环境感知系统包括信息采集单元,信息处理单元及传感器三大模块
智能网联汽车概论(含实验指导)第二章 智能网联汽车环境感知系统
03
环境感知系统在智能网联汽车中的 实际应用
道路识别就是把真实的道路通过环境感知传感器转换成汽车能认识的道路， 供智能网联（自动驾驶）汽车行驶；或通过视觉传感器识别出车道线，提供车 辆在当前车道中的位置，帮助智能网联汽车提高行驶的安全性。
根据车辆的颜色、轮廓、对称性等特征将车辆与周围的背景区别开来。
主动环境感知传感器可以主动向外部环境发射信号进行环境感知，如超声 波传感器、 毫米波雷达和激光雷达等。智能传感器的性能特点，见表2-1。
参数指标
优势
劣势
远距离探测 能力
夜间工作能 力
全天候工作 能力
受气候影响 烟雾环境工
作能力 雨雪环境工
作能力 温度稳定性 车速测量能
力
表 2-1 智能传感器的性能特点
（1）传感器是测量装置，能完成检测任务； （2）输入量是某一被测量。可能是物理量， 也可能是化学量、生物量等； （3）输出量是某种物理量； （4）输入输出有对应关系。且应有一定的精确度。
传感器一般是利用某些物质的物理、化学和生物的特性或原理按照一定的 制造工艺研制出来的。由于传感器的作用、原理、制造的工艺等不同. 所以它 们有较大的差别。传感器一般由敏感元件、转换元件、转换电路3部分组成。
显示系统 报警系统 传感器网络 车载网络
（1）信息采集单元对环境的感知和判断是智能网联汽车工作的前提与基 础，感知系统获取周围环境和车辆信息的实时性及稳定性，直接关系到后续检 测或识别准确性和执行有效性。
（2）信息处理单元信息处理单元主要是对信息采集单元输送来的信号， 通过一定的算法对道路、车辆、行人、交通标志、交通信号等进行识别。
感知传感器，它们的选择需要综合考虑其性能特点和性价比，它们之间的比较
移动化之环境感知系统
移动化之环境感知系统移动化之环境感知系统随着科技的迅猛发展，物联网技术已经广泛应用于社会生活中的各个领域，而移动化之环境感知系统是其中的一种典型代表。
环境感知系统在维护环境安全、改善环境质量、提高人类生活水平、保障生态环境健康和可持续发展等方面具有不可替代的作用。
随着移动互联网的发展，移动化之环境感知系统应运而生，极大地提高了系统的智能化、便捷性和参与度，成为现代化社会发展的重要组成部分。
一、环境感知系统的意义环境感知系统是指通过感知技术，对人类所处环境中的各种物理参数、化学参数、生物参数和信息参数等进行实时监测、数据分析、预测预警和评估分析等工作，从而了解其变化趋势、发现问题并提出解决方案的一种新型智能化系统。
环境感知系统的意义在于：1.以常态化监测来监督环境，及时发现和解决环境问题，实现环境预警、紧急救援和后期评估等链式反应，为保障人民身体健康提供技术保障。
2.实现环境数据收集和统计，为政府部门环保决策提供技术支撑，为环境治理提供信息化保障。
3.通过大数据分析，发掘环境问题的深层次根源，为环境保护提供科学决策。
4.普及环境知识和环保意识，提高公众环保责任感，营造人人参与环保、共建美好家园的良好氛围。
5.促进环保技术集成创新，促进科技向产业转化。
二、移动化之环境感知系统的概念移动化之环境感知系统是在保证传统环境感知系统的基础上，将移动终端设备引入系统，形成具有移动化特点的环境感知系统。
其核心包括环境感知设备、网格计算技术、云计算平台、物联网传感器、移动终端设备等部件，实现了环境感知信息的实时监测、远程访问和云计算处理。
移动化之环境感知系统的特点在于：1.实现随时随地环境感知信息的获取和分享，方便用户的交互和参与。
2.提高了数据的利用率，在云端平台实时处理数据，更加高效和智能。
3.采用更加革新的计算模式和技术，减少成本和人力，实现可持续发展。
4.实实现了智能化，通过大数据分析，更好地发现环境问题的来源，提出更加富有针对性的解决方案。
第4章智能网联汽车环境感知技术
第4章智能网联汽车环境感知技术课堂教学设计表授课日期：2020年月日授课学时：6学时授课方式：理论章名称：第4章智能网联汽车环境感知系统目的与要求：使学生掌握智能网联汽车环境感知的定义、组成及各种传感器的用途；熟悉超声波传感器、毫米波雷达和视觉传感器的类型，特点及应用；初步了解道路识别、车辆识别、行人识别、交通标志识别和交通信号灯识别；教学内容：导言】未来智能网联汽车能够在道路上有序的安全行驶，特别是无人驾驶汽车，不依赖驾驶员，汽车也能安全行驶；那么智能网联汽车可无人驾驶汽车依靠什么技术进行安全行驶呢？内容讲授】4.1环境感知系统的定义与组成4.1.1环境感知的定义：环境感知就是利用车载超声波传感器、毫米波雷达、激光雷达、视觉传感输给车载控制中心，为智能网联汽车提供决策依据，是ADAS实现的第一步。
4.1.2环境感知的组成：信息采集单元、信息处理单元、信息传输单元。
4.2环境感知传感器4.2.1环境感知传感器的类型与配置1）环境感知传感器的类型：超声波传感器、毫米波雷达、激光雷达、视觉传感器。
2）环境感知传感器的配置：摄像头、环视摄像头等；通用公司用于研究L4级自动驾驶技术的Bolts，5个16线束激光雷达，21个毫米波雷达，16个摄像头。
3）环境感知传感器的布局。
4）环境感知传感器的融合。
4.3道路识别4.4车辆识别4.5行人识别4.6交通标志识别4.7交通信号灯识别重点与难点：掌握环境感知传感器的类型、配置、布局和融合；了解道路识别、车辆识别、行人识别、交通标志识别和交通信号灯识别。
课外作业：无课堂小结：通过本节课的研究，我们了解了智能网联汽车环境感知的定义、组成及各种传感器的用途；熟悉超声波传感器、毫米波雷达和视觉传感器的类型，特点及应用；初步了解道路识别、车辆识别、行人识别、交通标志识别和交通信号灯识别。
本节课主要介绍了环境感知技术在智能驾驶领域的应用。
首先讲述了环境感知的对象，包括道路、车辆、行人、各种障碍物、交通标志和交通信号。
智能网联汽车技术基础最新版课件-项目二 智能网联汽车环境感知技术
项目二 智能网联汽车环境感知技术
任务一 环境感知系统整体认知
任务二 激光雷达原理及应用认知
任务三 任务四 任务五 任务六
毫米波雷达原理及应用认知 超声波雷达原理及应用认知 视觉传感器原理及应用认知 多传感器融合技术认知
1
环境感知系统整体认知
学习目标
智能网联汽车环境感知技术
1. 掌握智能网联汽车环境感知的定义和组成 2. 熟悉环境感知的对象和方法 3. 了解常见环境感知传感器的类型、特点及在智能网联汽车上的应用
1、环境感知系统整体认知
信息采集单元
视觉传感器 激光雷达 毫米波雷达 超声波雷达 车载自主网络 导航定位装置
信息处理单元
道路识别 车辆识别 行人识别 交通标志识别 交通信号灯识别
图2-1-3 环境感知系统组成
智能网联汽车环境感知技术
信息传输单元 显示系统 报警系统 传感器网络
车载自主网络
1、环境感知系统整体认知
2、激光雷达原理及应用认知
智能网联汽车环境感知技术
图2-2-4单线激光雷达
但是，单线雷达只能平面式扫描，不 能测量物体高度，有一定局限性。目前， 主要应用于服务机器人身上，如扫地机器 人。在智能车上，单线激光雷达主要用于 规避障碍物、地形测绘等领域。
2、激光雷达原理及应用认知
图2-2-5多线激光雷达
智能网联汽车环境感知技术
多线激光雷达扫描一次可产生多条扫 描线，主要应用于障碍物的雷达成像，相 比单线激光雷达在维度提升和场景还原上 有了质的改变，可以识别物体的高度信息 ，目前市场上多线产品包括4线、8线、16 线、32线、64线等。如图2-2-5所示，为 多线激光雷达扫描的不同类型障碍物的点 云图，包括汽车、人、墙、树木、公交车 和小货车等。
智能网联技术题库
智能网联技术题库一、单选题2018款VolvoXC90带有空气悬挂系统，客户报修车辆不能自动调节悬架，请问需要考虑的传感器类型是()A、温湿度传感器B、转向传感器C、车身高度位置传感器[正确]D、压力传感器DSRC通信要求车车通信单跳距离可达()。
A、100mB、200mC、300m[正确]D、400mGPS定位时要求接收机至少观测到()颗卫星的距离观测值才能同时确定出用户所在空间位置。
A、3B、4[正确]C、5D、6L2级智能网联汽车可以不配备的传感器是()。
A、超声波传感器B、毫米波雷达C、激光雷达[正确]D、视觉传感器L3级以上自动驾驶必不可少的传感器是()。
A、超声波传感器B、毫米波雷达C、激光雷达[正确]D、视觉传感器RTK技术是一项能够在野外实时得到()级定位精确的测量方法，这项技术采用了载波相位动态实时差分。
A、毫米B、厘米[正确]C、分米D、米Volvo公司从2005年就率先在XC70、V70、S60等车型安装了盲区监测系统，其称为盲点信息系统，此后volvo全系车型都相继采用了这套系统，该系统采用的是后视镜根部的摄像头，对距离3m宽、9.5m长的扇形盲区进行25帧/s的图像监控，请问这套系统最大的缺陷是什么()A、探测区域太小B、探测实时性不够高C、对探测环境要求高，在能见度极差大雾、雨雪天气时候系统无法工作[正确]D、探测距离不够远不适合LIN总线连接的是()。
A、自动门窗B、自动空调系统C、电动座椅D、电动助力转向系统[正确]不适合做为盲区监测系统传感器的是()。
A、短程毫米波雷达B、中程毫米波雷达C、远程毫米波雷达[正确]D、视觉传感器不属于GPS的是()。
A、卫星B、控制站C、接收器D、高精度地图[正确]不属于L2级智能网联汽车ADAS的是()。
A、拥堵辅助驾驶系统B、换道辅助系统C、全自动泊车系统D、车道保持辅助系统[正确]不属于车载自组织网络通信的是()。
A、V2V通信B、V2I通信C、V2P通信D、V2N通信[正确]不属于短距离通信的是()。
物联网中的环境感知系统设计与实现
物联网中的环境感知系统设计与实现物联网（IoT）是指通过互联网连接各种设备和对象，使它们能够相互通信和交互的技术体系。
环境感知系统在物联网中起着重要作用，它能够收集、监测和分析环境数据，以帮助我们更好地了解和管理我们周围的环境。
本文旨在介绍物联网中的环境感知系统设计与实现。
一、环境感知系统的组成元素环境感知系统由传感器、数据传输和数据处理三个主要组成部分构成。
1. 传感器：传感器是环境感知系统的核心，用于收集环境数据。
根据不同的应用需求，可以选择不同类型的传感器，例如温度传感器、湿度传感器、气压传感器、光照传感器等等。
这些传感器能够感知环境中的各种物理指标，并将数据转换为电信号进行存储和传输。
2. 数据传输：将传感器收集到的数据传输到数据处理中心是环境感知系统的重要环节。
可以利用各种通信技术来实现数据传输，例如无线通信技术、蓝牙技术、以太网等。
传感器可以直接连接到物联网设备，或通过局域网、广域网实现数据传输。
3. 数据处理：环境感知系统收集到的数据需要经过处理和分析，以提取有用的信息。
数据处理可以包括数据清洗、数据存储、数据分析等过程。
清洗数据可以去除噪声，并对数据进行过滤和校准。
存储数据可以选择云存储或本地存储。
数据分析可以利用机器学习、深度学习等技术来提取模式、预测趋势和进行决策。
二、环境感知系统的设计原则在设计环境感知系统时，需要考虑以下几个原则：1. 可扩展性：环境感知系统应具有良好的可扩展性，能够适应不同规模和类型的环境监测需求。
系统应支持添加和移除传感器，以及灵活配置传感器的位置和数量。
2. 可靠性：环境感知系统需要具备高可靠性，确保传感器数据的准确性和稳定性。
对传感器进行定期检测和校准，确保其工作正常。
此外，需要设置数据冗余机制，防止数据丢失和传输中断。
3. 实时性：环境感知系统应能够提供实时的环境数据。
通过合理的数据传输和处理机制，系统应能够在几乎即时的时间内将数据提供给用户，以支持及时决策和响应。
智能网联汽车技术基础最新版课件-项目二 智能网联汽车环境感知技术
智能网联汽车环境感知技术
从表中可以看出，单一传感器都有其局限性，通过单一传感器的感知难以提供智能网联汽车行 驶环境的全面描述。为了克服单一传感器的数据可靠性低、有效探测范围小等局限性，保证在任何 时刻都能为车辆运行提供完全可靠的环境信息，在智能网联汽车中使用传感器融合技术进行环境感 知。利用多传感器信息融合技术对检测到的数据进行分析、综合、平衡，根据各个传感器信息在时 间或空间的冗余或互补特性进行容错处理，扩大系统的时频覆盖范围，增加信息维数，避免单个传 感器的工作盲区，从而得到所需要的环境信息。
智能网联汽车环境感知技术
2、激光雷达原理及应用认知
智能网联汽车环境感知技术
一、激光雷达的概念
激光雷达（Light Detection and Ranging，LiDAR），是一种光学遥感传感 器，它通过向目标物体发射激光，然后根据接收-反射的时间间隔确定目标物体的 实际距离，根据距离及激光发射的角度，通过几何变化推导出物体的位置信息。 激光雷达能够确定物体的位置、大小、外部形貌甚至材质。
智能网联汽车环境感知技术
表2-1-1 环境感知各传感器性能对比表
优势 劣势 远距离探测能力
视觉传感器
超声波雷达
红外线传感器
激光雷达
毫米波雷达
成本适中。可以分 辨出障碍物的距离 和大小，并区分障
碍物类型。
与人眼一样，会受 到视野范围的影响
。
结构简单、价格便 宜、体积小巧。
会受到天气和温度 变化的影响。最大 测量距离一般只有
1、环境感知系统整体认知
信息采集单元
视觉传感器 激光雷达 毫米波雷达 超声波雷达 车载自主网络 导航定位装置
信息处理单元
道路识别 车辆识别 行人识别 交通标志识别 交通信号灯识别
智能网联汽车传感器技术与应用 能力模块一 对环境感知与智能传感器的基本认知
任务目标
了解智能网联汽车传感设备 掌握智能网联汽车传感器的特点和分类 了解智能网联汽车传感器的发展趋势 能够识别智能网联汽车传感器获得多途径检索知识、分析解
任务目标
理解环境感知系统的定义和组成 了解智能网联汽车环境感知对象 掌握环境感知传感器的类型和配置 了解环境感知技术的未来发展趋势 获得多途径检索知识、分析解决问题以及多元化思考解决
问题的方法，形成创新意识。 具有良好的团队协作精神和较强的组织沟通能力。 具备良好的职业道德，尊重他人劳动，不窃取他人成果。
1.前向和侧向毫米波雷达不能互 换2.毫米波雷达和激光雷达互为 冗余3.传感器供应商不同，数据 存在出入，仅供参考
环境感知传感器的配置
以国产品牌蔚来为例，蔚来ET7搭 载了33个传感器，其中包括1个超远距 高精度激光雷达，7个800万像素高清 摄像头、4个300万像素高感光环视专 用摄像头、1个增强主驾感知、5个毫米 波雷达、12个超声波传感器、2个高精 度定位单元和V2X车路协同。
环境感知传感器的配置
典型环境感知传感器基本配置
传感器
环视摄像头（高清） 前视摄像头（单目） 超声波传感器 侧向毫米波雷达/24GHz 前向毫米波雷达/77GHz 激光雷达
数量/个
4 1 12 4 1 1
最小感知范围
8m 50°/150m
5m 110°/60m 15°/170m 110°/100m
备注
环境感知系统的定义
02
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环境感知系统包括信息采集单元,信息处理单元及传
感器三大模块
环境感知系统是一种用于获取和处理环境信息的系统，它由信息采集单元、信息处理单元和传感器三大模块组成。
信息采集单元负责收集环境中的各种信息，例如温度、湿度、光照强度等。
这些信息可以通过传感器来获取，传感器可以是温度传感器、湿度传感器、光照传感器等。
信息采集单元将收集到的信息进行整理和存储，为后续的处理提供数据支持。
信息处理单元是环境感知系统的核心部分，它负责对采集到的信息进行处理和分析。
首先，信息处理单元会对采集到的信息进行预处理，例如去除噪声、滤波等。
然后，它会根据系统的需求进行特定的算法处理，例如数据统计、模式识别等。
最后，信息处理单元会生成相应的结果和报告，以供用户使用和参考。
传感器是环境感知系统中非常重要的组成部分，它们负责将环境中的物理量转化为电信号。
传感器可以根据不同的需求和环境特点选择，例如温度传感器可以测量环境的温度变化，湿度传感器可以测量环境的湿度水平，光照传感器可以测量环境的光照强度等。
传感器的选择和布置需要根据具体的应用场景和系统要求进行合理设计。
环境感知系统通过信息采集单元、信息处理单元和传感器三大模块的协同工作，可以实现对环境信息的获取和分析，为用户提供准确的环境感知数据和相关报告。