车联网技术与应用.ppt

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1、车联网技术与应用Publication Contact：QQ 2449868465目 录第1章 车联网是什么？第2章 车联网的应用第3章 车联网的前世今生第4章 车联网的关键技术第5章 车联网的示范应用第1章 车联网是什么？1.1 车联网的概念与应用1.2 智能网联的概念与应用1.3 传感器的概念与作用随着人工智能技术和信息技术的发展，汽车与交通系统网联化、智能化的趋势日趋明显，这一设想正在逐步变成现实。通信、互联网、大数据、云计算、人工智能等信息技术与汽车技术的融合构成了车联网技术体系。工业革命和汽车的起源哈格里夫斯哈格里夫斯联动式蒸汽机联动式蒸汽机珍妮纺纱机珍妮纺纱机飞梭飞梭蒸汽轮船蒸汽轮

2、船蒸汽机车蒸汽机车瓦特瓦特约翰约翰凯伊凯伊富尔顿富尔顿斯蒂芬森斯蒂芬森第一次工业革命：蒸汽时代p工业革命的成功也不能仅仅归因于一小群发明者的作用，更重要的是18世纪后期种种有利因素的结合p第一次工业革命稳步地、不懈地继续发展，其主要的发明是由于经济发展刺激所产生，这一时期的发明的成果多数由有才能的技工凭借自己丰富的工作经验和智慧完成工业革命和汽车的起源第二次工业革命：电气时代p第二次工业革命以1866年发明自励式直流发电机为标志。p第二次工业革命中，自然科学研究取得重大进展，科学技术开始起了更加重要的作用，科学逐渐成为工业发展的主要推动力和重要组成部分。p第二次工业革命时期，电器开始用于代替机

3、器，电力成为补充和取代蒸汽的新能源。随后，电灯、电车、电影放映机相继问世。工业革命和汽车的起源从蒸汽到内燃机：汽车的起源p蒸汽机的发展促进了蒸汽机车的发展，蒸汽成为汽车发展史中使用的第一种动力p噪音、煤耗、体积大、动力不稳定等蒸汽机的问题，阻碍了汽车的发展。这使人们有必要为汽车寻找新的动力技术。p1876年，德国工程师罗斯奥古斯特奥托制造出第一台四冲程内燃机，为汽车的发明奠定了基础。工业革命和汽车的起源第一辆汽车p1885年10月，卡尔奔驰成功研制出以汽油机为动力的三轮车，并于1886年1月从德国专利局获得专利，世界上第一辆真正意义的汽车诞生。工业革命和汽车的起源汽车形态和性能的不断进步p18

4、86年，戈特利布戴姆勒秘密购买了一架马车并将其改装改装，增加相应的转向、传动装置，安装了功率为1.1KW的内燃机，使它成为世界第一辆四轮汽车p1908年，亨利福特成立的福特汽车公司设计和制造出一种新型汽车T型车，T型车在随后的流水生产线技术上开始了汽车大批量生产方式，汽车随之逐步走向千家万户。工业革命和汽车的起源第三次工业革命:工业自动控制系统发展p交流发电机、电压调节器、电子闪光器、电子喇叭、间歇刮水装置和电子点火装置等部件都开始逐步应用汽车电子技术p汽车电子控制系统从模拟控制系统向数字化控制系统发展p汽车从单纯的机械产品向高级的机电一体化电子控制系统产品方向发展p电子控制燃油喷射装置、防抱

5、死系统（ABS）和安全气囊等技术都成为汽车电子的典型应用。工业革命和汽车的起源车载网络发展p1991年9月，综合了计算机总线的技术原理，汽车控制总线技术规范（Controller Area Network，CAN）制定并发布，实现了汽车电子控制系统之间的数据传输。p2016年4月专门制定了专用于连接汽车内各种电气设备的物理网络标准：车载以太网标准802.3bw。该标准名为“100BASE-T1”，用一对双绞线可以提供100Mbps以太网，不仅可以实现每端口100Mbps的高性能带宽，同时还可明显降低连接成本并减轻线缆重量。自动驾驶的幻想和发展p自动驾驶具有前方碰撞与行人碰撞的自动紧急制动和驾驶

6、员疲劳检测等功能，能够极大降低因人为疏忽而引起的交通事故发生率；p自动驾驶可以通过自动驾驶释放司机的驾驶时间，减缓因交通拥堵而产生的负面情绪，将人类从驾驶中解放出来。自动驾驶的幻想和发展p1925年，霍迪纳无线电控制公司就设计了一辆“无人”驾驶汽车“美国奇迹”（American Wonder）。p“美国奇迹”其实包括两辆汽车：一辆1926年产的钱德勒汽车上安装了发射天线，其后的第二辆汽车上安装了发射器；通过接收来自后部汽车的无线电信号操纵着钱德勒汽车上的小型电动机，以此对汽车的方向盘、刹车、加速器等进行控制，从而控制汽车的运动。自动驾驶的幻想和发展p盖德斯的设想中，自动驾驶汽车应由无线电控制，

7、电力驱动；汽车嵌入道路中，并由电磁场提供能源。p难以分清头与尾的独特外形、几乎与车距相等的轴距、极具肌肉线条感的流畅设计为人们展示了未来智能汽车的设想根据国际自动机工程师学会的定义，“驾驶自动化等级”分为六个级别的驾驶等级：L0L5（无自动化全自动化）L0：无自动驾驶功能,仅提供警告以及瞬时辅助L1：驾驶员辅助阶段，有一项以上驾驶辅助功能L2：具有部分自动化功能L3：具有条件自动驾驶、人机共驾功能，在某些汽车不能实现自动驾驶的情况下，仍需要驾驶员接管车辆控制权L4：高度自动驾驶阶段L5：无人驾驶车辆阶段，可以实现无限制的任意点对点无人驾驶模式自动驾驶的幻想和发展自动驾驶的幻想和发展目前汽车高级

8、辅助驾驶系统通常包括： 导航与实时交通系统（Traffic Message Channel，TMC） 智能车速控制（Intelligent speed adaptation或intelligent speed advice，ISA） 车辆通信系统（Vehicular communication systems，VCS） 自适应巡航（Adaptive cruise control，ACC） 车道偏移报警系统（ Lane departure warning system，LDWS） 车道保持系统（Lane change assistance，LCA） 碰撞避免或预碰撞系统（Collision av

9、oidance system或Precrash system，CAS/PS） 夜视系统（Night Vision，NV） 自适应灯光控制（Adaptive light control，ALC） 行人保护系统（Pedestrian protection system，PPS） 自动泊车系统（Automatic parking，AP ） 交通标志识别（Traffic sign recognition， TSR） 盲点探测（ Blind spot detection，BSD） 驾驶员疲劳探测（Driver drowsiness detection， DDD） 下坡控制系统（Hill descent

10、control， HDC） 电动汽车报警系统（Electric vehicle warning sounds， EVW） 自动驾驶的幻想和发展自动驾驶功能体系架构自动驾驶的幻想和发展自动驾驶功能体系架构p通过各种传感器以及与路侧设备的协同通信获得环境感知数据，即车辆数据、车辆环境感知数据（道路基础设施 感 知 数 据 和 道 路 目 标 物 感 知 数据）、交通运行环境感知数据和周围车辆数据（车辆位置、车辆行驶与车辆操作数据）与周围行人位置数据。可通过卫星定位及地基增强系统获得车辆位置信息；p通过车载传感设备获得车辆周边环境相关的数据和车辆、行人、道路障碍物等道路目标物的感知数据，前置摄像机、

11、环视摄像机、夜视摄像机、激光雷达、长距离毫米波雷达、中距离毫米波雷达和超声波雷达等车载传感设备也可采集获得交通标志、交通控制灯、交通状况和道路气象等交通运行环境来感知数据。环境感知子系统自动驾驶的幻想和发展自动驾驶功能体系架构p对数据进行处理，实现对道路基础设施、交通运行环境和道路目标物的检测与识别，形成实时的交通运行数据、道路基础设施数据和道路目标物数据。识别后的实时道路基础设施数据与高精度地图的道路基础设施历史数据进行融合，形成融合的道路基础设施数据。p识别后的实时交通运行数据与从地图云平台或交通运输管理云平台获得的准实时交通运行数据进行融合，形成融合的交通运行数据；p识别后的实时道路目标

12、物相关数据与通过协同通信获得的周围车辆数据和行人位置数据进行融合，形成高度动态的地图数据；地图数据与融合的道路基础设施数据、交通运行数据进一步融合，得到的分析结果被送到驾驶决策子系统。实时车辆环境感知地图子系统自动驾驶的幻想和发展自动驾驶功能体系架构p从实时车辆环境感知地图子系统获得实时车辆环境感知地图：包括识别后的交通运行环境、道路基础设施和道路目标物数据；p从环境感知子系统获得本车的车辆数据（当前的车辆位置数据及所处的车道、车辆行驶数据及车辆速度和方向），并根据驾驶员和交通运输管理云平台提出的出发地、目的地、出发时间、能效和舒适性等运输与出行要求，确定总体的驾驶路径策略、具体的驾驶行为策略

13、等内容并进行运动规划。驾驶决策子系统车联网概念和技术体系车联网的概念 车联网（汽车移动互联网）是利用先进传感技术、网络技术、计算技术、控制技术、智能技术,对道路交通进行全面感知，对每部汽车进行交通全程控制，对每条通路进行交通全时空控制，实现道路交通“零堵塞”“零伤亡”和“极限通行能力”的专门控制网络。世界电动车协会 借助新一代信息和通信技术，实现车内、车与车、车与路、车与人、车与服务平台的全方位网络连接，提升汽车智能化水平和自动驾驶能力，构建汽车和交通服务新业态，从而提高交通效率，改善汽车驾乘感受，为用户提供智能、舒适、安全、节能、高效的综合服务。车联网白皮书（2017）车联网概念和技术体系车

14、联网的概念 车联网是以车内网、车际网和车云网为基础，按照约定的通信协议和数据交互标准，在车与车、车与路、车与行人之间，进行无线通信和信息交换的大系统网络。中国智能网联汽车产业创新联盟p车内网：通过应用成熟的总线技术建立的一个标准化的整车网络p车际网：基于专用短距离通信技术（ Dedicated Short Range Communication，DSRC）技术和LTE-V2X技术构建的实现车与车和车与路边的基础设施之间中短程距离通信的动态网络；p车云网：是指车载终端通过3G4G等通信技术与 Internet和云端进行远程无线连接的网络。车联网概念和技术体系车联网的概念 智能网联汽车是指搭载先进

15、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(人、车、路、云端等)的智能信息交换、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，并最终可实现替代人来操作的新一代汽车。 2017国家车联网产业标准体系建设指南车联网概念和技术体系车联网的主要技术体系利用蜂窝移动通信网络作为云平台与车辆和路侧监控设备进行数据和信息传输的媒介。目前蜂窝移动通信网络已经建设的相当完善，覆盖了绝大多数的道路，同时经过规模化量产，蜂窝移动通信模块和终端成本已经很低，通过蜂窝移动通信网络，车辆和云平台以及路侧设备可以完成管理数据、信息服务数据和共享数据的共

16、享和交换。基于V2X协同通信的车际网基于蜂窝移动通信的车云网V2X协同通信包含在车辆、道路和行人之间直接进行数据和信息交换的通信方式，它将一个个独立的车辆通过信息通信连成一体，采用自组网技术，通过车辆间或车辆与路侧通信设施之间多跳无线通信，使驾驶员能够在超视距范围内获得其他车辆的状况信息和实时路况信息，还可以通过路边的站点接入互联网。车联网的应用和未来发展车联网的应用 信息服务类应用：以用户体验为核心，既包括提高驾乘体验、实现欢乐出行的基础性车载信息类应用，也包括与车辆上路驾驶、车辆出行前或出行后的涉车服务、后市场服务、车家服务等应用。p基础性车载信息类应用：主要涉及车主的前台式互动体验，包含

17、导航、娱乐、通信、远程诊断和救援、资讯等。p涉车服务：主要与车辆定位、电子支付相结合，包括共享汽车、网约车、网租车等应用。p汽车后市场服务：主要有汽车保险、车辆维护延保、车辆美容、二手车交易等应用，随着汽车保有量增速的放缓，后市场服务应用价值将获得更多关注。p车家服务：主要通过基于位置、时间、日期等信息来智能化判定车主行为习惯，创建相应规则为车主提供智能家居系统服务应用，车联网的应用和未来发展车联网的应用 汽车智能类应用：以车辆驾驶为核心，与车辆行驶过程中的智能化相关。汽车智能类应用利用车上传感器，随时感知行驶中的周围环境，收集数据、动静态辨识、侦测与追踪，并结合导航地图数据，进行系统运算与分

18、析，主要包括安全类应用和效率类应用p安全类应用与车辆行驶安全及道路通行效率息息相关，有助于避免交通事故的发生。p效率类应用主要是通过车车、车路信息交互，实现车辆和道路基础设施智能协同，有助于缓解交通拥堵、降低车辆排放等。车联网的应用和未来发展车联网的应用 智慧交通类应用：以协同为核心，在自动驾驶的基础上，与多车管理调度及交通环境等智慧交通相关，最终支持实现城市大脑智能处置城市运行和治理协同。在实现高等级自动驾驶功能之后，该应用场景将由限定区域向公共交通体系拓展。p相对封闭的环境或危险地带场景：因物理空间有限，行驶路况、线路、行驶条件等因素相对稳定，重复性高，通过独立云端平台协同调度管理，采用固

19、定路线、低速运行、重复性操作的应用更容易成熟落地。p公共交通系统场景：车辆的路径规划和行为预测能力对车辆的智能化和网联化水平提出了更高要求，需要更完善的自动驾驶控制略、行驶过程全覆盖的 5G-V2X 网联技术以及云平台的高效衔接调度。第1章 车联网是什么？1.1 车联网的概念与应用1.2 智能网联的概念与应用1.3 传感器的概念与作用随着人工智能技术和信息技术的发展，汽车与交通系统网联化、智能化的趋势日趋明显，这一设想正在逐步变成现实。通信、互联网、大数据、云计算、人工智能等信息技术与汽车技术的融合构成了车联网技术体系。智能网联汽车的概念智能网联汽车即为搭载先进的车载传感器、控制器、执行器等装

20、置,并融合现代通信与网络技术，实现车与 X（人、车、路、云端等）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，并最终实现替代人类操作的新一代汽车。车联网与智能网联汽车的关系智能网联汽车的关键技术l 环境感知技术l 无线通信及数据处理技术l 智能互联技术l 驾驶辅助技术l 信息安全与隐私保护技术环境感知技术不仅仅包括收集信息，还需要在复杂、动态和多样化的交通环境下，提高环境感知精确程度、对动态目标进行识别与估计以完成交通环境信息的多视图数据融合。机器视觉与激光雷达技术是实现车辆环境信息采集功能的关键技术，是智能网联汽车感知层在运作过程中不

21、可或缺的重要组成部分。机器视觉与激光雷达通过组合装配，二者互为补充，各有所长，共同组成车辆的视觉传感系统。智能网联汽车的关键技术l 环境感知技术l 无线通信及数据处理技术l 智能互联技术l 驾驶辅助技术l 信息安全与隐私保护技术借助车载传感器、GPS、雷达等，结合近距离通信技术，实时准确地探测车辆自身状态和周围环境的信息，通过数据融合技术，将各种类型数据依据通信标准进行交互，实现数据共享。p车辆与交通的数据是实现车载信息服务、车辆数据服务、网联驾驶的核心，这些核心不能由单个人，单辆汽车或单个系统获得，必须结合以LTE-V2X或DSRC等近距离通信技术实现特定区域的信息交互及移动目标识别。p数据

22、处理技术主要包括云计算技术、数据加密技术、大数据储存技术、多源数据预处理技术等多种技术。智能网联汽车的关键技术l 环境感知技术l 无线通信及数据处理技术l 智能互联技术l 驾驶辅助技术l 信息安全与隐私保护技术智能互联解决车辆与人、车辆与环境等之间的协同交互问题。对于车车，车路以及车云3 个环节进行更有效的交通状态估计和控制。p在交通安全方面，通过协同通信，传输车辆数据，交通运行数据，出行、运营数据和行人数据，以减少或消除碰撞事故；p对于车路信息交换，路侧终端向来往车辆发送本区域周边道路交通的数据，如：交通标志、交通信号、交通状况和道路基础设施数据，以便来往车辆根据本车的行驶、位置和基本数据，

23、判断可能出现的交通安全危险或违规情况，必要时向本车驾驶人员发出提醒、提示或警告；p也可以通过车云通信，车辆和交通管理系统中心交换车辆数据，交通运行数据和行人位置数据，提高交通运输效率，进行交通性能监控和交通规划等等。通过人-车-环境形成智能数据交换的闭环。智能网联汽车的关键技术l 环境感知技术l 无线通信及数据处理技术l 智能互联技术l 驾驶辅助技术l 信息安全与隐私保护技术驾驶辅助技术是指借助各类车载传感器和通信技术，对车辆、驾驶员以及环境信息及时、准确甚至动态的收集，同时进行辨识、侦测、追踪和处理，进而发出警示，使驾驶员察觉可能发生的危险；或在必要时进行汽车控制的一系列主动安全技术。p汽车

24、上的驾驶辅助系统可以辅助驾驶员更为舒适、安全地行车，区别于传统汽车行业的车道保持辅助系统、自动泊车辅助系统、刹车辅助系统等内容。p在智能网联汽车的定义中，驾驶辅助内容更为宽泛，纳入了一些主动安全技术，基于车辆和车辆之间以及车辆和交通设施之间数据交换的应用。如前向碰撞预警、紧急电子刹车灯、盲区检测/预警、禁止通行警告、交叉路口驾驶辅助等。智能网联汽车的关键技术l 环境感知技术l 无线通信及数据处理技术l 智能互联技术l 驾驶辅助技术l 信息安全与隐私保护技术信息安全技术包括终端 APP 的加密防护技术、权限验证技术、防火墙技术、身份鉴别技术、电子身份标识技术、数字签名技术等，对于实现保障传输安全

25、、非法入侵检测以及用户隐私数据保密十分关键。智能网联汽车的关键技术l 智能网联汽车与外界信息交互过程环境感知层智能决策层控制执行层承担车辆本身与道路交通信息的全面感知和采集，通过传感器、RFID、车辆定位等技术，实时感知车况及控制系统、道路环境、车辆当前位置、周围车辆等信息，实现对车辆自身属性以及车辆外在环境如道路、人、车等静、动态属性的提取，为决策层提供依据。根据感知层以及云平台获取的信息来进行决策，进而向驾驶员发出辅助决策信息。目前智能网联汽车技术发展还处于借助先进驾驶辅助技术的智能驾驶阶段，所以决策信息主要起到预测、警告、推荐作用，驾驶员掌握车辆行驶的主动权。将根据决策层形成的驾驶行为决

26、策形成关于车辆转向盘、油门和制动器等车辆工作部件的操作指令，以便进行车辆横向和纵向的加速或减速等驾驶操作。智能网联的应用l 基于车联网的车载智能信息服务系统l 公交及营运车辆的网联化信息管理系统l 智能辅助驾驶系统l 自动驾驶和无人驾驶车载信息服务是最早进入汽车行业的车联网应用形式，通过内连电子控制系统，外连信息服务平台的车载信息控制单元，可用于实现车辆控制、车辆监控、ECU软件更新等远程控制类业务；与V2X协同通信单元集成，可实现智能网联协同驾驶和协作式智能交通。p车载信息控制单元与中控台的车载信息娱乐系统集成，构成车载信息服务终端。车载信息服务终端可实现车载信息服务和商业运输服务。在车联网

27、技术支持下，车载信息系统经短距离通信系统和移动互联网连接至车联网服务平台，以实现车载信息服务。智能网联的应用l 基于车联网的车载智能信息服务系统l 公交及营运车辆的网联化信息管理系统l 智能辅助驾驶系统l 自动驾驶和无人驾驶全面升级及优化公交、出租及各种运营车辆信息服务及管理系统，为专业驾驶员的安全、绿色与高效出行提供全方位信息服务，同时为营运管理与交通管理部门提供系统的监控、调度和管理服务。p将交通服务于其他公共服务有机协同，将空间移动与道路沿途信息，市民活动链深度融合，将城市共建活动体育与居民生活模式围绕可持续发展的目标结合，将管理者、研究者与服务对象组合到高效沟通的社会网络。p通过获取车

28、辆位置和车辆行驶等车辆数据、交通运行数据、公交运输与乘客出行等运输出行数据和乘客位置数据，对公交运输进行管理。智能网联的应用l 基于车联网的车载智能信息服务系统l 公交及营运车辆的网联化信息管理系统l 智能辅助驾驶系统l 自动驾驶和无人驾驶智能辅助驾驶系统包括车道偏离预警系统、盲区预警系统、驾驶员疲劳预警系统、自适应巡航控制系统及预测式紧急刹车系统，能提供至少两种可共同运行的主要控制功能，如自适应巡航控制与车道偏离预警的结合，以减轻驾驶人负担，减少交通事故，减少交通死亡人数智能网联的应用l 基于车联网的车载智能信息服务系统l 公交及营运车辆的网联化信息管理系统l 智能辅助驾驶系统l 自动驾驶和

29、无人驾驶根据中国制造2025要点，智能网联将用于自动驾驶和无人驾驶功能的实现，包括结构化道路下和各种道路下的自动驾驶系统，可执行完整的安全关键驾驶功能，在行驶全程中检测道路状况，实现可完全自动驾驶。无人驾驶最高安全车速达到120km/h，综合能耗较常规汽车降低10%以上，减少排放20%以上。第1章 车联网是什么？1.1 车联网的概念与应用1.2 智能网联的概念与应用1.3 传感器的概念与作用随着人工智能技术和信息技术的发展，汽车与交通系统网联化、智能化的趋势日趋明显，这一设想正在逐步变成现实。通信、互联网、大数据、云计算、人工智能等信息技术与汽车技术的融合构成了车联网技术体系。传感器的定义能感

30、受规定的被测量并按照一定的规律（数学函数法则）转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。国家标准GB/T 7665-2005传感器是人类五官的延长，又称之为电五官。感觉感觉传感器传感器效应效应视觉视觉光敏传感器物理效应听觉听觉声敏传感器物理效应触觉触觉热敏传感器物理效应嗅觉嗅觉气敏传感器化学效应、生物效应味觉味觉味敏传感器化学效应、生物效应传感器的定义随着技术的发展，以微机电系统传感器（Microelectro Mechanical Systems，MEMS）为代表，当前传感器已远远超越人类感官传统车载传感器及其作用l 发动机控制系统l 底盘控制系统l 车身控制系统传统车载传感

31、器及其作用l 发动机控制系统l 底盘控制系统l 车身控制系统传统车载传感器及其作用l 发动机控制系统l 底盘控制系统l 车身控制系统车身控制用传感器主要用于提高汽车的安全性、可靠性和舒适性等。p自动空调系统的温度传感器、湿度传感器、风量传感器、日照传感器等；p安全气囊系统中的加速度传感器；用于门锁控制中的车速传感器；p亮度自动控制中的光传感器；p倒车控制中的超声波传感器或激光传感器；p保持车距的距离传感器；p消除驾驶员盲区的图像传感器等传感器在自动驾驶中的作用自动驾驶功能的实现包括三个部分：感知、决策、控制。从整个硬件的架构上也要充分考虑系统感知、决策、控制的功能要求传感器在自动驾驶中的作用l

32、 摄像头l 激光雷达l 毫米波雷达l 组合导航传感器传感器在自动驾驶中的作用l 摄像头：主要用于车道线、交通标示牌、红绿灯以及车辆、行人检测，有检测信息全面、价格便宜的特点。 由镜头、镜头模组、滤光片、CMOSCCD、ISP、数据传输部分组成。光线经过光学镜头和滤光片后聚焦到传感器上，通过CMOS或CCD集成电路将光信号转换成电信号，再经过图像处理器（ISP）转换成标准的RAW，RGB或YUV等格式的数字图像信号，通过数据传输接口传到计算机端。传感器在自动驾驶中的作用l 激光雷达：激光雷达通过不断向周围目标发射探测信号(激光束)，并接收返回的信号（目标回波）来计算和描述被测量物理的有关信息，如

33、目标距离、方位、高度、姿态、形状等参数，以达到动态3D扫描的目的。（1）分辨率高：激光雷达工作于光学波段（特殊波段），频率比微波高2-3个数量级以上，并可同时跟踪多个目标。（2）抗干扰能力强：激光属于直线传播、方向性好、光速非常窄，只有在其传播路径上才能接收到，所以干扰信号也很难进入激光雷达的接收机，另外，对于激光雷达而言，只有被照射的目标才会产生反射，完全不会受地物回波的影响，因此可探测低空/超低空目标，探测性远高于微波雷达。（3）获取的信息量丰富：可直接获取目标的距离、角度、反射强度、速度等信息，生成目标的多维度图像，使得整个画面更加直观。传感器在自动驾驶中的作用l 毫米波雷达：主要用于交

34、通车辆的检测，检测速度快、准确，不易受到天气影响，对车道线交通标志等无法检测。毫米波雷达的工作原理是与激光雷达类似也是基于反射波来测距，当电磁波在传播时碰到另一种介质，会反弹回来，其时延是2倍距离/光速。（1）24GHz，这目前大量应用于汽车的盲点监测、变道辅助。雷达安装在车辆的后保险杠内，用于监测车辆后方两侧的车道是否有车、可否进行变道。这个频段也有其缺点，首先是频率比较低，另外就是带宽比较窄，只有250MHz。（2）77GHz，这个频段的频率比较高，国际上允许的带宽高达800MHz。据介绍，这个频段的雷达性能要好于24GHz的雷达，所以主要用来装配在车辆的前保险杠上，探测与前车的距离以及前

35、车的速度，实现的主要是紧急制动、自动跟车等主动安全领域的功能。传感器在自动驾驶中的作用l 组合导航传感器：充分利用外部信息，即将全球导航卫星系统和惯性导航系统（的信息, 依据某种准则进行数据和信息的融合，对惯性导航系统的导航信息位置、速度、姿态等及惯性器件的误差进行重调和校正, 以提高系统的精度、可靠性。 GNSS定位原理 惯性导航原理目 录第1章 车联网是什么？第2章 车联网的应用第3章 车联网的前世今生第4章 车联网的关键技术第5章 车联网的示范应用第第2 2章章 车联网的应用车联网的应用2.1 信息服务典型应用场景2.2 交通安全典型应用场景2.3 交通效率典型应用场景2.4 自动驾驶典

36、型应用场景2.1 信息服务典型应用场景信息服务是提高车主驾车体验的重要应用场景，是车联网应用场景的重要组成部分。在车联网应用车联网应用中，信息服务突破了原有信息局限于车辆内部的局限，将车辆本身和外界信息服务平台联系起来。紧急呼叫服务 车载通信服务车载信息娱乐服务 汽车导航服务商业运输管理服务 信息公告服务停车信息服务 费用支付服务紧急呼叫服务是指当车辆出现紧急情况时（如安全气囊引爆或侧翻等），车辆能自动或手动通过网络发起紧急救助，并对外提供基础的数据信息，包括车辆类型、交通事故时间地点等。2.1 信息服务典型应用场景信息服务是提高车主驾车体验的重要应用场景，是车联网应用场景的重要组成部分。在车

37、联网应用车联网应用中，信息服务突破了原有信息局限于车辆内部的局限，将车辆本身和外界信息服务平台联系起来。紧急呼叫服务 车载通信服务车载信息娱乐服务 汽车导航服务商业运输管理服务 信息公告服务停车信息服务 费用支付服务车载通信服务是指利用车载信息服务终端的语音和数据通信功能，为驾驶或乘车人员提供接听和拨打电话、收发短信或者收发电子邮件，访问互联网等通信服务。2.1 信息服务典型应用场景信息服务是提高车主驾车体验的重要应用场景，是车联网应用场景的重要组成部分。在车联网应用车联网应用中，信息服务突破了原有信息局限于车辆内部的局限，将车辆本身和外界信息服务平台联系起来。紧急呼叫服务 车载通信服务车载信

38、息娱乐服务 汽车导航服务商业运输管理服务 信息公告服务停车信息服务 费用支付服务车载通信服务是指利用车载信息服务终端的语音和数据通信功能，为驾驶或乘车人员提供接听和拨打电话、收发短信或者收发电子邮件，访问互联网等通信服务。汽车导航服务是指由汽车导航服务提供商利用卫星导航、基站定位等定位技术,通过车载信息服务终端为驾乘人员提供导航服务、位置查询、实时路况和在线更新地图等服务。2.1 信息服务典型应用场景信息服务是提高车主驾车体验的重要应用场景，是车联网应用场景的重要组成部分。在车联网应用车联网应用中，信息服务突破了原有信息局限于车辆内部的局限，将车辆本身和外界信息服务平台联系起来。紧急呼叫服务

39、车载通信服务车载信息娱乐服务 汽车导航服务商业运输管理服务 信息公告服务停车信息服务 费用支付服务商业运输管理服务是指为商业车队及其车队驾驶人员提供车辆大数据信息的服务，包括车辆生产销售、车辆运力优化、车辆安全管理、车辆维修保养管理和商业运输车辆保 险等。信息公告服务是指在道路旁的商店、餐馆等娱乐服务场所安置路边单元，并周期性的广播服务场所的服务内容，如开业时间、等待时间和价格等。2.1 信息服务典型应用场景信息服务是提高车主驾车体验的重要应用场景，是车联网应用场景的重要组成部分。在车联网应用车联网应用中，信息服务突破了原有信息局限于车辆内部的局限，将车辆本身和外界信息服务平台联系起来。紧急呼

40、叫服务 车载通信服务车载信息娱乐服务 汽车导航服务商业运输管理服务 信息公告服务停车信息服务 费用支付服务停车信息服务是指在汽车进行停车时,在停车场入口安置路边单元，并负责控制停车场入闸。费用支付服务是指在车辆行驶过程中，由路边单元发布与地理位置或者兴趣消息相关 的信息，并具有处理来自车辆的本地电子支付请求（如电子钱包等）的能力，最终协助司机完 成商品购买、停车费用和汽车租赁服务等支付。第第2 2章章 车联网的应用车联网的应用2.1 信息服务典型应用场景2.2 交通安全典型应用场景2.3 交通效率典型应用场景2.4 自动驾驶典型应用场景2.2 交通安全典型应用场景交通安全应用是车联网的一个重要

41、应用。l 协同驾驶防碰撞应用l 十字路口闯红灯警告应用l 车道变更警告应用l 高速追尾预警应用l 应急车辆事故应答应用l 车辆安全警告应用l 交通标志提醒应用第第2 2章章 车联网的应用车联网的应用2.1 信息服务典型应用场景2.2 交通安全典型应用场景2.3 交通效率典型应用场景2.4 自动驾驶典型应用场景2.3 交通效率典型应用场景经济发展汽车保有量增加交通堵塞（面临的问题）车联网技术 利用车车、车路协同通信和蜂窝移动通信方式交换车辆数据、交通运行数据和行人位置数据,可以为交通拥堵状态判别提供依据，及时了解交通拥堵的时空扩散范围和交通状态的变化趋势，给交通出行者一个可靠的道路规划建议，从而

42、避免交通拥堵状态的恶化，尽快疏导拥堵现象，提高交通运行效率。l 驾驶风险预测l 交通拥堵警告l 智能交通信号控制l 动态路径规划l 道路管理应用第第2 2章章 车联网的应用车联网的应用2.1 信息服务典型应用场景2.2 交通安全典型应用场景2.3 交通效率典型应用场景2.4 自动驾驶典型应用场景2.4 自动驾驶典型应用场景车联网自动驾驶（车联网服务的第三阶段）汽车智能化+网联化（深度融合）l 自动驾驶通勤出行l 智能物流配送l 智能环卫l 无人驾驶目 录第1章 车联网是什么？第2章 车联网的应用第3章 车联网的前世今生第4章 车联网的关键技术第5章 车联网的示范应用第第3 3章章 车联网的前世

43、今生车联网的前世今生3.1 车联网的发展历程3.2 国际车联网发展规划3.3 国内车联网发展基础与现状智能交通系统 智能化和网联化作为汽车发展的两大趋势，结合起来推动了传统车联网向广义车联网的发展，智能网联将是未来发展的方向。智能交通系统：在较完善的传统交通系统基础之上，通过整合现代化的信息技术、通信技术和传感技术等高新技术，而形成的一种综合性的运输管理系统。19世纪60年代 交通信号灯的出现1947起 交通信号灯逐渐实现完全自动化20世纪初 智能交通萌芽1960年 美国开始着眼于智能交通研究20世纪70年代 欧洲开始研究道路交通通信技术1999年 中国成立国家智能交通系 统工程技术研究中心物

44、联网与车联网物联网车联网（车联网的概念即来自物联网，即“汽车移动物联网”） 物联网不仅仅是一种网络，更是一个整体系统，其不仅能够将人们日常生活中使用的各类物品和互联网有效地结合在一起，还能够构建一个大规模、系统化的网络。人们通过网络，可以获得各种信息，并进行应用和处理。这一优势使得人们纷纷盼望物联网技术能够应用于汽车领域。 传统车联网的目标是利用无线通信建立一个全国性的、多模式的地面交通系统,形成一 个车辆、道路基础设施、乘客的便携式设备之间相互连接的交通环境，最大限度地保障交通 运输的安全性、灵活性和对环境的友好性。现在的车联网，已经远远超过原有的定义和内涵。广义的车联网是未来能够实现智能化

45、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，是物联网技术在交通系统领域的典型应用o汽车的智能化所谓“智能汽车”，即在普通汽车的基础上增加了先进的传感器（雷达、摄像）、控制器、执行器等装置，通过车载传感系统和信息终端实现与“人-车-路”等的智能信息交换，使汽车 具备智能的环境感知能力，能够自动分析汽车行驶的安全及危险状态,并使汽车按照人的意愿到达目的地，最终实现替代人来操作的目的。汽车智能化，是汽车产业发展的必然趋势。从发展的角度来看,智能汽车会经历两个阶段。第一个阶段是智能汽车的初级阶段，即辅助驾驶；第二个阶段是智能汽车发展的终极阶段，即完全替代人的无人驾驶或者自动驾驶。汽车的网联

46、化智能汽车从实现方式上可以分两类：自主式和网联式。汽车网联化三大总线（汽车控制总线，车内网络总线，高速容错网络总线）自主式的智能汽车其实就是前面所提到的汽车的智能化，通过信息技术和智能电子技术的发展，基于车载装置使汽车具有 环境感知和决策控制能力。汽车的网联化是智能汽车发展的另一个方向，即基于通信互联完成汽车“听”和“看”的功能，依靠云端大数据进行分析和决策，完成智能的驾驶决策功能。汽车的网联化汽车CAN总线汽车LIN总线汽车FlexRay总线汽车的网联化汽车智能网联和自动驾驶的浪潮迅猛来袭，推进了车载网络容量需求的爆发式增长，汽车电子单元的成倍数增加已经超出 CAN 或 FlexRay 等车

47、载网络的承载范围。2016年4月，IEEE批准了第一个车载以太网标准。车载以太网采用单对的非屏蔽双绞线及更小型的连接器进行信号传输，速率高达 100Mbit/s，这将大大降低车内连接成本和减少车内布线。车载以太网可以同时支持 AVB、TCP/IP、DOIP、SONIP等多种协议或不同应用形式。智能网联汽车 智能网联汽车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(人、车、路、云端等)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，并最终可实现替代人来操作的新一代汽车。“智能”的含义在于，通过车载终端、

48、智能手机、路侧设备等终端设备交换行人位置、运输出行、车辆数据和交通运行数据，被输入到自动驾驶的决策与控制系统，最终实现自动驾驶功能。随着人工智能、物联网、大数据、信息通信等技术的快速发展，汽车与电子、通信、互联网等领域加快融合,智能网联汽车作为汽车智能化和网联化的交集，已经成为全球新一轮产业竞争制高点。智能网联汽车交通运行数据运输出行数据反映道路交通管理和运行情况相关的数据，包括：交通标志、交通状况、道路性能、交通控制、道路基础设施、停车场数据、道路气象等数据人、货物、车辆等运输相关的数据，包括：行人、乘用车、公交车和商业车的出行数据智能网联汽车行人和车辆路测设备行人位置、运输出行、车辆数据和

49、部分交通运行数据交通运行数据交通运输管理云平台交通标志与交通控制指令等交通运行数据以及运输出行数据第第3 3章章 车联网的前世今生车联网的前世今生3.1 车联网的发展历程3.2 国际车联网发展规划3.3 国内车联网发展基础与现状美国车联网的发展规划l 车间通信技术选择p1999年，美国联邦通信委员会FCC将以5.9GHz为中心的75MHz的带宽分配给了DSRC作为车间通信专业频段。该频道有70个10MHz的信道和在一个在最底部预留的5MHZ的保护间隔。p2001年，选定IEEE802.11a作为DSRC的底层无线技术，并对802.11p标准进行了适应于车间通信的修订。p2002年，美国交通部与

50、整车企业开展了合作研究，对一系列的无线通信技术，包括DSRC，数字蜂窝系统、蓝牙、数字广播电视、IEEE802.11等进行评估测试，评估它们是否能否满足行车安全的通信需求。结果显示，基于802.11a的通信技术能够支持大多数行车安全应用。p美国交通部主导了多个安全驾驶测试项目，包括V2V驾驶应用测试（V2V Driver Acceptance Clinics）项目、美国安全驾驶模型（Safety Pilot Model Deployment）项目等。p2019年，美国交通部的公路交通安全管理局（NEITSA）立法提案：联邦机动车辆安全标准V2V协同通信（Federal Motor Vehicl