02-2第二章-视觉传感器在智能网联汽车中的应用

课后习题：第一章1、智能网络汽车是如何定义的？答：智能网联汽车( Intelligent and Connected Vehicle，ICV) 是指搭载先进的车载传感器、控制器、执行器等装置，融合车联网、5G和V2X 等现代通信与网络技术，实现车与X ( 车、路、人、云等) 智能信息交换、共享，并逐渐具备复杂环境感知、智能决策、协同控制等功能，且可实现安全、高效、舒适、节能行驶，最终实现无人驾驶目标的新一代汽车2、我国将汽车自动驾驶分成几个级别？答：0级应急辅助、1级部分驾驶辅助、2级组合驾驶辅助、3级有条件自动驾驶、4级高度自动驾驶、5级完全自动驾驶3、智能网络汽车包括哪些关键技术？答：从功能角度上,智能网联汽车包括环境感知系统、定位导航系统、路径规划系统、运动控制系统、先进辅助驾驶系统、无线通信和车载网络系统等。

从技术角度上,智能网联汽车由环境感知层、智能决策层、控制和执行层组成。

第二章1.我国发展车联网的优势体现在哪几方面?答：（1）中国汽车市场规模全球第一，汽车网联及智能服务要求的逐渐提高为我国车联网产业的规模化发展提供了机遇；（2）互联网和通信行业的技术能力和服务经验为我国车联网普及奠定了坚实的基础；（3）国家政府的大力支持。

2.车联网的基本框架包括哪几部分?各自的作用是什么?答：（1）主要包括车载系统、路侧系统和通信系统。

（2）车载设备子系统主要包括车载传感器、处理器，实现环境信息的获取和处理。

路侧设备子系统主要包括路侧传感器、边缘服务器和远端服务器，采集道路上交通参与者的状态信息。

通信子系统：由车载通信模块、移动通信基站、路侧通信模块以及其他通信设施构成，实现车、路、云三端之间的信息传递。

3.C-V2X相比于DSRC有什么优势?答：（1）覆盖范围更广，DSRC技术限于短距离信息传输，而C-V2X 长短程均可覆盖；（2）技术性能更好，DSRC技术当网络拥塞时，可靠性较低，而C-V2X在网络拥塞时可利用公网进行调度；（3）C-V2X 相比于DSRC成本更低。

随着计算机、电子芯片、网络通讯技术在自动控制系统的普及应用，加之能源危机、环境保护和交通智能化发展的需求，汽车技术也由传统的内燃机汽车向电动化、智能化、网联化和共享化的智能网联汽车方向发展。

传感器作为汽车感知控制部件，是实现汽车智能驾驶的关键技术，其应用类型和技术特性也随着汽车技术的变化而不断发展，传感器技术的发展将对推动智能网联汽车产业化产生决定性作用，是当前世界各国汽车产业的重要战略发展目标。

1　传感器在汽车中的应用人类通过眼睛、耳朵、皮肤等感觉器官获取外界信息，并把这些信息传递给大脑，大脑根据信息进行分析判断，然后控制我们的肌体做出反应。

汽车传感器相当于汽车的五官和皮肤，把需要检测的各类信息识别感测后，按照一定规律转换成汽车控制电脑（ECU）能接收的电信号，ECU根据这些信号进行分析处理，控制汽车的执行元件产生相应动作。

在内燃机汽车的发动机控制系统中，空气流量传感器和进气压力传感器用来检测发动机的进气量，节气门位置传感器判断发动机的工况，凸轮轴位置传感器和发动机转速传感器用来控制发动机的喷油和点火等，此外还有进气温度传感器、冷却液温度传感器、氧传感器、爆震传感器等提供信息使发动机控制系统及时调整喷油量、喷射时间、点火时刻等。

在新能源汽车的动力控制中，传感器主要用于对动力电池电压、电流和温度的监控及驱动电机的转速和相位控制，常用的传感器类型有霍尔式电流传感器，热电偶、热敏电阻和IC集成电路温度传感器，基于电磁、霍尔、光电等原理的转速传感器和相位传感器。

在汽车底盘控制系统中，传感器被大量应用在自动变速器控制、转向控制、悬架控制和制动控制中。

常用的传感器有基于电磁、霍尔、光电原理的转速传感器和车速传感器；基于光电、电位计、电感、磁浅谈传感器技术在汽车智能驾驶中的应用北京信息职业技术学院　蒋鸣雷电池内部进行加热。

5　结语质子交换膜燃料电池发动机是新能源汽车发展的重要方向之一，随着全球加快氢能源产业的布局，燃料电池产业也将迎来快速发展阶段。

课堂教学设计表
- 1 -
板书设计
说明：任课教师可根据黑板的屏数自行进行板书设计。

- 2 -
教学内容目的、要求、方法、手段、时间分配、板书预案等
7.汽车辅助
•泊车辅助是用于停车或倒车的安全辅助装置，有手动和自动两种类型。

•主流的泊车辅助系统是由倒车摄像头和汽车监视器组成。

8.全景停车
•汽车环绕全景图像停车辅助系统包括多个安装在汽车周围的摄像头、图像采集组件、视频合成/处理组件、数字图像处理组件和车辆显示器。

这些
装置可以同时采集车辆周围的图像，对图像处理单元进行变形恢复→视图
转换→图像拼接→图像增强，最终形成车辆360°全景仰视图。

9.红外夜视系统
•汽车夜视系统采用红外线技术，结构由红外摄像头和挡风玻璃上的灯光显示系统两部分组成。

•安装这种夜视系统后，驾驶员可以像白天一样透过灯光显示系统看到道路的行驶条件。

当两辆车相遇时，可以大大减少对车前驾驶员的视力刺激，也可以提高驾驶员在雾中辨别的能力。

什么是主动红外夜视技术？什么是被动红外夜视技术
大众汽车红外夜视系统视频演示。

第二章视觉传感器在智能网联汽车中的应用1/ 3本章小结本章的学习目标你已经达成了吗？请通过思考以下问题的答案进行结果检验。

序号问题自检结果1 简述视觉传感器在智能网联汽车中的作用视觉传感器又称为成像装置或摄像装置，是智能车辆路径识别模块中摄像头的重要组成部分，可以检测可见光、紫外线、X射线、近红外光等，实现视觉功能的信息采集、转换和扩展，提供可视化、真实、多级、多内容的视觉图像信息。

2 简述单目视觉传感器的工作原理及特点单目传感器的工作原理是先识别后测距，首先通过图像匹配对图像进行识别，然后根据图像的大小和高度进一步估计障碍物和车辆移动时间。

特点：具有成本低、帧速率高、信息丰富、检测距离远等优点，但易受光照、气候等环境影响，缺乏目标距离等深度信息，对目标速度的测量也不够可靠。

3 简述双目视觉传感器的工作原理及特点双目视觉传感器的工作原理是先对物体与本车辆距离进行测量，然后再对物体进行识别。

特点：双目摄像头兼具了图像和激光测量的特点，也有自身安装、标定和算法方面的挑战。

在实际应用中，双目摄像头可以获取的点云数量远多于激光雷达，但是要强大的算法适配才能进一步做出分类、识别和目标跟踪，同时也需要具有较强计算力的嵌入式芯片，才能使其优势得到发挥。

4 简述红外视觉传感器的工作原理及特点红外视觉传感器的工作原理是通过能够透过红外辐射的红外光学系统，将视场内景物的红外辐射聚焦到红外探测器上，红外探测器再将强弱不等的辐射信号转换成相应的电信号，然后经过放大和视频处理，形成可供人眼观察的视频图像。

特点：红外夜视系统是视觉传感器一个独特的分支，图像处理算法在处理远红外夜视图像过程中依然能够发挥作用，因此红外夜视系统能够像可见光摄像头一样，获取环境中的目标大小和距离等信息，对光照不足条件下对基于可见光的视觉传感器的应用是一种有效补充。

5 智能网联汽车中图像识别的典型应用都有哪些？智能网联汽车中图像识别的典型应用包括对车牌、道路边界、车道线、交通信号、交通标志、3/ 3。

4110.16638/ki.1671-7988.2019.23.015视觉传感器在智能汽车上的应用王 鹏（山西机电职业技术学院汽车工程系，山西 长治 046011）摘 要：目前，我国要将汽车打造成移动出行的智能平台，构建用户移动出行全新生态体验，将来我国的汽车将会实现电动化、网联化、智能化和共享化的新四化建设。

文章介绍了目前智能汽车上的视觉传感器类型及作用，并对视觉传感器在智能汽车上的应用方式做了较为详细的说明，以期促进智能汽车的稳定发展。

关键词：智能汽车；视觉传感器；应用中图分类号：TP212.9 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2019)23-41-03Vision Sensor Application in Smart CarsWang Peng( Shanxi Institute of Mechanical & Engineering, Shanxi Changzhi 046011 )Abstract: At present, China needs to make cars an intelligent platform for mobile travel, and build a new ecological experience for users to travel. In the future, China's automobiles will realize the new construction of electricization, networking, intelligence and sharing. This paper introduces the types and functions of visual sensors on smart cars, and gives a detailed description of the application of visual sensors on smart cars, in order to promote the stable development of smart cars.Keywords: Smart Cars; Vision sensor; ApplicationCLC NO.: TP212.9 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2019)23-41-03引言智能汽车，就是在传统汽车上增加了先进的传感器（雷达、摄像）以及控制技术，通过先进传感器和控制单元实现与人、车、路以及卫星等的信息交换，使车辆能够感知周围环境，能够自动分析车辆是否处于安全状态，并使车辆按照人的意愿到达目的地，最终实现替代人来操作的目的。