智能网联汽车环境感知技术研究_付智珍.pdf
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1、 年第 期智能网联汽车环境感知技术研究付智珍(广东省岭南工商第一技师学院,广东 广州 )摘要:智能网联汽车搭载环境感知系统的重要性在于:能够对与行车安全有关的环境、物体、生物等进行感知、识别、追踪,为车主提供安全指导,最终目的是降低安全事故发生率。现阶段的智能网联汽车感知技术能够对道路、车辆周边物体、车辆行驶状态、驾驶环境进行有效、深度感知。在此基础上,本文从惯性元件、超声波雷达设备两个方面,对智能网联汽车的环境感知技术展开分析,希望为从业者提供一定的参考。关键词:智能网联汽车;环境感知系统;超声波雷达中图分类号:文献标识码:文章编号:()(,):,:;作者简介:付智珍(),女,汉族,广东英德
2、人,汽车技术讲师,硕士,研究方向:汽车技术。引言应用于智能网联汽车的环境感知技术是指在智能网联汽车中安装多种智能传感设备,搭载 通信技术,能够使汽车在行驶过程中自动对道路情况、周围车辆、附近有无行人、重点交通标志、交通信号灯提示信息等进行检测和识别。应用这项技术后,智能网联汽车的驾驶辅助系统、自动驾驶系统的性能更加优越,能够大幅度提高智能网联汽车的行车安全并准确地到达目的地。总体而言,针对这种技术及构成的系统展开深入分析具有重要意义。智能网联汽车环境感知系统的应用重要性从某种程度上来看,“感知”的本质是“捕捉信号”,之后需要对信号中隐藏的信息进行解读。有丰富开车经验的人都有可能遇到一种情况:在
3、上车之前检查车况及周围环境时并没有发现任何异常,但进入车内到启动车辆的短时间内,车辆周围便可能出现突发情况。比如有体型瘦小的猫狗、小孩子会突然出现在车辆周围并恰好处于车内人的盲区,在车内人不查之下最终引起事故。此外,新闻媒体还曾报道过一起悲剧事件 一对夫妻靠开大货车拉货为生。某天中午,夫妻二人吃完午饭之后感到困顿,便决定睡午觉之后发车。其中一人为了纳凉,在车辆未启动时钻到了车头与车厢连接处的下方,整个身体大部分进入车底,导致车头内的人根本无法察觉。最终的结果是,另一人没有发现这一情况,在启动车辆后直接对车底之人造成了碾压,引发了悲剧。从上述案例中可知,司机在驾驶车辆的任何阶段都有可能突然遭遇意
4、想不到的情况。对很多老司机而言,由于自身经验丰富,有可能提前排除安全隐患;但对于一些经验欠缺以及新手司机来说,这些隐患轻则造成财产损失,重则引起恶性交通事故,最终结果都不是人们希望看到的。基于此,在汽车中设置环境感知系统,由多个具有感知功能的设备对特定的环境信号进行捕捉,之后将相关信息提前显示在车载智能控制系统中,能够为司机提供巨大的帮助,有助于降低驾驶过程中各类恶性事故的发生率。智 能 网 联 汽 车 环境 感 知系 统的 主要 感 知对象智能网联汽车环境感知系统主要针对下列内容进行感知。()道路。车辆行驶过程中,路况信息的重要性无需赘述。环境感知系统主要对道路是否是结构化道路进行识别。针对
5、结构化道路,主要感知对象是道路的边界以及各种各样的车道标识线;针对非结构化道路,主要感知对象是能够使车辆正常通过的路径。()车辆周边的物体。包括车辆在内的几乎所有交通工具均具有“严重排外”性,即交通工具处于启动状态时,周围一定范围(包括安全范围和视觉盲区)内不应有任何物体与之接触,任何违背这一原则的行为都是安全隐患,随时可能引起恶性事故。因此,车载环境感知系统需要对车辆本身、周围有无行人、附近一定范围内地面上可能影响车辆正常通行、干扰安全驾驶的多种处于移动状态或静DOI:10.19475/ki.issn1674-957x.2023.13.036内燃机与配件 止状态的物体进行感知。除此之外,在车
6、辆行驶过程中,感知系统还需要对“映入眼帘”的交通标志以及交通信号灯进行感知。()车辆的行驶状态。感知系统首先需要对驾驶员的状态进行监测,其次需要对本车以及周边车辆的行驶状态进行感知。()驾驶环境。道路是否平整、有无缺陷、是否存在拥堵情况、出发地与目的地道路沿线的天气状况等均属于驾驶环境感知范围内的重要对象。总体来看,对智能网联汽车来说,核心感知对象可谓“五花八门”,以车辆、行人、交通标志、交通信号灯、车道标线为主。系统在感知过程中,需要对车辆本身、车内人员及车外人员的运动状态、静止状态进行感知识别、跟踪监测。针对行驶环境的感知要求为:针对静态物体进行识别,获得其中信息即可;针对处于移动状态的对
7、象完成感知后,需对这些对象的移动轨迹、实时位置等进行追踪,最终对其下一步的位置完成提前判断,从而保证行车安全。智能网联汽车环境感知主要设备及信号传输技术 惯性元件环境感知系统中的惯性元件以车轮转速传感器、汽车加速度传感器、转向盘传感器、陀螺仪等元器件为代表。这些传感设备会将车辆行驶过程中的有关信息传递给感知系统,从而对车辆的行驶状态进行实时了解。超声波雷达设备 超声波雷达必须具备的性能本文围绕智能网联汽车环境感知系统中的超声波雷达进行分析。这种设备的主要作用是在车辆倒车的过程中,对车尾一定范围内有无干扰物进行探测,故超声波雷达又被称为“倒车雷达”,其工作原理如图所示。如要使超声波雷达长效发挥感
8、知作用,必须具有以下几个特点:其一,超声波雷达的频率应该具有相对固定性。现阶段,已 经 得 到 广 泛 应 用 的 专 用 超 声 波 雷 达 频 率 包 括 、。随着频率的提升,雷达探测范围也会随之扩大。其二,超声波雷达的整体结构必须尽量简单化,体积应尽量较小。这样设计的目的是,一方面,将雷达成本尽可能控制在较低水平;另一方面,使倒车过程中对环境信息的感知预处理过程简单化,最终提高可靠性。其三,超声波雷达的感知灵敏度应该具有针对性 对自然环境的温度、湿度、天气变化的敏感性应该尽量较低,只有如此才能有效抵抗自然环境对感知过程造成的干扰;在车库等相对封闭或是“一片漆黑”的环境下,雷达的探测感知功
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