智能运输系统概论第11章汽车自动驾驶系统

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1、智能运输系统概论汽车与交通学院2009年3月1．汽车自动驾驶（先进的车辆控制系统）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。一、相关概念第一节概述从当前的发展看，可以分为两个层次：一是车辆辅助安全驾驶系统，或者是先进的车辆控制技术；二是自动驾驶系统，或

2、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。第一节概述自动车辆系统强调的是行驶安全性，许多事故是由于前方车辆突然刹车或者突然变换车道进入另一驾驶线而该驾驶员困倦或者注意力不集中而引起的，在这种情况下，先进的车辆系统具有自动刹车与预警功能，有效减少事故发生。完善的智能车辆的另一个优点是车队可以以很小的间距和均匀的速度在装有特殊设备的专用车道上行驶，这样在不发生拥挤效应的情况下，在相同的车道空间内，可以具有更高的车流密度和

3、通行能力。第一节概述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。第一节概述先进的车辆控制系统主要有两大特点：具有自动识别、判断车辆外部行驶状况的能力；根据所得到的信息，通过警告驾驶员进行操作或者控制系统的控制元件操作，形成达到上述目的的车辆控制系统。1.它的研究始于20世纪50年代初美国BarrettElectronics公司开发出的世界上第一台自动引导车辆系统（AutomatedGuidedVehicleSystem

4、，AGVS）。2．1974年，瑞典的VolvoKalmar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。由于Kalmar工厂采用AGVS获得了明显的经济效益，许多西欧国家纷纷效仿Volvo公司，并逐步使AGVS在装配作业中成为一种流行的运输手段。3.20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

5、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。第一节概述先进的车辆控制系统含义先进的车辆控制系统，是借助于车辆设备及基础设施或其协调系统中的检测设备来检测输入周围对驾驶员和车辆产生影响的各种因素，进行自动控制驾驶，以达到行车安全高效和增加道路通行能力的目的。通过安装智能控制装置，使汽车具有自动转向、自动制动、自动识别障碍物、自动报警等功能。第二节先进的车辆控制系统先进的车辆控制技术基本功能子系统包括：安全预警系统、防撞系统、车道保持系统、视野扩展系统、巡视控制系统、紧急报警系统、车辆

6、行驶自助导航系统和环保系统。安全预警系统车辆安装的车载设备，包括安装在车身各个部位的传感器、激光雷达、红外雷达、盲点探测器、超声波传感器、电波雷达等设施具有事故检测功能，由计算机控制，在超车、倒车、变换车道、雨雾天气等容易发生事故的情况下，随时以声音、图像等方式向驾驶员提供车辆周围及车辆本身的必要信息，并可以以自动或半自动的进行车辆控制，从而有效的防止事故发生。车载设备还可以对驾驶员和车辆进行随时检测监控，在必要的时候能发出警报信息，预防事故的发生。例如，监测到驾驶员注意力不集中或者开始打瞌睡的时

7、候，就提醒驾驶员注意，并采取相应措施。例如，在驾驶员饮酒过度的情况下锁住发动机等等。第二节先进的车辆控制系统防撞系统纵向防撞系统：通过安装在车辆前后的雷达探测器或者激光传感器等分别探测前后潜在的碰撞隐患或即将发生的碰撞事件，为驾驶员提供及时地回避操作指令，并自动控制车辆的加速，以保持适当的车辆间距，防止车辆与车辆、车辆与其它障碍物之间的正面或者追尾碰撞。比如，日产公司研制的防撞雷达，当汽车与前面的车辆接近太快的时候会提醒驾驶员。德国大众研制的“特定车道障碍物预警系统”能预报逆行车对自己是否构成威胁

8、。此外还有探测限速牌、自动紧急刹车等。第二节先进的车辆控制系统横向防撞系统：利用车辆左右两侧的传感器探测车辆两旁的情况，从而为欲改变车道和驶离道路的车辆提供适当的侧向安全间距，防止或减少车辆碰撞。交叉口防撞系统：交叉口是事故多发地点。该系统当车辆驶近交叉口时，判断车辆是否有危险，据此控制车速，保证行车安全。第二节先进的车辆控制系统车道保持系统该系统的作用主要是防止车辆偏移，其目的是当驾驶员疏忽时，保持车辆仍在控制下行驶。它采用警告系统告知驾驶员正在偏移，必要时，启动自动控制装置，自