第六章智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)概論07課件

第六章智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)概論學(xué)習(xí)目標(biāo)1能夠了解智能網(wǎng)聯(lián)汽車的定義2能夠知道智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)的組成3能夠知道國外智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展現(xiàn)狀4能夠知道國內(nèi)智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展現(xiàn)狀智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展背景011.1.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車定義請說說：智能汽車的定義智能汽車是在一般汽車上增加先進的傳感系統(tǒng)、決策系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)，通過車載環(huán)境感知系統(tǒng)和信息終端實現(xiàn)與車、路、人等的信息交互，使車輛具備智能環(huán)境感知能力，能夠自動分析車輛行駛的安全及危險狀態(tài)，并使車輛按照人的意愿到達目的地，最終達到替代人來操作的目的。1.1.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車定義網(wǎng)聯(lián)汽車定義網(wǎng)聯(lián)汽車是指基于通信互聯(lián)方式建立車與車之間的連接，車與網(wǎng)絡(luò)中心和智能交通系統(tǒng)等服務(wù)中心的連接，甚至是車與住宅、辦公室以及一些公共基礎(chǔ)設(shè)施的連接，也就是可以實現(xiàn)車內(nèi)網(wǎng)絡(luò)與車外網(wǎng)絡(luò)之間的信息交互，全面解決人-車-外部環(huán)境之間的信息交流問題。1.1.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車定義網(wǎng)聯(lián)汽車定義網(wǎng)聯(lián)汽車的初級階段是以車載信息技術(shù)為代表。所謂車載信息技術(shù)是遠(yuǎn)距離通信技術(shù)與信息科學(xué)技術(shù)的融合，意指通過內(nèi)置在汽車上的計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，借助無線通信技術(shù)、GPS衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)，實現(xiàn)文字、圖像、語音信息交換的綜合信息服務(wù)系統(tǒng)?，F(xiàn)階段網(wǎng)聯(lián)汽車的核心車載信息技術(shù)基于全球定位系統(tǒng)技術(shù)、地理信息系統(tǒng)技術(shù)、智能交通系統(tǒng)技術(shù)和無線通信技術(shù)，主要應(yīng)用于衛(wèi)星定位導(dǎo)航、交通信息預(yù)報、娛樂信息播放、道路救援、車輛應(yīng)急預(yù)警、車輛自檢測與維護等。如圖2-2所示。圖2-2網(wǎng)聯(lián)汽車的應(yīng)用1.1.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車定義請說說：什么是智能網(wǎng)聯(lián)汽車？根據(jù)《國家車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南》對智能網(wǎng)聯(lián)汽車定義：智能網(wǎng)聯(lián)汽車是指搭載先進的車載傳感器、控制器、執(zhí)行器等裝置，并融合現(xiàn)代通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實現(xiàn)車與X（人、車、路、云端等）智能信息交換、共享，具備復(fù)雜環(huán)境感知、智能決策、協(xié)同控制等功能，可實現(xiàn)“安全、高效、舒適、節(jié)能”行駛，并最終可實現(xiàn)替代人來操作的新一代汽車。1.1.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車定義智能網(wǎng)聯(lián)汽車可以從3個維度進行剖析，即“智能”、“網(wǎng)聯(lián)”、“汽車”?！爸悄堋笔侵复钶d先進的車載傳感器、控制器、執(zhí)行器等裝置和車載系統(tǒng)模塊，具備復(fù)雜環(huán)境感知、智能化決策和控制等功能；“網(wǎng)聯(lián)”主要指信息互聯(lián)共享能力，即通過通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實現(xiàn)車輛內(nèi)部、車輛與車輛、車輛與基礎(chǔ)設(shè)施、車輛與行人、車輛與云端的信息交互；“汽車”是智能終端載體的外觀形態(tài)，未來以新能源汽車為主。1.1.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車定義根據(jù)我國《智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)路線圖》的解釋，智能網(wǎng)聯(lián)汽車具有兩個層面：一是智能化，二是網(wǎng)聯(lián)化。請說說在智能化與網(wǎng)聯(lián)化層面分別定義了哪些內(nèi)容？在智能化層面，汽車配備了多種傳感器（攝像頭、超聲波雷達、毫米波雷達、激光雷達），實現(xiàn)對周圍環(huán)境的自主感知，通過一系列傳感器信息識別和決策操作，汽車按照預(yù)定控制算法的速度與預(yù)設(shè)定交通路線規(guī)劃的尋徑軌跡行駛。在網(wǎng)聯(lián)化層面，車輛采用新一代移動通信技術(shù)（LTE-V、5G等），實現(xiàn)車輛位置信息、車速信息、外部信息等車輛信息之間的交互，并由控制器進行計算，通過決策模塊計算后控制車輛按照預(yù)先設(shè)定的指令行駛，進一步增強車輛的智能化程度和自動駕駛能力。1.1.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車定義我國在智能化的定義中分為哪五個層次？智能化等級等級名稱等級定義控制監(jiān)視失效應(yīng)對典型工況人監(jiān)控駕駛環(huán)境1（DA）駕駛輔助通過環(huán)境信息對方向和加減速中的一項操作提供支援，其他駕駛操作都由人操作。人與系統(tǒng)人人車道內(nèi)正常行駛，高速公路無車道干涉路段，泊車工況。2（PA）部分自動駕駛通過環(huán)境信息對方向和加減速中的多項操作提供支援，其他駕駛操作都由人操作人與系統(tǒng)人人高速公路及市區(qū)無車道干涉路段，換道、環(huán)島繞行、擁堵跟車等工況。自動駕駛系統(tǒng)（“系統(tǒng)”）監(jiān)控駕駛環(huán)境3（CA）有條件自動駕駛由無人駕駛系統(tǒng)完成所有駕駛操作，根據(jù)系統(tǒng)請求，駕駛員需要提供適當(dāng)?shù)母深A(yù)。系統(tǒng)系統(tǒng)人高速公路正常行駛工況，市區(qū)無車道干涉路段。4（HA）高度自動駕駛由無人駕駛系統(tǒng)完成所有駕駛操作，特定環(huán)境下系統(tǒng)會向駕駛員提出響應(yīng)請求，駕駛員可以對系統(tǒng)請求不進行響應(yīng)。系統(tǒng)系統(tǒng)系統(tǒng)高速公路全部工況及市區(qū)有車道干涉路段。5（FA）完全自動駕駛無人駕駛系統(tǒng)可以完成駕駛員能夠完成的所有道路環(huán)境下的駕駛操作。系統(tǒng)系統(tǒng)系統(tǒng)所有形式工況1.1.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車定義我國在網(wǎng)聯(lián)化方面等級是如何劃分的？網(wǎng)聯(lián)化等級等級名稱等級定義控制典型信息傳輸需求1網(wǎng)聯(lián)輔助信息交互基于車-路、車-后臺通信，實現(xiàn)導(dǎo)航等輔助信息的獲取以及車輛行駛與駕駛員操作等數(shù)據(jù)的上傳。人地圖、交通流量、交通標(biāo)志、油耗、里程等信息。傳輸實時性、可靠性要求較低。2網(wǎng)聯(lián)協(xié)同感知基于車-車、車-路、車-人、車-后臺通信，實時獲取車輛周邊交通環(huán)境信息，與車載傳感器的感知信息融合，作為車輛自動駕駛決策與控制系統(tǒng)的輸入。人與系統(tǒng)周邊車輛/行人/非機動車位置、信號燈相位、道路預(yù)警等信息。傳輸實時性、可靠性要求較高。3網(wǎng)聯(lián)協(xié)同決策與控制基于車-車、車-路、車-人、車-后臺通信，實時并可靠獲取車輛周邊交通環(huán)境信息及車輛決策信息，車-車、車-路等各交通參與者之間信息進行交互融合，形成車-車、車-路等各交通參與者之間的協(xié)同決策與控制。人與系統(tǒng)車-車、車-路間的協(xié)同控制信息。傳輸實時性、可靠性要求最高。1.1.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車定義請參考下圖說說智能網(wǎng)聯(lián)汽車相關(guān)概念關(guān)系？1.1.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車定義智能網(wǎng)聯(lián)汽車將具備如下五大功能空中升級安全提醒車輛維修緊急救援個性化定制1.1.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車的組成智能網(wǎng)聯(lián)汽車智能駕駛的核心技術(shù)由環(huán)境感知層、智能決策層以及控制和執(zhí)行層組成。1.環(huán)境感知層環(huán)境感知層的主要功能是通過車載環(huán)境感知技術(shù)、衛(wèi)星定位技術(shù)、4G/5G及V2X無線通信技術(shù)等，實現(xiàn)對車輛自身屬性和車輛外在屬性（如道路、車輛和行人等）靜、動態(tài)信息的提取和收集，并向智能決策層輸送信息。2.智能決策層智能決策層的主要功能是接收環(huán)境感知層的信息并進行融合，對道路、車輛、行人、交通標(biāo)志和交通信號等進行識別，決策分析和判斷車輛駕駛模式和將要執(zhí)行的操作，并向控制和執(zhí)行層輸送指令。1.1.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車的組成1.1.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車的組成3.控制和執(zhí)行層控制執(zhí)行層的主要功能是根據(jù)功能決策層的指令對車輛進行操作和協(xié)調(diào)，為聯(lián)網(wǎng)車輛提供道路交通信息、安全信息、娛樂信息、救援信息、商務(wù)辦公、在線消費等，以保護汽車安全、舒適駕駛。比較傳統(tǒng)車輛，智能網(wǎng)聯(lián)汽車在功能上主要增加了環(huán)境感知和定位系統(tǒng)、無線通信系統(tǒng)、車輛自組織網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和先進的駕駛輔助系統(tǒng)。智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展趨勢021.2.1國外智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展現(xiàn)狀1.美國自動駕駛技術(shù)發(fā)展在美國、歐洲、日本等發(fā)達國家和地區(qū)，自動駕駛技術(shù)是未來交通發(fā)展的重要方向。在技術(shù)研發(fā)、道路測試、標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)和政策等方面，為智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展提供了條件。為了加快自動駕駛商業(yè)化的政策支持，我國在這方面的研究也很活躍，為自動駕駛技術(shù)的開發(fā)和測試創(chuàng)造了堅實的基礎(chǔ)。問題思考：為什么大家都在發(fā)展自動駕駛，與傳統(tǒng)的汽車比較有哪些優(yōu)勢？1.2.1國外智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展現(xiàn)狀美國自動駕駛技術(shù)典型代表——GoogleWaymo1.2.1國外智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展現(xiàn)狀美國對自動駕駛技術(shù)的發(fā)展在政策上做了工作與支持？早在2013年，美國公路交通安全管理局就發(fā)布了《關(guān)于自動駕駛儀車輛控制政策的初步意見》，并制定了支持自動駕駛技術(shù)發(fā)展和推廣的自動駕駛考試標(biāo)準(zhǔn)。2016年9月，為有效利用技術(shù)變化提供指導(dǎo)，美國交通部發(fā)布了一項《聯(lián)邦自動駕駛汽車政策》，為自動駕駛安全部署提供政策監(jiān)管框架。2017年9月，發(fā)布了一項車輛升級與駕駛政策《自動駕駛系統(tǒng)：安全愿景2.0》，該政策不僅被業(yè)界視為自動駕駛汽車發(fā)展的指導(dǎo)方針，而且代表了聯(lián)邦政府對自動駕駛的態(tài)度。1.2.1國外智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展現(xiàn)狀2017年9月，美國眾議院一致通過了《自動駕駛法案（SELFDRIVEACT，H.R.3388）》參考ppt中的備注，通讀美國的自動駕駛法案。請說明：自動駕駛法案對自動駕駛汽車技術(shù)的發(fā)展做了哪些重要的規(guī)定？請參考備注：第1章簡稱；目錄第2章目的第3章美國交通安全管理局和憲法對自動駕駛汽車的管理第4章更新的或新的高度自動化車輛的汽車安全標(biāo)準(zhǔn)第5章自動駕駛系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全第6章一般豁免第7章機動車檢測和評估第8章提供給潛在買家的高度自動化駕駛系統(tǒng)的信息第9章高度自動化車輛咨詢委員會第10章后座乘客警報系統(tǒng)第11章前照燈第12章高度自動化車輛所需的隱私保護計劃1.2.1國外智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展現(xiàn)狀《未來交通準(zhǔn)備：自動駕駛3.0》2018年10月，最新發(fā)布的《未來交通準(zhǔn)備：自動駕駛3.0》表明美國運輸部將努力消除妨礙自主車輛發(fā)展的政策和法規(guī)，并支持將自主車輛納入整個運輸系統(tǒng)。1.2.1國外智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展現(xiàn)狀自動駕駛路試法規(guī)出臺2011年，內(nèi)華達州率先通過了汽車駕駛汽車立法，解決了州公路上自駕汽車的路試問題。2012年9月，加州出臺了自動駕駛的汽車駕駛法規(guī)。隨后，包括佛羅里達州、哥倫比亞特區(qū)和密歇根州在內(nèi)的數(shù)十個州頒布了數(shù)十項自主車輛交通政策和法規(guī)2018年2月底，加州再次放寬了允許無人駕駛汽車方向盤后面的人在路上行駛的政策，本規(guī)定自2018年4月2日起已經(jīng)開始施行。1.2.1國外智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展現(xiàn)狀2.德國自動駕駛汽車技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀歐盟于2012年頒布法規(guī)，要求所有商用車在2013年11月之前安裝AEB緊急自動剎車系統(tǒng)。自2014年起，在歐盟市場銷售的所有新車都必須配備AEB，沒有該系統(tǒng)的車輛不符合E-NCAP五星級安全認(rèn)證。1.2.1國外智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展現(xiàn)狀《維也納道路交通公約》與《道路交通法修訂案》請回答：德國再《維也納道路交通公約》與《道路交通法修訂案》中做了哪些重要的修訂？國外智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展現(xiàn)狀自動駕駛道德標(biāo)準(zhǔn)請回答：德國的自動駕駛道德標(biāo)準(zhǔn)里有哪些重要的內(nèi)容？有哪些重要的意義？1.2.1國外智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展現(xiàn)狀3.英國自動駕駛汽車技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀英國政府設(shè)立了2億英鎊的特別基金促進英國自動駕駛技術(shù)的研究、開發(fā)和部署。2017年2月，英國政府頒布了《汽車技術(shù)與航空法》2017年8月，英國交通部和國家基礎(chǔ)設(shè)施保護中心發(fā)布了《聯(lián)網(wǎng)和自主車輛網(wǎng)絡(luò)安全的關(guān)鍵原則》。請回答：《聯(lián)網(wǎng)和自主車輛網(wǎng)絡(luò)安全的關(guān)鍵原則》里涵蓋了哪些內(nèi)容？1.2.1國外智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展現(xiàn)狀4.法國自動駕駛汽車技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀早在2014年，法國就公布了自動駕駛汽車的路線圖。政府將在未來三年投資1億歐元測試自動駕駛汽車。2016年8月，法國通過了一項法令，允許對自動駕駛汽車進行道路試驗，但對試驗路段和試驗等級有明確要求。隨后，法國將自動啟動“人工智能發(fā)展計劃”和“促進增長和企業(yè)變革行動計劃”，推動自動駕駛技術(shù)的發(fā)展。1.2.1國外智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展現(xiàn)狀5.日本自動駕駛汽車技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀在2017年的官民ITS構(gòu)想及線路圖中，日本明確了自動駕駛技術(shù)的推廣計劃：2020年左右實現(xiàn)高速公路上的L3自動駕駛、L2自動駕駛和特定區(qū)域的L4自動駕駛。到2025年，將實現(xiàn)高速公路上的L4自動駕駛。2018年3月，日本政府在“未來投資會議”上提出了《自動駕駛相關(guān)制度整備大綱》，明確了L3級汽車駕駛事故責(zé)任的定義。2018年9月，國土交通省正式發(fā)布《自動駕駛汽車安全技術(shù)指南》，規(guī)定了L3和L4自動駕駛汽車必須滿足的安全條件。1.2.2國內(nèi)智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展現(xiàn)狀在國家層面的政策指導(dǎo)請回答：我國在《智能汽車創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略》計劃中提出了哪些智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展愿景？2015年，中國將智能網(wǎng)聯(lián)汽車列為未來十年國家智能制造發(fā)展的重要領(lǐng)域。2016年，發(fā)布《中國智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)發(fā)展路線圖》，指導(dǎo)汽車制造商的發(fā)展和未來的產(chǎn)業(yè)發(fā)展。2017年新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃進一步明確了自動駕駛技術(shù)自主應(yīng)用的戰(zhàn)略目標(biāo)。2018年1月，國家發(fā)改委發(fā)布了《智能汽車創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略》計劃。2018年5月，工信部、公安部、交通部聯(lián)合發(fā)布了《智能網(wǎng)聯(lián)汽車管理規(guī)范（試行）》，批準(zhǔn)了全國20個智能網(wǎng)聯(lián)汽車測試示范區(qū)。1.2.2國內(nèi)智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展現(xiàn)狀1.2.2國內(nèi)智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展現(xiàn)狀我國智能網(wǎng)聯(lián)汽車的推進可分為四個階段，是哪四個階段？自主駕駛輔助網(wǎng)絡(luò)駕駛輔助人機駕駛高自動/無人駕駛。智能駕駛通訊設(shè)施智慧路網(wǎng)高精度定位大數(shù)據(jù)應(yīng)用12341.2.2國內(nèi)智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展現(xiàn)狀1.自動駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）以車輛環(huán)境傳感系統(tǒng)為依托，輔助駕駛操作系統(tǒng)有兩種類型：預(yù)警系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。預(yù)警系統(tǒng)包括正面碰撞預(yù)警系統(tǒng)（FCWS）、車道偏離預(yù)警系統(tǒng)（LDWS）、盲區(qū)預(yù)警系統(tǒng)（BSW）、駕駛員疲勞預(yù)警系統(tǒng)（DFM）、全景觀測系統(tǒng)（MVCS）、胎壓監(jiān)測系統(tǒng)（TPMS）等；控制系統(tǒng)包括車道保持系統(tǒng)（LKAS）、自動停車輔助系統(tǒng)（PLA）、自動緊急制動系統(tǒng)（AEB）、自適應(yīng)巡航系統(tǒng)（ACC）等。國內(nèi)智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展現(xiàn)狀2.網(wǎng)聯(lián)駕駛輔助網(wǎng)聯(lián)駕駛輔助系統(tǒng)是一種依靠信息和通信技術(shù)來感知車輛周