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ADAS高级辅助驾驶系统
ADAS高级辅助驾驶系统
大陆电子360°成像雷达
系统
2018年7月11日
1360°成像雷达系统简介3
1.1系统硬件平台3
1.1.1ARS430雷达技术参数4
1.1.2ARS430雷达安装位置5
1.2系统软件平台6
1.2.1数据接收模块6
1.2.2数据监控模块6
1.2.3目标跟踪模块7
1.2.4目标占用空间模块7
1.2.5自由空间提取模块8
2.360°成像雷达系统的功能9
3.360成°像雷达系统与激光雷达的对比12
4技术与服务13
1360°成像雷达系统简介
360°成像雷达系统是由德国大陆电子开发的一款ADAS高级辅助驾驶系统,该系统采用了一项基于多台77GHz毫米波雷达点云成像的最新技术,可以将本车四周的环境以点云的方式形成图像,同时系统可以对雷达检测到的目标进行跟踪、检测本车周围的静态环境、提取本车周围的自由空间。
该系统是由6-8台大陆远距雷达ARS430、系统专用的雷达网关以及连接器组成,输出的数据包括各目标的相对径向速度和距离、目标相对雷达的角度以及目标的反射截面积。
360°成像雷达系统能够全天候稳定运行,受环境影响小,并具备故障自诊断功能,快速检查操作的准确性,准确判断障碍物的位置,从而完成高级辅助驾驶功能。
图1-1360°成像雷达系统架构
1.1系统硬件平台
360°成像雷达系统硬件平台是由6—8台ARS430雷达构成360°检测区域,通过百兆网络将检测到的数据传输到同一个雷达网关,网关再将多台雷达的数据通过千兆网络传输到车载处理器,进行数据处理。
1.1.1ARS430雷达技术参数
1.1.2
ARS430雷达是大陆电子第四代77GHz远距雷达,相比较于之前的第四代雷达,最大的改变在于此雷达采用了网络接口输出,输出的数据量相比CAN接口雷达得到了极大提升,所以能够形成点云图像。
其技术参数如下图表所示。
图1-3ARS430雷达检测范围
表1ARS430雷达技术参数
技术规格
参数
距离检测范围
0.2~250m
距离检测精确度
0.1m
距离分辨率
0.39m
速度检测范围
-400~200km/h
速度检测精确度
0.1km/h
速度分辨率
0.37km/h
水平角
±9°(远距)、±75°(近距)
水平角度精度
0.1°
水平角度分辨率
1.6°
俯仰角
14°(远距)、20°(近距)
频率
77GHz
天线通道
12Tx、12Rx
数据周期
55ms
通讯接口
网络(100Mbits/s)
功耗
6.6W@12V
外形尺寸
120mm*90mm*27m长m(*宽*高)
工作温度
-40℃~+85℃
1.1.3ARS430雷达安装位置
360°成像雷达系统一般需要6台ARS430雷达组成,一台安装在车头中间,
正对前方;两台装在车头两侧,雷达平面的法线与车辆中轴线成60°;一台装
在车尾中间,正对后方;两台装在车尾两侧,雷达平面的法线与中轴线成60°
雷达的安装高度要保持一致,距离地面高度在300mm—800mm之间。
如果系统安装8台ARS430雷达,那么成像效果会更加清晰稳定。
雷达安装示意图如下图所示。
图1-4雷达安装位置
1.2系统软件平台
系统软件平台包括数据接收和数据监控模块等常规软件,同时也包括大陆电子专门为了此系统而开发的一些特色的可视化软件,包括目标跟踪模块、目标占用空间模块、自由空间提取模块,这些特色软件是需要额外收取开发费用的。
1.2.1数据接收模块
数据接收模块是可以在客户计算机(Win/Linux)上运行的独立驱动程序,它可以实现对雷达的配置操作以及处理雷达发送的错误数据,同时可以将采集到的数据本地使用或者发送到同一网络内其他模块使用。
1.2.2数据监控模块
数据监控模块可以对雷达提供最基本的数据可视化,可以看到雷达采集到的点云数据,并且能够快速检查操作的准确性。
1.2.3目标跟踪模块
目标跟踪模块能够处理多台雷达的联合数据,相比于单台传感器的跟踪效果,系统在雷达重叠的检测区域的跟踪效果得到了极大提升,目标动态特性检测更准确。
该模块需要输入相关车辆信息,包括车辆的行驶方向、实时车速、偏航率;以及雷达的装配参数,包括雷达安装的水平角度、俯仰角度、滚转角度和雷达罩的材料系数和到雷达的距离。
图1-5系统目标跟踪
1.2.4目标占用空间模块
目标占用空间模块融合多台雷达检测到的原始数据到全局网格中,并且伴随着时间的推移,累积所有雷达检测的数据,能够准确检测到车辆周围的静态环境。
该模块需要输入相关车辆信息,包括车辆的行驶方向、实时车速、偏航率;以及雷达的装配参数,包括雷达安装的水平角度、俯仰角度、滚转角度和雷达罩的材料系数和到雷达的距离。
图1-6目标占用空间
1.2.5自由空间提取模块
自由空间提取模块采用了最新算法提取本车周围可以利用的空间,并且可以检测到自由空间边界内的所有目标。
图1-7自由空间提取
图1-8自由空间内检测到的行人
2.360°成像雷达系统的功能
360°成像雷达系统是基于ARS430雷达开发的,该雷达具有检测范围广、检测精度高、目标分辨率强的特点,提升了系统的检测功能。
该系统融合多台雷达的检测数据,最终以点云图像绘制出周围环境,可以解决很多自动驾驶中难以解决的问题,使辅助驾驶系统更容易实现。
1.雷达高精度的测速、测距、测角能力,可以帮助系统精准检测周围目标的速度、位置,对于实现自动紧急刹车(AEB)、前车防撞预警(FCW)、行人碰撞预警(PCW)等辅助驾驶系统提供极大地帮助。
图2-1自动紧急刹车(AEB)
图2-2前车防撞预警(FCW)
图2-3行人碰撞预警(PCW)
2.系统目标跟踪模块可以准确判断目标运动状态,对目标进行稳定跟踪
可以帮助实现精准的自适应巡航(ACC)辅助驾驶系统
图2-4自适应巡航(ACC)
3.系统自由空间提取功能可以给车辆寻找合适的停车空间,对实现自动泊车功能提供很大的帮助,而且该系统可以使盲区监测(BSD)辅助驾驶功能更容易实现。
图2-5自动泊车
图2-6盲区监测(BSD)
3.360成°像雷达系统与激光雷达的对比
目前激光雷达在自动驾驶汽车传感器领域占据了重要地位,其检测效果也得到了业界的认可,但是人无完人,金无足赤,不可否认的是激光雷达也存在一定的弊端。
下面就对两个传感器的优缺点做一个对比。
产品名称
优点
缺点
360°成像雷达
1.检测范围广,远距可以检测250m;
2.运动目标跟踪稳定;
3.检测数据比激光雷达少,后期数据处理负担小;
4.速度检测范围广;
5.检测效果受环境影响小;
6.产品运行功率低,散热效果好;
7.适合做ACC、AEB、FCW、PCW、BSD、自动泊车等辅助驾驶系统;
8.安装方便且不会松动,产品可以嵌入车身不会影响车辆外形的美观;
9.产品质量高,运行
1.检测精度以及分辨率不如激光雷达高;
2.成像效果不如激光雷达清晰;
3.不能检测到车道线;
4.对于目标高度的检测效果差;
5.无法识别交通标识牌和交通信号灯;
6.无法识别车道,做不了LKS和LDW辅助驾驶系统;
稳定,可以全天候工作;
10.产品价格比起激光雷达成本低很多。
激光雷达
1.探测精度高;
2.分辨率高;
3.成像效果好;
4.抗干扰能力强;
5.适合做AEB、BSD和全景泊车等辅助驾驶系统。
1.检测范围只有100米,对于远距离目标的检测不如成像雷达;
2.无法识别交通标识牌和交通信号灯;
3.价格成本十分昂贵;
4.在雨雪雾及沙尘暴天气环境下性能较差;
5.采集的数据量过大,后期数据处理的负担大;
6.激光雷达在运行过程中会产生很大热量,长时间处于高温状态下使产品的使用寿命严重缩短;
7.在寒冷环境中,激光雷达的内外温度差较大,导致产品受损;
8.产品需要支架固定在车顶,影响车辆外形的美观,车辆驾驶一段时间,会出现支架螺丝松动的现象,并且运用于AEB系统上时会出现“倒花盆”现象;
4技术与服务
我们秉承客户至上的原则,尽我们所能为客户提供相应的帮助,客户在研发过程中遇到本产品的技术问题,我们会竭尽全力帮助客户解决问题即使我们解决不了,我们会请德方人员协助,直到帮助客户把问题解决。
我们做出以下承诺:
1)7*24小时实时服务,电话畅通,当问题严重时可根据需求到现场服务;
2)可以安排德国大陆集团的工程师进行远程电话会议,解决所遇到的技术问题;
3)手把手雷达使用指导,最大化缩短对大陆雷达的了解时间。
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