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1、智能运输系统概论智能运输系统概论（第三版）（第三版）普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材2121世纪交通版高等学校教材世纪交通版高等学校教材杨兆升杨兆升 于德新于德新 主编主编史其信史其信 高世廉高世廉 主审主审智能运输系统概论智能运输系统概论目目 录录n第第1111章章 先进的公共交通系统先进的公共交通系统n第第1212章章 先进的交通管理系统先进的交通管理系统n第第1313章章 城市交通信号控制系统城市交通信号控制系统n第第1414章章 电子收费系统电子收费系统n第第1515章章 高速公路交通事件管理系统高速公路交通事件管理系统n第第1616章章 应急指挥调
2、度系统应急指挥调度系统n第第1717章章 智能车辆与自动驾驶系统智能车辆与自动驾驶系统n第第1818章章 交通需求管理交通需求管理n第第1919章章 智能运输系统标准化智能运输系统标准化n第第2020章章 ITSITS评价评价智能运输系统概论智能运输系统概论第第1717章章 智能车辆与自动驾驶系统智能车辆与自动驾驶系统 概述概述17.1 世界智能车辆的研究与发展世界智能车辆的研究与发展17.2 基于视觉导航的智能车辆模糊逻辑控制基于视觉导航的智能车辆模糊逻辑控制17.3 典型智能车辆与自动驾驶系统介绍典型智能车辆与自动驾驶系统介绍17.4 研究动向分析与问题探讨研究动向分析与问题探讨17.5智
3、能运输系统概论智能运输系统概论17.1 概述概述ITSITS是是一一个个开开放放的的复复杂杂的的巨巨型型系系统统，各各国国各各地地区区的的研研究究侧侧重重点点有有所所不不同同，其其难难点点和和关关键键技技术术之之一一就就是是车车辆辆的的行行驶驶导航和自动驾驶导航和自动驾驶。德德国国戴戴姆姆勒勒-奔奔驰驰汽汽车车公公司司正正在在试试验验一一种种汽汽车车自自动动驾驾驶系统驶系统。日日本本研研制制了了一一套套包包括括交交通通信信息息、行行车车安安全全警警报报、行行车车自自控控和和自自动动驾驾驶驶、道道路路管管理理等等四四个个方方面面的的系系统统，从从总总体体上来说代表了目前世界上来说代表了目前世界汽
4、车智能技术汽车智能技术的最高水平。的最高水平。美美国国在在尝尝试试用用几几十十亿亿美美元元的的计计算算机机网网络络最最终终取取代代司司机机的的方向盘方向盘来驾驶汽车。来驾驶汽车。智能运输系统概论智能运输系统概论 概述概述17.117.217.317.417.5第第1717章章 智能车辆与自动驾驶系统智能车辆与自动驾驶系统 世界智能车辆的研究与发展世界智能车辆的研究与发展 基于视觉导航的智能车辆模糊逻辑控制基于视觉导航的智能车辆模糊逻辑控制 典型智能车辆与自动驾驶系统介绍典型智能车辆与自动驾驶系统介绍 研究动向分析与问题探讨研究动向分析与问题探讨智能运输系统概论智能运输系统概论17.2 世界智能
5、车辆的研究与发展世界智能车辆的研究与发展随随着着城城市市化化的的进进展展及及汽汽车车的的普普及及，交交通通环环境境日日趋趋恶恶劣劣，交交通通拥拥挤挤加加剧剧，交交通通事事故故频频发发，交交通通问问题题已已经经成成为为全球范围令人困扰的严重问题；全球范围令人困扰的严重问题；2020世世纪纪9090年年代代以以来来，计计算算机机、电电子子、图图像像处处理理等等技技术飞速发展。术飞速发展。智能车辆系统（智能车辆系统（Intelligent Intelligent Vehicle SystemVehicle System，简称，简称IVSIVS）智能运输系统概论智能运输系统概论17.2.1 智能车辆的
6、产生与发展智能车辆的产生与发展智智能能车车辆辆的的研研究究，追追根根溯溯源源，应应该该说说起起始始于于2020世世纪纪5050年年代代初初美美国国Barrett Barrett ElectronicsElectronics公公司司研研究究开开发发出出的的世世界界上上第第一一台台自自动动引引导导车车辆辆系系统统（Automated Automated Guided Guided Vehicle Vehicle SystemSystem，简称，简称AGVSAGVS）。）。研研制制AGVSAGVS的的目目的的是是为为了了提提高高仓仓库库运运输输的的自自动动化化水水平平，应用领域仅局限于应用领域仅局限
7、于仓库内的物品运输仓库内的物品运输。在在2020世世纪纪六六、七七十十年年代代，AGVSAGVS的的研研究究在在西西欧欧许许多多国国家家得到了迅速的发展，并将应用扩展到得到了迅速的发展，并将应用扩展到工业生产领域工业生产领域。进入进入2020世纪世纪8080年代年代，国外掀起了，国外掀起了智能机器人智能机器人研究热潮。研究热潮。智能运输系统概论智能运输系统概论17.2.2 智能车辆的研究方向智能车辆的研究方向从从世世界界各各国国相相关关研研究究成成果果来来看看，目目前前智智能能车车辆辆的的研研究究方向方向主要有以下几个方面：主要有以下几个方面：驾驶员行为分析（驾驶员行为分析（Driver Be
8、havior AnalysisDriver Behavior Analysis）环境感知（环境感知（Environmental PerceptionEnvironmental Perception）极极端端情情况况下下的的自自主主驾驾驶驶（Autonomous Autonomous Driving Driving on on Extreme coursesExtreme courses）规规范范环环境境下下的的自自主主导导航航（Autonomous Autonomous Navigation Navigation on on Nomal environmentNomal environment
9、）车车 辆辆 运运 动动 控控 制制 系系 统统（Vehicle Vehicle Motion Motion Control Control SystemsSystems）智能运输系统概论智能运输系统概论17.2.2 智能车辆的研究方向智能车辆的研究方向主动安全系统（主动安全系统（Active Safety SystemsActive Safety Systems）交交通通监监控控、车车辆辆导导航航及及协协作作（Traffic Traffic MonitoringMonitoring，Vehicle NavigationVehicle Navigation，and coordinationan
10、d coordination）车辆交互通信（车辆交互通信（Inter-Vehicle CommunicationsInter-Vehicle Communications）军事应用（军事应用（Military ApplicationsMilitary Applications）系统结构（系统结构（System ArchitecturesSystem Architectures）先进的安全车辆（先进的安全车辆（Advanced Safety VehiclesAdvanced Safety Vehicles）上上述述研研究究可可概概括括为为：控控、警警告告系系统统；半半自自主主式式车车辆辆控制系统
11、控制系统；自主车辆控制系统自主车辆控制系统。智能运输系统概论智能运输系统概论17.2.3 智能车辆的研究范围智能车辆的研究范围智智能能车车辆辆的的研研究究涉涉及及到到计计算算机机测测量量与与控控制制、计计算算机机视视觉觉、传传感感器器数数据据融融合合、车车辆辆工工程程等等诸诸多多领领域域，可可以以说说，智智能能车车辆辆的的研研究究是是计计算算机机视视觉觉与与计计算算机机控控制制研研究究在在车车辆辆工程上的综合。工程上的综合。1 1）计算机视觉）计算机视觉视视觉觉系系统统在在智智能能车车辆辆研研究究中中主主要要起起到到环环境境探探测测和和辨辨识识的的作作用用。将将计计算算机机图图像像信信息息与与
12、其其他他背背景景知知识识及及其其他他传传感感器器相相结结合合，能能快快速速提提取取复复杂杂环环境境中中的的有有用用信信息息，进进而而产生合理的产生合理的行为规划行为规划与与决策决策。智能运输系统概论智能运输系统概论17.2.3 智能车辆的研究范围智能车辆的研究范围2 2）传感器数据融合）传感器数据融合目目前前，在在智智能能车车辆辆领领域域，除除视视觉觉传传感感外外，常常用用的的还还有有雷达雷达、激光激光、GPSGPS等传感器。等传感器。雷雷达达系系统统可可以以得得到到计计算算机机视视觉觉技技术术比比较较难难以以解解决决的的检检测测对对象象的的距距离离信信息息，能能准准确确发发现现车车辆辆行行驶
13、驶环环境境中中存存在在的物体，在的物体，在恶劣环境条件恶劣环境条件下具有独特的优势。下具有独特的优势。激激光光系系统统可可以以得得到到车车辆辆的的瞬瞬时时车车辆辆速速度度信信息息及及精精确确的的车车辆辆与与前前方方车车辆辆的的距距离离信信息息，被被广广泛泛地地应应用用于于避避障障、超车超车、防碰撞系统防碰撞系统中。中。智能运输系统概论智能运输系统概论17.2.3 智能车辆的研究范围智能车辆的研究范围3 3）控制理论尤其是智能控制在智能车辆上的应用）控制理论尤其是智能控制在智能车辆上的应用为为实实现现智智能能车车辆辆对对路路径径的的稳稳定定跟跟踪踪，性性能能优优良良的的控控制制器器是是智智能能车
14、车辆辆必必不不可可少少的的部部分分，所所以以控控制制理理论论在在智智能能车辆上的应用是十分重要的。车辆上的应用是十分重要的。智智能能控控制制是是一一门门新新兴兴学学科科，人人们们目目前前认认为为其其包包括括递递阶阶控控制制系系统统、专专家家控控制制系系统统、模模糊糊控控制制系系统统、神神经经控控制制系统系统、学习控制系统学习控制系统五个方面。五个方面。真真正正的的意意义义上上的的智智能能车车辆辆只只有有在在计计算算机机技技术术和和智智能能控制技术控制技术充分发展的基础上才能成为可能。充分发展的基础上才能成为可能。智能运输系统概论智能运输系统概论17.2.4 智能车辆体系结构智能车辆体系结构智智
15、能能车车辆辆集集多多种种传传感感器器数数据据融融合合、视视觉觉信信息息处处理理、环环境境建模建模、导航导航、避障避障等功能于一体。等功能于一体。按按照照智智能能控控制制理理论论，智智能能车车辆辆系系统统是是一一个个分分层层递递阶阶的的集集散型控制系统散型控制系统，系统一般分为，系统一般分为智能级智能级、协调级协调级和和执行级执行级。智能运输系统概论智能运输系统概论目目前前，从从智智能能车车辆辆控控制制算算法法的的处处理理方方式式来来看看，可可分分为为串串行行、并行并行两种结构。两种结构。1 1）串行处理）串行处理单单CPUCPU结结构构、集集中中控控制制方方式式，即即用用一一台台功功能能较较强
16、强的的计计算算机实现全部控制功能。机实现全部控制功能。多多CPUCPU结结构构、分分布布式式控控制制方方式式，即即上上、下下位位机机二二级级分分布布式式结结构构。上上位位机机负负责责整整个个系系统统的的管管理理及及复复杂杂的的计计算算、处处理理等等功功能能，而而下下位位机机由由多多个个CPUCPU组组成成，每每个个CPUCPU具具体体复复责责某某一一特定的功能。特定的功能。17.2.4 智能车辆体系结构智能车辆体系结构智能运输系统概论智能运输系统概论2 2）并行处理）并行处理用用通通用用的的微微处处理理器器，构构成成并并行行处处理理结结构构，支支持持计计算算，实实现现复杂控制复杂控制策略策略在
17、线实时在线实时计算。计算。智智能能车车辆辆控控制制专专用用VLSVLSI I，能能充充分分利利用用智智能能车车辆辆控控制制算算法法的的并并行行性性，依依靠靠芯芯片片内内的的并并行行体体系系结结构构易易于于解解决决智智能能车车辆辆控制算法中大量出现的计算，能大大控制算法中大量出现的计算，能大大提高计算速提高计算速度。度。用用并并行行处处理理能能力力的的芯芯片片式式计计算算机机（如如TransputerTransputer、DSPDSP等等），构构成成并并行行处处理理网网络络（如如VaMoRs-PVaMoRs-P系系统统），其其下下位位机机由大约由大约6060个个TransputerTranspu
18、ter构成。构成。17.2.4 智能车辆体系结构智能车辆体系结构智能运输系统概论智能运输系统概论17.2.5 智能车辆技术的应用智能车辆技术的应用国家国家研究单位研究单位主要性能主要性能美国美国Carnegie Carnegie Mellon Mellon UniversityUniversity该该研研究究由由美美国国著著名名的的Delco Delco Electronics Electronics 公公司司捐捐资资赞赞助助。从从19861986年年至至19951995年年相相继继研研究究了了Navlab-Navlab5Navlab-Navlab5型型智智能能车车辆辆。其其中中Navlab5
19、Navlab5是是由由19901990年年问问世世的的PontiacPontiac运运动动跑跑车车改改造造的的，视视觉觉系系统统为为一一台台Sony Sony DXC-151ADXC-151A彩彩色色摄摄像像机机，其其自自主主驾驾驶驶主主要要指指控控制制转转向向轮轮。Navlab5Navlab5的的自自主主驾驾驶驶的的平平均均速速度度为为88.5km/h88.5km/h，还还首首次次进进行行了了横横穿穿美美国国大大陆陆的长途驾驶实验的长途驾驶实验日本日本丰田丰田（TOYOTATOYOTA）公）公司司该该研研究究由由日日本本丰丰田田公公司司进进行行，实实验验车车辆辆由由丰丰田田轿轿车车改改造造。
20、视视觉觉系系统统为为紧紧凑凑型型2/3 2/3 in.in.而而成成CCDCCD摄摄像像机机，安安装装在在后后视视镜镜左左侧侧。19931993年年进进行行普普通通高高速公路实验，实验车速为速公路实验，实验车速为60km/h60km/h智能运输系统概论智能运输系统概论17.2.5 智能车辆技术的应用智能车辆技术的应用国家国家研究单位研究单位主要性能主要性能德国德国慕慕尼尼黑黑德德国国联联邦邦 国国 防防 大大 学学（UBMUBM）和和奔奔驰驰公司公司从从2020世世纪纪8080年年代代初初期期开开始始研研究究，先先后后研研制制开开发发出出VaMoRsVaMoRs和和VaMoRs-PVaMoRs
21、-P两两种种实实验验车车。其其中中VaMoRsVaMoRs是是由由一一辆辆奔奔驰驰508D508D型型5t5t面面包包车车改改装装而而成成。该该车车视视觉觉系系统统由由4 4个个小小型型彩彩色色CCDCCD摄摄像像机机构构成成两两组组双双目目视视觉觉系系统统。19871987年年VaMoRsVaMoRs自自主主车车曾曾在在一一段段尚尚未未通通车车的的高高速速公公路路上上创创下下自自主主驾驾驶驶96km/h96km/h的的8080年年代代最最高高速速 度度。VaMoRs-PVaMoRs-P由由 一一 辆辆 豪豪 华华 型型 奔奔 驰驰500500（Mercedes Mercedes 500SEL
22、500SEL）改改装装而而成成。该该系系统统19951995年公布的最高时速达年公布的最高时速达130km/h130km/h法国法国帕帕斯斯卡卡大大学学和和标标致致雪雪铁铁龙龙汽汽车公司车公司实实验验车车为为一一辆辆标标致致小小汽汽车车。该该系系统统已已经经在在高高速速公公路路上上进进行行了了几几百百公公里里不不同同路路况况的的行行车车实实验验，最高车速达最高车速达130km/h130km/h智能运输系统概论智能运输系统概论17.2.5 智能车辆技术的应用智能车辆技术的应用国家国家研究单位研究单位主要性能主要性能美国美国Pennsylvania Pennsylvania UniversityU
23、niversity该该研研究究得得到到Honda Honda R&D R&D North North America America Inc.Inc.及及Honda Honda R&D R&D Company.Ltd,JapanCompany.Ltd,Japan资资助助，车车辆辆由由Honda Honda Accord Accord LX LX sedan sedan 改改造造而而成成，视视觉觉系系统统为为安安装装在在后后视视镜镜附附近近的的普普通通CCDCCD，该该系系统统曾曾于于19991999年年在在普普通通高高速速公公路路上上以以75Km/h75Km/h的的车车速速进进行过多次实验，效
24、果良好行过多次实验，效果良好日本日本Kumamoto Kumamoto UniversityUniversity该该项项研研究究由由日日本本KumamotoKumamoto大大学学计计算算机机科科学学系系智智能能车车辆辆课课题题组组进进行行，实实验验车车辆辆由由普普通通前前轮轮转转向向轿轿车车改改造造而而成成。该该车车视视觉觉系系统统为为一一1/2 1/2 in.in.彩彩色色CCDCCD。19981998年年该该车车在在普普通通公公路路及及高高速速公公路路上上进行过实验，实验车速为进行过实验，实验车速为72km/h72km/h智能运输系统概论智能运输系统概论17.2.5 智能车辆技术的应用智
25、能车辆技术的应用国家国家研究单位研究单位主要性能主要性能德国德国大大众众公公司司和和斯斯坦坦福福大学大学Passat Passat JuniorJunior和和Touareg Touareg StanleyStanley是是两两台台参参加加过过20052005及及20072007城城市市挑挑战战赛赛的的车车辆辆，展展示示了了斯斯坦坦福福大大学学和和大大众众汽汽车车研研究究的的高高智智能能无无人人驾驾驶驶技技术术。比比赛赛车车安安装装的的ACCACC（自自动动车车距距控控制制系系统统）、自自动动驻驻车车辅辅助助系系统统、侧侧向向辅辅助助系系统统、防防驾驾驶驶偏偏离离系系统统等等技技术术已已经经运
26、运用用在在包包括括帕帕萨萨特特CCCC、途途锐锐、辉辉腾腾等车型等车型上上。中国中国国国防防科科技技大学大学19921992年年，国国防防科科技技大大学学研研制制成成功功了了我我国国第第一一辆辆真真正正意意义义上上的的无无人人驾驾驶驶汽汽车车；20002000年年6 6月月，研研制制的的第第4 4代代无无人人驾驾驶驶汽汽车车试试验验成成功功，最最高高时时速速达达76km/h76km/h，创创下下国国内内最最高高纪纪录录；20032003年年7 7月月，和和中中国国一一汽汽联联合合研研发发的的红红旗旗无无人人驾驾驶驶轿轿车车高高速速公公路路试试验验成成功功，自自主主驾驾驶驶最最高高稳稳定定时时速
27、速130km/h130km/h，其其总总体技术性能和指标已经达到世界先进水平。体技术性能和指标已经达到世界先进水平。智能运输系统概论智能运输系统概论 概述概述17.117.217.317.417.5第第1717章章 智能车辆与自动驾驶系统智能车辆与自动驾驶系统 世界智能车辆的研究与发展世界智能车辆的研究与发展 基于视觉导航的智能车辆模糊逻辑控制基于视觉导航的智能车辆模糊逻辑控制 典型智能车辆与自动驾驶系统介绍典型智能车辆与自动驾驶系统介绍 研究动向分析与问题探讨研究动向分析与问题探讨智能运输系统概论智能运输系统概论17.3.1 计算机视觉计算机视觉导航的优点导航的优点视觉导航视觉导航与其他传感
28、器相比，具有很多与其他传感器相比，具有很多优点优点：视视觉觉导导航航能能提提供供更更丰丰富富的的信信息息，如如导导航航路路径径的的方方位位偏偏差差、侧侧向向偏偏差差、弧弧形形弯弯道道、各各种种标标识识等等，这这不不仅仅使使相相关关传传感感器器系系统统简简单单、经经济济，而而且且使使控控制制器器的的设设计计更更加加灵灵活方便活方便；用用视视觉觉导导航航时时，导导航航路路径径铺铺设设、更更改改都都相相对对来来说说更更加加容易容易，从而使导航，从而使导航成本成本大大大大降低降低；视视觉觉导导航航能能更更加加容容易易地地提提供供车车辆辆行行车车环环境境的的障障碍碍物物信息信息，从而使车辆，从而使车辆避
29、障更加容易避障更加容易。智能运输系统概论智能运输系统概论17.3.2 条形状路标检测算法条形状路标检测算法图像预处理图像预处理由由于于路路面面情情况况复复杂杂，存存在在着着大大量量干干扰扰因因素素，如如多多种种多多样样的的光光照照条条件件、阴阴影影、杂杂物物、行行人人车车辆辆、路路面面不不平平整整、路路标标受受到到污污染染及及破破损损等等，最最终终输输出出的的数数字字图图像像质质量量或或多多或或少少有有所所降降低低，因因此此需需要要对对数数字字图图像像中中的的噪噪声声给给予予去去除除和和修修正正，以改善图像质量。以改善图像质量。另另外外，为为了了增增强强对对图图像像的的分分析析和和识识别别能能
30、力力，还还需需要要突突出出有用信息有用信息，剔除剔除图像中其他景物内容的图像中其他景物内容的干扰干扰。智能运输系统概论智能运输系统概论17.3.2 条形状路标检测算法条形状路标检测算法图像预处理图像预处理从从功能上功能上可以将可以将数字图像处理数字图像处理划分为三大类，即：划分为三大类，即：（1 1）像质改善像质改善，如图像锐化、平滑、复原、校正等；，如图像锐化、平滑、复原、校正等；（2 2）图图像像分分析析，如如边边缘缘与与线线的的检检测测、区区域域分分割割、形形状状特征测量等；特征测量等；（3 3）图图像像重重建建，如如投投影影图图像像重重建建、利利用用对对象象生生成成立立体体像、全息图生
31、成等。像、全息图生成等。智能运输系统概论智能运输系统概论17.3.2 条形状路标检测算法条形状路标检测算法图像平滑图像平滑图图像像平平滑滑属属低低通通滤滤波波图图像像处处理理，其其目目的的是是保保留留图图像像空空间间频率的频率的低频低频部分，部分，减少减少图像的图像的高频高频部分。部分。低低通通滤滤波波可可以以降降低低图图像像中中的的视视觉觉噪噪声声，同同时时去去除除图图像像中中的的高高频频成成分分后后，图图像像中中那那些些不不明明显显的的低低频频成成分分就就更更容容易易显显现了。现了。如如何何在在保保护护图图像像边边缘缘信信息息的的同同时时去去除除噪噪声声也也是是选选取取滤滤波波方法时应重点
32、考虑的问题。方法时应重点考虑的问题。智能运输系统概论智能运输系统概论17.3.3 模糊逻辑控制特点模糊逻辑控制特点模模糊糊逻逻辑辑控控制制是是基基于于模模糊糊推推理理，模模仿仿人人的的思思维维方方式式，对对难难以以建建立立精精确确数数学学模模型型的的对对象象实实施施的的一一种种控控制制。是是模模糊糊数数学学同同控控制制理理论论相相结结合合的的产产物物，同同时时也也构构成成了了智智能能控控制制的的重要组成部分。重要组成部分。模糊逻辑控制的突出特点模糊逻辑控制的突出特点（1 1）系统的设计）系统的设计不要求不要求知道被控对象的知道被控对象的精确数学模型精确数学模型，只需要提供现场操作人员的只需要提
33、供现场操作人员的经验知识及操作数据经验知识及操作数据。（2 2）控制系统的）控制系统的鲁棒性强鲁棒性强，适应于解决常规控制难以解，适应于解决常规控制难以解决的决的非线性、时变及滞后系统非线性、时变及滞后系统。智能运输系统概论智能运输系统概论17.3.3 模糊逻辑控制特点模糊逻辑控制特点 模糊逻辑控制系统的基本组成部分模糊逻辑控制系统的基本组成部分模糊规则库模糊规则库模糊推理机模糊推理机模糊产生器模糊产生器模糊消除器模糊消除器 模糊消除方法模糊消除方法重心法重心法最大隶属度法最大隶属度法系数加权平均法系数加权平均法隶属度限幅元素平均法隶属度限幅元素平均法智能运输系统概论智能运输系统概论 概述概述
34、17.117.217.317.417.5第第1717章章 智能车辆与自动驾驶系统智能车辆与自动驾驶系统 世界智能车辆的研究与发展世界智能车辆的研究与发展 基于视觉导航的智能车辆模糊逻辑控制基于视觉导航的智能车辆模糊逻辑控制 典型智能车辆与自动驾驶系统介绍典型智能车辆与自动驾驶系统介绍 研究动向分析与问题探讨研究动向分析与问题探讨智能运输系统概论智能运输系统概论17.4.1 典型系统介绍典型系统介绍 CMU的的Navlab5系统系统继继19861986年年改改装装Navlab Navlab 1 1，19901990年年改改装装 Navlab Navlab 2 2之之后后，于于19951995年建
35、立了全新的年建立了全新的智能车实验床智能车实验床Navlab5Navlab5。计算机系统计算机系统传感器传感器系统系统视视觉觉系系统统传传感感器器为为一一台台Sony Sony DXC-151ADXC-151A彩彩色色摄摄像像机机，配配Pelco Pelco TV8ES-1TV8ES-1自自动动光光圈圈手手动动聚聚焦焦镜镜头头；差差分分GPSGPS系系统统一一套套；陀陀螺螺仪仪为为AndrewAndrew公公司司生生产产的的具具有有数数字字输输出出的的光光纤纤阻尼陀螺阻尼陀螺。车体控制与安全监控系统车体控制与安全监控系统自主驾驶实验自主驾驶实验智能运输系统概论智能运输系统概论17.4.1 典型
36、系统介绍典型系统介绍 VaMoRs-P系统系统德德国国联联邦邦国国防防大大学学与与奔奔驰驰汽汽车车公公司司合合作作，从从2020世世纪纪8080年年代代初初期期开开始始此此项项研研究究，先先后后研研制制开开发发出出VaMoRsVaMoRs和和VaMoRs-PVaMoRs-P（或（或VaMPVaMP）两种实验车）两种实验车。计算机计算机系统系统由由基基于于TransputerTransputer的的并并行行处处理理单单元元和和两两台台PC-486PC-486组组成成基基于于TransputerTransputer的的处处理理单单元元，由由大大约约6060个个TransputerTranspute
37、r构成构成。传感器系统传感器系统4 4个个小小型型彩彩色色CCDCCD摄摄像像机机，构构成成两两组组主主动动式式双双目目视视觉觉系统；系统；智能运输系统概论智能运输系统概论17.4.1 典型系统介绍典型系统介绍 VaMoRs-P系统系统传感器系统传感器系统3 3个个惯性线性加速计惯性线性加速计和和角度变化角度变化传感器传感器；测速测速表表及及发动机状态测量仪发动机状态测量仪。自主驾驶自主驾驶实验实验VaMoRs-PVaMoRs-P系系统统也也已已在在高高速速公公路路和和普普通通标标准准公公路路上上进进行行了了大大量量实实验验。实实验验内内容容包包括括跟跟踪踪车车道道线线，躲躲避避障障碍碍，以以
38、及及自自动动超超车车等等。并并利利用用自自适适应应控控制制进进行行纵纵向向及及横横向向自自主方式主方式一般行为实验。一般行为实验。该该系系统统19951995年年公公布布的的最最高高时时速速可可达达130km/h130km/h，1991996 6年年已提高到已提高到160km/h160km/h。智能运输系统概论智能运输系统概论17.4.1 典型系统介绍典型系统介绍 Peugeot系统系统法法国国帕帕斯斯卡卡大大学学自自动动化化与与电电子子材材料料科科学学实实验验室室与与D.R.A.SD.R.A.S雪雪铁铁龙龙（CitroenCitroen）技技术术中中心心合合作作，联联合合研研制制了了另另一个
39、一个功能简单功能简单却却颇具特色颇具特色的的智能车辆辅助导航系统智能车辆辅助导航系统。该系统完成的是相对简单的该系统完成的是相对简单的安全警告安全警告与与辅助导航功能辅助导航功能。系统的警告决策模块系统的警告决策模块规定了下述规定了下述4 4个个基本条件基本条件：（1 1）车体必须在）车体必须在限定的车道线限定的车道线范围内运动。范围内运动。（2 2）车体必须保持如下的）车体必须保持如下的安全距离安全距离SDSD。（3 3）车体方位车体方位必须保持必须保持正确。正确。（4 4）车体的）车体的轨迹轨迹曲率曲率必须必须保持正确保持正确。智能运输系统概论智能运输系统概论17.4.2 系统特点分析系统
40、特点分析由由于于上上述述3 3个个系系统统的的应应用用背背景景均均为为高高速速公公路路或或标标准准等等级级公路，故其公路，故其视觉处理系统视觉处理系统具有些具有些值得值得注意注意共同共同特点特点：以以CCDCCD摄像机摄像机（cameracamera）作为惟一的）作为惟一的视觉视觉传感器传感器。普普遍遍采采用用视视觉觉窗窗口口技技术术，仅仅处处理理感感兴兴趣趣区区域域的的局局部部信信息。息。均具备不同程度的均具备不同程度的快速自适应快速自适应功能功能。智能运输系统概论智能运输系统概论第第1717章章 智能车辆与自动驾驶系统智能车辆与自动驾驶系统 概述概述17.117.217.317.4 世界智
41、能车辆的研究与发展世界智能车辆的研究与发展 基于视觉导航的智能车辆模糊逻辑控制基于视觉导航的智能车辆模糊逻辑控制 典型智能车辆与自动驾驶系统介绍典型智能车辆与自动驾驶系统介绍17.5 研究动向分析与问题探讨研究动向分析与问题探讨智能运输系统概论智能运输系统概论17.5 研究动向分析与问题探讨研究动向分析与问题探讨研究动向与发展研究动向与发展趋势：趋势：研究背景民用化研究背景民用化系统系统结构轻型化结构轻型化研究研究成果实用化成果实用化产权双方协作化产权双方协作化智能运输系统概论智能运输系统概论17.5 研究动向分析与问题探讨研究动向分析与问题探讨未解决的问题：未解决的问题：上上述述系系统统的的
42、实实验验主主要要集集中中在在高高速速公公路路上上，普普通通公公路路或或市区道路则相对较小市区道路则相对较小。系系统统的的实实验验成成功功率率对对道道路路与与车车道道线线的的标标志志依依赖赖较较强强，在在非良好或恶劣条件非良好或恶劣条件下仍有一些误检与漏检的下仍有一些误检与漏检的情形。情形。目目前前智智能能车车辆辆自自主主驾驾驶驶其其自自主主程程度度仍仍有有某某些些局局限限性性。自主自主驾驶与人工驾驶的界定和区分方法也值得探讨。驾驶与人工驾驶的界定和区分方法也值得探讨。现现有有系系统统的的硬硬件件平平台台尽尽管管在在轻轻型型实实用用方方面面已已有有明明显显的的进进步步，但但无无论论在在袖袖珍珍性性、通通用用性性，还还是是用用户户的的可可承承受受性性方方面，仍需要做进一步的改进。面，仍需要做进一步的改进。