智能网联汽车技术 课件 项目二 智能网联汽车感知与识别技术.pptx

项目二智能网联汽车感知与识别技术演讲人

任务1环境感知传感器概述01任务目标02任务引入03能够了解环境感知技术的概念04目录

01任务1环境感知传感器概述

02任务引入

任务引入智能网联汽车环境感知传感器在智能网联汽车上的配置与自动驾驶级别有关，自动驾驶级别越高，配置的传感器越多，随着汽车智能化和网联化的发展，智能网联汽车配备的先进传感器的数量将会逐渐增加，预计无人驾驶汽车将配备30个左右先进传感器。陈嘉豪同学在汽车4S店实习，某顾客想购入一款智能化水平较高的汽车，让陈嘉豪同学对汽车的环境感知系统配置做详细介绍。那么，智能汽车的环境感知系统一般包含哪些传感器的配置呢？

03任务目标

04能够了解环境感知技术的概念

能够了解环境感知技术的概念2能够熟悉常用环境感知传感器的种类

3能够熟悉常用环境感知传感器的主要应用场景

知识链接在汽车行驶过程中，驾驶员会根据行人的移动轨迹预判其下一步的位置，然后依据车速进行安全路径的规划，智能驾驶车辆同样要能做到这些。多个移动物体的轨迹追踪与预测，难度比单一物体要高得多，这就是环境感知，也是智能驾驶汽车最具难度的技术。作为智能驾驶汽车的基础，同时也是智能驾驶的四大核心技术之一，环境感知技术利用传感器获取道路、车辆位置和障碍物信息，并将这些信息传输给车载控制中心。环境感知系统为智能驾驶汽车提供决策依据，是智能驾驶汽车的“通天眼”。

环境感知系统由信息采集单元、信息处理单元和信息传输单元组成。

自动驾驶四大核心技术分别是环境感知、精确定位、路径规划、线控执行，而环境感知主要包括三个方面：路面、静态物体和动态物体，是自动驾驶和机器人领域的核心技术。

知识链接环境感知系统基于单一传感器、多传感器信息融合或车载自组织网络获取周围环境和车辆的实时信息，经信息处理单元根据一定算法识别处理后，通过信息传输单元实现车辆内部或车与车之间的信息共享。如下图2-1-1所示。

常见的环境感知传感器有超声波传感器、毫米波雷达、激光雷达和视觉传感器等，各传感器的原理和特点不同，在环境感知技术中的使用也不同。

图2-1-1环境感知系统组成

超声波传感器超声波传感器是利用超声波的特性，将超声波信号转换成其它能量信号的传感器，具有频率高、波长短、绕射现象小等特点，对液体、固体的穿透性较强。

超声波发射器发出的超声波脉冲,经媒质传到障碍物表面,反射后通过媒质传到接收器,测出超声脉冲从发射到接收所需的时间,根据媒质中的声速,求得从探头到障碍物表面之间的距离。原理如下图2-1-2所示。

图2-1-2超声波传感器测距原理简图

在汽车自动泊车辅助系统中，安装在前后保险杠的8个UPA（用于探测周围障碍物的超声波传感器）和安装在左右侧的4个ALA（用于测量停车位的长度的超声波传感器）共同作用，完成自动泊车辅助。如下图2-1-3所示。

超声波传感器图2-1-3超声波传感器在自动泊车系统的应用

?UPA，又叫PDC传感器，安装在汽车前后保险杠，用于探测汽车前后障碍物，探测距离15~250cm。

?APA，又叫PLA传感器，安装在汽车侧面，用于测量停车位长度，探测距离30~500cm。

毫米波雷达毫米波雷达是工作在毫米波频段的雷达，通过发射源向给定目标发射毫米波信号,并分析发射信号时间、频率和反射信号时间、频率之间的差值,可以精确测量出目标相对于雷达的距离和运动速度等信息。毫米波雷达类型与应用：如下图2-1-4所示

图3-1-4毫米波雷达的类型

毫米波雷达的特点：如下图2-1-5所示

毫米波雷达图2-1-5毫米波雷达的特点

激光雷达激光雷达是工作在光频波段的雷达，激光雷达系统由发射模块、接收模块、控制单元和信号处理系统组成。如下图2-1-6所示。

图2-1-6激光雷达的组成

激光雷达通过测算激光发射信号与激光回波信号的往返时间,计算出目标的距离和运动状态等信息,实现对目标的探测、跟踪和识别。根据发射激光信号的形式不同，分为脉冲法激光测距和相位法激光测距。工作原理如下图2-1-7所示。

激光雷达logo图2-1-7激光雷达的工原理

机械式激光雷达与固态激光雷达的参数对比，如表2-1-1所示。

表2-1-1激光雷达与固态激光雷达参数对比

视觉传感器视觉传感器主要由光源、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，以实现车道线识别、障碍物检测、交通标志和地面标志识别、交通信号灯识别、可行空间检测等功能。如下图2-1-8所示。

图2-1-8视觉传感器的工作范围

摄像头有两个重要的指标：分辨率和有效像素。

视觉传感器分辨率实际上就是每场行同步脉冲数，这是因为行同步脉冲数越多，则对每场图像扫描的行数也越多。事实上，分辨率反映的是摄像头的纵向分辨能力。有效像素常写成两数相乘的形式，如“320x240”，其中：前一个数值表