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智能网联教学用车方案

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发表于 2020-7-14 09:03:00 | 显示全部楼层 |阅读模式
智能网联教学用车方案
一、功能描述
1、自动驾驶智能车采用全套自主开发的自动驾驶软件,传感器应用涉及摄像头、激光雷达、毫米波雷达、超声波雷达、GPS/IMU;功能算法主要为感知算法及障碍物行为预测;定位算法采用激光定位为主,RTK定位为辅的方式,避免楼宇、树木对信号遮蔽进而影响车辆运行;可满足人车混流路况的定制化规划控制算法。
2.规划控制单元针对汽车自动驾驶开发的多传感器融合计算平台,采用一体化设计,L3/L4自动驾驶产品需求而设计,主要功能包括以下几个方面:1)满足多路摄像头输入和自动驾驶视觉识别计算需求、自动泊车数据处理能力;2)满足前置激光点云处理计算能力;3)满足多路毫米波雷达输入和数据处理能力;4)满足12路超声波雷达输入和数据处理能力;5)内置IMU处理能力;6)满足目标融合、组合定位、决策规划处理能力;7)满足车辆数据接入和数据处理能力;8)满足车辆控制的多通道控制总线及处理能力;9)系统设置、标定功能;10)系统故障诊断功能;11)系统及软件升级功能。
3、深度学习单元采用一体化设计,在计算平台上实现的高性能,低成本,低功耗的视觉环境感知解决方案,对复杂场景进行像素级、结构化的语义感知。
4.自动驾驶算法软件包括全套感知、融合、规划、控制软件,并有大量相关功能性软件。功能软件通过模块化的方式编写,并用API接口相互联系,构成整体自动驾驶软件系统。开放相关的API接口,高校可自由编写相关功能模块的代码,替换原代码后在仿真平台或实车验证。算法原型使用matlab或python来编写,于仿真平台上验证,并在最后转化成C/C++代码,并编译运行。
5、自动驾驶智能车软件应包括如下内容:
功能类
功能项
描述
设置
参数设置
运行参数可通过数据接口进行写入
控制接口
自动驾驶功能开启前,可人工对车辆进行操控
运行参数远程升级
可远程升级运行参数
线路地图下载
可远程升级线路地图信息
行驶
远程启动
管理平台远程启动车队系统
本地启动
设置自动驾驶功能启动按钮
行驶速度
最高15km/小时
路面物体识别
识别行人、车辆等障碍物
道路标志识别
识别红路灯、车道线路面指示标志
路面物体行为分析
分析路面物体信息,判断其对车辆行驶将造成影响
决策规划
对通过人工智能技术,计算车辆行驶最优路径
障碍规避
通过决策控制系统控制车辆行止动作,进行障碍物避让
障碍绕行
小区域路面障碍物绕行功能,保证车辆持续运行
定位
GNSS定位
使用多频卫星定位系统
RTK定位
融合RTK技术获得厘米级的定位精度
惯性定位
防止卫星信号跳变
激光SLAM定位
车辆可行驶于卫星定位信号丢失区域
安全
安全提醒
判断出有障碍物妨碍车辆行驶时,使用喇叭及大灯进行提醒
自动驾驶功能退出1
设置功能退出按钮
自动驾驶功能退出2
踩刹车自动驾驶功能退出
自动驾驶功能退出3
猛打方向盘自动驾驶功能退出
紧急情况
紧急停车
设置紧急停止按钮,按钮以难以被误触的方式设计
紧急停车提醒
紧急停止时,车内蜂鸣器响起警报,音箱及显示屏做相应播报,双闪灯打开
二、车辆选型1.电动观光车
自动驾驶系统配置清单:
序号
名称
规格
数量
备注
1
线控电动车辆
采用线控底盘可控制油门、转向、刹车
1
2
前置摄像头
交通灯、车道线识别
1
3
16线激光雷达
障碍物检测
2
4
组合定位单元
GNSS定位、RTK、IMU、4G通信
1
5
域控制器
识别、融合、规划、控制实现
1
6
支架及线束
安装激光雷达,摄像头等
1
7
自动驾驶软件
集成 深度学习物体识别算法、组合定位算法、高精地图数据采集软件、车辆行驶决策规划算法等;主要实现功能为能避障停车,识别交通灯,人员接驳。
1
车体参数
动力传动系统
无级变速三相交流
转向系统
齿轮齿条式转向系统,有自动调节间隙使方向车动轻便的功能,方便灵活
前桥及悬挂
麦弗逊式独立悬挂,螺旋弹簧+筒式液压减震
后桥及悬挂
电机直连式整体后桥,后阻尼减震器
制动系统
液压双回路前碟后鼓式制动,带机械式驻车(手刹)
轮胎
145/70R12真空子午胎
额定乘员
6-8人
外形尺寸长*宽*高
3700×1380×1850mm
整车装备质量
860kg
轴距
2965mm
最小离地间隙
150mm
初速20km/h制动距离
≤4m
充电输入电压
220v
最大行驶速度
≤38KM/H
续驶里程(满载)
100KM
最大爬坡度(满载)
≤25%
最小转弯半径
≤5m
冷暖空调(选装)
800W
2.威马EX5
自动驾驶系统配置清单:
序号
名称
数量
可实现功能
1
线控系统
1
使威马EX5具备专业级的线控能力,线控性能对标林肯MKZ控制延时稳定性好、质量可靠
2
前置摄像头
1
实现障碍物检测、车道线识别、红绿灯标志识别
可实现车道保持、AEB等功能
3
速腾聚创16线激光雷达
1
实现障碍物检测,激光SLAM定位
4
毫米波雷达
1
实现障碍物检测
5
超声波雷达
1
实现自动泊车、障碍物检测
6
组合定位单元
1
提供车道级的位置定位。
7
车规级域控制器
1
包含全套自动驾驶算法,包含障碍物识别、目标融合、决策规划、运动控制功能。
、部分传感器资料


序号
设备名称
品牌型号
技术参数
1
激光雷达
速腾聚创
RS-LiDAR-16
线束: 16
波长: 905nm
激光等级: Class1
精度: ±2cm(典型值)
测距能力: 0.2m ~ 150m (目标反射率20%)
出点数: ~300,000pts/s (单回波)
出点数: ~600,000pts/s (双回波)
垂直视场角: -15° ~ +15°
垂直角分辨率: 2.0º
水平视场角: 360º
水平角分辨率: 0.1º / 0.2º / 0.4º
转速: 300/600/1200rpm (5/10/20Hz)
工作电压: 9-32VDC
产品功率: 9w(典型值)
防护安全级别: IP67
工作温度: -30 ~ +60°C
尺寸: H:82.7mm*φ:109mm
重量: 0.84kg(不包含数据线)
UDP数据包内容: 三维空间坐标、反射率、PPS同步的时间戳等
数据接口: 100Mbps以太网
2
毫米波雷达
正扬电子
KUSLRR-200
标探测目标类型:静止及运动目标(墙壁、树木、机动车、摩托车、自行车、行人、畜等)
工作模式:FMCW2D-FFTCS
工作频率范围:76GHz-77GHz
EIRP:≤35dBm
水平FOV:±45° 短距离(<=60m);±9° 长距离(>60m
垂直FOV8°
探测距离范围:1m ~ 175m
距离测量精度:±0.5m
距离分辨率:≤0.5m
相对速度范围:-56m/s ~ +28m/s(-200km/h ~ +100km/h)
速度测量精度:±0.3m/s
角度测量精度:±0.5°
最大目标跟踪数量:643216
数据输出刷新率:≤50ms
3
超声波雷达
工作电压 DC3.0-5.5V
工作电流:小于 8mA
探头频率:40kHz
最远射程:600cm
最近射程:20cm
远距精度:±1cm
分辨率:1mm
测量角度:75
4
车规级
域控制器
EC-GC200
基本功能
l 满足6路摄像头输入和自动驾驶视觉车道线检测、红绿灯检测等算法需求;
l 满足两路16线激光点云处理计算能力;
l 可接入处理组合定位单元数据的能力;
l 满足自动见识目标融合、组合定位、决策规划处理能力;
l 可接入处理车辆数据接入和数据处理能力;
l 可接入处理运动控制算法及2通道CAN总线能力;
l 满足系统设置、传感器标定功能;
l 系统及软件升级功能。
参数
操作系统        Linux
型号        2* R-Car H3
配置        4Arm® Cortex®-A57 1.5G
4Arm® Cortex®-A53 1.2G
2Arm® Cortex®-R7
ROM        16GB
RAM        8GBLPDDR4
SD        支持>8GB
工作电压        936VDC输入,兼容12V/24V电源系统
5
组合定位单元
EC-MU101
基本功能
l GNSS 模块:支持 RTK 模式、GNSS 单点模式、三模七频定位方式(GPSBDSGLANESS);支持单天线、双天线航向对准
l 惯性测量单元:三轴数字陀螺仪、三轴数字加速度计
l 4G 模块:支持全网通七模十三频
l 主处理器:ARM A7 4 核、64 位数据带宽
参数
操作系统          Linux
通讯模块          4G 全网通 2G,3G,4G 全频段天线
GNSS          单点定位、RTK 定位:
          RTK 定位精度:2cm+1ppm(RMS)
          单点定位精度:1.5m(RMS)
          冷启动:<30
          热启动:<3
以太网          1 路以太网,标准 RJ45 接口
CAN          2 CAN
天线          外置 (4G\GNSSS\ WIFI\BT)
SIM     卡接口        标准 SIM 卡接口
设计标准        关键器件车规级标准
防护等级        IP43
、实训目标
通过自动驾驶实训室建设能够满足自动驾驶车辆编程、系统调试、以及设备的安装与调试实训教学。通过实训使学生掌握工业机器人应用的以下技能:
1) 熟悉自动驾驶应用系统的基本组成;
2) 掌握自动驾驶软件编程与调试的基本能力;
3) 熟练掌握自动驾驶控制器的使用方法与技巧;
4) 熟练掌握深度学习单元编程与示教功能;
5) 掌握自动驾驶智能车安全使用规范;
6) 掌握自动驾驶传感器感知系统的编程与调试方法;
7) 掌握自动驾驶传感器融合系统的编程与调试方法;
8) 掌握自动驾驶传感器规划系统的编程与调试方法;
9) 掌握自动驾驶传感器控制系统的编程与调试方法。
、实训项目
1) 自动驾驶系统的基本认识实训;
2) 自动驾驶硬件结构认识;
3) C++于Linux系统下的自动驾驶应用实训;
4) 自动驾驶智能车 IO 通信及应用;
5) 自动驾驶数据应用实训;
6) 传感器的安装与调试实训;
7) 自动驾驶传感器感知系统的编程与调试方法实训;
8) 自动驾驶传感器融合系统的编程与调试方法实训;
9) 自动驾驶传感器规划系统的编程与调试方法实训;
10) 自动驾驶传感器控制系统的编程与调试方法实训。
11) 自动驾驶整车调试实训。

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