汽车与自动驾驶系统课件.ppt

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1、第十一章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111.1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

2、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。211.1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311.2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BarrettEle

3、ctronics公司开发出的世界上第一台自动引导车辆系统（AutomatedGuidedVehicleSystem，AGVS）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。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

4、方各国的普遍关注411.2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（DriverBehaviorAnalysis）环境感知（EnvironmentalPerception）极端情况下的自主驾驶（AutonomousDrivingonExtremeCourses）规范环境下的自主导航（AutonomousNavigationonNormalEnvironment）车辆运动控制系统（VehicleMotionControlSystems

5、）主动安全系统（ActiveSafetySystems）交通监控、车辆导航及协作（TrafficMonitoring,VehicleNavigationandCoordination）511.2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-vehicleCommunications）军事应用（MilitaryApplications）系统结构（SystemArchitectures）先进的安全车辆（AdvancedSafetyVehicles）611.2世界智能车辆的

6、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711.2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。811.2世界智能车辆的研究与发展11.2.4智能车辆体系结构911.2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

7、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，2003年计划在第二东名、名神公路先行引进使用，2015年左右在全国主要干线道路实现智能道路。1011.3智能车辆系统结构与微机测控系统11.3.1引言智能车辆的研究始于20世纪50年代美国开发的地下埋线感应式自动引导车辆，虽然其

8、引导技术已十分成熟，但该种思路很难应用于户外环境。20世纪80年代以来，人们一直在研究其他引导技术，先后研究过光学导航、视觉导航、超声导航、红外线导航等，其中视觉导航因其发展潜力巨大吸引了国内外众多的研究者。1111.3智能车辆系统结构与微机测控系统11.3.2车辆体系结构及性能指标智能车辆的组织和控制结构可粗略分为以下三类基本模块。感知模块：获取并处理现场的环境信息。规划模块：分解任务序列进行规划与决策。执行模块：驱动车体执行任务操作1211.3智能车