节踏板驱动杆的长度，使其刚好紧抵在踏板上，且不能有残余应力，尽量保持制动踏板与加速踏板相平行再将踏板机器人的驱动电机安装在托盘上设置转向机器人：初始化标定、测试车辆结构性能信息、测试场景信息录入与差分基站和惯导系统建立数据连接，获取测试车辆的位置信息4、智能网联汽车测试设备及设施智能网联汽车测试时，测试车辆的定位精度要求达到厘米级，以判定测试车辆行驶路径，计算行驶速度和加速度等问题①差分基站的工作原理可以直接获得的全球导航定位系统（GNSS）均达不到测试要求GNSS系统是通过地面接受设备接收来自卫星的定位信息，计算与多颗卫星之间的伪距离，采用空间距离后方交会的方法来解算地面接收设备的三维坐标2、差分基站4.2测试仪器4、智能网联汽车测试设备及设施①差分基站的工作原理通过计算6个方程可以获得绝对坐标（X0，Y0，Z0）4.2测试仪器但是，由于受卫星星历误差、卫星时钟差、无线电波干扰误差和地面接收设备误差等因素的影响，使得直接解算出来的汽车位置坐标存在较大的误差，解算值与真实值差异较大，影响了汽车的定位精度。4、智能网联汽车测试设备及设施①差分基站的工作原理4.2测试仪器差分定位技术是把一台卫星定位信号接收机放在坐标已经精确测定的位置上，构成基准站基准站利用解算的卫星定位坐标与精确的坐标做差，形成公共误差，对外广播移动基站利用卫星定位信息与基准站广播的误差信息，解算出厘米级的精确坐标4、智能网联汽车测试设备及设施②常用的差分基站4.2测试仪器实时动态差分（RTK）是一种基于卫星观测的定位技术，应用广泛智能网联汽车场地测试要架设专用的差分定位基站，通常该差分基站的有效覆盖半径只有2km左右，只服务于某个专门的场地测试系统大致由差分基站控制器，差分信号接收天线和差分信号发射天线三部分组成RT-BaseS为测试中最常用的差分基站，测试时能够通过快速搭建即可满足厘米级的定位精度要求，其校正信息可以通过广播或WiFi向其有效覆盖半径的移动设备广播4、智能网联汽车测试设备及设施③差分基站的配置与调试4.2测试仪器安装差分基站的位置要求远离电磁干扰区，并远离高大建筑物、树木和水体等地段，如果附近有上述特征的实体要确保差分基站与其距离不小于200m设置差分基站的步骤确保差分基站的电池带电充分；选择一个稳定、合适的位置，安装GNSS系统的天线；链接所有的电缆并为系统供电；配置整个系统，建立差分基站与移动基站的连接；下载并将测试数据转化为目标格式。4、智能网联汽车测试设备及设施4.2测试仪器惯导是一种利用惯性传感器测量载体的角速度和加速度信息，并结合载体的初始条件实时推算载体的速度、位置和姿态等参数的自主式导航系统惯导系统包括：加速度功能、陀螺仪功能和移动基站功能①加速度计功能3、惯性导航系统通过观测质量块在惯性力的作用下的位移类测量测试车辆的加速度②陀螺仪功能陀螺仪使用已将加速度仪的测试轴稳定在导航坐标系中，同时感知测试车辆的航向角和姿态变化的。陀螺仪的工作原理是角动量守恒定律4、智能网联汽车测试设备及设施4.2测试仪器③移动基站功能3、惯性导航系统惯导系统是智能网联汽车中标配的一种导航设备车载惯导作用是辅助GNSS系统实现车辆的定位与导航功能，当GNSS系统失效时惯导系统利用其加速度仪和陀螺仪，根据最后的GNSS信号和车速信息推算出当前智能网联汽车的位置信息在智能网联汽车测试中测试车辆上需要额外加装一套惯导系统这套惯导主要用作移动差分基站，与测试场地的差分基站共同完成测试车辆的高精度定位功能，也是使测试能够达到厘米级精度的重要途径4、智能网联汽车测试设备及设施4.2测试仪器③移动基站功能3、惯性导航系统通过惯导和差分基站获得的高精度定位信息，经过微分运算可以进一步得到速度和加速度等信息④惯导的安装与标定惯导可以获得车辆的位置、速度、加速度与姿态信息，驾驶机器人需要与其通信惯导的安装位置要尽量高进测试车辆的质心惯导要设置包括：惯导的安装方向、主天线位置信息、相对于测试车辆直线的校正信息等4、智能网联汽车测试设备及设施场地测试衔接着虚拟仿真测试与开放道路测试，是非常关键的一个测试环节1、测试仪器的准备测试设备包括：各种操作辅助设备、定位精度提升设备和运行轨迹记录设备2、测试结束后的善后①测试获得圆满成功先停稳测试车辆，再停目标对象，然后核对测试数据，最后回收设备仪器4.3场地测试的组织实施②测试被迫终止先安全的停稳测试车辆，优先强救伤员，兼顾测试车辆及其内部的仪器和设备，再停目标对象，然后抢救测试数据，回收设备仪器，最后查找失败原因4、智能网联汽车测试设备及设施作业1、试列举一些在封闭测试场地内难以营造的气候条件的例子，通常遇到这种测试需求应该怎样处理？2、智能网联汽车封闭测试场地中对道路辅助设施要求包括哪些？3、在交通标志线中车道线有几种形式？分别代表什么含义？4、什么是惯导？它能测量哪些参数？在智能网联汽车测试系统中起到怎样的作用？5、简述差分基站的工作原理。6、通常驾驶机器人分为哪几类？应用于智能驾驶汽车的驾驶机器人又分为几类？7、惯性导航系统的安装和调试的注意事项都包括哪些方面？8、在智能网联汽车测试领域对假人代替物的要求有哪些？9、智能网联汽车测试对测试车辆和其他交通参与者的精度要求包括哪些方面？在实际测试中如何获得这样的精度？10、当智能网联汽车测试结束后，如何处理测试现场的善后工作？感谢聆听ThankyouforAttention第5章智能网联汽车环境感知功能测试15.1视觉传感器感知功能及其测试25.2毫米波雷达感知功能及其测试45.4超声波雷达感知功能及其测试目录CONTENTS35.3激光雷达感知功能5、智能网联汽车环境感知功能测试5.1视觉传感器感知功能及其测试1、视觉传感器的感知原理将物体反射的光线通过镜头成像，再将图像投射到感光元件上，再转换成电信号，再经过模数转换，再经过数字处理芯片加工处理后，还原成彩色空间信息，最后，输出到相应的显示或存储设备，呈现出人们看到的图像智能网联汽车搭载的视觉传感器可以监测车内环境和车外环境安装位置：前置视觉传感器、后置视觉传感器、车侧视觉传感器和环绕视觉传感器等易受环境可见度的影响很大，在雨、雪、雾天气获得信息的能力将迅速下降，在黑暗条件下视觉传感器将彻底失去信息采集能力5、智能网联汽车环境感知功能测试5.1视觉传感器感知功能及其测试2、视觉传感器感知信息的特点①视觉传感器获得的信息极为丰富：色彩、几何外形②同时检测和跟踪多个目标，多辆智能网联汽车不会产生相互干扰的现象③感知的信息不依赖于先验知识，具有较强的环境适应能力④与人工智能技术相结合，可以总结常见物体的特征，将不同特征的对象分类⑤视觉传感器是无源传感器，感知信息依赖于自然光线的强度和对比度对视觉传感器镜头的各种遮挡（部分遮挡、全部遮挡及半透明遮挡）会影响感知效果5、智能网联汽车环境感知功能测试5.1视觉传感器感知功能及其测试3、视觉传感器的典型应用①交通标志识别交通标志的识别方法包括：颜色识别、形状识别、显著性识别、特征提取识别和机器学习识别等（a）警告标志

（b）禁令标志

（c）指示标志

（d）指路标志交通主标志包括：警告标志、禁令标志、指示标志和指路标志等4种以形状识别为例：圆形、矩形、正三角形、倒三角形和正八边形等5、智能网联汽车环境感知功能测试5.1视觉传感器感知功能及其测试3、视觉传感器的典型应用②车道识别车道线的特征：颜色、梯度、纹理车道识别功能可以通过视觉传感器识别出车道线，提供车辆在当前车道中的位置，帮助智能网联汽车提高行驶安全性车道识别过程包括：原始图像采集→图像灰度化→图像滤波→图像二值化→车道线提取等5个步骤5、智能网联汽车环境感知功能测试5.1视觉传感器感知功能及其测试3、视觉传感器的典型应用③行人识别行人识别是通过特征提取实现的，而特征提取则是利用数学的方法和图像处理技术从原始图像中提取表征人体信息的特征行人识别主要根据局部梯度大小和方向的分布、图像局部的灰度值变化、人体局部轮廓特征和人体的颜色特征等，利用特征分类、运动特性、形状模型小波变换、支持向量机和神经网络的方法实现行人识别5、智能网联汽车环境感知功能测试5.1视觉传感器感知功能及其测试3、视觉传感器的典型应用④车辆识别车辆识别的方法包括：特征识别法、机器学习识别法、光流法和模型识别法其中最常用的是基于特征的识别方法，该方法对车辆的颜色、轮廓和对称性等特征都可以用来将车辆与周围的背景区别开来5、智能网联汽车环境感知功能测试4、视觉传感器感知功能的测试①限速标志识别机响应测试测试场景：在长车道上设施限速标志牌5.1视觉传感器感知功能及其测试测试方法：测试车辆在自动驾驶模式下，在距离限速标志100m前达到限速标志规定速度的1.2倍，并驶向测试车道中间限速标志测试要求：测试车辆到达限速标志牌时，车速应不高于限速标志牌5、智能网联汽车环境感知功能测试4、视觉传感器感知功能的测试②停车让行标志线识别及响应测试测试场景：在长车道路口处设置停车让行标志牌和停车线，测试车辆匀速驶向停车让行标志牌5.1视觉传感器感知功能及其测试测试方法：测试车辆在自动驾驶模式下，在距离限速标志100m前，达到30km/h并匀速沿车道中间驶向停车让行线，并且停车让行线前无车辆或行人等测试要求：测试车辆应在停止先前停车，且停车时间不应超过3s5、智能网联汽车环境感知功能测试4、视觉传感器感知功能的测试③车道线识别及响应测试测试场景：测试车道为直线连接至直径≤500m的弯道，弯道长度≤100m，两侧车道线应为白色虚线或实线5.1视觉传感器感知功能及其测试测试方法：测试车辆在自动驾驶模式下，在进入弯道100m前，车速达到30km/h，并匀速沿车道中间行驶，如果最高车速自动驾驶速度高于60km/h时，测试车辆的速度设置为60km/h测试要求：a）测试车辆应保持在测试车道线内行驶，不偏离正确行驶方向b）测试车辆不得轧车道边线内侧，c）测试车辆应平顺地驶入弯道，无明显晃动5、智能网联汽车环境感知功能测试4、视觉传感器感知功能的测试④人行横道识别及响应测试测试场景：测试车道为至少两条直道，测试路段内设置人行横道，测试车辆沿测试道路驶向人行横道5.1视觉传感器感知功能及其测试测试方法：测试车辆在自动驾驶模式下，在距离停止线100m前，车速达到40km/h，并匀速沿车道中间驶向停止线。人行横道线上无行人或非机动车等测试要求：a）测试车辆应能减速慢行通过人行横道b）测试车辆允许短时间停于停止线前方，但停止时间不能超过3s5、智能网联汽车环境感知功能测试1、毫米波雷达的工作原理毫米波雷达是通过发射天线向外发射毫米波，接收天线接收来自目标的反射信号，经信号处理器处理后可快速准确地获取周围环境的信息，比如：目标与自车的相对距离、相对速度、方位角等5.2毫米波雷达感知功能及其测试5、智能网联汽车环境感知功能测试1、毫米波雷达的工作原理①毫米波雷达的测距原理5.2毫米波雷达感知功能及其测试Δt为毫米波雷达接收信号与发射信号的迟滞时间，s；c为毫米波在空气中传播的速度，参考值为2.99×108m/s；R为探测目标与毫米波雷达的相对距离，m；T为毫米波信号发射周期，s；Δf为发射信号与反射信号的频率差，Hz；ΔF毫米波雷达发射信号的调频带宽，Hz；5、智能网联汽车环境感知功能测试1、毫米波雷达的工作原理②毫米波雷达的测速原理-多普勒效应5.2毫米波雷达感知功能及其测试当毫米波雷达发射的电磁波和被探测目标有相对移动时，回波的频率和发射频率有所不同这种效应称之为多普勒频移，它与相对运动成正比，与振动频率成反比当探测目标与毫米波雷达靠近时，反射信号的频率将升高，反之降低5、智能网联汽车环境感知功能测试1、毫米波雷达的工作原理②毫米波雷达的测速原理-多普勒效应5.2毫米波雷达感知功能及其测试毫米波信号的发射和反射频率可以分别为：fd为多普勒频移，Hz；探测目标与雷达之间的相对运动速度可以表示为：λ为毫米波的波长，m；f0为连续线性周期变化发射的毫米波中心频率，Hz；5、智能网联汽车环境感知功能测试1、毫米波雷达的工作原理③毫米波雷达的方位角测试原理5.2毫米波雷达感知功能及其测试毫米波雷达内部呈阵列排布了多个天线，接收到同一目标反射回来的若干毫米波信号具有相位差，通过这个相位差就可以计算出目标相对于毫米波雷达的方位角αAZ为探测目标相对于毫米波雷达的方位角，rad；d为两个相邻接收天线的水平距离，m；b为两根相邻接收天线的相位差，m；5、智能网联汽车环境感知功能测试2、毫米波雷达的特点①天线口径小、波束窄5.2毫米波雷达感知功能及其测试跟踪和引导精度高，易于跟踪低仰角目标，抗地面多径和杂波干扰能力强②带宽范围较大具有较高的信息速率，易采用窄脉冲或宽带调频信号获得目标的细节结构特征③多普勒频率高对速度较慢的目标和振动目标具有良好的检测和识别能力④响应速度快光速传播，可以快速测量目标的距离、速度和方位5、智能网联汽车环境感知功能测试2、毫米波雷达的特点⑤环境适应能力强5.2毫米波雷达感知功能及其测试具有较强的穿透能力，且不受光照条件的影响，在恶劣天气依然可以正常工作⑥抗干扰能力强毫米波雷达工作在高频段，而噪声和干扰信号中低频段，因此，抗干扰能力强⑦探测距离远毫米波雷达探测距离可达200m以上，满足智能网联汽车探测远处目标的要求⑧存在盲区毫米波雷达覆盖区域呈扇形，有盲点区域5、智能网联汽车环境感知功能测试3、毫米波雷达的典型应用在智能网联汽车所有的环境感知传感器中毫米波雷达有较强的优势5.2毫米波雷达感知功能及其测试检测特性毫米波雷达视觉传感器激光雷达超声波雷达天气适应性√×××白昼适应性√×√√测距能力（10-50m）√√√×测距能力（50-100m）√×√×分辨力（距离）√√√√测速能力√×××分辨率（速度）√×××测角能力√××√分辨率（角度）√√××5、智能网联汽车环境感知功能测试3、毫米波雷达的典型应用毫米波雷达与视觉传感器配合使用，相互弥补，相互融合后，能够获得更全面、更真实的信息5.2毫米波雷达感知功能及其测试毫米波雷达在光照条件较差环境下，比如光线不足或光线过渡条件下、浓雾或降雨等恶劣天气条件下的行人、车辆及障碍物识别方面也发挥着不可替代的作用。5、智能网联汽车环境感知功能测试4、毫米波雷达的的功能测试①障碍物识别及其响应测试5.2毫米波雷达感知功能及其测试测试场景：长直车道上，光线条件不佳，车道中间放置锥形交通路标或隔离栏测试方法：测试车辆在自动驾驶模式下，在距离前方障碍物100m前达到30km/h的车速，并匀速沿车道中间驶向前方障碍物。障碍物为测试道路内垂直于道路方向并排分开放置的3个锥形交通路标或1个隔离栏，分别进行测试测试要求：测试车辆应能通过制动、转向或组合方式避免与障碍物发生碰撞5、智能网联汽车环境感知功能测试②行人识别及其响应测试5.2毫米波雷达感知功能及其测试测试场景：两条长直车道上，光线条件不佳，测试车辆沿其中一条车道行驶，前方有同向行驶的行人测试方法：测试车辆在自动驾驶模式下，在距离行人（假人）100m前，达到30km/h的车速，并匀速沿车道中间驶向行人（假人）。行人（假人）的行进方向为沿车道直行，行人（假人）被拖拽的速度为5km/h测试要求：测试车辆应能通过制动、转向或组合方式让行人（假人）5、智能网联汽车环境感知功能测试5.2毫米波雷达感知功能及其测试测试场景：长直车道上，光线条件不佳，测试车辆目标车辆，目标车辆先减速停车，再起步加速测试方法：测试车辆在自动驾驶模式下，跟随前方目标车辆（假车），目标车辆（假车）以30km/h匀速行驶。测试时，两车保持在车道中间行驶，测试车辆稳定跟随目标车辆（假车）行驶至少3s后，目标车辆（假车）减速直至停止。测试车辆（假车）停止至少3s后，目标车辆（假车）起步并加速恢复至30km/h测试要求：a）当目标车辆减速至停止，测试车辆应跟随目标车辆停止，并不与目标车辆发生碰撞；b）当目标车辆（假车）重新启动，测试车辆应在5s内随其重新起步；c）测试车辆重新起步后，应能稳定跟随目标车辆行驶③停-走跟车测试5、智能网联汽车环境感知功能测试激光雷达根据安装位置不同，可分为：智能网联汽车的四周，其激光线束一般小于8线智能网联汽车的车顶，其激光线束一般不少于16线，可进行水平360°的扫描5.3激光雷达感知功能激光雷达是通过发射激光束并捕获目标物反射回来的激光束来测量探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统激光雷达主要用于制作高精度地图，并进行行人和车辆等障碍物的识别，以确认车辆可行驶的道路空间。5、智能网联汽车环境感知功能测试1、激光雷达的工作原理①激光雷达的测距原理5.3激光雷达感知功能通过测算激光发射信号与激光回波信号的返回时间差，再根据激光在空气中的飞行速度计算出探测目标的距离②激光雷达的测速原理第一种：以一定的时间间隔连续测量探测目标的距离，用两次测量的距离差值除以时间间隔就可以得到探测目标的速度值了第二种：利用多普勒效应产生的多普勒频移5、智能网联汽车环境感知功能测试2、激光雷达的特点①分辨率高5.3激光雷达感知功能激光雷达可以获得极高的角度、距离和速度分辨率，可以达到0.1mard②探测范围广激光能量集中，所以激光雷达的有效探测距离可达300m以上③信息丰富激光雷达可直接获取距离、速度、方位角和反射强度等信息，生成多维度图像④全天候工作激光雷达是主动探测设备，不依赖于外界光照条件或目标的辐射特性激光雷达体积较大，成本高，易受烟尘影响，不能识别交通标志和交通信号5、智能网联汽车环境感知功能测试3、激光雷达的典型应用①高精度电子地图和定位5.3激光雷达感知功能利用多线束激光雷达的点云与惯性导航采集到的信息，制作高精度电子地图②障碍物识别利用高精度地图限制感兴趣区域后，根据障碍物特征和识别算法，识别障碍物③可通行空间检测对感兴趣区域内部点云的高度及连续性信息判断点云处是否可通行④障碍物轨迹预测根据障碍物与所在车道的拓扑关系（道路连接关系）进行障碍物的轨迹预测，以此作为智能网辆汽车轨迹规划（避障、换道、超车等）的判断依据5、智能网联汽车环境感知功能测试在有效的检测距离内，发射头发射特定频率的超声波，遇到探测目标后，会沿发射波的反方向反射部分超声波5.4超声波雷达感知功能及其测试1、超声波雷达的工作原理接收头接收返回的超声波，由雷达记录超声波的往返时间，并计算出探测目标的距离v为超声波在空气中的传播速度，m/s，通常情况下为340m/s；S为超声波雷达与探测目标之间的距离，m；t为超声波在空气中传播的时间，s。5、智能网联汽车环境感知功能测试超声波雷达在智能网联汽车上的安装位置：5.4超声波雷达感知功能及其测试1、超声波雷达的工作原理前、后保险杠上，用于探测汽车前、后障碍物，探测距离：0.15~2.5m，称之为：驻车辅助传感器（UPA）装在汽车的侧面，用于测量停车位长度，探测距离：0.3~5m，称之为：泊车辅助传感器（APA）5、智能网联汽车环境感知功能测试①超声波雷达的有效探测距离短5.4超声波雷达感知功能及其测试2、超声波雷达的特点②超声波雷达对色彩、光照度不敏感④超声波雷达结构简单、体积小、成本低、信号处理简单可靠，易于小型化与集成化，并可对其进行实时控制③超声波雷达对外界光线和电磁场不敏感⑤超声波雷达很容易受天气情况影响⑥超声波散射角大，方向性差，在采用超声波雷达测量较远的目标时，回波信号较弱，影响测量精度5、智能网联汽车环境感知功能测试①倒车辅助功能和警告障碍物的预警功能5.4超声波雷达感知功能及其测试3、超声波雷达的典型应用已成为汽车的标配在较高配置的汽车上也已经普遍得到了应用②前后行车障碍物预警功能③全自动泊车功能L2级智能网联汽车的一项功能，包括搜寻停车位功能和停车功能两部分要求智能网联汽车不仅装备UPA，还要求装备APA5、智能网联汽车环境感知功能测试①两辆汽车之间的平行泊车功能测试5.4超声波雷达感知功能及其测试4、超声波雷达的功能测试测试场景：两辆目标车辆（假车）与测试车辆宽度差值在0.15m以内测试方法：在自动泊车系统激活状态下，以10km/h的车速泊入停车位测试要求：a）测试车辆在停车位搜索状态下应能搜索到停车位b）泊车过程不应与目标车辆及障碍物发生碰撞c）最多档位调整次数≤8次；d）路沿石或路侧边缘线与测试车辆侧边缘的夹角α绝对值≤3°e）测试车辆轮胎接地点与路沿石或路侧边缘的要求5、智能网联汽车环境感知功能测试②两辆汽车之间的垂直泊车功能测试5.4超声波雷达感知功能及其测试4、超声波雷达的功能测试测试场景：两辆目标车辆（假车）与测试车辆长度差值在0.3m以内测试方法：在自动泊车系统激活状态下，以10km/h的车速泊入停车位测试要求：a）测试车辆在停车位搜索状态下应能搜索到停车位b）泊车过程不应与目标车辆及障碍物发生碰撞c）最多档位调整次数≤7次；d）测试车辆的位置和姿态应符合要求5、智能网联汽车环境感知功能测试③有停车位标记的平行泊车功能测试5.4超声波雷达感知功能及其测试4、超声波雷达的功能测试测试场景：在标准平行停车位泊入测试车辆测试方法：在自动泊车系统激活状态下，以10km/h的车速泊入停车位测试要求：a）测试车辆在停车位搜索状态下应能搜索到停车位b）泊车过程不应与目标车辆及障碍物发生碰撞c）最多档位调整次数≤8次；d）路沿石或路侧边缘线与测试车辆侧边缘的夹角γ绝对值≤3°e）测试车辆轮胎接地点与路沿石或路侧边缘的要求5、智能网联汽车环境感知功能测试④两辆汽车之间的垂直泊车功能测试5.4超声波雷达感知功能及其测试4、超声波雷达的功能测试测试场景：在标准垂直停车位泊入测试车辆测试方法：在自动泊车系统激活状态下，以10km/h的车速泊入停车位测试要求：a）