智能网联汽车概论实训课程课件第1-4章.ppt

1、汽车的诞生经历了一个漫长的过程，它伴随着工业革命的变革而发展。总体来看，汽车的诞生大致可以分为蒸汽汽车、内燃机汽车两个阶段。蒸汽汽车卡尔本茨研制的世界上第一辆马车式三轮汽车艾提力雷诺（Etience Lenor）在1800年制造了一种与燃料在外部燃烧的蒸汽机（即外燃机）所不同的发动机，让燃料在发动机内部燃烧，人们后来称这类发动机为内燃机。1705年，纽科门首次发明了不依靠人和动物来做功而是靠机械来做功的实用化蒸汽机。由于蒸汽汽车本身起动困难、转向不灵敏、笨重且惯性较大、热效率低等原因，人们一直在不断的探索新的方式，这也为内燃机的发展奠定了基础。输入标题单击此处添加文单击此处添加文字伴随着第三次

2、工业革命和信息革命，汽车技术逐渐从机械化向电子化、电控化方向转变。近年来，随着电子技术、计算机技术和信息技术的应用，汽车电子技术、电子控制技术得到了迅猛的发展，大致经历了四个阶段：初级阶段、迅速发展阶段、电子技术逐渐向智能化发展阶段和电子技术向智能化、网联化、自动化发展的阶段。1.汽车电子技术发展的初级阶段：20世纪 五六十年代是汽车电子技术发展的初级阶段，该阶段主要是一些汽车厂家开始研发单一的电子零部件，用于改善汽车某些机械部件的性能。2.汽车电子技术迅速发展阶段：20 世纪七十年代初到八十年代中期是汽车电子技术迅速发展阶段，该阶段主要是开发汽车各系统专用的独立控制部分，将电子装置应用于某些

3、机械装置无法解决的复杂控制功能方面。3.电子技术逐渐向智能化发展阶段：20 世纪 80 年代中期到 90 年代中期是微型计算机在汽车上应用日趋成熟并向智能化发展阶段。该阶段主要是开发可完成各种功能的综合系统及各种汽车整体系统的微机控制。4.电子技术向智能化、网联化、自动化发展的阶段：20 世纪90 年代中期至今是汽车电控技术向汽车智能化、网联化、自动化发展的阶段。该阶段微机运算速度和存取位数大大提高，网络和通信技术迅速发展，车辆的智能控制和网络控制技术应运而生。当前，以万物互联、大数据、云计算和人工智能等为代表技术的新一轮科技变革方兴未艾，正在引领全球制造业的全面转型升级。在发展战略中，各国纷

4、纷选择汽车产业作为制造业整体升级的突破口，依托汽车产业加快推进制造业转型。这一战略指向带动全球汽车技术进人了加速进步和融合发展的新时期，并呈现出电动化、智能化、网联化、共享化四大发展趋势。这四大趋势既有各自的独特内涵，又有紧密的相互联系。汽车技术发展趋于“四化”电动化电动化智能化智能化网联化网联化共享化共享化新一轮基于新一代移动互联技术，包括大数据、云、AI，已经进入这个领域，对产品发展和开发模式产生很大影响。需要再次强调的是，汽车产品的安全问题，包括各种功能安全问题、信息安全问题，也是发展的聚焦点。输入标题单击此处添加文单击此处添加文字智能网联汽车是指搭载先进的车载 、等装置，并融合现代 与

5、 ，实现车与X（车、路、人、云等）智能信息交换、共享，具备复杂 、等功能，可实现“安全、高效、舒适、节能”行驶，并最终可实现替代人来操作的新一代汽车。随堂练习随堂练习车联网是以 、为基础，按照约定的体系架构及其通信协议和数据交互标准，实现 V2X（V代汽车，X代表车、路、行人及应用平台等）无线通信和信息交换以 、控制的一体化网络，是物联网技木在智能交通系统领域的延伸。时间事件1991年美国交通部制订陆上综合运输效率化法案1992年美国交通部发布ITS战略计划1995年美国交通部发布美国国家ITS项目规划1998年美国交通部制订面向 21 世纪的运输平衡法案1999年美国国会批准国家 ITS 五

6、年项目计划2002年美国交通部提出 2002-2011国家 ITS 项目计划 10 年计划2005年美国交通部继 TEA-21 法案后，通过了 SAFETEA-LU 法案2010年美国交通部发布美国 ITS 战略计划 2010-20142011年主持研究和测试网联汽车技术2012年美国首张自动驾驶车辆测试许可证颁发2017年美国众议院出台自动驾驶法案2018年美国交通部发布准备迎接未来交通：自动驾驶汽车3.0以美国为首，美国ITS联合项目办公室当前正在推进的项目中，大多与网联化技术相关，主要有网联汽车的安全性应用研究、移动性应用研究、政策研究、网联汽车技术研究、网联汽车示范应用工程等多个维度。

7、美国智能网联汽车发展历程国外篇智能网联汽车（Intelligent Connected Vehicle，ICV）大致有四个发展阶段：自主式驾驶辅助、网联式驾驶辅助、人机共驾、高度自动/无人驾驶。输入标题单击此处添加文字单击此处添加文字输入标题单击此处添加文字单击此处添加文字输入标题单击此处添加文字单击此处添加文字时间发展阶段主要事件19891999年小范围研发阶段1.自动驾驶研发主要集中在少数高校2.一些整车企业开始与高校联合开展自动驾驶的研发工作20002009年国家层面支持研发阶段1.国家开始设立智能交通攻关立项，如推进“863计划”设立“智能交通系统关键技术开发和示范工程”、“现代交通技

8、术领域等”2.更多高校与企业进入自动驾驶研发，如2003年国防科技大学与一汽集团完成红旗CA7460无人驾驶平台；2005年上海交通大学研发城市交通的自动驾驶车辆的应用20102015年车联网发展阶段1.国家推动车联网技术发展，如“基于移动中心技术的车辆通信网络的研究”、“车路协同系统设计信息交互和集成验证研究”、“车联网应用技术研究”等国家级课题2.国内车联网技术创新着力大范围合作，如中国汽车工程学会主导成立车联网技术创新技术联盟等2015年以后智能网联概念发展阶段国家出台智能网联汽车的一系列宏观政策，着力发展智能网联汽车，明确智能网联汽车将成为智能交通系统的重要组成部分我国智能网联汽车的发

9、展历程国内篇术语和定义标准 用于统一智能网联汽车相关的基本概念，为各相关行业协调兼容奠定基础，同时为其他各部分标准的制订提供支撑。用于帮助各方统一认识和理解智能网联标准化的对象、边界以及各部分的层级关系和内在联系。用于对智能网联汽车中各类产品、技术和功能对象进行标识与解析，为人机界面的统一和简化奠定基础。术语和定义标准分类和编码标准标识和符号标准1.智能网联汽车（简称ICV）是指搭载先进的车载传感器、控制器、执行器等装置，并融合现代通信与网络技术，实现车与X（车、路、人、云等）智能信息交换、共享，具备复杂环境感知、智能决策、协同控制等功能，可实现“安全、高效、舒适、节能”行驶，并最终可实现替代

10、人来操作的新一代汽车。2.无人驾驶汽车是通过车载环境感知系统、感知道路环境、自动规划和识别行车路线并控制车辆到达预定目标的智能汽车。3.车联网车联网（Internet of Vehicle，IOV）是以车内网、车际网和车载移动互联网为基础，按照约定的体系架构及其通信协议和数据交互标准，实现 V2X（V代汽车，X代表车、路、行人及应用平台等）无线通信和信息交换，以实现智能化交通管理、智能动态信息服务和车辆智能化控制的一体化网络，是物联网技木在智能交通系统领域的延伸4.智能交通系统 智能交通系统(Intelligent Traffic System，ITS)是未来交通系统的发展方向，它是将先进的信

11、息技术、计算机处理技术、数据通信技术、传感器技术、电子控制技术、运筹学、人工智能等有效地集成运用于整个地面交通管理系统而建立的一种在大范围内、全方位发挥作用的，实时、准确、高效的综合交通运输管理系统。智能交通系统是随着车联网技术的发展而不断发展的，车联网的终极目标是智能交通系统。智能网联汽车由环境感知层、智能决策层以及控制和执行层组成。基础。从功能角度上讲，智能网联汽车与一般汽车相比，主要增加了环境感知与定位系统、无线通信系统、车载网络系统和先进驾驶辅助系统等。础。1.环境感知与定位系统环境感知与定位系统主要功能是通过各种传感技术和定位技术感知车辆本身状况和车辆周围状况。传感器主要包括车轮转速

12、传感器、加速度传感器、微机械陀螺仪、转向盘转角传感器、超声波传感器、激光雷达、毫米波雷达、视觉传感器等，通过这些传感器，感知车辆行驶速度、行驶方向、运动姿态、道路交通情况等。2.无线通信系统无线通信系统主要功能是各种数据和信息的传输，分为短距离无线通信技术和远距离无线通信技术3.车载网络系统车载网络依靠短距离无线通信技术实现 V2X之间的通信，它是在一定通信范围内可以实现V2V、V2I、V2P之间相互交换各自的信息，并自动连接建立起一个移动的网络。典型应用包括车辆行驶安全预警、辅助驾驶、分布式交通信息发布以及基于通信的纵向车辆行驶控制等。4.先进驾驶辅助系统先进驾驶辅助系统主要功能是提前感知车

13、辆及其周围情况，发现危险及时预警，保障车辆安全行驶，是防止交通事故的新代前沿技术。先进驾驶辅助系统是智能网联汽车的重要组成部分，是无人驾驶汽车的关键技术。输入标题随堂练习随堂练习2、（多选）智能网联汽车的功能有 。A.环境感知与定位系统 B.无线通信系统 C.车载网络系统 D.先进驾驶辅助系统1、（多选）智能网联汽车的是由 组成的。A.环境感知层 B.智能决策层 C.控制层 D.执行层3、先进驾驶辅助系统的主要功能是 是防止交通事故的新代前沿技术。世界各国产业发展历程时间时间国家国家政策政策2010年美国ITS战略计划201020142014年美国ITS战略计划201520192010-12年

14、欧盟一体化欧盟交通发展路线竞争能力强、资源高效的交通系统2013年日本国家战略性创新项目（SIP）计划智能网联汽车集中运用了汽车工程、人工智能、计算机、微电子、自动控制、通信与平台等技术，是一个集环境感知、规划决策、控制执行、信息交互等于一体的高新技术综合体，拥有相互依存的价值链、技术链和产业链体系。输入标题单击此处添加文字单击此处添加文字输入标题单击此处添加文字单击此处添加文字输入标题单击此处添加文字单击此处添加文字输入标题单击此处添加文字单击此处添加文字输入标题单击此处添加文字单击此处添加文字输入标题单击此处添加文字单击此处添加文字智能网联汽车的技术链输入标题单击此处添加文字单击此处添加文

15、字输入标题单击此处添加文字单击此处添加文字输入标题单击此处添加文字单击此处添加文字智能网联汽车的产业链智能网联汽车产业链形态1.芯片/计算平台供应商。开发和供应智能网联汽车感知、决策、控制所需的芯片和计算平台，支撑智能网联汽车语音识别、图像识别、不同等级自动驾驶等算法的硬件资源，。2.先进的传感器供应商开发和供应智能网联汽车先进的传感器，主要包括机器视觉传感器、雷达传感器、地图与定位传感器。3.车载操作系统供应商管理和控制车载硬件与车载软件资源的底层程序系统，包括提供Linux、Android、QNX、iOS。4.通信设备供应商开发和供应车载移动互联设备、车载短程通信设备等，包括提供3G/4G

16、通信模块、V2V短程通信模块。5.信息安全方案供应商提供覆盖车联网和车辆纵深防御的信息安全解决方案，可实现关键信息和一般信息的分域隔离。6.系统集成供应商能够提供智能网联汽车自动驾驶技术研发和集成、车载信息系统技术研发和集成的软硬件供应企业，包括提供自动紧急制动系统、自适应巡航系统、底盘控制系统、车载信息系统。7.整车企业，包括传统车企和新兴车企设计智能网联汽车体系架构，确定产品需求，构建智能汽车开发平台，开放车辆信息接口，进行系统集成、匹配及测试，其中新兴车企以新能源整车开发为主。8.车联网服务提供商主要提供通信运营服务、车载平台运营服务以及娱乐资讯服务。9.出行服务提供商，指出行运营商主要

17、提供共享出行服务。智能网联汽车产业链特征传统车企争先发布智能网联汽车发展规划，加快智能化、网联化转型与布局智能网联汽车相关技术的快速发展，给传统车企转型升级带来了紧迫感。互联网公司/初创企业利用智能算法/芯片等各自优势加快智能网联汽车布局，成为智能网联汽车产业链重构的重要参与者。传统汽车零部件巨头立足自身汽车电子技术优势，不断完善智能网联汽车感知/决策/控制的战略布局。产业链跨界合作进入深度整合期，各方合纵连横、优势互补，寻求在智能网联汽车产业链上的主导地位智能网联汽车是一个集环境感知、规划决策、执行控制等功能于一体的综合系统。输入标题单击此处添加文单击此处添加文字1、2010年，美国交通运输

18、部提出ITS战略计划20102014，提出大力发展网联技术及汽车应用，将智能网联汽车的发展上升至 。随堂练习随堂练习2、ICV的产品体系可分为 、3 个层次。3、智能网联汽车集中运用了汽车工程、人工智能、计算机、微电子、自动控制、通信与平台等技术，是一个集 、等于一体的高新技术综合体，拥有相互依存的价值链、技术链和产业链体系。协同式多车队列控制人机共驾技术控制层的控制互补是目前人机共驾领域的核心关注点。人机共驾人机并行控制，双方操控输入具有冗余和博弈特征。通信与平台技术输入标题单击此处添加文字单击此处添加文字输入标题单击此处添加文字单击此处添加文字输入标题单击此处添加文字单击此处添加文字以深度

19、学习为代表的 AI 技术快速发展和应用激光雷达等先进传感器加速向低成本、小型化发展自主式智能与网联式智能技术加速融合高速公路与低速区域自动驾驶系统将率先应用自动驾驶汽车测试评价方法研究与测试场建设成为热点智能化与网联化未来发展趋势输入标题单击此处添加文单击此处添加文字2、（多选）高精度地图的企业有 。A.四图维新 B.景驰科技 C.地平线机器人 D.蔚来汽车1、（多选）国外比较典型的开发自动驾驶汽车的生产商有 。A.英特尔 B.宝马 C.德尔福 D.Mobileye3、系统集成供应商能够提供智能网联汽车自动驾驶技术研发和集成、车载信息系统技术研发和集成的软硬件供应企业，包括提供 、等。随堂练习随堂练习