智能网联智能驾驶低速车

产品简介

智能驾驶低速车由车规级单伺服电机驱动系统（后桥）、伺服电机转向系统（前桥）、车规级底盘控制器、车规级电气系统及CAN网络通讯系统组成，线控驱动/转向/制动控制系统及执行元件响应速度快，反馈精度高，达到车规级需求，车辆支持遥控操作及自动驾驶两种模式。

自动驾驶模式下，车速约10km/h，按照规划的路线，实现点对点的自动驾驶功能。行驶中可实现合理的路径规划，障碍物绕行、自主紧急制动等功能。并且可通过调度平台或手机APP远程查看车辆状况及行驶过程中的影像，以及实现远程调度功能。基于该设备，能够从感知、决策、控制三个方面进行智能网联汽车的全方位实训教学。

功能特点

1、底盘线控验证。通过实验掌握计算设备是如何跟汽车底盘实现握手通信。深度理解车辆DBC文件的作用和CAN的基本原理和过程。

对底层的控制，包括转向、驱动、制动、指示灯、里程等等的交互最终都是通过电子设备 （工控机ECU、CANOF等）发送对应CAN ID数据报到对应的执行单元，执行单元接收到CAN ID后进行解析然后执行命令，从而实现动作。而一辆车要编程实现数据报文填充和设置控制所有控制信号动作和读取信息上报，如果靠人工手动去写，那么很难写的完备，并且很庞杂，难以规范，有了DBC文件后，可以让这件事情变得简单标准化。

软件系统中带有车辆控制协议代码生成软件，学生理解DBC文件的基本结构后，可以用该软件工具对DBC文件进行解析，很快生成该车辆的控制协议代码。该代码功能就是前述提到的完成底盘动作控制报文填充和状态读取上报。这个环节，让实验人员明白，所有无人驾驶是如何在最底层上和车辆硬件交互的。并且如何实现程序标准化，规范化。

2、 智能驾驶车辆底盘综合控制实验，通过CAN协议控制车辆加减速，转向，驾驶模式切换等 （该实验需要确保安全，随时注意接管，建议在举升机或测功机上进行试验）。

软件部署到工控机上，通过CAN总线连接到车辆底盘，此时我们就可以进入软件系统，发命令控制底盘，底盘线控功能是否准确，是否像预想的一样可以线控，我们需要通过实验进行检验。 风向标底盘协议验证软件操作界面如下，通过发送不同含义的CAN协议代码，控制车辆前进、后退、左转、右转、加速、制动等实训内容。

打开另一个窗口，我们可以查看底盘反馈上来的信号，是否是我们下发的控制值（转向、档位、速度、加速度等）。如下图所示，我们可以看到各个参数的值并观察其变化。

类似这样的底盘数据上报，包括电机转速，电机控制器状态等等，还有很多。可以扩展编程，实现实用的数据分析控制。

3、智能驾驶GPS定位实验。

当前智能驾驶的定位技术主要依靠GPS，其精度可以达到厘米级，风向标软件在定位模块使用的是GPS 差分定位。配置了 GPS系统设置软件和文档，可以方便地对GPS进行配置。通过GPS实验可以学习理解GPS的配置过程和工作原理。

实验人员需要先根据GPS硬件连接图，把IMU惯导和GPS天线连接正确，并设置好合适的杆臂值，杆臂值用于完成GPS天线到车身的坐标系转换。理解这个过程对后续的传感器标定理解有很大帮助。

4、智能驾驶传感器标定实验

传感器之间需要标定，才能让彼此知道相对位置，增加控制的精确度。主要是外参标定。包括激光雷达到IMU之间的标定。摄像头到IMU之间的标定。风向标提供了标定的软硬件工具，按照既定步骤可以快速完成标定。标定是后续感知实验的基础。

5、智能驾驶视觉感知实验

智能驾驶对外界障碍物的感知，主要用来传感器和计算单元对传感器数据的分析。目前最为流行的是激光雷达感知和摄像头视觉感知。其中摄像头视觉感知的原理是收集到图像数据后，使用数据进行机器学习模型对比分析，得到障碍物类型。并输出。效果如下图所示。

本系统软件带有机器学习训练模型，可以直接使用，实验人员也可以做出自己的学习训练模型（需要较大工作量），进行算法验证创新。

6、智能驾驶超声波探测实验。

超声波达用于近距离探测，用于泊车等近距离物体预警。实验人员可以通过风向标的实验例程观察到近距离物体的识别情况，包括物体的距离等。

7、智能驾驶激光雷达探测实验。

激光雷达用于智能驾驶的障碍物识别和辅助定位，是智能驾驶中的一个重要研究方向。点云数据采集后，根据系统软件带的机器学习模型匹配分析，得出障碍物种类，距离，移动方向等。然后感知模块把这些信息报给规划决策层，从而引导车辆进行相应反应。

通过风向标激光雷达的实验例程，可以深度理解障碍物是如何被激光雷达探测到的，探测性能如何，以及如何把探测结果用于系统控制。

8、简单道路地图制作实验。

地图是智能驾驶—个很重要的模块，高精度地图制作成本高，一般都需要高昂的费用。为便于学习，风向标开发了简易地图生成程序，供实验。实验人员也可以根据需要自己修改该生成程序，丰富地图内容，实现更有意义的地图实验。

9、智能驾驶避障实验。

前述实验都做完以后，实验人员可以进行综合的自动驾驶实验，找空旷场地，让车辆沿着简单地图前进，遇到人就减速，或者便道变道绕开，到终点就停下来。

根据实验结果不断调整规划和控制参数，让车辆运行良好。实现自动驾驶功能。此实验可以作为课程设计，可以鼓励学生提出新颖想法，实现很多研究创新。

10、可以根据需要进行限速，并设置紧急制动按钮，保证实验安全。

11、实验车采用新能源电动。

12、配套实验例程软件，引导学生动手实验（包括但不限于编程），软硬件开源，便于科研。C＋+和Linux基本环境，难度适中，为学生毕业以后就业打好基础。

技术参数电气系统∶

电控∶线控转向、线控油门、线控刹车

电池∶72V\106Ah

电机∶5千瓦电机

充电机∶便携式全智能充电机，充满自动断电

充电时间∶8-10小时（放电率为80%）

续航里程∶90-100公里

整车参数

尺寸∶长3.960m*宽1.500m*高1.890m

额定成员∶7人

最大行驶速度∶20KM/H

制动距离∶小于4m

整车装备质量∶500kg

整车荷载∶450kg

最大爬坡∶20%

最小转弯半径∶3.5m

工控机

英特尔至强E3 v5 CPU  NVIDIA⑧ GPU

双 GE 端口

USB 3.0 端口*4

256G ssd

惯性导航单元：惯性导航系统（IMU）CAN 和以太网通信

差分基站∶ 提供不小于3CM 的定位服务

4G 路由∶ 华为

4G通信卡∶提供网络服务

转向角传感器模块

工作电压∶12v

零点标定∶通过CAN指定任意位置为零点

测量角度范围∶-720°~+720°

角度分辨率∶ 0.1°

角速度分辨率∶4°/s

精度：<=±2.5°

通讯接口∶CAN

通讯速率∶ 500k/s

其他∶含有转角信号输出机构（电驱动），能够使传感器采集到转角数据

摄像头∶

支持USB3.0高速接口

内置于∶APO101 ISP

半导体：AR0143Z1080PHD传感器

像素大小∶3.0umx3.0um

超声波雷达∶

额定工作电压∶DC12v

探测距离∶0.3M-5M

探测水平角∶90±5°

探测垂直角∶38±3°

频率∶55.5kHz±0.5kHz

16 线激光雷达∶

16 路输出，200米探测，20HZ，输出速率32 万点/秒可达到±15°的垂直视场角。

监控显示器∶ 23.6 寸逆变器∶ 72v 转 220v

基本配置硬件∶

智能驾驶低速车1量、16线激光雷达1套、超声波雷达6个、4G路由器1套、惯性导航控制单元1套、线控转向系统1套、线控驱动系统1套、线控制动系统1套、72V锂电池组1套、工控机1套。

软件配置：

实训内容

1.毫米波雷达的安装调试教学实训；

2.超声波雷达安装调试教学实训；

3.360全景摄像头及单目摄像头安装调试教学实训；

4.激光雷达的安装调试教学实训；

5.计算平台的安装调试教学实训；

6.线控制动系统的安装调试教学实训；

7.线控驱动系统安装调试教学实训；

8.动力电池组安装调试教学实训；

9.智能座舱的安装调试教学实训；

10.GPS组合惯导系统安装调试教学实训；

11.全车线束的安装调试教学实训；

12.车身控制器的安装调试教学实训；

13.车载充电系统的安装调试教学实训；

（以上规格参数及配置仅为方案参考，具体以实际项目为准）