ZRRGZN-6智能网联车仿真实训平台
智能网联车仿真实训装置,车联网系统实验台台由智能网联汽车、基础建设(沙盘)、移动式智能网联信号机管控系统、移动式交通信息发布系统、移动式电子警察视频监控系统。
该实训装置由智能网联汽车、基础建造设计(沙盘)、位移式智能网联信号机管控系统、位移式交通信息发布系统、位移式电子警察视频监控系统、车联网服务器、数字化道路交通沙盘控制系统、智能车基于激光SLAM自主定位与导航教学模型块、智能车基于深度视觉学习掌控把握算法模型块构成
构成部分
1.智能网联汽车
微缩智能车应用阿克曼转向方式,按照1:10或1:20比例,搭载核心处置整理器,能适用长时间高算例的要求以及复杂矩阵运算,另外搭建的CORTEX-M3动作系统处置整理器可以将动作控制周期到1ms。按照教学与实训内容,提供相应的源代码、连接口函数、教学实例、指导手册等课件,便利师生 "随时"、"随地"、"随心"的理解、学习掌控把握、运用、研发、创新的无人驾驶算法技术、远程模仿驾驶技术、车路协同研发技术等,以及参加各种智能车竞技交流AC活动。
(1)智能车硬件功能数值
车辆类型:1:10阿克曼转向竞速级碳纤维RC车体,配备装备前后悬挂避震和四驱差速驱动系统
车载六核智能决策芯片RK3399,主频多达1.8GHz以上;
车辆尺寸:45cm长*20cm宽*17cm高;
转向形式:前桥阿克曼转向(高精度伺服电动机)
控制精度:±1°
驱动方式:后驱动(直线DC减慢速度电动机)
通讯方式:WIFI/串行口通讯
核心传感器:ZNJ单目摄像头;9轴IMU、高分辨率编码器;单线高精度激光雷达;6个红外测距传感器;2.4寸全彩车路协同信息屏;2.4G/5G 工业级WIFI模型块;信标感应模型块、无线充电模型块;灯光系统:前大灯*2、刹车灯*2、转向灯*4,含有刹车灯显露系统、转向灯显露系统,前大灯照明系统;
主要材料:铝制+ABS工程塑料
实操系统:支持C/C++/ROS/Ubuntu;
(2)智能车功能简介
可完成车辆自动编队跟驰行驶:智能车能够自主完成多车编队行驶、跟驰行驶,它的物理模型;
可完成智能车自适应速度控制、定速巡航,以及按照限速指示牌速度行驶;
可完成车辆能够按照信号灯指示行、停:智能车能够接受红绿灯广播信号,并能按照红绿灯状态控制智能车行驶状况(加快速度、减慢速度、停止);
可完成网联汽车系统算法的移植和检验,而且算法运算周期控制在1ms以内;
提供车辆控制API连接口和九轴IMU全部数值连接口、速度和角速度控制连接口、8路红外传感器数值连接口、摄像头识别车道曲率算法连接口等,便利高校师生实行二次研发;
可完成网联汽车系统算法的移植和检验,而且算法运算周期控制在1ms以内;
提供智能网联汽车组网协议及运行程序demo;智能网联车支持集中控制与分布式自治控制;提供立体交通就地实时状态显露系统系统源代码。
(3)智能车传感系统
为了保障车辆在行驶过程中的安全功能,车辆装配先进的智能辅助驾驶系统,而智能辅助驾驶系统的数值取决于车辆的传感系统,感知周围信息,对道路、车辆、行人、交通标识灯实行检验测试与识别。--车辆配备双面相机与深度相机,完成对环境信息的无感被动感知。由于图像信息丰富,--车辆为了完成图像信息的就地实时处置整理,系统配备了高功能嵌入式车载处置整理器,完成对图像中的目标实行检验测试、识别与统计与态势估计。
该摄像头可获取20米120°广角视野界限内的各类动作目标,--摄像头应用先进技术,在动态环境条件下图像仍能保持高精度。摄像头的分辨率为具有2微米的双4M像素传感器,同时经过热传感器监控温度补偿相机发热所引起的成像偏差。
--车辆还配备了激光雷达,经过激光扫描完成对道路、行人等障碍物的检验测试。该激光雷达经过直线DC无刷电动机机构驱动下,其测距模型块按顺时针方向旋转,从而完成对周围360°全方位的扫描,从而获取所在空间的平面点云数值。激光雷达的有效测量距离为12米,采样频率达8000kHz。由于激光雷达应用的低功率红外线激光发射器,并经过调制脉冲的方式实行驱动,激光器在极端的时间内完成发射动作,达到了FDA CLASS I 人眼安全级别,系统具有非常高的安全性。
--车载还装配备有超声波传感器、车载姿态测量传感器等模型块,保障车辆在短距离条件下仍具有较高的安全功能。
单个传感器模型块均具有各自的优点和局限性,系统应用传感器信息融合技术,弥补单个传感器的缺陷,提升整个系统在室外场景下系统运行的安全性和可靠性。
(4)智能车定位系统
对于室外动作的车辆,系统选用北斗卫星导航定位作为主系统,经过差分定位技术,完成车辆在道路上精确定位,定位精度可达厘米级。
车载定位系统经过互联网通信技术完成与中枢控制系统的互联,中枢控制系统可经过管理平台完成对外出车辆的状态、位置实行跟踪记录,--也能显露外出途中的车辆行驶轨迹,使得实操员能及时理解车辆的运行现象,一旦发生偏移,也能以*快的速度实行处置整理。
车载定位系统具体而言主要完成以下功能:
1)车辆监控。就地实时对车辆位置、行驶方向、行驶速度、动作状态等现象实行监控,系统可设定1s返回一次车辆的动态信息,以便及时第掌控把握车辆的状况。
2)轨迹回放。控制中枢经过对历史数值的解析,可查阅近30天的轨迹数值,同时对轨迹的优化程度实行改进升级。
3)远程控制。控制中枢可随时对车辆实行断电、锁车等远程控制,保障小车在以为现象下车辆的安全性。
4)里程统计与距离测量等功能。经过对车辆运行轨迹的统计测量,完成对车辆的在线里程统计与行驶距离的测量。
由于普通民用的卫星导航定位系统精度误差较大,--本系统选用以通信基站为差分站的差分导航定位系统,经过差分站点在高精度定位中提供准确的误差信息,完成对车载北斗卫星导航系统的位置修正。
本模型块内置WIFI、LTE、DSRC(IEEE802.11p)、C-V2X(LTE-V)模型块,职称LTE/LTE-V/DSRC三种作业模式,支持5G V2X通信。--为了基于V2X完成高精度差分定位信息,系统支持GPS/北斗双系统兼容模式,经过内置RTK GPS模型块,完成高精度RTK定位增强信息的发布与接收。模型块职称路云协同V2N,可将就地实时的路况信息发送给云端管理,同时也可以获取地图、动态交通等信息。
(5)智能车通信系统
系统中车辆不是单独运行的个体,而是若干个位移终端。智能网联车各车辆之间以及车辆与道路基础设施、行人等全部有信息交流AC,为了保证行驶的安全,提升通行效率,系统运用DSRC技术实行V2X通信。DSRC主要包括无线通信和互联网通信功能。无线通信模型块,其要求车与基础设施通信的路侧单元覆盖半径大于1km,车与车之间的通信单跳距离可达300m。互联网通信模型块要求其具备广播功能与多点广播、地域群播等功能,--对于消息可设定优先级,通道与连接连接口可自由设定,车载单元同时具备位移特性。
为了适用车辆在辅助行驶过程中对于紧急安全事件消息的传播,车载单元的媒体访问控制层通信时延小于40ms,媒体并发业务数大于3个,终端的极限容量可达128个。--在互联网层,紧急安全事件从端到端的传播时延小于50ms。
SRCC模型块由路边单元RSU、车载单元OBU、控制中心以及一些辅助设备构成。每个固定设备RSU (路边单元)全部包括-一个广播SAP (服务访问点)和通信区域内为固定设备所知道的每个位移专用的SAP。 当数值链路层检验测试到一个新的专用链路地址时,则固定设备可以建立-一个专用位移设备的SAP,并建立专用链路。每个位移设备应包括一个广播SAP和请求上行链路传输时的-一个专用SAP。--该通信系统的作业模式有点对点模式和点对多点模式两种,并而且应用主从模式,控制设备总是控制物理媒体的使用。
(6)智能车驱动控制系统
控制系统的主要任务包括任务规划、行为决策及底层车辆控制等。在控制方法上,车辆应用横向控制与纵向控制两种作业模式。横向控制模式主要是经过控制转向舵机是的车辆沿期望的既定路线行驶,同时适用一定的平稳性要求。纵向控制是在行车方向上,经过对车辆的输出PWM波与限制动作系统,使得车辆按期望的车速实行动作,同时完成与前方障碍物保持一定的距离。
(7)机械实训安全教育虚拟拟真系统:本系统基于unity3d研发,系统应用三维(3D)漫游的形式,可经过键盘控制位移,鼠标控制镜头方向,设定有机械安全距离实训,机械安全保护装置实训、机械安全防护设计基础考核,实训实行时,三维(3D)漫游画面应用箭头与脚印图案提醒位移至实训位置,机械对象周围圆圈显露了作业半径,实训过程伴有三维(3D)机器人的对话框提醒。
A、机械安全距离实训内容包括防止上下肢触及危险区的安全距离实训(内分2种围栏高度与开口大小),选用进入后,镜头前弹出GB23821-2009《机械安全防止上下肢触及危险区的安全距离》要求,错误示范:实训过程为人体进入机械对象作业半径受到伤害后,血色画面与语音提醒收到机械伤害,并回至原位并实行下一实训,*终一步为正确做法。
B、机械安全保护装置实训分为安全联锁开关、安全光幕、安全垫、安全激光扫描仪等保护装置实训,可选类别(安全写入、安全控制、安全输出、其他)、生产厂家、产品清单(安全联锁开关、安全光幕、安全垫、安全激光扫描仪、安全控制器、安全继电器、安全护栏)。装配位置有蓝色闪烁框体结构提醒,实训流程:选用安全护栏并装配、选用安全连锁开关(或选用安全光幕、安全垫、安全激光扫描仪)并装配、选用安全控制器并装配至电气控制箱式模型块、选用安全继电器并装配至电气控制箱式模型块、点击电气控制箱式模型块上的启动按钮。若进入危险区域时,系统将提醒报警音,而且机械对象停止作业,选用电气控制箱式模型块上的复位按钮可停止。
C、机械安全防护设计基础考核要求完成机械安全系统的装配,正确装配安全护栏、安全联锁开关、安全光幕、安全垫、安全激光扫描仪、安全控制器、安全继电器、24V电源、信号灯及急停按钮,考核分为十个考核点,部分考核点有3个选项,由学生自由选用,*终10项考核点选好后,提供并上交确认,系统自动得出总分数以及各考核点的得分现象。
D、系统须为整体同一平台,不得以单独的资源展现。
E、同时为客户提供本系统的VR装配包便运用户拓展为VR实训,VR设备及系统装配调节测试不需提供。
2.基础建造设计(沙盘)
本方案建造设计三维(3D)立体化的半实物虚拟拟真沙盘,并基于半实物虚拟拟真沙盘和虚拟拟真系统设计各种实训场景,经过微缩移植真实道路、建筑、草地、绿植、桥梁、护栏、停车场、交通路牌等交通环境要素,建成集智能车、智慧路网、智慧管理中控系统为一体的虚拟拟真实训装置,提供沉浸式、立体化、虚拟现实集合的智能交通系统。--道路的形态按照真实的公路工程建造设计标准按比例缩小设计,含有十字交叉口、T形交叉口、环形交叉口、匝道、弯道、渐变路、停车区、景观区等不一样场景元素。
沙盘技术功能数值如下:
路面层有各种行车路线,道路标识标线清晰、路面平整。
功能展示层搭载道路景观,含有交通信号灯、标识标线、路灯、草坪、龙门架、摄像头、限速牌等,功能展示层的构件能够经过螺丝固定于路面层和路基层上。
沙盘面板上含有电源控制面板,电源总开关、路灯电源、红绿灯电源、氛围灯电源均可以单独控制;
路网设计:整体路段参考内学校或城市标识性路段等内容,主体部分1:20或1:10真实设计,其他路段在适用路网设计规范和闭环交通流的现象下合理设计,提供多角度交通设计图。
行车道类型:含有双向4车道、双向2车道、单行道、应急车道、匝道、特殊道路等;
道路防护:模仿公路实景中间隔离带、景观道、护栏等;
路面材料:应用美观耐磨损的仿滤清专用材料,标识标线清晰、路面平整;
灯光电子回路:含有建筑灯光、景观灯光、路灯、装饰灯光、功能灯光、功能电子回路、电子回路中控箱等全部灯光及电子回路控制;
交通控制设备:含有交通诱导显露板、可变限速标识、闪光报警设备等交通设备;
预留可拓展的电子设备连接口,以及二次研发连接口函数及代码。
沙盘中可设定如下道路元素:
序号 道路类型 数目 作用
1 路段 多个 行驶车辆
2 十字路口 4 四向车道行驶车辆
3 T字路口 4 三向车道行驶车辆
4 环形交叉口 1 逆时针方向绕岛单向行驶
5 停车场 2 停放车辆
6 停车收费设备 2 停车收费
7 景观 多个 完善道路元素
8 人行天桥 1 行人安全前往路段对侧
9 车道指示灯 4 按照交通流量大小控制路段车辆行驶方向
3.位移式智能网联信号机管控系统
智能网联信号机是智能城市交通系统的重要构成之一,主要用来城市道路交通信号灯、信息展示屏、停车位诱导屏、车辆检验测试与测速器的控制与管理,可与控制中心平台相连接,实行区域管控及交通优化。信号机机体主要采用控制箱式模型块、配电单元和机储物柜构成。控制箱式模型块主要包括机架,其中包括控制板、相位驱动板、车辆检验测试器,由总线连接在一起。配电单元包括开关、保险丝、配电板、电源、漏电保护等构成。
信号机具有如下功能:
(1)按照检验测试到的交通流数值来就地实时改变信号绿灯时间。相位至少运行*小绿,若有车经过,则延长一个延长绿时间,在延长绿时间内继续有车到达则继续延长绿灯时间,直至运行到绿。
(2)经过感应可以完成相位驻留、行人一次过街等特殊功能。
(3)自适应感应控制按照交通流的状况,就地实时的自动调节信号控制功能数值以适应交通流改变的控制方式。
(4)定周期控制按照预先设定的控制方案实行相位信号输出。在方案运行期间周期长、绿信比、相序不随道路状况的改变而改变。
(5)多时段控制在不一样的时段,交叉口的交通状态也不相同,为了达到较好的控制效果,应设定不一样的控制方案。
(6)信号机可以将1天24小时分成若干个时段,每个时段运行相应的周期、绿信比方案。
信号机硬件功能数值如下:
信号灯尺寸:长0.4*宽0.5*高0.5m(可按照需要加装下部支架)。
指标符合GB25280-2016《道路交通信号控制机》的要求,具有公安部交通安全产品重量监督检验测试中心的检验测试报告。
信号控制机具有完整的信号控制逻辑,具有输出端口,具有12个单独的机动车灯组、4个单独的行人灯组、*多可接32个检验测试器、双RS232通讯连接口,具有中心控制、感应控制功能,弱电共阳极输出;
适用智能网联(V2X)功能,就地实时广播当前路口红绿灯状态;
红绿黄三色路口信号灯含箭头信号灯、倒计时器;
含人行横道红绿灯指示系统;
可以V2X自适应控制信号灯系统;
可完成单独控制、群控、指定相位放行、路线选用放行等功能;
降级运行:可自动报警信号机故障并自动降级运行。
可本地和后台设定各个方向红绿灯相位和周期控制;
可完成单独控制、群控、远程授时、指定相位放行、路线选用放行等功能;
网联信号机数值记录备份与导出;
4.位移式交通信息发布系统
交通信息的发布方式有很多,主要的发布方式有以下几种:
(1)车载终端
车载终端主要包括车内位移数字电视、LED信息显露屏等发布终端。车载机的研发涉及GPS定位技术、GPRS无线通信技术、嵌入式系统研发等诸多领域。车载终端除了具有普通车载终端的功能外,还具有接收无线数字电视信号、播放数字电视节目等功能。
(2)电子站牌
交通电子站牌主要是向站台上的乘客提供运营车辆就地实时运行位置及下班车预计到达时间等,为乘客合理选用乘车线路,安排候车时间提供便利,避免乘客盲目等车,提升交通服务水平。电子站牌可集合交通车定位技术,将当前车辆的位置、时间信息经过GPRS互联网传递到交通信息处置整理中心,然后交通信息处置整理中心将处置整理后的车辆相关信息经过电子站牌展示给交通乘客。
(3)站场查询终端
站场查询终端一般在快速交通、地站、轻轨的车站和智能交通站台上装配,查询终端主要是触摸屏的方式,出行者可以经过交互的方式查询出行所需的交通信息。
(4)交通广播
经过交通广播电台,交通信息服务部门可以把交通运营信息、路况、铁路、民航信息和其他服务信息提供给广播听众,使出行者尽早的确定行驶路线。数字音频广播(Digital Audio Broadcasting,DAB)由于应用数字编码,避免了传统FM/AM广播易受地形及环境所干扰的缺陷,并可以在高速位移过程中接收,除了声音之外,它还可以传送文本、图形及视频等多种内容,特别适合在位移状态下发布数值信息。
(5)交通电子屏
交通电子屏,也称城市交通疏导信息电子屏,主要是向城市道路上运行的车辆提供车辆运行状况、天气、道路施工等信息。交通电子屏一般分为文字屏、图形屏和综合显露屏3种,经过接入信息交换平台与交通指挥调度中心、交通信息处置整理中心和其他信息服务中心连接。
本方案含有交通诱导显露屏、信息发布屏、动态限速屏、收费显露屏等,用户可自主编辑或上位机自动发布相关信息,具有图文编辑、远程发送、二次研发等功能。
技术功能数值如下:
系统装配在交通沙盘上,应用5英寸液晶显露屏实行交通信息发布。
公路收费信息发布:显露车辆收费信息。
停车场信息发布:显露车位占用信息。
交通状况信息发布:显露道路交通状况信息,如拥堵、饱和、畅通等道路交通状态。
具有WIFI通信连接口,可完成远程配备及应急指挥信息发布管理等。
5.位移式电子警察视频监控系统
城市道路交通安全是城市共同共用交通安全的重要分支。机动车辆大规模普及应用,各种与机动车有关的违法事件开始滋生蔓延。以此衍生的道路交通安全问题日益成为社会经济发展中的一个重要制约因素。收集、统计和解析道路交通事故,发现大部分交通事故全部是因为机动车违章行驶而引起,尤以在交叉路口或路段上机动车闯红灯造成的事故所占比例。本方案经过建造设计位移式电子警察视频监控系统,并配备闯红灯自动记录系统,可以模仿对机动车闯红灯行为实行不间断自动检验测试和记录,以及实行其他的路口信息的记录和存储。
技术功能数值如下:
应用迷你摄像头视频收集设备,可以远程监控道路交通状况;
画面分割器:将收集到的视频推送到显露大屏或上位机中,完成每路视频画面的播放;
为日常交通管理及规划提供数值支撑;
可完成多目标车辆检验测试;
提供交通诱导调动监控;
可实行车辆闯红灯、未按交通标识行驶等模仿违章行为的检验测试与判别。
应用位移式电子警察视频监控系统,具有如下优点:
(1)先进性:电子警察前端系统应用高清一体化摄像机替代模仿摄像机+工控机模式,是系统先进性*重要的体现。
(2)可靠性:电子警察前端系统广泛应用嵌入式技术,摈弃了工控机模式,无论是前端设备使用寿命,还是抗恶劣环境等方面,可靠性全部得到质的飞跃,符合电子产品设计的发展方向。
(3)经济性:应用嵌入式一体化高清摄像机取代数码相机,LED低功耗补光灯取代闪光灯,设备使用寿命明显变长,产品更换周期明显缩短,系统经济性显著提升。
(4)安全性:电子警察前端系统收集的数值经过加密传输,保障了系统数值的安全性。
(5)易维护性:电子警察前端系统所含有的设备数量少,一体化高清摄像机接受系统平台的集中管理,可完成远程升级、维护和自动校时。
6.车联网服务器
车联网是由车辆位置、速度和路线等信息包括的巨大交互互联网。经过GPS、RFID、传感器、摄像头图像处置整理等装置,车辆可以完成自身环境和状态信息的收集;经过互联网技术,全部的车辆可以将自身的各种信息传输汇聚到云端管理平台;经过管理平台,这些海量车辆的信息可以被解析和处置整理,从而计算出不一样车辆的路线、及时汇报路况和安排信号灯周期,以及完成对车辆的有效管理和监控。
--车联网是与服务器是离不开的,车联网的数值信息传输需要一个车联网管理平台来接收和处置整理这些从终端传输过来的数值,虽然说车辆并没有与服务器有直接的相关性,但是要完成与车联网管理平台的通讯,并而且管理平台需要服务器来承载,车联网与服务器密不可分。
本方案选用服务器的配备完全适用技术功能数值要求,具体如下:
CPU: i7 8代处置整理器、64位 2.4G四核
内部存储:32GB,支持拓展到64G记忆体;
WIFI:802.11AC无线,2.4GHz/5GHz 双频WIFI
硬盘:1TB SDD+1TB HDD;
电源:750W大功率电源;
含有音效卡、互联网卡;
HDMI数量:1
USB连接口数量:4个
具有DIS显露连接器
运行环境:全面兼容ROS、Ubuntu、Linux;
支持语言:C、C++、JAVA、Python。
7.数字化道路交通沙盘控制系统
交通控制系统是应用与时刻改变着的交通现象相适应的设备,构成按交通规则正确指挥交通的系统。交通控制系统今后将从被动系统向主动系统发展。在控制方法上,将改变定周期的系统控制,使系统内的周期可随时改变,多加系统的灵活性,以适应瞬时改变的交通流量。在控制设备上,将广泛应用大规模包括的电子化设备和微型计算机。
本方案中,数字化道路交通控制系统是整套系统的核心功能,它能完成智能车的动作控制、路径规划、任务下发、角色设定、集中调度,数值解析等;能完成路侧设备的管控,如设定各路口红绿灯、交通诱导显露屏、电子限速牌速度值等,能就地实时显露各模型块作业运行状态等。同时它是车路协同的数值大脑,内置多种人工智能算法。例如;车联网算法;智能车变道超车算法、路径规划算法、车辆编队算法、多路口信号绿波算法等。
控制系统含有以下功能:
可支持10辆以上智能车编队管理,经过车联网算法完成多车管理调度;
就地实时收集智能车速度、加快速度度、姿态、车距等数值,以及路侧设备的数值和通信数值等几十种有效数值。
可对不一样智能车的速度、转向、路径等功能数值实行控制,规划交通运行方案,模仿交通流量控制和疏解方式,直观显露车辆运行状态。
以模仿交通拥堵、限速控制、换道预警、盲区预警等多种交通预警,提醒交通危险,避免交通安全事故。
支持多辆智能车编队管理,经过车联网算法完成多车管理调度;
实训数值就地实时接收与分发:经过无线通信技术完成自动发布功能,系统更新频率不低于10HZ;
车辆运行状态功能数值显露解析系统,可以同时发布10辆车及以上的状态信息,含速度、加快速度度、前车间距;
设施设备状态监控与反馈,设备异常或者通信异常能够实行提醒;
提供硬件通信连接口和系统通信协议连接口;
智慧交通诱导及信息发布系统,可以发布雨雪天气、道路拥堵、交通管制等信息;
车辆角色定义与任务流程控制系统,车辆角色可以定位为警车、工程车、救护车等多种车类型;
交通路口红绿灯就地实时监测、信号机功能数值设定、绿波带设定系统,每个红绿灯相位和周期、倒计时均能在系统界面上就地实时显露,同步延时不高于100ms;
多功能电子警察系统,车辆控制及状态就地实时监控;
车辆调度与远程呼叫系统;
云控平台数值就地实时收集/存储/传输管理系统;
全面兼容 ROS、Ubuntu、Linux;
支持语言:C、C++、JAVA、Python。
8.智能车基于激光SLAM自主定位与导航教学模型块
激光SLAM的硬件基础在于激光雷达,激光雷达是一种应用非接触激光测距技术的扫描式传感器,经过发射激光光束来探测目标,并经过搜集反射回来的光束来形成点云和获取数值。这些数值经光电处置整理后可生成为精确的三维(3D)立体图像,能够准确的获取高精度的物理空间环境信息,测距精度可达厘米级;它犹如一双"眼睛",让机器人拥有就地实时感知环境的能力。
本系统应用思岚A2激光雷达,为位移小车完成测量半径12米内的环境感知,雷达经过每秒8000次激光测距,为位移小车提供就地实时的地图组建基础数值。--系统应用光磁融合技术彻底解决了传统激光雷达因物理接触磨损导致电气连接失效、激光雷达寿命短的问题。
在位移机器人中一个*关键的技术就是即时定位和建图,也就是所谓的SLAM技术。其试图解决机器人在未知的环境中动作时,如何经过对环境的查看确定自身的动作轨迹,同时组建出环境的地图。
SLAM系统一般分为五个模型块:传感器数值、视觉里程计、后端、建图及回环检验测试。传感器数值主要用来收集实际环境中的各类型原始数值。本系统中主要包括A1激光雷达扫描数值、视频图像数值等。视觉里程计主要用来不一样时刻间位移目标相对位置的估算,包括特征匹配、直接配准等算法的应用。后端主要用来优化视觉里程计带来的累计误差,包括滤波器、图优化等算法应用。建图用来三维(3D)地图组建。回环检验测试主要用来空间累积误差消除。
传感器读取数值后,视觉里程计估计两个时刻的相对动作(Ego-motion),后端处置整理视觉里程计估计成果的累积误差,建图则按照前端与后端得到的动作轨迹来建立地图,回环检验测试考虑了同一场景不一样时刻的图像,提供了空间上约束来消除累积误差。
激光雷达距离测量对比准确,误差模型简便,而且理论研究也相对成熟,落地产品更丰富。
本方案支持从智能车上的激光雷达认知开始,逐步理解它的作业原理,以及如何运用它开展相关技术的研究。
理解激光雷达的作业原理以及常见激光雷达的类型(单线、多线、固态);
基于UBUNTU18.04下搭建ROS实操系统的环境;
基于ROS实操系统完成激光雷达的点云信息的输出和障碍物的检验测试;
基于Karto,Hector,Gmapping,等几种算法实行学习掌控把握,并完成高精度地图的组建;
基于ROS导航功能包Navigation Stack下的定位与路径规划,基于室内UWB定位系统实行全局路径规划;
基于激光雷达点云提取周围环境信息感知。
提供的实训项目示例如下:
1.开启思岚雷达节点
2.启动位移机器人底盘控制节点
3.启动自动导航节点
4.打开rviz图像化工量具
9.智能车基于深度视觉学习掌控把握算法模型块
自动驾驶汽车搭建多种传感器实行机动车、非机动车、行人、道路标识等多种元素的识别,通常收集数值的方式是经过装设在车顶的摄像头收集前方车辆的图像信息。对于每个样本图像全部画出边界框标识出图中车辆位置:
UBUNTU18.04实操系统环境和TENSORFLOW深度学习掌控把握数值系统环境装配;
目标检验测试 YOLO_V5环境配备;
智能车视觉模型块和视频输出控制;
智能车基于视觉完成车道线的识别算法;
智能车基于视觉完成交通标识的识别算法;
智能车可在视觉系统的引导下完成自动驾驶与导航;
基于YOLO_V5完成汽车模型实训,并按照实训出的模型功能数值,完成车辆的就地实时检验测试。
提供的实训项目示例如下:
1.启动小车相机
(1)在服务器上启动roscore
(2)启动小车相机
(3)以action模式启动相机内标定
(4)以action模式开启相机外标定
2.交通灯识别
(1)启动识别程序
(2)可视化程序
(3)调动功能数值
构成部分
1.智能网联汽车
微缩智能车应用阿克曼转向方式,按照1:10或1:20比例,搭载核心处置整理器,能适用长时间高算例的要求以及复杂矩阵运算,另外搭建的CORTEX-M3动作系统处置整理器可以将动作控制周期到1ms。按照教学与实训内容,提供相应的源代码、连接口函数、教学实例、指导手册等课件,便利师生 "随时"、"随地"、"随心"的理解、学习掌控把握、运用、研发、创新的无人驾驶算法技术、远程模仿驾驶技术、车路协同研发技术等,以及参加各种智能车竞技交流AC活动。
(1)智能车硬件功能数值
车辆类型:1:10阿克曼转向竞速级碳纤维RC车体,配备装备前后悬挂避震和四驱差速驱动系统
车载六核智能决策芯片RK3399,主频多达1.8GHz以上;
车辆尺寸:45cm长*20cm宽*17cm高;
转向形式:前桥阿克曼转向(高精度伺服电动机)
控制精度:±1°
驱动方式:后驱动(直线DC减慢速度电动机)
通讯方式:WIFI/串行口通讯
核心传感器:ZNJ单目摄像头;9轴IMU、高分辨率编码器;单线高精度激光雷达;6个红外测距传感器;2.4寸全彩车路协同信息屏;2.4G/5G 工业级WIFI模型块;信标感应模型块、无线充电模型块;灯光系统:前大灯*2、刹车灯*2、转向灯*4,含有刹车灯显露系统、转向灯显露系统,前大灯照明系统;
主要材料:铝制+ABS工程塑料
实操系统:支持C/C++/ROS/Ubuntu;
(2)智能车功能简介
可完成车辆自动编队跟驰行驶:智能车能够自主完成多车编队行驶、跟驰行驶,它的物理模型;
可完成智能车自适应速度控制、定速巡航,以及按照限速指示牌速度行驶;
可完成车辆能够按照信号灯指示行、停:智能车能够接受红绿灯广播信号,并能按照红绿灯状态控制智能车行驶状况(加快速度、减慢速度、停止);
可完成网联汽车系统算法的移植和检验,而且算法运算周期控制在1ms以内;
提供车辆控制API连接口和九轴IMU全部数值连接口、速度和角速度控制连接口、8路红外传感器数值连接口、摄像头识别车道曲率算法连接口等,便利高校师生实行二次研发;
可完成网联汽车系统算法的移植和检验,而且算法运算周期控制在1ms以内;
提供智能网联汽车组网协议及运行程序demo;智能网联车支持集中控制与分布式自治控制;提供立体交通就地实时状态显露系统系统源代码。
(3)智能车传感系统
为了保障车辆在行驶过程中的安全功能,车辆装配先进的智能辅助驾驶系统,而智能辅助驾驶系统的数值取决于车辆的传感系统,感知周围信息,对道路、车辆、行人、交通标识灯实行检验测试与识别。--车辆配备双面相机与深度相机,完成对环境信息的无感被动感知。由于图像信息丰富,--车辆为了完成图像信息的就地实时处置整理,系统配备了高功能嵌入式车载处置整理器,完成对图像中的目标实行检验测试、识别与统计与态势估计。
该摄像头可获取20米120°广角视野界限内的各类动作目标,--摄像头应用先进技术,在动态环境条件下图像仍能保持高精度。摄像头的分辨率为具有2微米的双4M像素传感器,同时经过热传感器监控温度补偿相机发热所引起的成像偏差。
--车辆还配备了激光雷达,经过激光扫描完成对道路、行人等障碍物的检验测试。该激光雷达经过直线DC无刷电动机机构驱动下,其测距模型块按顺时针方向旋转,从而完成对周围360°全方位的扫描,从而获取所在空间的平面点云数值。激光雷达的有效测量距离为12米,采样频率达8000kHz。由于激光雷达应用的低功率红外线激光发射器,并经过调制脉冲的方式实行驱动,激光器在极端的时间内完成发射动作,达到了FDA CLASS I 人眼安全级别,系统具有非常高的安全性。
--车载还装配备有超声波传感器、车载姿态测量传感器等模型块,保障车辆在短距离条件下仍具有较高的安全功能。
单个传感器模型块均具有各自的优点和局限性,系统应用传感器信息融合技术,弥补单个传感器的缺陷,提升整个系统在室外场景下系统运行的安全性和可靠性。
(4)智能车定位系统
对于室外动作的车辆,系统选用北斗卫星导航定位作为主系统,经过差分定位技术,完成车辆在道路上精确定位,定位精度可达厘米级。
车载定位系统经过互联网通信技术完成与中枢控制系统的互联,中枢控制系统可经过管理平台完成对外出车辆的状态、位置实行跟踪记录,--也能显露外出途中的车辆行驶轨迹,使得实操员能及时理解车辆的运行现象,一旦发生偏移,也能以*快的速度实行处置整理。
车载定位系统具体而言主要完成以下功能:
1)车辆监控。就地实时对车辆位置、行驶方向、行驶速度、动作状态等现象实行监控,系统可设定1s返回一次车辆的动态信息,以便及时第掌控把握车辆的状况。
2)轨迹回放。控制中枢经过对历史数值的解析,可查阅近30天的轨迹数值,同时对轨迹的优化程度实行改进升级。
3)远程控制。控制中枢可随时对车辆实行断电、锁车等远程控制,保障小车在以为现象下车辆的安全性。
4)里程统计与距离测量等功能。经过对车辆运行轨迹的统计测量,完成对车辆的在线里程统计与行驶距离的测量。
由于普通民用的卫星导航定位系统精度误差较大,--本系统选用以通信基站为差分站的差分导航定位系统,经过差分站点在高精度定位中提供准确的误差信息,完成对车载北斗卫星导航系统的位置修正。
本模型块内置WIFI、LTE、DSRC(IEEE802.11p)、C-V2X(LTE-V)模型块,职称LTE/LTE-V/DSRC三种作业模式,支持5G V2X通信。--为了基于V2X完成高精度差分定位信息,系统支持GPS/北斗双系统兼容模式,经过内置RTK GPS模型块,完成高精度RTK定位增强信息的发布与接收。模型块职称路云协同V2N,可将就地实时的路况信息发送给云端管理,同时也可以获取地图、动态交通等信息。
(5)智能车通信系统
系统中车辆不是单独运行的个体,而是若干个位移终端。智能网联车各车辆之间以及车辆与道路基础设施、行人等全部有信息交流AC,为了保证行驶的安全,提升通行效率,系统运用DSRC技术实行V2X通信。DSRC主要包括无线通信和互联网通信功能。无线通信模型块,其要求车与基础设施通信的路侧单元覆盖半径大于1km,车与车之间的通信单跳距离可达300m。互联网通信模型块要求其具备广播功能与多点广播、地域群播等功能,--对于消息可设定优先级,通道与连接连接口可自由设定,车载单元同时具备位移特性。
为了适用车辆在辅助行驶过程中对于紧急安全事件消息的传播,车载单元的媒体访问控制层通信时延小于40ms,媒体并发业务数大于3个,终端的极限容量可达128个。--在互联网层,紧急安全事件从端到端的传播时延小于50ms。
SRCC模型块由路边单元RSU、车载单元OBU、控制中心以及一些辅助设备构成。每个固定设备RSU (路边单元)全部包括-一个广播SAP (服务访问点)和通信区域内为固定设备所知道的每个位移专用的SAP。 当数值链路层检验测试到一个新的专用链路地址时,则固定设备可以建立-一个专用位移设备的SAP,并建立专用链路。每个位移设备应包括一个广播SAP和请求上行链路传输时的-一个专用SAP。--该通信系统的作业模式有点对点模式和点对多点模式两种,并而且应用主从模式,控制设备总是控制物理媒体的使用。
(6)智能车驱动控制系统
控制系统的主要任务包括任务规划、行为决策及底层车辆控制等。在控制方法上,车辆应用横向控制与纵向控制两种作业模式。横向控制模式主要是经过控制转向舵机是的车辆沿期望的既定路线行驶,同时适用一定的平稳性要求。纵向控制是在行车方向上,经过对车辆的输出PWM波与限制动作系统,使得车辆按期望的车速实行动作,同时完成与前方障碍物保持一定的距离。
(7)机械实训安全教育虚拟拟真系统:本系统基于unity3d研发,系统应用三维(3D)漫游的形式,可经过键盘控制位移,鼠标控制镜头方向,设定有机械安全距离实训,机械安全保护装置实训、机械安全防护设计基础考核,实训实行时,三维(3D)漫游画面应用箭头与脚印图案提醒位移至实训位置,机械对象周围圆圈显露了作业半径,实训过程伴有三维(3D)机器人的对话框提醒。
A、机械安全距离实训内容包括防止上下肢触及危险区的安全距离实训(内分2种围栏高度与开口大小),选用进入后,镜头前弹出GB23821-2009《机械安全防止上下肢触及危险区的安全距离》要求,错误示范:实训过程为人体进入机械对象作业半径受到伤害后,血色画面与语音提醒收到机械伤害,并回至原位并实行下一实训,*终一步为正确做法。
B、机械安全保护装置实训分为安全联锁开关、安全光幕、安全垫、安全激光扫描仪等保护装置实训,可选类别(安全写入、安全控制、安全输出、其他)、生产厂家、产品清单(安全联锁开关、安全光幕、安全垫、安全激光扫描仪、安全控制器、安全继电器、安全护栏)。装配位置有蓝色闪烁框体结构提醒,实训流程:选用安全护栏并装配、选用安全连锁开关(或选用安全光幕、安全垫、安全激光扫描仪)并装配、选用安全控制器并装配至电气控制箱式模型块、选用安全继电器并装配至电气控制箱式模型块、点击电气控制箱式模型块上的启动按钮。若进入危险区域时,系统将提醒报警音,而且机械对象停止作业,选用电气控制箱式模型块上的复位按钮可停止。
C、机械安全防护设计基础考核要求完成机械安全系统的装配,正确装配安全护栏、安全联锁开关、安全光幕、安全垫、安全激光扫描仪、安全控制器、安全继电器、24V电源、信号灯及急停按钮,考核分为十个考核点,部分考核点有3个选项,由学生自由选用,*终10项考核点选好后,提供并上交确认,系统自动得出总分数以及各考核点的得分现象。
D、系统须为整体同一平台,不得以单独的资源展现。
E、同时为客户提供本系统的VR装配包便运用户拓展为VR实训,VR设备及系统装配调节测试不需提供。
2.基础建造设计(沙盘)
本方案建造设计三维(3D)立体化的半实物虚拟拟真沙盘,并基于半实物虚拟拟真沙盘和虚拟拟真系统设计各种实训场景,经过微缩移植真实道路、建筑、草地、绿植、桥梁、护栏、停车场、交通路牌等交通环境要素,建成集智能车、智慧路网、智慧管理中控系统为一体的虚拟拟真实训装置,提供沉浸式、立体化、虚拟现实集合的智能交通系统。--道路的形态按照真实的公路工程建造设计标准按比例缩小设计,含有十字交叉口、T形交叉口、环形交叉口、匝道、弯道、渐变路、停车区、景观区等不一样场景元素。
沙盘技术功能数值如下:
路面层有各种行车路线,道路标识标线清晰、路面平整。
功能展示层搭载道路景观,含有交通信号灯、标识标线、路灯、草坪、龙门架、摄像头、限速牌等,功能展示层的构件能够经过螺丝固定于路面层和路基层上。
沙盘面板上含有电源控制面板,电源总开关、路灯电源、红绿灯电源、氛围灯电源均可以单独控制;
路网设计:整体路段参考内学校或城市标识性路段等内容,主体部分1:20或1:10真实设计,其他路段在适用路网设计规范和闭环交通流的现象下合理设计,提供多角度交通设计图。
行车道类型:含有双向4车道、双向2车道、单行道、应急车道、匝道、特殊道路等;
道路防护:模仿公路实景中间隔离带、景观道、护栏等;
路面材料:应用美观耐磨损的仿滤清专用材料,标识标线清晰、路面平整;
灯光电子回路:含有建筑灯光、景观灯光、路灯、装饰灯光、功能灯光、功能电子回路、电子回路中控箱等全部灯光及电子回路控制;
交通控制设备:含有交通诱导显露板、可变限速标识、闪光报警设备等交通设备;
预留可拓展的电子设备连接口,以及二次研发连接口函数及代码。
沙盘中可设定如下道路元素:
序号 道路类型 数目 作用
1 路段 多个 行驶车辆
2 十字路口 4 四向车道行驶车辆
3 T字路口 4 三向车道行驶车辆
4 环形交叉口 1 逆时针方向绕岛单向行驶
5 停车场 2 停放车辆
6 停车收费设备 2 停车收费
7 景观 多个 完善道路元素
8 人行天桥 1 行人安全前往路段对侧
9 车道指示灯 4 按照交通流量大小控制路段车辆行驶方向
3.位移式智能网联信号机管控系统
智能网联信号机是智能城市交通系统的重要构成之一,主要用来城市道路交通信号灯、信息展示屏、停车位诱导屏、车辆检验测试与测速器的控制与管理,可与控制中心平台相连接,实行区域管控及交通优化。信号机机体主要采用控制箱式模型块、配电单元和机储物柜构成。控制箱式模型块主要包括机架,其中包括控制板、相位驱动板、车辆检验测试器,由总线连接在一起。配电单元包括开关、保险丝、配电板、电源、漏电保护等构成。
信号机具有如下功能:
(1)按照检验测试到的交通流数值来就地实时改变信号绿灯时间。相位至少运行*小绿,若有车经过,则延长一个延长绿时间,在延长绿时间内继续有车到达则继续延长绿灯时间,直至运行到绿。
(2)经过感应可以完成相位驻留、行人一次过街等特殊功能。
(3)自适应感应控制按照交通流的状况,就地实时的自动调节信号控制功能数值以适应交通流改变的控制方式。
(4)定周期控制按照预先设定的控制方案实行相位信号输出。在方案运行期间周期长、绿信比、相序不随道路状况的改变而改变。
(5)多时段控制在不一样的时段,交叉口的交通状态也不相同,为了达到较好的控制效果,应设定不一样的控制方案。
(6)信号机可以将1天24小时分成若干个时段,每个时段运行相应的周期、绿信比方案。
信号机硬件功能数值如下:
信号灯尺寸:长0.4*宽0.5*高0.5m(可按照需要加装下部支架)。
指标符合GB25280-2016《道路交通信号控制机》的要求,具有公安部交通安全产品重量监督检验测试中心的检验测试报告。
信号控制机具有完整的信号控制逻辑,具有输出端口,具有12个单独的机动车灯组、4个单独的行人灯组、*多可接32个检验测试器、双RS232通讯连接口,具有中心控制、感应控制功能,弱电共阳极输出;
适用智能网联(V2X)功能,就地实时广播当前路口红绿灯状态;
红绿黄三色路口信号灯含箭头信号灯、倒计时器;
含人行横道红绿灯指示系统;
可以V2X自适应控制信号灯系统;
可完成单独控制、群控、指定相位放行、路线选用放行等功能;
降级运行:可自动报警信号机故障并自动降级运行。
可本地和后台设定各个方向红绿灯相位和周期控制;
可完成单独控制、群控、远程授时、指定相位放行、路线选用放行等功能;
网联信号机数值记录备份与导出;
4.位移式交通信息发布系统
交通信息的发布方式有很多,主要的发布方式有以下几种:
(1)车载终端
车载终端主要包括车内位移数字电视、LED信息显露屏等发布终端。车载机的研发涉及GPS定位技术、GPRS无线通信技术、嵌入式系统研发等诸多领域。车载终端除了具有普通车载终端的功能外,还具有接收无线数字电视信号、播放数字电视节目等功能。
(2)电子站牌
交通电子站牌主要是向站台上的乘客提供运营车辆就地实时运行位置及下班车预计到达时间等,为乘客合理选用乘车线路,安排候车时间提供便利,避免乘客盲目等车,提升交通服务水平。电子站牌可集合交通车定位技术,将当前车辆的位置、时间信息经过GPRS互联网传递到交通信息处置整理中心,然后交通信息处置整理中心将处置整理后的车辆相关信息经过电子站牌展示给交通乘客。
(3)站场查询终端
站场查询终端一般在快速交通、地站、轻轨的车站和智能交通站台上装配,查询终端主要是触摸屏的方式,出行者可以经过交互的方式查询出行所需的交通信息。
(4)交通广播
经过交通广播电台,交通信息服务部门可以把交通运营信息、路况、铁路、民航信息和其他服务信息提供给广播听众,使出行者尽早的确定行驶路线。数字音频广播(Digital Audio Broadcasting,DAB)由于应用数字编码,避免了传统FM/AM广播易受地形及环境所干扰的缺陷,并可以在高速位移过程中接收,除了声音之外,它还可以传送文本、图形及视频等多种内容,特别适合在位移状态下发布数值信息。
(5)交通电子屏
交通电子屏,也称城市交通疏导信息电子屏,主要是向城市道路上运行的车辆提供车辆运行状况、天气、道路施工等信息。交通电子屏一般分为文字屏、图形屏和综合显露屏3种,经过接入信息交换平台与交通指挥调度中心、交通信息处置整理中心和其他信息服务中心连接。
本方案含有交通诱导显露屏、信息发布屏、动态限速屏、收费显露屏等,用户可自主编辑或上位机自动发布相关信息,具有图文编辑、远程发送、二次研发等功能。
技术功能数值如下:
系统装配在交通沙盘上,应用5英寸液晶显露屏实行交通信息发布。
公路收费信息发布:显露车辆收费信息。
停车场信息发布:显露车位占用信息。
交通状况信息发布:显露道路交通状况信息,如拥堵、饱和、畅通等道路交通状态。
具有WIFI通信连接口,可完成远程配备及应急指挥信息发布管理等。
5.位移式电子警察视频监控系统
城市道路交通安全是城市共同共用交通安全的重要分支。机动车辆大规模普及应用,各种与机动车有关的违法事件开始滋生蔓延。以此衍生的道路交通安全问题日益成为社会经济发展中的一个重要制约因素。收集、统计和解析道路交通事故,发现大部分交通事故全部是因为机动车违章行驶而引起,尤以在交叉路口或路段上机动车闯红灯造成的事故所占比例。本方案经过建造设计位移式电子警察视频监控系统,并配备闯红灯自动记录系统,可以模仿对机动车闯红灯行为实行不间断自动检验测试和记录,以及实行其他的路口信息的记录和存储。
技术功能数值如下:
应用迷你摄像头视频收集设备,可以远程监控道路交通状况;
画面分割器:将收集到的视频推送到显露大屏或上位机中,完成每路视频画面的播放;
为日常交通管理及规划提供数值支撑;
可完成多目标车辆检验测试;
提供交通诱导调动监控;
可实行车辆闯红灯、未按交通标识行驶等模仿违章行为的检验测试与判别。
应用位移式电子警察视频监控系统,具有如下优点:
(1)先进性:电子警察前端系统应用高清一体化摄像机替代模仿摄像机+工控机模式,是系统先进性*重要的体现。
(2)可靠性:电子警察前端系统广泛应用嵌入式技术,摈弃了工控机模式,无论是前端设备使用寿命,还是抗恶劣环境等方面,可靠性全部得到质的飞跃,符合电子产品设计的发展方向。
(3)经济性:应用嵌入式一体化高清摄像机取代数码相机,LED低功耗补光灯取代闪光灯,设备使用寿命明显变长,产品更换周期明显缩短,系统经济性显著提升。
(4)安全性:电子警察前端系统收集的数值经过加密传输,保障了系统数值的安全性。
(5)易维护性:电子警察前端系统所含有的设备数量少,一体化高清摄像机接受系统平台的集中管理,可完成远程升级、维护和自动校时。
6.车联网服务器
车联网是由车辆位置、速度和路线等信息包括的巨大交互互联网。经过GPS、RFID、传感器、摄像头图像处置整理等装置,车辆可以完成自身环境和状态信息的收集;经过互联网技术,全部的车辆可以将自身的各种信息传输汇聚到云端管理平台;经过管理平台,这些海量车辆的信息可以被解析和处置整理,从而计算出不一样车辆的路线、及时汇报路况和安排信号灯周期,以及完成对车辆的有效管理和监控。
--车联网是与服务器是离不开的,车联网的数值信息传输需要一个车联网管理平台来接收和处置整理这些从终端传输过来的数值,虽然说车辆并没有与服务器有直接的相关性,但是要完成与车联网管理平台的通讯,并而且管理平台需要服务器来承载,车联网与服务器密不可分。
本方案选用服务器的配备完全适用技术功能数值要求,具体如下:
CPU: i7 8代处置整理器、64位 2.4G四核
内部存储:32GB,支持拓展到64G记忆体;
WIFI:802.11AC无线,2.4GHz/5GHz 双频WIFI
硬盘:1TB SDD+1TB HDD;
电源:750W大功率电源;
含有音效卡、互联网卡;
HDMI数量:1
USB连接口数量:4个
具有DIS显露连接器
运行环境:全面兼容ROS、Ubuntu、Linux;
支持语言:C、C++、JAVA、Python。
7.数字化道路交通沙盘控制系统
交通控制系统是应用与时刻改变着的交通现象相适应的设备,构成按交通规则正确指挥交通的系统。交通控制系统今后将从被动系统向主动系统发展。在控制方法上,将改变定周期的系统控制,使系统内的周期可随时改变,多加系统的灵活性,以适应瞬时改变的交通流量。在控制设备上,将广泛应用大规模包括的电子化设备和微型计算机。
本方案中,数字化道路交通控制系统是整套系统的核心功能,它能完成智能车的动作控制、路径规划、任务下发、角色设定、集中调度,数值解析等;能完成路侧设备的管控,如设定各路口红绿灯、交通诱导显露屏、电子限速牌速度值等,能就地实时显露各模型块作业运行状态等。同时它是车路协同的数值大脑,内置多种人工智能算法。例如;车联网算法;智能车变道超车算法、路径规划算法、车辆编队算法、多路口信号绿波算法等。
控制系统含有以下功能:
可支持10辆以上智能车编队管理,经过车联网算法完成多车管理调度;
就地实时收集智能车速度、加快速度度、姿态、车距等数值,以及路侧设备的数值和通信数值等几十种有效数值。
可对不一样智能车的速度、转向、路径等功能数值实行控制,规划交通运行方案,模仿交通流量控制和疏解方式,直观显露车辆运行状态。
以模仿交通拥堵、限速控制、换道预警、盲区预警等多种交通预警,提醒交通危险,避免交通安全事故。
支持多辆智能车编队管理,经过车联网算法完成多车管理调度;
实训数值就地实时接收与分发:经过无线通信技术完成自动发布功能,系统更新频率不低于10HZ;
车辆运行状态功能数值显露解析系统,可以同时发布10辆车及以上的状态信息,含速度、加快速度度、前车间距;
设施设备状态监控与反馈,设备异常或者通信异常能够实行提醒;
提供硬件通信连接口和系统通信协议连接口;
智慧交通诱导及信息发布系统,可以发布雨雪天气、道路拥堵、交通管制等信息;
车辆角色定义与任务流程控制系统,车辆角色可以定位为警车、工程车、救护车等多种车类型;
交通路口红绿灯就地实时监测、信号机功能数值设定、绿波带设定系统,每个红绿灯相位和周期、倒计时均能在系统界面上就地实时显露,同步延时不高于100ms;
多功能电子警察系统,车辆控制及状态就地实时监控;
车辆调度与远程呼叫系统;
云控平台数值就地实时收集/存储/传输管理系统;
全面兼容 ROS、Ubuntu、Linux;
支持语言:C、C++、JAVA、Python。
8.智能车基于激光SLAM自主定位与导航教学模型块
激光SLAM的硬件基础在于激光雷达,激光雷达是一种应用非接触激光测距技术的扫描式传感器,经过发射激光光束来探测目标,并经过搜集反射回来的光束来形成点云和获取数值。这些数值经光电处置整理后可生成为精确的三维(3D)立体图像,能够准确的获取高精度的物理空间环境信息,测距精度可达厘米级;它犹如一双"眼睛",让机器人拥有就地实时感知环境的能力。
本系统应用思岚A2激光雷达,为位移小车完成测量半径12米内的环境感知,雷达经过每秒8000次激光测距,为位移小车提供就地实时的地图组建基础数值。--系统应用光磁融合技术彻底解决了传统激光雷达因物理接触磨损导致电气连接失效、激光雷达寿命短的问题。
在位移机器人中一个*关键的技术就是即时定位和建图,也就是所谓的SLAM技术。其试图解决机器人在未知的环境中动作时,如何经过对环境的查看确定自身的动作轨迹,同时组建出环境的地图。
SLAM系统一般分为五个模型块:传感器数值、视觉里程计、后端、建图及回环检验测试。传感器数值主要用来收集实际环境中的各类型原始数值。本系统中主要包括A1激光雷达扫描数值、视频图像数值等。视觉里程计主要用来不一样时刻间位移目标相对位置的估算,包括特征匹配、直接配准等算法的应用。后端主要用来优化视觉里程计带来的累计误差,包括滤波器、图优化等算法应用。建图用来三维(3D)地图组建。回环检验测试主要用来空间累积误差消除。
传感器读取数值后,视觉里程计估计两个时刻的相对动作(Ego-motion),后端处置整理视觉里程计估计成果的累积误差,建图则按照前端与后端得到的动作轨迹来建立地图,回环检验测试考虑了同一场景不一样时刻的图像,提供了空间上约束来消除累积误差。
激光雷达距离测量对比准确,误差模型简便,而且理论研究也相对成熟,落地产品更丰富。
本方案支持从智能车上的激光雷达认知开始,逐步理解它的作业原理,以及如何运用它开展相关技术的研究。
理解激光雷达的作业原理以及常见激光雷达的类型(单线、多线、固态);
基于UBUNTU18.04下搭建ROS实操系统的环境;
基于ROS实操系统完成激光雷达的点云信息的输出和障碍物的检验测试;
基于Karto,Hector,Gmapping,等几种算法实行学习掌控把握,并完成高精度地图的组建;
基于ROS导航功能包Navigation Stack下的定位与路径规划,基于室内UWB定位系统实行全局路径规划;
基于激光雷达点云提取周围环境信息感知。
提供的实训项目示例如下:
1.开启思岚雷达节点
2.启动位移机器人底盘控制节点
3.启动自动导航节点
4.打开rviz图像化工量具
9.智能车基于深度视觉学习掌控把握算法模型块
自动驾驶汽车搭建多种传感器实行机动车、非机动车、行人、道路标识等多种元素的识别,通常收集数值的方式是经过装设在车顶的摄像头收集前方车辆的图像信息。对于每个样本图像全部画出边界框标识出图中车辆位置:
UBUNTU18.04实操系统环境和TENSORFLOW深度学习掌控把握数值系统环境装配;
目标检验测试 YOLO_V5环境配备;
智能车视觉模型块和视频输出控制;
智能车基于视觉完成车道线的识别算法;
智能车基于视觉完成交通标识的识别算法;
智能车可在视觉系统的引导下完成自动驾驶与导航;
基于YOLO_V5完成汽车模型实训,并按照实训出的模型功能数值,完成车辆的就地实时检验测试。
提供的实训项目示例如下:
1.启动小车相机
(1)在服务器上启动roscore
(2)启动小车相机
(3)以action模式启动相机内标定
(4)以action模式开启相机外标定
2.交通灯识别
(1)启动识别程序
(2)可视化程序
(3)调动功能数值