ITS智能交通-无人驾驶汽车PPT课件.ppt
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1、12引言v无人驾驶汽车对于人们而言已不再是只存在于科幻电影中遥不可及的事物了。随着人类社会的快速发展,科学技术的日新月异,已经没有什么能阻挡人们追求卓越的脚步了。无人驾驶汽车也已经被科学家从荧幕上搬到了现实社会中,虽然还没有普及开来,但想必在不久的将来一场具有颠覆性意义的科技风暴将会席卷整个汽车界,给我们带来一场翻天覆地的变化,这也意味着人们的生活将会变得更加高效,交通事故发生率也将锐减,能源将会极大的节约,人与自然也会愈发和谐。接下来将会从无人驾驶汽车的发展、原理、现状、利与弊以及现实中的应用来展开一下。3一、无人驾驶技术的发展v从20世纪70年代开始,美国、英国、德国等发达国家开始进行无人
2、驾驶汽车的研究,目前在可行性和实用化方面都取得了突破性的进展。v我国从20世纪80年代开始进行无人驾驶汽车的研究,国防科技大学在1992年成功研制出我国第一辆真正意义上的无人驾驶汽车。2005年,首辆城市无人驾驶汽车在上海交通大学研制成功,该车有望于两年之内率先在上海世纪公园进行示范运营,并在2010年世博会上一展身手。到时游客只需在公园的入口处按下一个按钮,一辆没有司机的四座敞篷汽车就会从远处开过来缓缓停下,然后搭载着乘客前往他们想去的景点。4v1912年:凯迪拉克的自动启动系统意味着驾驶人不再用手动曲柄启动汽车。v1939年:奥兹莫比尔公司推出了第一个自动变速系统。v1951年:克莱斯勒推
3、出第一款油压转向系统v1958年:克莱斯勒的巡航控制系统使得驾驶人不用再时时注意行驶速度。v1970年:克莱斯勒Imperial首先配备防抱死刹车系统。v1997年:部分丰田车配备基于雷达的自适应巡航控制,可与前车自动保持安全驾驶距离。v2002年:丰田推出NightView(夜视),一款车内监视器,可显示前方道路的近红外图像,凸显障碍。v2003年:梅赛德斯推出Pre-Safe系统,采用感应器预测迫在眉睫的撞击,采取各种防范措施。v2004年:英菲尼迪(日本豪华车品牌)推出第一款“离开车道”警示系统,在车驶离车道时提醒驾驶人。汽车大事记5v2005年:沃尔沃推出第一款盲点警报系统,当有车进入
4、驾驶人盲点时就会发出警报。v2006年:雷克萨斯(丰田旗下高档品牌)推出相机-声纳辅助的平行泊车系统。v2007年:卡内基梅隆大学的Tartan车队赢得美国国防部的自动汽车比赛大奖。v2008年:梅赛德斯引进AttentionAssit,在驾驶人显露疲劳征兆时发出警告。v2009年:沃尔沃推出行人监测系统。v2010年:奥迪无人驾驶自动汽车TTS行驶12.42公里,抵达落基山派克峰顶。v2010年:7辆车组成的Google无人驾驶汽车车队开始在加州道路上试行。v2010年:梅赛德斯F800Style概念车展示赛车助手,一款低速适应巡航控制系统。v2011年:中国国防科技大学创造的一辆无人驾驶汽
5、车行驶177英里,从长沙开至武汉。v2020年:通用汽车公司的阿兰陶伯估计,这一年自动驾驶系统将成为汽车标准配置。6二、无人驾驶汽车的分类v无人驾驶汽车与无人驾驶飞机相比较,前者为二维系统后者属三维系统,技术难度要骶些但共性亦不少。按控制方式的不同,无人驾驶汽车分为有线控制、感应控制型、自主控制型和遥控型四大类,各有特色和优缺点。7v有线控制型:结构简单,造价低。但汽车行驶半径和距离均较小受拖缆线的限制使用场合有诸多局限和不便。v感应控制型:汽车通过接收埋设在路面下或道路旁的辐射信息(如微波),经识别、判断、控制并引导汽车有序行驶。v自主控制型:借助车载雷达及计算机、控制系统主动导引汽车,避开
6、行人及前方车辆沿正确线路安全行驶。v遥控型:通过无线电遥控系统对远距离运行的汽车发送指令,以进行实时控制。遥控对象可以是单车或多车。8三、无人驾驶汽车工作原理及关键技术 关健技术关健技术-Key technology-Key technologyv 环境感知技术(Environment Perception)v 路径规划技术(Path Plan)v 导航控制技术(Navigation Control)v 避障防撞技术(Obstacle Detection&Avoidance)v 信息通讯技术(Information Communication)v 乘员安保技术(Passenger Safety
7、)v 人机交互技术(Human-machine Communication)v 状态监测技术(Condition Monitoring)v 调度管理技术(Accommodating&Management)9真车展示10效果图11v1、雷达 Radar v无人驾驶汽车装载了4个标准自动高敏感度的雷达,其中三个在前面,另一个在后面保险杠上,它可以用来跟踪附近的物体。帮助驾驶者定位与其他事物的距离。当它在汽车的盲点内检测到物体时便会发出警报 无人驾驶系统描绘出的3D地形图 返回12v2、车道保持系统 Lane-keeping v在挡风玻璃上装载的摄像头可以通过分析路面和边界线的差别来识别车道标记。如
8、果汽车不小心离开了车道,方向盘会轻微震动来提醒驾驶者。返回13v3、激光测距系统 LIDAR v谷歌采用了Velodyne公司的车顶激光测距系统。扫描器发射64束覆盖汽车周围360角内的区域距离可以精确到2cm以内的激光射线,然后激光碰到车辆周围的物体,又反射回来,这样就计算出了物体的距离。另一套在底部的系统测量出车辆在三个方向上的加速度、角速度等数据,然后再结合GPS数据计算出车辆的位置,所有这些数据与车载摄像机捕获的图像一起输入计算机,软件以极高的速度处理这些数据。这样,系统就可以非常迅速的作出判断。返回14v4、红外摄像头 Infrared Camera v无人驾驶汽车的夜视辅助功能使用
9、了两个前灯来发送不可见且不可反射的红外光线到前方的路面。而挡风玻璃上装载的摄像头则用来检测红外标记,并且在仪表盘的显示器上呈现被照亮的图像(其中危险因素会被突出)返回15v5、立体视觉 Stereo Visionv在无人汽车前挡风玻璃上装载了两个摄像头将会实时生成前方路面的3D图像,检测诸如行人之类的潜在危险,并且预测他们的行动。返回16v 6、全球定位系统GPS v一个自动驾驶员需要知道他正在去哪儿。谷歌使用Applanix公司的定位系统,以及他们自己的研制开发Google Map和GPS 技术。返回17v 7、车轮角度编码器 Wheel Encoderv轮载传感器可以在Google汽车穿梭
10、于车流中时测量它的速度。进而自动调节汽车的行驶速度。帮助汽车在地图上找到准确的位置。返回18四、无人驾驶技术方兴未艾v中国版:红旗HQ3轿车v英国版:外星飞船v法国版:“高尔夫球车”v德国版:像普通轿车v谷歌版:无人驾驶汽车19国人的骄傲v我国从20世纪80年代开始进行无人驾驶汽车的研究,国防科技大学在1992年成功研制出我国第一辆真正意义上的无人驾驶汽车。2011年7月14日红旗HQ3首次完成了从京珠高速公路长沙杨梓冲收费站出发,历时3小时22分钟到达武汉,全程286公里的高速无人驾驶实验,实验中,无人车自主超车67次,途遇复杂天气,部分路段有雾,在咸宁还遭逢降雨。创造了我国自主研制的无人车
11、在复杂交通状况下自主驾驶的新纪录,标志着我国无人车在复杂环境识别、智能行为决策和控制等方面实现了新的技术突破,达到世界先进水平。20v无人驾驶汽车行驶在专用道路上v该无人驾驶汽车有4个座位,形状似气泡,看起来就像一艘外星人飞船:这种汽车依靠电池产生动力,而且乘客可以通过触摸屏来选择他们的目的地?它们的时速可达40千米,而且会自动沿着其狭长的道路系统行使。一旦乘客选择好了目的地,控制系统会记录下要求,并向舱车发送一条信息。随后舱车会遵循一条电子传感路径前进。在旅程期间,如果需要的话,乘客可以按下一个按钮和控制人员通话。21v法国INRIA公司花费十年心血研制出“赛卡博”(Cycab)无人驾驶汽车
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