智能网联汽车概论（配实训工单）第2版 课件全套 项目1-8 智能网联汽车概述 - -智能网联汽车信息交互技术

《智能网联汽车概论》一

智能网联汽车概述智能网联汽车的产生01智能网联汽车的发展及现状02智能网联汽车的产生01智能网联汽车的产生汽车技术的发展历程汽车的诞生经历了一个漫长的过程，它伴随着工业革命的变革而发展。总体来看，汽车的诞生大致可以分为蒸汽汽车、内燃机汽车两个阶段。蒸汽汽车1705年，纽科门首次发明了靠机械来做功的实用化蒸汽机。由于蒸汽汽车本身起动困难、转向不灵敏、笨重且惯性较大、热效率低等原因，人们一直在不断的探索新的方式，为内燃机的发展奠定了基础。1800年，艾提力·雷诺制造了一种让燃料在发动机内部燃烧的机器，后来人们称这种汽车为内燃机汽车。世界上第一辆马车式三轮汽车智能网联汽车的产生回顾历史，前三次工业革命分别以蒸汽机、电气化和信息化为核心。具备引领第四次科技革命的两个方面，新能源和人工智能，这两项技术的突破性产品最能体现在无人驾驶（L4、L5级）上。因此，智能网联汽车的量产，不仅将彻底改变人们的出行方式，更可能引领经济发展新模式，重塑全球市场格局。智能网联汽车的产生目前，中国是世界第一汽车生产大国和第一新车销售市场。汽车的保有量在快速增长，据数据预测，到2025年汽车保有量会达到3亿辆，千人保有量达到210辆。汽车产业发展需求智能网联汽车的产生发展需求缓解交通压力降低事故风险提升驾乘体验国家战略需求引领未来市场智能网联汽车的产生智能网联汽车的大规模应用，标志着AI技术真正走向成熟。新能源技术的跨越式发展也使汽车不再局限于传统的燃料动力。这两项技术的结合，不仅显著提升了生产力，更引发了生产关系的深度变革。这一变革不仅创造了丰富的物质财富，更深刻体现了“生产力决定生产关系”的原理。需求和经济增长有其局限，新的技术突破常常意味着“存量蛋糕”的重新分配。自动驾驶智能汽车作为全新的生产工具，预示着全球生产力的重构，必将引领科技革命的新篇章。智能网联汽车产生的重大意义比亚迪U9华为问界m9智能网联汽车的产生智能网联汽车（IntelligentVehicles，IV）是指搭载先进的车载传感器、控制器、执行器等装置,并融合人工智能等新技术,具备复杂环境感知、智能决策、自动控制等功能,可实现安全、舒适、节能、高效行驶的新一代汽车。智能网联汽车的定义智能网联汽车的产生智能网联汽车是一种新的产品形式、新的商业模式、新的生态，跟传统汽车发展模式不一样。从出行服务的角度上，不管是传统汽车企业还是ICT企业，都在做这方面的探索。新一轮基于移动互联+技术，包括大数据、云计算、AI，已经进入这个领域，对产品发展和开发模式产生很大影响，它包括各种功能比如安全问题、信息安全等，成为汽车产业发展的聚焦点。《智能网联汽车概论》一

智能网联汽车概述智能网联汽车的产生01智能网联汽车的发展及现状02智能网联汽车的发展及现状02智能网联汽车的发展及现状汽车的产业发展历程智能网联汽车的发展及现状汽车的产业发展历程智能网联汽车的发展及现状各国发展战略1234日本复兴战略无压力的下一代城市交通系统在2020年东京奥运会上通过无人自动行驶可以进行移动服务欧洲自动和联网驾驶战略德国：《维也纳道路交通公约》英国：建设适应未来的英国法国：力争在2020年前后实现自动驾驶上路行驶美国交通部ITS战略计划美国众议院通过了《自动驾驶法案》美国交通部《自动驾驶2.0，安全愿景》美国交通部《准备迎接未来交通，自动驾驶汽车3.0》。智能汽车创新发展战略中国制造2025中国汽车中长期发展计划车联网（智能网联汽车）产业发展行动计划智能网联汽车的发展及现状智能网联汽车发展特点智能网联汽车打破汽车传统边界，“人-车-路-云”协同发展感知、决策和控制技术发展迅速，智能网联技术广泛应用创新产业进步的驱动力与未来发展制高点，汽车行业进入新时代发展新玩家大量涌入汽车圈，多产业聚集形成新型产业集群融合突破智能网联汽车的发展及现状近几年，自动驾驶产业化进程加快，目前正进入第二阶段。自动驾驶产业在不断地技术迭代更新，从技术、成本、商业模式等都在实际落地中。智能网联汽车的发展及现状整车企业面向私家车市场L3级别产品开始集中量产，初期是以德系、日系为主。智能网联汽车的发展及现状

面向简单场景，小规模运营的L4商业化，在2025年后私家车L4开始逐步商业化，目前各个企业都在积极研发测试L4功能，其中Waymo和通用进展最快最稳。智能网联汽车的发展及现状国内自动驾车产业化发展落后于国际，正在加速追赶，国内整车企业明确重点还是处于量产L2，计划在2025年以后能量产L3。智能网联汽车的发展及现状

造车新势力，以L2为突破口推进产品落地，L3及以上自动驾驶仍在概念规划中，如L2Z自动驾驶的车企蔚来、小鹏、华为、小米汽车等。智能网联汽车的发展及现状目前，我国主流车企已实现乘用车L2级智能驾驶大规模商业化应用。2021年，我国乘用车新车市场中具备L2级智能驾驶功能的车型销售476.6万辆，渗透率达到23.5%，同比增长57.2%。同时，多种关键零部件取得突破，逐步形成与国际并跑趋势；C-V2X快速发展，产业体系全球领先；智能网联汽车公开道路测试实现突破；多场景高等级智能网联车辆在全国多地示范运行；基础平台打通原始创新、应用研究、成果转化与产业化应用全链条，为未来实现“中国方案”奠定了坚实的基础。《智能网联汽车概论》二

智能网联汽车产业架构及关键技术智能网联汽车的产业架构01智能网联汽车的关键技术02智能网联汽车的产业架构01智能网联汽车的产业架构我国智能网联汽车的发展历程在新一轮科技革命与产业变革的推动下，人工智能与信息通信技术赋能汽车产业。抢抓智能网联汽车发展的重大历史机遇，将助力解决汽车社会面临的交通安全、道路拥堵、能源消耗、环境污染等问题，并实现汽车产业转型升级，建立新的产业生态。在党的十八大以来的10年间，我国探索出一条中国方案智能网联汽车创新发展路径，取得了阶段性成果。智能网联汽车的产业架构智能网联汽车的技术路线智能网联汽车的产业架构智能网联汽车的产业架构智能网联汽车的产业链智能网联汽车的产业架构智能网联汽车发展短板问题2013年前后，我国智能网联汽车产业还存在明显短板。智能网联汽车的产业架构我国智能网联汽车的发展历程在党的十八大以来的10年间，我国探索出一条中国方案智能网联汽车创新发展路径，取得了阶段性成果。智能网联汽车的产业架构智能网联汽车的产业架构智能网联汽车的产业架构智能网联汽车的产业架构智能网联汽车的产业架构智能网联汽车的产业架构《智能网联汽车概论》二

智能网联汽车关键技术及关键技术智能网联汽车的关键技术01智能网联汽车的关键技术02智能网联汽车的关键技术02智能网联汽车的关键技术智能网联汽车的定义智能网联汽车（简称ICV）是指搭载先进的车载传感器、控制器、执行器等装置，并融合现代通信与网络技术，实现车与X（车、路、人、云等）智能信息交换、共享，具备复杂环境感知、智能决策、协同控制等功能，可实现“安全、高效、舒适、节能”行驶，并最终可实现替代人来操作的新一代汽车。智能网联汽车的关键技术智能网联汽车的定义目前全球范围内关于智能网联汽车的技术层级主要参照的是SAE的标准智能网联汽车的关键技术智能网联汽车的定义智能网联汽车的关键技术关键技术环境感知技术无线通信技术智能互联技术高级驾驶辅助技术人机界面交互技术信息融合技术信息安全与隐私保护智能网联汽车的关键技术1.环境感知技术智能网联汽车的环境感知能力是其智能化的重要体现，它通过整合多种传感器数据，实时获取自身的车速、方向、行驶状态以及精确位置等信息，通过对道路类型的检测、标线的识别以及道路状况的判断，智能网联汽车能够准确掌握当前道路的详细情况，实现了对行车环境的全面、精准感知。智能网联汽车的关键技术2.无线通信技术它包括长距离无线通信技术和短距离无线通信技术。长距离无线通信技术，用于提供即时的互联网接入，主要采用4G/5G技术，特别是5G技术有望成为车载长距离无线通信专用技术。短距离无线通信技术，包括专用短程通信技术(DSRC)、LTE-V、蓝牙、Wi-Fi等，其中DSRC和LTE-V可以实现在特定区域内对高速运动下移动目标的识别和双向通信。智能网联汽车的关键技术3.智能互联技术在特定的通信范围内，车辆能够交换彼此的车速、位置信息及车载传感器所获取的数据等，并自动形成一个移动的网络连接。智能互联技术的典型应用场景广泛，包括行驶过程中的安全预警系统、交叉路口的驾驶辅助、实时交通信息的发布，以及基于通信技术的纵向车辆控制等。智能网联汽车的关键技术4.车载网络技术通过利用计算机网络技术，车载控制单元可以连接到一个车载网络中，实现数据信息的高效传输。目前，车载网络有CANBUS系统，以及LIN、FlexRay和MOST（光纤）总线等，可以在车内各个控制单元之间建立了快速、可靠的通信连接。如今ADAS技术升级迭代较快，高宽带、延时低等要求，使得以太网技术成为了智能网联汽车中最有潜力的候选者。智能网联汽车的关键技术5.高级驾驶辅助技术它是借助车辆环境感知技术和自组织网络的强大能力，实现对道路状况、周边车辆、行人动态、交通标志以及交通信号等关键信息的全面检测和精准识别。它涵盖了众多功能，如3D环视、后视摄像头、后视交通警示系统、盲点检测、车道偏离警告、智能前照灯控制、交通标志识别、前方碰撞警告、智能车速控制以及行人检测等。智能网联汽车的关键技术6.人机界面交互技术在特定的通信范围内，车辆能够交换彼此的车速、位置信息及车载传感器所获取的数据等，并自动形成一个移动的网络连接。智能互联技术的典型应用场景广泛，包括行驶过程中的安全预警系统、交叉路口的驾驶辅助、实时交通信息的发布，以及基于通信技术的纵向车辆控制等。智能网联汽车的关键技术7.信息融合技术信息融合技术是一种高级处理技术，它基于特定准则，运用计算机技术对多个源头的信息进行深入分析和综合整合。信息融合技术主要负责从多个信息源中采集和传输数据，对这些数据进行分析和综合处理。通过将不同数据源在时间和空间上存在冗余或互补的信息按照一定准则进行组合，该技术能够生成完整、准确、及时且高效的综合信息。智能网联汽车的关键技术8.信息安全及隐私防护在智能网联汽车的运行过程中，每辆汽车及其用户的相关信息会不断地被传输到网络中并被感知。这种信息的网络暴露性使得它们极易成为窃取的目标，从而直接威胁到智能网联汽车整个系统的安全性，更有可能波及到驾驶员的日常生活和其他方面的安全。《智能网联汽车概论》三

智能网联汽车环境感知技术智能网联汽车环境感知技术的认知01智能网联汽车雷达的应用02智能网联汽车视觉传感器的应用03智能网联汽车环境感知技术的认知01智能网联汽车环境感知技术的认知智能网联汽车环境感知的定义环境感知就是利用车载激光雷达、毫米波雷达、超声波雷达、视觉传感器以及V2X通信技术等获取道路、车辆位置和障碍物的信息，并将这些信息传输给车载控制中心，为智能网联汽车提供决策依据。智能网联汽车环境感知技术的认知智能网联汽车环境感知的定义智能网联汽车的环境感知系统是一种集成了多种传感器技术和计算能力的系统，用于实时监测和感知汽车周围的环境，提高驾驶安全性、改善驾驶体验，并为自动驾驶和高级驾驶辅助系统提供数据支持。智能网联汽车环境感知技术的认知智能网联汽车环境感知系统环境感知系统主要由信息采集单元、信息处理单元和信息传输单元组成。智能网联汽车环境感知技术的认知智能网联汽车环境感知系统信息采集单元对环境的感知和判断是智能网联汽车工作的前提与基础，感知系统获取周围环境和车辆信息的实时性及稳定性，直接关系到后续检测或识别准确性和执行有效性。信息处理单元信息处理单元主要是对信息采集单元输送来的信号，通过一定的算法对道路、车辆、行人、交通标志、交通信号灯等进行识别。信息传输单元信息传输单元对环境感知信号进行分析后，将信息送入传输单元，信息传输单元完成信息的传递工作。智能网联汽车环境感知技术的认知智能网联汽车环境感知传感器智能网联汽车环境感知技术的认知智能网联汽车环境感知传感器的配置传感器数量/个最小感知范围备注环视摄像头（高清）48m1.前向和侧向毫米波雷达不能互换2.毫米波雷达和激光雷达互为冗余3.传感器供应商不同，数据存在出入，仅供参考。2.毫米波雷达和激光雷达互为冗余。3.传感器供应商不同，数据存在出入，仅供参考。前视摄像头（单目）150°/150m超声波传感器125m角向毫米波雷（24GHz）4110°/60m前向毫米波雷（77GHz）115°/170m激光雷达1110°/100m《智能网联汽车概论》三

智能网联汽车环境感知技术智能网联汽车环境感知技术的认知01智能网联汽车雷达的应用02智能网联汽车视觉传感器的应用03智能网联汽车雷达的应用02智能网联汽车雷达的应用雷达的作用智能网联汽车上各种雷达传感器的应用广泛且重要，与环境感知技术共同为汽车产业的发展做出了显著贡献。雷达不仅提升了驾驶安全性、推动了自动驾驶技术的发展、促进了智能网联汽车产业的发展壮大，还提高了道路通行效率。随着技术的不断进步和应用场景的拓展，相信未来智能网联汽车将为我们带来更加便捷、安全的出行体验。智能网联汽车雷达的应用雷达的分类智能网联汽车上的雷达技术主要包括毫米波雷达、激光雷达和超声波雷达三大类，它们各有优缺点和适用场景，共同为智能网联汽车的自动驾驶和智能驾驶功能提供技术支持。智能网联汽车雷达的应用超声波雷达的应用超声波雷达（UltrasonicRadar）定义与特点：超声波雷达利用超声波特性进行探测，能够测量与障碍物的距离，具有成本低、易实现的特点。应用场景：泊车辅助、倒车雷达等。类型与分类：根据探测距离和精度，超声波雷达可分为UPA（短程超声波雷达）和APA（远程超声波雷达）。智能网联汽车雷达的应用超声波雷达的应用优点：1.成本低廉：超声波雷达的制造成本相对较低，适合大规模应用。2.近距离探测精准：超声波雷达在近距离内（如泊车场景）的探测精度较高，能够提供准确的距离信息。3.兼容性强：能够与其他传感器（如摄像头、毫米波雷达）协同工作，提高整体系统的性能。缺点：1.探测范围有限：超声波雷达的探测距离相对较短，一般适用于近距离场景。2.受环境影响大：在极端天气或复杂环境中，如高温、大风、雨雪等，超声波雷达的性能可能会受到影响。智能网联汽车雷达的应用毫米波雷达的应用毫米波雷达（Millimeter-WaveRadar）定义与特点：毫米波雷达利用毫米波段的电磁波进行探测，具有波长短、频率高、穿透性强和全天候工作的特点。应用场景：自适应巡航控制、前向碰撞预警、紧急制动系统等。类型与分类：按探测距离可分为近距离（SRR）、中距离（MRR）和远距离（LRR）毫米波雷达；按频段可分为24GHz和77GHz毫米波雷达。智能网联汽车雷达的应用毫米波雷达的应用优点：1.全天候工作能力强：毫米波雷达具有良好的环境适应性，能够在各种天气条件下稳定工作。2.探测距离远：相比超声波雷达，毫米波雷达的探测距离更远，适用于中长距离探测。3.测速和测角精度高：毫米波雷达能够同时测量目标的距离、速度和角度，且精度较高。缺点：1.成本相对较高：毫米波雷达的制造成本高于超声波雷达，但低于激光雷达。2.对金属物体不敏感：毫米波难以穿透金属，因此在高金属物体前的探测效果可能不佳。智能网联汽车雷达的应用激光雷达的应用激光雷达（LiDAR）定义与特点：激光雷达是一种利用激光束探测目标的电子设备，其载波波长通常在500nm左右，具有高精度、高分辨率和全天候工作的特点。应用场景：高精度电子地图生成、障碍物识别与避障、自动驾驶辅助等。类型与分类：根据有无机械旋转部件，激光雷达可分为机械式、固态式和混合固态式；按线束数量可分为单线束和多线束激光雷达。智能网联汽车雷达的应用激光雷达的应用优点：1.高精度和高分辨率：激光雷达的探测精度和分辨率极高，能够生成详细的三维环境地图。2.三维成像能力强：通过生成3D点云数据，激光雷达能够准确感知周围环境的三维信息。3.测速和测距准确：激光雷达能够精确测量目标的距离和速度，不受光照条件影响。缺点：1.成本高昂：激光雷达的制造成本较高，目前主要应用于高端汽车和自动驾驶领域。2.受天气影响：在极端天气（如大雨、浓雾）条件下，激光雷达的性能可能会受到一定影响。智能网联汽车雷达的应用雷达性能的互补与智能等级匹配序号名称主要雷达性能匹配1低智能等级系统超声波雷达超声波雷达+毫米波雷达2中智能等级系统超声波雷达+毫米波雷达超声波雷达+毫米波雷达+摄像头3高智能等级系统超声波雷达+毫米波雷达+激光雷达超声波雷达+毫米波雷达+摄像头+激光雷达+惯性导航《智能网联汽车概论》三

智能网联汽车环境感知技术智能网联汽车环境感知技术的认知01智能网联汽车雷达的应用02智能网联汽车视觉传感器的应用03智能网联汽车视觉传感器的应用03智能网联汽车视觉传感器的应用视觉传感器的概念环境感知是自动驾驶的第一环，是车辆和环境交互的纽带。一个自动驾驶系统整体表现的好坏，很大程度上都取决于感知系统的好坏。目前，环境感知技术有两大主流技术路线：①以视觉为主导的多传感器融合方案，典型代表是特斯拉；②以激光雷达为主导，其他传感器为辅助的技术方案，典型代表如谷歌、百度等。智能网联汽车视觉传感器的应用视觉传感器的特点视觉传感器是一种常见的传感器，它可以将光学信号转化为数字信号，用于实现图像采集、处理和分析等功能。在交通强国建设背景下，视觉传感器在交通行业的广泛的应用，能够有效地提高交通安全，减轻或避免交通事故的发生。智能网联汽车视觉传感器的应用视觉传感器的特点特点高精度感知实时获取场景信息多维度多任务检测多传感器融合应用形式多样智能网联汽车视觉传感器的应用视觉传感器的分类单目摄像头是一种只有一个镜头的摄像头，通常用于拍摄单一角度或者单一方向的图像或视频。成本低廉，能够识别具体障碍物的种类，识别准确。双目摄像头是可以模拟人类双眼视觉的一种摄像头，能够实现立体视觉功，能准确识别和跟踪道路上的障碍物、行人和车辆，提高车辆的智能驾驶能力。三目摄像头是三个单目摄像头的组合，可以用于前方、后方和周围环境的监测和录像，可以更清晰地了解车辆周围的情况，减少盲区，提高驾驶舒适度。环视摄像头是一种安装在车辆四周的摄像头系统，能实时监测车辆周围的环境，并将图像传输到车辆内的显示屏上，以便提高驾驶安全性和便利性。智能网联汽车视觉传感器的应用视觉传感器的组成视觉传感器主要由镜头、图像传感器、模数转换器、图像处理器、图像存储器等组成。智能网联汽车视觉传感器的应用视觉传感器的感知任务智能网联汽车视觉传感器的应用视觉传感器的环境感知流程图像采集主要是通过摄像头采集图像，如果是模拟信号，要把模拟信号转换为数字信号，并把数字图像以一定格式表现出来、根据具体研究对象和应用场合，选择性价比高的摄像头。图像预处理包含的内容较多，有图像压缩、图像增强与复原、图像分割等，要根据具体实际情况进行选择。为了完成图像中目标的识别，要在图像分割的基础上，提取需要的特征，并将这些特征计算、测量、分类，以便于计算机根据特征值进行图像分类和识别。图像模式识别的方法很多，从图像模式识别提取的特征对象来看，图像识别方法可分为基于形状特征的识别技术、基于色彩特征的识别技术以及基于纹理特征的识别技术等等。通过环境感知系统识别的信息，传输到车辆其他控制系统或者传输到车辆周围的其他车辆，完成相应的控制功能。智能网联汽车视觉传感器的应用视觉传感器传感器的应用视觉传感器主要应用于车道偏离预警、车道保持辅助、前向碰撞预警、行人碰撞预警、交通标志识别、盲区监测、夜视辅助、自动泊车辅助、全景泊车、驾驶员疲劳预警等。《智能网联汽车概论》四

智能网联汽车高精度地图与定位技术智能网联汽车高精度定位及应用02智能网联汽车高精度地图及应用01智能网联汽车高精度地图及应用01高精度地图的定义地图是地理信息空间的载体，它是将客观现实世界中的空间特征以一定的数学法则（即模式化），符号化、抽象化，将空间特征表示为形象符号模型或者称为图形数学模型。高精度地图的功能对于自动驾驶系统，导航系统需要提供更高精度的路径，引导车辆达到目的地，需要将环境中尽可能丰富的信息提供给自动驾驶系统。作为存储静态、准静态交通信息的数据库，为了满足自动驾驶系统的导航、路径规划要求，高精度地图需要提供更精细、精确的交通信息。高精度地图的功能1243地图匹配辅助环境感知路径规划辅助高精度定位精度一般电子地图精度在在10米左右，商用GPS精度为5米数据维度高精度地图有车道属性（车道线类型等）数据，有防护栏、树、地标等目标数据作用与功能高精度地图通过“高精度+高动态+多维度”数据综合要求高鲜度+高精度+高丰富度，保证自动驾驶的安全与高效率数据实时性高精度地图数据是动态数据实用对象

普通导航电子地图是面向驾驶员，高精度地图是面向机器高精度地图的特点高精度地图的采集高精度地图与传统地图相比，具有不同的采集原理和数据存储结构。高精度地图基于的是国际通用OpenDrive规范。高精度地图矢量数据格式高精地图制作的第一步，往往通过采集车的实地采集完成。采集的核心设备为激光雷达，通过激光的反射形成环境点云从而完成对环境各对象的识别。它包括人工处理、深度学习的感知算法（图像识别）等。一般来说，采集的设备越精密，采集的数据越完整，所需要算法去降低的不确定性就越低。主要针对道路的修改和突发路况。这一方面有较多的处理方式，比如众包、与政府的实时路况处理部门合作等。实地采集处理后续更新高精度地图的生产车道模型车道模型记录了车道的行驶参考线及车道的边线（标线）及停止线等。车道模型还记录了车道与道路拓扑的关系。道路模型模型中有道路结构（以顶点与边组成的拓扑图形结构）、道路走势、道路的连通关系，还包括车道数量、道路等级、功能属性等。对象模型对象模型是记录道路和车道行车空间范围边界区域内要素的，模型属性包括对象的位置、形状及属性值。213高精度地图的模型高精度地图的应用提供车道信息先验感知特征辅助高精度定位辅助自动驾驶规划辅助V2X《智能网联汽车概论》四

智能网联汽车高精度地图与定位技术智能网联汽车高精度定位及应用02智能网联汽车高精度地图及应用01智能网联汽车高精度定位及应用02高精度定位的定义在智能网联汽车领域，高精度定位是指在车辆实时运动状态中连续获取车辆高精度位置信息的单一或多种混合定位的体系。高精度定位是高精度地图有效应用的重要前提，也是智能驾驶系统自主导航、自动驾驶的重要前提。高精度定位的分类高精度定位全局定位局部定位通过定位系统直接获取目标在全球坐标系下的位置信息（含三维坐标、速度、方向、时间等全局信息）。通过对周边环境中特殊物体的图像识别或特征匹配，与事先保存的地图信息进行比对获得环境物体和自车的局部相对位置；或者通过传感器探测周边静态物体、运动目标的相对距离和相对角度及相对速度等信息，解算出自车与动态静态目标物之间的相对位置。高精度定位的分类全球卫星导航系统GNSS星基差分SBAS实时动态载波相位差分技术RTK/CORS惯性导航系统INS全局定位以人造卫星作为导航台的星级无线电导航系统，能为在地球表面或近地空间的任何地点的用户提供全天候的三维坐标和速度以及时间信息。通过地球静止轨道（GEO)卫星搭载卫星导航增强信号转发器，可以向用户播发星历误差、卫星钟差、电离层延迟等多种修正信息，实现对于原有卫星导航系统定位精度的改进，扩大差分服务范围，从而成为各航天大国竞相发展的手段。是一种卫星导航定位技术，是实时处理两个测量站载波相位观测量的差分方法，接收基准站采集的载波相位，在用户接收机中进行求差及坐标解算。通过测量飞行器的加速度，并自动进行积分运算，获得飞行器瞬时速度和瞬时位置数据的技术。组成惯性导航系统的设备都安装在运载体内，工作时不依赖外界信息，也不向外界辐射能量，不易受到干扰，是一种自主式导航系统。高精度定位体系架构2运营中心根据接收终端送来的近似坐标（可据伪距法单点定位求得），判断出该站位于由哪三个差分基准站所组成的三角形内。然后根据这三个差分基准站的观测资料求出接收终端所处位置的系统误差，并播发给接收终端来进行修正以获得精确的结果。3接收终端不仅通过数据链接收来自运营中心的数据，还要采集GNSS观测数据，并在系统内组成差分观测值进行实时处理，同时给出厘米级定位结果。1差分基准站上应配备全频点GNSS接收机，该接收机应能同时提供精确的双频伪距观测值。网络RTK由差分基准站网、运营中心和接收机组成。高精度定位的应用高精度定位辅助自动驾驶路径规划辅助自动驾驶决策控制V2X实时位置信息广播SLAM技术《智能网联汽车概论》五

智能网联汽车智能决策技术智能网联汽车智能决策技术的认知01智能网联汽车计算平台的应用02智能网联汽车智能决策技术的认知01智能决策系统的认知智能网联汽车智能决策的定义感知层决策层执行层1周边环境2驾驶场景1收集分析数据2预测周边环境3定义规划路线1动力总成2转向制动智能决策系统的认知环境预测模块对感知层所识别到的物体进行行为预测，并且将预测的结果转化为时间空间维度的轨迹传递给后续模块。行为决策模块行为决策需要获知本车的实时位置、速度、方向及车辆周边环境等信息基础上，决定自动驾驶汽车的行驶策略。动作规划模块包括动作规划和路径规划两部分。路径规划模块路径规划模块是指在一定的环境模型基础上，给定自动驾驶汽车起始点和目标点后，按照性能指标规划出一条无碰撞、能安全到达目标点的有效路径。智能网联汽车智能决策系统组成环境预测模块环境预测模块作为决策规划控制模块的直接数据上游之一，其核心功能是通过对车辆周围环境信息的实时感知和分析，预测交通参与者的未来行为，为车辆的安全高效行驶提供决策支持。智能决策系统的认知环境预测示意图行为决策模块行为决策模块是智能网联汽车智能决策系统的重要组成部分，其主要功能是根据车辆当前的环境信息和行驶状态，结合交通规则和驾驶经验，生成合适的驾驶决策。这些决策包括车辆的行驶轨迹、速度、加速度等，以确保车辆能够安全、高效地行驶。智能决策系统的认知决策控制综合决策网络智能底盘域控制预测特征轨迹采样行为采样长时控制短时控制瞬时控制动作规划模块主要是对短期感知瞬间时动作进行规划，如转弯、避障、超车等。它试图解决在一定的约束条件下优化某个范围内的时空路径问题，这里的“时空路径”指车辆在一定时间段行驶的轨迹。动作规划可以进一步拆分为轨迹规划和速度规划两个子问题，以解决车辆在给定时间和空间内的行驶问题。智能决策系统的认知路径规划模块主要是对较长时间内车辆行驶路径进行规划，如从出发地到目的地之间的路线设计或选择。路径规划包含两个主要步骤：首先建立包含障碍区域与自由区域的环境地图，然后在环境地图中选择合适的路径搜索算法，快速搜索可行驶路径。路径规划结果对车辆行驶起着导航作用，它引导车辆从当前位置行驶到达目标位置。《智能网联汽车概论》五

智能网联汽车计算平台的应用智能网联汽车智能决策技术的认知01智能网联汽车计算平台的应用02智能网联汽车计算平台的应用02智能网联汽车现有计算平台的应用车载计算平台参考架构智能网联汽车现有计算平台的应用1.系统软件层2.功能软件层智能网联汽车现有计算平台的应用智能网联汽车现有计算平台的应用主流计算平台的应用1.基于NPU的华为MDCNPU：嵌入式神经网络处理器。模仿生物神经网络而构建的，CPU、GPU处理器需要用数千条指令完成的神经元处理，NPU只要一条或几条就能完成，因此在深度学习的处理效率方面优势明显。华为MDC平台提出NPU概念。智能网联汽车现有计算平台的应用主流计算平台的应用1.基于NPU的华为MDC智能网联汽车现有计算平台的应用主流计算平台的应用2.基于GPU的英伟达自动驾驶DriveAGXOrin平台GPU使显卡减少了对CPU的依赖，并进行部分原本CPU的工作，尤其是在3D图形处理时GPU所采用的核心技术有硬件T&L（几何转换和光照处理）、立方环境材质贴图和顶点混合、纹理压缩和凹凸映射贴图、双重纹理四像素256位渲染引擎等，而硬件T&L技术可以说是GPU的标志。GPU的生产商主要有NVIDIA和AMD。ParkerXavierOrinThor时间2018202020222024ECPU2*Denver4*ARMCortexA578*NvidiacustomCarmelARM6412*ArmCex-A78AE（Hercules）ARMNeoversev2Grace/Poseidon算力1TOPS30TOPS254TOPS2000TFLOPS@FP84000TOPS@INT8功耗15w30w45w-制程16nm12nm7nm4nmNVIDIA自动驾驶芯片一览智能网联汽车现有计算平台的应用主流计算平台的应用2.基于GPU的英伟达自动驾驶DriveAGXOrin平台智能网联汽车现有计算平台的应用主流计算平台的应用3.基于ASIC的地平线Matrix2自动驾驶计算平台ASIC是Aplication-SpecificIntegratedCircuit(应用型专用集成电路)的缩写,是一种专用芯片,是为了某种特定的需求而专门定制的芯片的统称。比如专用的音频、视频处理器,同时目前很多专用的AI芯片业可以看作是ASIC的一-种。在集成电路界ASIC被认为是一种为专门目的而设计的集成电路。智能网联汽车现有计算平台的应用主流计算平台的应用3.基于ASIC的地平线Matrix2自动驾驶计算平台智能网联汽车现有计算平台的应用主流计算平台的应用3.基于ASIC的地平线Matrix5自动驾驶计算平台《智能网联汽车概论》一

智能网联汽车概述智能网联汽车控制执行技术的认知01智能网联汽车的控制执行技术及应用02智能网联汽车控制执行技术的认知01智能网联汽车控制执行技术的认知智能网联汽车的控制执行技术旨在环境感知技术的基础之上，根据决策规划的目标轨迹，通过纵向和横向控制系统的配合使汽车能够按照跟踪目标轨迹准确稳定行驶，同时使汽车在行驶过程中能够实现车速调节、车距保持、换道、超车等基本操作。借助融合驱/制动、转向、悬架的底盘控制技术，以及应用移动通信和感知系统的车队协同和车路协同，是实现被控车路的速度、行驶方向与预设的速度曲线、行驶路线保持同步的重要前提条件。控制执行技术的定义智能网联汽车控制执行技术的认知控制执行技术的组成两个核心技术横向控制纵向控制智能网联汽车控制执行技术的认知车辆纵向控制是在行车速度方向上的控制，即车速以及本车与前后车或障碍物距离的自动控制。巡航控制和紧急制动控制都是典型的自动驾驶纵向控制案例。这类控制问题可归结为对电机驱动、发动机、传动和制动系统的控制。各种电机—发动机—传动模型、汽车运行模型和刹车过程模型与不同的控制器算法结合，构成了各种各样的纵向控制模式。车辆纵向控制智能网联汽车控制执行技术的认知车辆纵向控制聚焦于行车速度及与前后车、障碍物的距离调控，涵盖巡航与紧急制动等自动驾驶功能。其核心在于精确管理电机、发动机、传动及制动系统，通过集成各类动力模型、运行模型及刹车模型，并搭配先进的控制器算法，实现多样化的纵向控制策略。这些策略旨在确保车辆行驶的安全、稳定与高效，是自动驾驶技术中不可或缺的关键环节。车辆纵向控制智能网联汽车控制执行技术的认知车辆横向控制指垂直于运动方向上的控制，对于车辆也就是转向控制。目标是控制车辆自动保持期望的行车路线，并在不同的车速、载荷、风阻、路况下有很好的乘坐舒适性和稳定性。车辆横向控制智能网联汽车控制执行技术的认知控制执行技术的常用控制方法传统控制方法PID控制模糊控制最优控制滑模控制……智能控制方法基于模型的控制神经网络控制深度学习方法……智能网联汽车控制执行技术的认知控制执行技术的常用控制方法PID控制系统最优控制模糊逻辑控制策略神经网络控制滑膜控制智能网联汽车控制执行技术的认知控制执行技术的未来发展趋势显著，主要体现于底盘系统的全面升级。智能化进程加速推动线控底盘发展，实现更高级别的自动驾驶与能效提升。同时，线控转向技术也受智能化浪潮驱动，成为智能驾驶执行系统的关键。此外，底盘轻量化潜力巨大，通过采用轻质材料与设计优化，显著提升车辆燃油经济性与续航能力。四大方面相辅相成，共同促进汽车工业的电动化、智能化与网联化转型，引领未来出行方式的深刻变革。《智能网联汽车概论》六

智能网联汽车控制执行技术智能网联汽车的控制执行技术的认知01智能网联汽车的控制执行技术及应用02智能网联汽车的控制执行技术及应用02智能网联汽车的控制执行技术及应用智能网联汽车线控技术智能网联汽车线控技术是一种将驾驶员的操作动作经过传感器转变成电信号来实现传递控制的技术，它替代了传统机械系统或者液压系统，并由电信号直接控制执行机构以实现控制目的。这种技术源于美国国家航空航天局（NASA）1972年推出的线控飞行技术（FlybyWire），在航空领域得到应用后，逐步迁移到汽车上。智能网联汽车的控制执行技术及应用1990年德国奔驰F400Carving的概念车德国宝马汽车公司开发了BMWZ22概念车2013年在北美车展上，英菲尼迪的Q502001年意大利Berstone新型概念车FILO智能网联汽车线控技术的发展历程智能网联汽车的控制执行技术及应用智能网联汽车线控底盘与传统底盘的区别线控底盘的操纵机构和执行机构没有机械联结和机械能量的传递。线控底盘的操纵指令由传感元件感知，以电信号的形式由网络传递给电子控制器及执行机构。线控底盘的执行机构是用外来能源完成操纵指令及相应的任务操作的，其执行过程和执行结果受电子控制器的监测和控制智能网联汽车的控制执行技术及应用1结构简单，减少耗材，节省制造成本，同时优化驾乘空间，增加车辆是舒适性。2控制灵活，灵敏度及精确度较高，用电信号替代机械传输，优化控制结果，能够实现汽车的柔性连接，车身与底盘可以独立分开。3节约能源，减少损耗，部分车辆具备能量回收装置，可以提升能源的利用率。线控底盘的优点智能网联汽车的控制执行技术及应用线控底盘系统的组成线控底盘线控转向系统线控驱动系统线控制动系统线控悬架系统智能网联汽车的控制执行技术及应用1.线控转向系统线控转向系统的组成主要包括转向盘总成、转向执行总成和主控制器(ECU)三个主要部分以及自动防故障系统、电源等辅助系统组成。该系统通过电子信号连接驾驶员的输入端（如方向盘）和车辆的转向执行机构（如转向轮），实现了无机械连接的转向控制。它提高了转向的精度和响应速度，并为自动驾驶提供了更好的控制基础。智能网联汽车的控制执行技术及应用2.线控制动系统线控制动系统（Brakebywire简称为BBW），即电子控制制动系统。线控制动系统通过电子信号控制制动执行机构，实现了对车辆制动力矩的精确控制。该系统可以包括电子液压制动（EHB）和电磁制动（EMB）等类型，具有响应快、制动力矩可调、集成度高等优点，对于提高车辆的安全性和舒适性具有重要作用。智能网联汽车的控制执行技术及应用3.线控驱动系统虽然传统上“线控驱动”不常作为独立系统提及，但现代电动汽车中的电机驱动系统可以视为一种广义的线控驱动。线控驱动系统主要由电子加速踏板、电机控制器、驱动电机或发动机组成。它通过电子信号控制电机的输出扭矩和转速，实现了对车辆驱动力的精确控制。在自动驾驶车辆中，线控驱动系统是实现车辆动力分配和驱动控制的关键。智能网联汽车的控制执行技术及应用4.线控悬架系统线控悬架系统（Suspension-by-Wire,SBW，注意与线控转向系统缩写相同，但上下文可区分）：该系统通过电子信号控制悬架的刚度和阻尼等参数，以适应不同的路况和驾驶需求。虽然目前完全线控的悬架系统还处于研发阶段，但一些主动悬架和半主动悬架系统已经采用了电子控制技术，实现了对悬架性能的优化。《智能网联汽车概论》七

智能网联汽车人机交互技术01人机交互技术发展的现状及未来02智能网联汽车智能座舱系统及应用人机交互技术发展的现状及未来01人机交互技术的定义人机交互技术是指通过计算机输入、输出设备，以有效的方式实现人与计算机对话的技术。人机交互技术的组成人机交互技术包括机器通过输出或显示设备给人提供大量有关信息及提示请示等，人通过输入设备给机器输人有关信息，回答问题及提示请示等。输出输入人机交互技术的作用人机交互系统是信息化技术发展的产物，该系统实现了人与车之间的对话功能。车主可通过该系统，轻松把握车辆状态信息(油耗、车速、里程、当前位置、车辆保养信息等)、路况信息、定速巡航设置、蓝牙免提设置、空调及音响的设置。60-80年代80年代以后90年代21世纪没有界面显示，只有计算机终端语言命令操作DOS命令语言阶段用户通过视窗、菜单、按钮等与计算机交流图形用户界面阶段互联网技术的引入，网络用户界面开始出现，有了较大提升。网络用户界面阶段可以通过语音、图像、手势等与人体相关的动作直接与机器交互多通道、多媒体的智能人机交互人机交互技术的发展历程最初以按键、按钮为主，中控显示屏幕由6英寸到12英寸不等，同时后期以触摸屏为主，到HUD显示界面上的图像及语音的交流。仪表盘上的显示系统主要以机械原理为主，颜色有黑白到彩色，由电子显示到液晶显示，尺寸也由小到大。平视显示器，上从航空器上发展而来的，更好地显示关键信息，如宝马、别克、标致、雷克萨斯等高配车辆已经配备。手势交互更贴近于人类自然的交互，应用于虚拟现实、车载电子，在导航、空调、多媒体等方面应用广泛。人类应用自然语言与机器交互的方式。人类通过发出指令，机器识别指令，进行翻译、解码、逻辑对比判断，执行指令，反馈给人类。中控系统仪表盘抬头显示手势交互语音交互人机交互技术显示界面的发展WindowsAuto嵌入式系统的底层系统福特的SYNC、起亚的UVO、现代的Blue等QNXQNX是黑莓旗下的一款嵌入式系统，与微软共同占据车载系统的80%以上份额，宝马ConnedctedDrive奥迪MMI、奔驰COMMAND、法拉利LinuxGENIVI联盟开发，特斯拉、沃尔沃的Sensus/车载中控系统的发展仪表盘的发展从最原始的单片机的逻辑电路到特斯拉的17英寸大屏幕，车载系统借助计算机革命的势头，已经有了较快的迭代。抬头显示HUDHUD--平行显示系统，是指以驾驶员为中心、盲操作、多功能仪表盘；把时速、导航等重要的行车信息，投影到驾驶员前面的风挡玻璃上，让驾驶员尽量做到不低头、不转头就能看到时速、导航等重要的驾驶信息。手势交互手势交互--识别用户十指的动作路径、手势动作、识别十指目标、运动轨迹，并将识别信息实时转化为指令信息，将交互体验空间扩展到三维空间。语音交互语音交互--智能语音交互是基于语音输入的新一代交互模式，通过说话就可以得到反馈结果。目前智能语音交互应用得到飞速发展，如:虫洞语音助手、讯飞语点已得到越来越多的用户认可。《智能网联汽车概论》八

智能网联汽车信息交互技术01智能网联汽车信息交互技术的认知02V2X技术在智能网联汽车上的应用03数据云平台在智能网联汽车上的应用04智能网联汽车的信息安全智能网联汽车信息交互技术的认知01信息交互技术的定义信息交互技术是指人、车、路、云平台之间进行全方位连接和交互的信息通信技术。信息交互技术的作用借助于人、车、路、云平台之间的全方位连接和交互的信息交互技术不断发展，服务能力不断提升，催生了大量新的产品和应用，引领了汽车技术与产业发展，促进了城市数字化与智能化发展。信息交互技术的组成信息交互技术V2X技术数据云平台信息安全V2X技术V2X是VehicletoEverything的英文缩写，是一种车辆交通环境的无线通信技术，是道路和车辆与系统内对其有影响的其他事物进行信息交互的多种路侧和车载通信技术的统称，旨在加强交通系统的管理，提高车辆行驶安全性和便利性，是一种全新概念的智能交通系统。数据云平台智能