智能车辆体系结构 汽车与自动驾驶系统.ppt

课程名称 1 汽车与自动驾驶系统 第一节 概述 第二节 世界智能车辆的研究与发展 第三节 智能车辆系统结构与微机测控系统 第四节 基于视觉导航的智能车辆模糊逻辑控制 第五节 智能车辆的自主驾驶与辅助导航 第六节 小结 课程名称 2 11.1 概 述 11.1.1 汽车自动驾驶概念 是指借助车载设备及路侧、路表的电子设备来检测周围 行驶环境的变化情况，进行部分或完全的自动驾驶控制 的系统，目的是提高行车安全和道路通行能力。 该系统的本质就是将车辆 —— 道路系统中的现代化的通 信技术、控制技术和交通信息理论加以集成，提供一个 良好的驾驶环境，在特定条件下，车辆将在自动控制下 安全行驶。 从当前的发展看，可以分为两个层次： ? 是车辆辅助安全驾驶系统，或者是先进的车辆控制技术； ? 是自动驾驶系统，或者称为智能汽车，智能汽车在智能 公路上使用才能发挥出全部功能，如果在普通公路上使 用，它仅仅是一辆装备了辅助安全驾驶系统的汽车。 课程名称 3 11.1 概 述 11.1.2 车辆自动驾驶系统主要目的 ? 防止部分交通事故的发生； ? 提高道路利用率； ? 提高驾驶员方便性； ? 减轻驾驶员负担； ? 实现车辆的安全高效行驶 课程名称 4 11.2 世界智能车辆的研究与发展 11.2.1 智能车辆的产生与发展 ? 它的研究始于 20 世纪 50 年代初美国 Barrett Electronics 公 司开发出的世界上第一台自动引导车辆系统（ Automated Guided Vehicle System ， AGVS ） ? 1974 年，瑞典的 Volvo Kalmar 轿车装配工厂与 Schiinder － Digitron 公司合作，研制出一种可装载轿车车体的 AGVS ，并由多台该种 AGVS 组成了汽车装配线，从而取 消了传统应用的拖车及叉车等运输工具。 ? 20 世纪 80 年代，伴随着与机器人技术密切相关的计算机。 电子、通信技术的飞速发展，国外掀起了智能机器人研 究热潮，其中各种具有广阔应用前景和军事价值的移动 式机器人受到西方各国的普遍关注 课程名称 5 11.2 世界智能车辆的研究与发展 11.2.2 智能车辆的研究方向 目前智能车辆的研究方向主要有以下几个方面： ? 驾驶员行为分析（ Driver Behavior Analysis ） ? 环境感知（ Environmental Perception ） ? 极端情况下的自主驾驶（ Autonomous Driving on Extreme Courses ） ? 规范环境下的自主导航（ Autonomous Navigation on Normal Environment ） ? 车辆运动控制系统（ Vehicle Motion Control Systems ） ? 主动安全系统（ Active Safety Systems ） ? 交通监控、车辆导航及协作（ Traffic Monitoring, Vehicle Navigation and Coordination ） 课程名称 6 11.2 世界智能车辆的研究与发展 11.2.2 智能车辆的研究方向 ? 车辆交互通信（ Inter-vehicle Communications ） ? 军事应用（ Military Applications ） ? 系统结构（ System Architectures ） ? 先进的安全车辆（ Advanced Safety Vehicles ） 课程名称 7 11.2 世界智能车辆的研究与发展 11.2.3 智能车辆的研究范围 ? 计算机视觉 ? 传感器数据结合 ? 智能控制在智能车辆上的应用 课程名称 8 11.2 世界智能车辆的研究与发展 11.2.4 智能车辆体系结构 智能车辆集多种传感数据融合、视觉信息处理、环境建 模、导航、避障等功能于一体。为完成如此复杂、如此 众多的功能，历史上曾有几种体系结构，如水平型结构、 垂直型结构和综合型结构。 课程名称 9 11.2 世界智能车辆的研究与发展 11.2.4 智能车辆体系结构 课程名称 10 11.2 世界智能车辆的研究与发展 11.2.5 智能车辆技术的应用 在日本，众多的汽车厂商也在进行类似的开发工作，日 本政府也制定了完整的开发和实施计划，提出了智能道 路的概念。 2000 年 11 月在日本的筑波，来自日本各大汽 车厂家和美国的试验车辆完成了实证试验，这些试验车 辆不但可以在路段上自动驾驶，而且在路口可以探测其 它方向的车辆和过街的行人，并采取相应的措施。 2001 年以后，日本开始在各地进行实证试验， 20