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,为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 | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 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 | | | | | | | | | | | 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: | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 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。 | | |
车体参数 | | | 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 | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
2.威马EX5 自动驾驶系统配置清单: 序号 | | | | | | | 使威马EX5具备专业级的线控能力,线控性能对标林肯MKZ,控制延时低、稳定性好、质量可靠 | | | | 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 | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 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。 |
三、部分传感器资料
| | | | | | | 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 | | | | 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:FMCW、 2D-FFT(CS) 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FOV:8° 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:64, 32, 16 数据输出刷新率:≤50ms | | | | 工作电压 DC: 3.0-5.5V 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 度 | | | | 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 4核Arm® Cortex®-A57 1.5G 4核Arm® Cortex®-A53 1.2G 2核Arm® Cortex®-R7 ROM 16GB RAM 8GB,LPDDR4 SD卡 支持>8GB 工作电压 9~36VDC输入,兼容12V/24V电源系统 | | | | 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(GPS、BDS、GLANESS);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 秒 热启动:<3 秒 以太网 1 路以太网,标准 RJ45 接口 CAN 2 路 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 |
四、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。 五、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) 自动驾驶智能车的 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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