全自动驾驶系统中的通信技术

全自动驾驶系统中的通信技术

胡雪瑞

2008080304334 20080803041A

摘要：FAO系统是引导城市轨道交通发展趋势的先进客运交通系统，在世界很多城市得到了应用。本文对城市轨道的全自动驾驶系统进行了分析，并提出了其中的通信方案。

1引言

目前，国内许多城市都在建设城市轨道交通网络，那些人口在千万以上的特大城市，其发展往往是跨越式的，要求建设的城市轨道交通在互联互通、安全、快捷、舒适性方面具有很高的水平。FAO系统是引导城市轨道交通发展趋势的先进客运交通系统，在世界很多城市得到了应用。FAO系统与传统系统相比，具有安全可靠性高、增大线路通过能力、提高旅行速度、减少车辆需求量、减少定员、提高服务、降低系统生命周期成本、易于工程实施和城市路网互联互通等优势。

本文第二部分介绍了FAO系统的特点和它的系统组成，并在第三部分着重介绍了FAO 系统中的通信控制部分。第四部分介绍了FAO系统通信方案的选择，并在第五部分介绍了无线传输GSM-R的原理。

2 FAO系统

无人驾驶系统是指列车驾驶员执行的工作完全自动化的、高度集中控制的列车运行系统。无人驾驶系统具备列车自动唤醒启动和休眠、自动出入停车场、自动清洗、自动行驶、自动停车、自动开关车门、故障自动恢复等功能，并具有常规运行、降级运行、运行中断等多种运行模式。实现全自动运营可以节省能源，优化系统能耗和速度的合理匹配。

全自动驾驶系统(简称FAO，Fully Automatic Operation)要求建设的城市轨道交通在互联互通、安全、快捷、舒适性方面具有很高的水平．20世纪90年代，随着通信、控制和网络技术的发展，可以在地车之间实现大容量、双向的信息传输，为高密度、大运量的地铁系统成为真正意义上的FAO系统提供了可能．

FAO系统的主要功能是地车的双向信息传输和运营组织的综合与应急处理．车一地信息传输通道是列车运行自动控制系统的重要组成部分．自动控制系统的车载设备完全靠从地面控制中心接受的行车控制命令进行行车，实时监督列车的实际速度和地面允许的速度指令，当列车速度超过地面行车限速，车载设备将实施制动，保证列车的运行安全。

FAO系统实现列车的自动启动及自动运行、车站定点停车、全自动驾驶自动折返、自动出入车辆段等功能，同时对列车上乘客状况、车厢状态、设备状态进行监视和检测，对列车各系统进行自动诊断，将列车设备状况及故障报警信息传送到控制中心，对各种故障和意外情况分门别类，做出处置预案。目前基于CBTC控制的FAO系统的典型组成下图。

3 FAO中的通信控制部分

在FAO系统中，在传统轨道交通通信系统配置的基础上，将主要增加列车上的电视监控系统、广播系统和应急电话系统，使控制中心能随时监控列车和旅客的情况，保证在紧急情况下能与旅客进行直接通信，并直接对列车下达控制命令，确保旅客的安全。增加的通信系统包括以下部分。

(1)控制中心与旅客双向通信的广播与对讲系统。

(2)专用的信息传输系统，实现列车车辆的状态与控制中心的信息传输，主要包括公共服务信息、CCTV视频监视信息等。

4车一地通信方案选择

在城市轨道交通领域，列车自动控制系统的车一地通信信道主要采用点式和连续式2种通信方式来实现列车与轨旁设备间的信息传输．地到车的信息主要是列车自动防护(A伸)信息，车到地的信息主要是列车动态信息(包括列车位置、速度、驾驶模式、停车保证等)和车载信号设备及列车车辆相关状态信息等．为了实现精确、安全、可靠的控车目标，要求车一地通信通道具有高可靠性、安全性和兼容性．车一地信息传输系统一般采用基于通信的多服务冗余数据传输系统(Data Trmlsmission Systemcs)，实现地车的双向信息传输．目前，主要的CBTC系统实现车一地信息传输的方式有：感应环线、漏泄波导／漏缆、无线传输等

5无线传输的通信原理

5.1 GSM—R组成

利用GSM—R数字综合移动通信平台，结合我国铁路发展的需求，可以建立一种基于电路交换技术的数据采集传输应用系统，来实现列车和地面之间的双向数据传输．车一地双向数据传输通道建立在GSM—R网络与铁路ISDN网络互联的基上．在互联过程中，需要应用

到数据业务互联单元IWr(Inter Working Function)．铁路的有线通信已经比较完善，完全可以利用现有的有线资源GSM—R+PBX，即ISDN专用自动交换机的无线／有线混合网，进行无线用户(移动终端)和有线用户(固定终端)的统一调度指挥．利用GSM—R进行无线列调组网，可以将无线方式和有线方式结合起来完成调度通信任务．我国的GSM—R网主要由3部分组成：GSM—R陆地移动网络、固定网络、移动终端和固定终端．

5.2 GSM—R网络与铁路ISDN通信原理

GSM—R网络与铁路ISDN网络互联完成车一地之间数据通信的网络配置如图5所示．网络的组成主要包括：车载设备(虚线方框内部分)、GSM—R网络(椭圆内的部分)及地面控制中心(调度台、监测中心和定位设备等．地面控制中心各终端通过铁路ISDN网络的基本速率接口(64 Kbit·S-1)连接到一个接入服务器，接入服务网络中的移动业务交换机(Msc)．每一路由器再通过2Mbit·s“的基群接入到GSM—R数据业务都要通过MSC中的一个IWF来完成车载移动设备和地面固定设备之间的互联．

5.3 GSM—R网络的优势

采用GSM—R无线传输信息的列车运行自动控制系统与基于轨道电路传输信息的系统

相比，有突出的优点：

1)在各种列车混跑的区间，由于轨道电路信息量的局限，无法向列车传递轨道电路长度信息，因此，由轨道电路限定的闭塞分区通常设计成固定长度，从而根据两列车相隔几个闭塞分区获得列车间的距离．而GSM—R的信息量大，足以传送前方列车的距离信息，可以构成随列车速度、线路参数改变的优化列车间隔．

2)在使用轨道电路时，闭塞分区的长度与该区段列车的最大运行速度有关．随着列车运行速度的提高或制动性能的改善，固定长度的闭塞分区限制了运输能力的进一步提高．对于无线控制系统来说，列车速度提高或制动性能的改善，对应的仅是程序参数的改变，系统发展、完善十分简单．

3)无线列车运行自动控制系统由于无固定的闭塞分区长度，所以对于任何类型的列车都可以提高运行速度．

4)GSM—R的应用可以进一步取消固定信号机及轨道电路，又可以节省大量的安装、维护费用．

6 结论

FAO系统采用先进的通信、计算机、网络和控制技术，对列车实现实时、连续控制。它采用现代通信手段，直接面对列车，可实现车地间的双向数据通信，传输速率快，信息量大，后续追踪列车和控制中心可以及时获知前行列车的确切位置，使得运行管理更加灵活，控制更为有效，更加适应列车自动驾驶的需求。

参考文献

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[4] Masamiochi K．Straddle—type monorml systems with driverlesstrain operation

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自动驾驶汽车硬件系统概述

自动驾驶汽车硬件系统概述 自动驾驶汽车的硬件架构、传感器、线控等硬件系统 如果说人工智能技术将是自动驾驶汽车的大脑，那么硬件系统就是它的神经与四肢。从自动驾驶汽车周边环境信息的采集、传导、处理、反应再到各种复杂情景的解析，硬件系统的构造与升级对于自动驾驶汽车至关重要。 自动驾驶汽车硬件系统概述 从五个方面为大家做自动驾驶汽车硬件系统概述的内容分享，希望大家可以通过我的分享，对硬件系统的基础有个全面的了解： 一、自动驾驶系统的硬件架构 二、自动驾驶的传感器 三、自动驾驶传感器的产品定义 四、自动驾驶的大脑 五、自动驾驶汽车的线控系统

自动驾驶事故分析 根据美国国家运输安全委员会的调查报告，当时涉事Uber汽车——一辆沃尔沃SUV系统上的传感器在撞击发生6s前就检测到了受害者，而且在事故发生前1.3秒，原车自动驾驶系统确定有必要采取紧急刹车，此时车辆处于计算机控制下时，原车的紧急刹车功能无法启用。于是刹车的责任由司机负责，但司机在事故发生前0.5s低头观看视频未能抬头看路。 从事故视频和后续调查报告可以看出，事故的主要原因是车辆不在环和司机不在环造成的。Uber在改造原车加装自动驾驶系统时，将原车自带的AEB功能执行部分截断造成原车ADAS功能失效。自动驾驶系统感知到受害者确定要执行应急制动时，并没有声音或图像警报，此时司机正低头看手机也没有及时接管刹车。

目前绝大多数自动驾驶研发车都是改装车辆，相关传感器加装到车顶，改变车辆的动力学模型；改装车辆的刹车和转向系统，也缺乏不同的工况和两冬一夏的测试。图中Uber研发用车是SUV车型自身重心就较高，车顶加装的设备进一步造成重心上移，在避让转向的过程中转向过急过度，发生碰撞时都会比原车更容易侧翻。 自动驾驶研发仿真测试流程 所以在自动驾驶中，安全是自动驾驶技术开发的第一天条。为了降低和避免实际道路测试中的风险，在实际道路测试前要做好充分的仿真、台架、封闭场地的测试验证。 软件在环（Software in loop），通过软件仿真来构建自动驾驶所需的各类场景，复现真实世界道路交通环境，从而进行自动驾驶技术的开发测试工作。软件在环效率取决于仿真软件可复现场景的程度。对交通环境与场景的模拟，包括复杂交通场景、真实交通流、自然天气（雨、雪、雾、夜晚、灯光等）各种交通参与者（汽车、摩托车、自行车、行人等）。采用软件对交通场景、道路、以及传感器模拟仿

浅谈农机GPS卫星定位和自动导航驾驶系统的应用

农机GPS卫星定位和自动导航驾驶系统的应用概论随着我国高新技术的应用和电子信息技术的渗透，以及现代化精细农业的要求和农机高科技技术的迅速发展。农机GPS卫星定位和自动导航驾驶已成为现代化大农业的一个重要组成部分。在播种、施肥、洒药、收获、整地、起垄等许多农机作业项目上发挥着重要的作用，并有着广阔的发展前景。 2010年鹤山农场本着“立足大农机、发展大农业”的原则，不断提高农机科技含量和高新技术的推广应用，为迪尔7830、克拉斯836等先进机型安装了17套GPS卫星定位和自动导航驾驶系统，通过进行秋整地和秋起垄作业，这套系统不仅提高了机车的作业质量和工作效率，实现节本增效，而且很大程度的减轻了驾驶操作人员的劳动强度。 “三秋”阶段机车减少了“重漏”和“空跑”现象，17台车共节省主燃油45吨，节约资金33.75万元，提高机车工作效率20%以上，增加时间利用率4个百分点。实现节本增效67.75万元。 1 系统的组成和工作原理 1.1 系统组成：主要有导航光靶、方向传感器、通信模块、导航控制器、液压控制器等。 导航光耙：接收GPS的定位信号，在设定导航线后，根据机组作业幅宽进行自动直线导航，技术特点是在没有作业导航图的情况下可在作业中生成导航线，差分GPS的定位下，可对农机田间直线行走作业精确引导，使机组作业不重不漏，并具有作业面积计算统计等功能。 方向传感器：向导航控制器发送高精度的转角信息。

通信模块：接收基站的差分数据。 导航控制器：自动驾驶系统的核心，通过接收GPS的定位信息和方向传感器的转角信息，向液压系统发送指令。 液压控制器:液压控制器根据导航控制器发送的指令，改变油箱的流量和流向，保证农机按照设定的路线行驶。 1.2 工作原理 首先在在导航光靶上设定车辆行走线，设置导航模式（直线或者曲线）。通过接收基站差分数据，实现厘米级的卫星定位，实时向向控制器发精确的定位信息。方向传感器实时向控制器发送车轮的运动方向。导航控制器根据卫星定位的坐标及车轮的转动情况，实时向液压控制阀发送指令，通过控制液压系统油量的流量和流向，控制车辆的行驶，确保车辆按照导航光耙设定的路线行驶。 2 实际作业情况 2.1 提高土地利用率。 该系统的基站设在农场农机管理服务中心，设备要求24小时工作，基站的覆盖半径可达50KM，可以完全覆盖全场地号的作业面积，满足农场农机田间作业要求。农机使用自动驾驶系统进行起垄、播种、洒药、整地等作业时，结合线之间的偏差和千米直线度偏差可以控制在2.5厘米，减少农作物生产投入成本，并且可以提高农艺作业质量，避免作业过程产生的“重漏”现场，降低生产成本，提高土地利用率，增加了经济效益。 2.2 提高机车时间利用率和作业质量 该系统提高了机车的操作性能，延长了作业时间，可以实现夜间播种作业，

高级驾驶辅助系统ADAS各功能详解

ADAS（高级驾驶辅助系统）高级驾驶辅助系统（Advanced Driver Assistant System），简称ADAS，是利用安装于车上的各式各样的传感器，在第一时间收集车内外的环境数据，进行静、动态物体的辨识、侦测与追踪等技术上的处理，从而能够让驾驶者在最快的时间察觉可能发生的危险，以引起注意和提高安全性的主动安全技术。ADAS 采用的传感器主要有摄像头、雷达、激光和超声波等，可以探测光、热、压力或其它用于监测汽车状态的变量，通常位于车辆的前后保险杠、侧视镜、驾驶杆内部或者挡风玻璃上。早期的ADAS 技术主要以被动式报警为主，当车辆检测到潜在危险时，会发出警报提醒驾车者注意异常的车辆或道路情况。对于最新的ADAS 技术来说，主动式干预也很常见。ADAS通常包括以下17种用与汽车驾驶辅助的系统： 1、导航：导航是一个研究领域，重点是监测和控制工艺或车辆从一个地方移动到另一个地方的过程。导航领域包括四个一般类别：陆地导航，海洋导航，航空导航和空间导航。 2、时交通系统TMC：TMC是是欧洲的辅助GPS导航的功能系统。它是通过RDS方式发送实时交通信息和天气状况的一种开放式数据应用。借助于具有TMC功能的导航系统，数据信息可以被接收并解码，然后以用户语言或可视化的方式将和当前旅行路线相关的信息展现给。 3、电子警察系统ISA：我国道路交通管理系统中的“电子警察”是随着科技的发展而产生的，是一个时代的产物。它作为现代道路交通安全管理的有效手段，可以迅速地监控、抓拍、处理交通违章事件，迅速地获取违章证据，提供行之有效的监测手段，为改善城市交

通拥堵现象起到了重要的作用，已成为道路交通管理队伍中必不可少的一员，以充分发挥它准确、公正的执法作用。 4、车联网（Internet of Vehicles）：车联网是由车辆位置、速度和路线等信息构成的巨大交互网络。通过、、、摄像头等装置，车辆可以完成自身环境和状态信息的采集；通过技术，所有的车辆可以将自身的各种信息传输汇聚到中央处理器；通过技术，这些大量车辆的信息可以被分析和处理，从而计算出不同车辆的最佳路线、及时汇报路况和安排信号灯周期 5、自适应巡航ACC（Adaptivecruise control）：自适应巡航控制系统是一种智能化的自动控制系统，它是在早已存在的巡航控制技术的基础上发展而来的。在车辆行驶过程中，安装在车辆前部的车距传感器（雷达）持续扫描车辆前方道路，同时轮速传感器采集车速信号。当与前车之间的距离过小时，ACC控制单元可以通过与制动防抱死系统、发动机控制系统协调动作，使车轮适当制动，并使发动机的输出功率下降，以使车辆与前方车辆始终保持安全距离。自适应巡航控制系统在控制车辆制动时，通常会将制动减速度限制在不影响舒适的程度，当需要更大的减速度时，ACC控制单元会发出声光信号通知驾驶者主动采取制动操作。当与前车之间的距离增加到安全距离时，ACC控制单元控制车辆按照设定的车速行驶。 6、车道偏移预警系统（Lanedeparture warning system）：车道偏离预警系统是一种通过报警的方式辅助驾驶员减少汽车因车道偏离而发生交通事故的系统。车道偏离预警系统由图像处理芯片、控制器、传感器等组成。

农用拖拉机自动导航驾驶系统播种实例

播种作为农田作业的重要环节之一，直接影响着后续的管理和产量。播种的成功取决于种子质量、种植环境和播种质量。就目前的条件而言，在保证种子本身质量的前提下，改善种植环境、提高播种质量就成了我们提高产量的关键。 下面，我们一起去看看河北某合作社的土豆播种吧。 图为作业区域 土豆此类作物对播种要求较高，须在短短几天内将种植作业全部结束。在这种严酷的条件背景下，拖拉机驾驶员必须保证每日15小时以上的工作时间，如遇天气环境较差的年份，工作时间可能更长。驾驶员必须透支自己的精神力和体力，完成这些工作，一旦天黑，工作效率和效果将大打折扣。 2015年，该合作社引进了华测领航员NX100农机自动驾驶系统，并计划进行土豆播种作业。以下图片为您重现了现场: 1、北斗定位天线的安装 将北斗小盘天线拧在吸盘上，用卷尺量取数据，将吸盘固定到车头或车顶中心。

天线的位置示意图 2、显示屏的安装 将控制箱支臂一端连接显示屏固定架，另一端用燕尾钉固定到车体。 显示屏的位置示意图 3、控制器的安装 找一个空间足够且水平的位置安放控制器，NX100与车身水平角度相差不得大于30°NX100的安装方向为正面朝上且接口在前进方向的右边。

控制器的位置示意图 4、液压阀的安装 制作一个L型的铁板，在拖拉机找一处合适位置，将铁板一面固定，将液压阀固定于另一面。 液压阀的位置示意图 5、角度传感器的安装 角度传感器安装：角度传感器必须固定死，不能有丝毫的松动；传感器旋转角度需要小于并尽量接近于90度；车辆打正时传感器数值需在±200以内；前轮向左右打死时角度传感器的杆不能接触到车辆任何部位以免影响车辆正常工作。

汽车自动驾驶系统

汽车自动驾驶系统 ----模糊控制的工程应用 姓名：冯皓伟 学号：09001214 专业：自动化

汽车自动驾驶模糊控制 摘要： 针对车辆动力学控制系统所具有的强非线性特点提出了基于机器视觉的车辆自动驾驶模糊控制方案. 采用车辆系统动力学模型, 通过模糊控制规则的量化划分对车辆在道路上的运动进行了仿真.仿真的结果显示, 本方案可以很好地解决空旷道路上的车辆自动驾驶问题, 并且该控制方法可以保证车辆快速准确地在道路上安全高速行驶, 具有很好的鲁棒性.此外，还可以基于模糊逻辑和滑模控制理论设计一种车辆纵向和横向运动综合控制系统。该控制系统通过对前轮转向角度、发动机节气门开度、制动液压及主动横摆力矩进行协调控制, 使车辆能够以期望速度在理想道路轨迹上行驶, 并提高车辆在行驶过程中的操纵稳定性。 关键字： 车辆自动驾驶机器视觉模糊控制规则模糊逻辑滑膜控制仿真 引言： 模糊控制是上个世纪诞生的一种基于语义规则的人工智能，是以模糊集合理论为基础的一种新兴控制手段，它是模糊集合理论和模糊技术与自动控制技术相结合的产物。随着时代的发展，科技的创新，模糊理论在控制领域取得了广泛的应用。自动驾驶便是其中一个重要的应用对象。 汽车是现代的主要交通工具，自动驾驶系统是交通体系中最重要的部分之一，一方面它可以推动在机器人自主导航方面的研究进程，在航天和水下机器人的应用中起到重要的作用；另一方面这种技术在未来的智能交通系统中的运用既可以避免驾驶员因判断和交通失误而引起的交通事故，提高交通系统效率，又可以最终实现无人驾驶。汽车自动驾驶是一个比较复杂的问题，难以建立精确的数学模型，如果采用模糊控制器，通过一些不精确的观察，执行一些不精确的控制，这个问题就容易解决。 模糊控制原理： 1.车辆的运动模型 现在假设汽车在某处行驶，我们需要达到的目标是：设计一个基于模糊控制的汽车自动驾驶系统，使得无论汽车的起始点在哪儿，汽车都能自动驾驶到设定的目标位置。其中，汽车的任意时刻的位置可以通过GPS获得。根据模糊规则进行推理，选择一条最优的行驶路线达到目标位置。 车辆的系统动力学模型如图1所示 : XOY是地面固定的直角坐标系,V?OcV?为车辆的相对坐标系,V?为车辆的纵向速度, V?为车辆的横向速度. θ为车辆与y 轴的夹角, 到y 轴逆时针为正, 顺时针为负. 对地面固定的坐标系xoy, 车辆的运动模型为

汽车自动驾驶系统研究设计

农机使用与维修 ２０１１＇年第１期汽车自动驾驶系统研究设计 辽宁铁岭师范高等专科学校杨学清 摘要本设计是基于电子油门的汽车，设计的一款自动控制系统。本系统能智能控制电子油门的大小，以达到 自动驾驶的目的。对于长途驾驶或者汽车的自动驾驶模式的研究探讨具有重要意义。 关键词电子油门自动驾驶定速巡航 Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｃｉｒｃｕｉｔｄｅｓｉｇｎｃｒｕｉｓｅ ＹａｎｇＸｕｅｑｉｎｇ ＡｂｓｔｒａｄＴｈｅｄｅｓｉｇｎｉｓｂａｓｅｄ ｏｎｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｔｈｒｏｔｔｌｅｃａｒｓ，ｄｅｓｉｇｎｅｄａｎａｕｔｏｍａｔｉｃｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｃａｎｉｎｔｅｌ－ ｌｉｇｅｎｔｃｏｎｔｒｏｌｔｈｅｓｉｚｅｏｆｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｔｈｍｔｄｅｔｏａｃｈｉｅｖｅｔｈｅｐｕｒｐｏｓｅｏｆｔｈｅａｕｔｏｐｉｌｏｔ．Ｆｏｒｌｏｎｇ—ｄｉｓｔａｎｃｅｄｒｉｖｉｎｇｏｒｄｒｉｖｉｎｇａｎ ａｕｔｏｍａｔｉｃｃａｒｓｔｕｄｙｍｏｄｅｌｈａｓｉｍｐｏｒｔａｎｔｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ． ＫｅｙｗｏｒｄｓＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｔｈｒｏｔｔｌｅＡｕｔｏｐｉｌｏｔＣｒｕｉｓｅ １自动驾驶系统简介 自动驾驶系统是使汽车工作在发动机有利转带范围内，减轻驾驶员的驾驶操纵劳动强度，提高行驶舒适性的汽车自动行驶装置。自动驾驶系统英文为ｃｒｕｉｓｅｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ，缩写为ＣＣＳ。自动驾驶系统又称为巡航行驶装置、速度控制系统、恒速行驶系统或 汽车自动驾驶系统设计附图巡行控制系统等。 巡航控制系统自１９６１年在美国首次应用以来，已经广泛普及。在美国大多数轿车上均装用过巡航控制系统。日本和欧洲生产的轿车装用定速自动驾驶系统的比例也越来越高。我国一汽大众生产的奥迪Ａ６、上海大众帕萨特以及广州本田雅阁等也装了巡航控制系统。 在大陆型的国家，驾驶汽车长途行驶的机会较多，在高速公路上长时间行驶时，打开该 系统的自动操纵开关后，巡航控制系统将根据 行车阻力自动增减节气门开度，使汽车行驶速 度保持一定。汽车在一定条件下恒速行驶，大 大地减轻了驾驶员的疲劳强度。由于巡航控 制系统能自动地维持车速，避免了不必要的油 门踏板的人为变动，进而改善了汽车的燃料经 济性和发动机的排放性。基本功能是自控油 门、解放右脚、驾驶轻松；调节精神，缓解疲劳， 增加安全系数。经济定速、省油、省车。万方数据

2018年自动驾驶之控制执行研究报告

２０１８年自动驾驶之控制执行研究报告

内容目录 一、总论：控制执行系统随电子化、电动化、自动驾驶的发展而升级 (4) 二、制动：制动系统电子化是自动驾驶的必由之路 (6) 2.1 制动系统发展历程及电子化趋势 (6) 2.2 市场空间大，电子液压制动系统为主要增长点 (10) 2.3 制动系统主要供应商，博世大陆领先，国内产商从零部件入局 (11) 三、转向：电动助力转向占据主流，未来方向为线控系统 (16) 3.1转向系统的发展路径及EPS和线控趋势 (16) 3.2 市场规模平稳增长，电动助力转向系统为主要增量 (20) 3.3 转向系统主要供应商，捷泰格特领头，国内产商进入电动转向系统 (21) 四、智能传动 (24) 4.1 轮毂电机 (24) 4.2 轮毂电机优缺点 (24) 五、投资建议 (25) 5.1 拓普集团 (25) 5.2 耐世特 (25) 5.3 华域汽车 (26) 六、风险提示 (28) 图表目录 图表1：自动驾驶系统结构 (4) 图表2：电子液压制动系统国内市场空间（亿元） (5) 图表3：电动助力转向系统国内市场空间（亿元） (5) 图表4：车辆纵向控制 (6) 图表5：车辆制动系统 (6) 图表6：车辆制动系统发展历程 (7) 图表7：液压真空制动 (7) 图表8：液压真空制动结构 (7) 图表9：真空液压制动的优缺点 (8) 图表10：真空助力液压系统结构 (8) 图表11：真空助力液压制动的优缺点 (8) 图表12：电动助力器液压制动系统结构 (9) 图表13：西门子 VDO EMB线控机械制动系统 (9) 图表14：EMB线控机械制动系统组成和功能 (9) 图表15：电子机械制动（EMB）制动的优缺点 (9) 图表16：电子液压制动系统国内市场空间（亿元） (10) 图表17：我国汽车制动系统竞争格局 (10) 图表18：博世iBooster EHB系统 (11)

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汽车机器人自动导航方案 本文详细介绍了使用DSP 为图像分析核心，包括车道偏离，仿撞预警，语音录放、键盘及显示、报警及雷达等外围电路的设计，给出一套基于图像分析+雷达测距的汽车自动导航系统软硬件解决方案。一，功能系统装配在汽车上后，能结合本车的速度自动判断车前方的障碍物，当车辆前方出现障碍物对本车构成威胁时，他能自动报警，提醒驾驶人员注意，驾驶员就能及时采取相应的措施。驾驶员未听到报警或听到报警未采取措施或采取措施迟缓或者出现失误时，它能使汽车自动减速、自动刹车，有效的保护车辆和乘车人员的安全。障碍物不构成威胁时，能使汽车处于正常状态，不影响本车提速和超车，无 论白天、夜晚，该装置都能有效发挥自动防撞作用1，及时准确地测量出行驶 中的车辆前方障碍物的距离，可以对驾驶员起到提前预警的作用,减少和避免撞车事故2，防止汽车拐弯时，和盲点车侧面相撞或者刮蹭，3，行至交叉口时可通过雷达判断是否堵车，3，通过智能分析发现路线偏离，提醒报警（单线， 改线，无线）4，在大灯坏，雨天，傍晚，大雾等特殊环境中行车5，通过视频分析防司机瞌睡6，预留GPS 电子狗,DVR 黑盒子功能接口。7，预留LCD，选留hud 抬头显示接口。8，可探测企图接近车身的行人二，解决方案，实现 如下：主要有测距系统、信息处理系统和刹车执行系统三部分组成。测距系统：该系统采用摄像头图像处理技术，经过严谨的科学论证、精确的计算研制而成，他的主要作用是探测前方障碍物的距离。信息处理系统：对测距系统发来的信息，通过计算机编码程序进行识别运算和处理，然后根据处理要求向刹车执行系统发出指令，来实现对刹车执行系统的控制。刹车执行系统：根据信息处理系统发出的指令，刹车执行系统按照要求进行有效的制动。1.产品 体积小，安装简便，操作使用方便，切适用于任何车型，在不改变原车结构和

基于CBTC控制的列车全自动驾驶系统(FAO)的发展及应用

基于CBTC控制的列车全自动驾驶系统（FAO）的发展及应用 【摘要】主要介绍全自动驾驶（FAO）系统的发展和应用情况、系统的组成和特点。介绍了车-地通信方案，对国内外车-地通信方式进行了比较，对GSM-R 网络进行了详细的分析，并指出作为无线传输的GSM-R网络具有适应我国铁路运输特点的功能优势。 【关键词】全自动驾驶;基于通信的列车运行控制系统全自动驾驶系统;双向传输;车-地通信;GSM-R 1.引言 全自动无人驾驶系统是一种将列车驾驶员执行的工作，完全由自动化的、高度集中的控制系统所替代的列车运行模式。 目前，国内许多城市都在建设城市轨道交通网络，那些人口在千万以上的特大城市，其发展往往是跨越式的，要求建设的城市轨道交通在互联互通、安全、快捷、舒适性方面具有很高的水平。许多大城市如上海、北京和广州均有计划采用先进的、高可靠的、高安全的基于CBTC（Communication Based Train Contro，基于通信的列车控制系统）控制的全自动驾驶系统（Fully Automatic Operation，FAO）来达到以上要求。 2.FAO的系统结构 FAO系统实现列车的自动启动及自动运行、车站定点停车、全自动驾驶自动折返、自动出入车辆段等功能，同时对列车上乘客状况、车厢状态、设备状态进行监视和检测，对列车各系统进行自动诊断，将列车设备状况及故障报警信息传送到控制中心，对各种故障和意外情况分门别类，做出处置预案。 2.1 信号系统主要包括以下部分 （1）控制中心设备：中央自动列车监督系统（Automatic Train Supervision，ATS）、电力SCADA系统和综合监控系统。（2）轨旁设备：轨旁列车自动防护/列车自动驾驶系统（Automatic Train Protection and Automatic TrainOperation，ATP/ATO）、车站ATS系统、联锁CI系统、定位系统和综合维护系统。（3）车载设备：车载地车无线接收/发送单元、车载ATP/ATO设备、牵引和制动、列车定位系统。（4）地车信息传输系统：一般采用基于通信的多服务的冗余数据传输系统（Data Tansm issionSystem，DCS），实现地车的双向信息传输。目前主要的CBTC系统实现地车信息传输的方式有：交叉环线、泻漏波导/漏缆、无线传输等。（5）列车定位系统：车载速度传感器和雷达传感器对于FAO系统，实现列车安全控制和间隔控制与传统列车自动控制系统（Automatic Train Control，ATC）的基本组成、功能和安全性要求是一样的，特殊的是对这些相关系统的可靠性、可用性及应急预案处理的要求将大大提高

GPS自动导航驾驶系统

GPS自动导航驾驶系统 天宝Autopilot自动导航驾驶系统可以为您从起垄到收割整个过程提供2.5厘米的重复测量精度，为您的操作增加无可比拟的精确度。 详细介绍： 起垄作业在整个农业生产过程中至关重要，起垄作业的质量直接关系到以后播种，喷药作业的“重漏”，关系到作业成本的高低。 传统的起垄作业完全依赖驾驶员的驾驶经验，在直线度和结合线的精度上很难得到保证，尤其在地块较大的情况下，偏航的情况在所难免.返工,以及播种时的重漏，结合线偏差过大直接造成生产成本的加大和地块利用效率的降低。 Trimble的autopilot自动导航驾驶系统通过高精度的GPS+GLONASS卫星定位系统，通过控制农机的转向液压系统，控制农机按照设定的路线（直线或曲线）自动行驶，不需驾驶方向盘。在保证农机直线行驶的同时，结合线之间的偏差可以控制在2.5厘米，充分解决播种重漏的问题，降低生产成本，提高土地利用效率。 工作原理： l 在导航光靶上设定车辆行走线，设置导航模式（直线或者曲线）。 l 接收基站差分数据，实现厘米级的RTK卫星定位，实时向控制器发送精确的定位信息。 l 方向传感器实时向控制器发送车轮的运动方向。 l 导航控制器根据卫星定位的坐标及车轮的转动情况，实时向液压控制阀发送指令，通过控制液压系统油量的流量和流向，控制车辆的行驶，确保车辆按照导航光靶设定的路线行驶。 系统组成 l EZ-GUIDE500导航光靶：内置双频GPS接收机；31个醒目指示灯在任何能见度下快速给您在线信息反馈；多重导航模式可供选择，直线，曲线，环线；大按钮，一按即可完成所有主要导航功能，GPS状态，设置和帮助功能的控制；使用U盘简单快速的把每天的作业数据导入计算机，用于出图和打印报告。 l 方向传感器：独特的方向传感器向导航控制器发送高精度的转角信息。 l 通信模块：通过GPRS/CDMA登陆服务器，接收基站的差分数据。 l 导航控制器：自动驾驶系统的核心，通过接收GPS的定位信息和方向传感器的转角信息，向液压系统发送指令。 l 液压控制器:液压控制器根据导航控制器发送的指令，改变油箱的流量和流向，保证农机按照设定的路线行驶。 优势 l 农机使用自动驾驶系统进行起垄、播种、喷药、收获等农田作业时，衔接行距的精度可达2公分,可以减少农作物生产投入成本,并使农作物的种植农艺特性优化,提高农艺作业质量,避免作业过程产生衔接 行的“重漏”,降低成本,增加经济效益

汽车导航系统

车载导航系统 车载导航系统是近十年来新起的一种汽车驾驶辅助设备，驾驶者只要通过检索设定或输入的目的地，车载导航系统就会根据电子地图自动计算出最合适的路线，并在车辆行驶中通过语音提示、图像显示等方法指示驾驶员按照计算的路线行驶，准确的掌握前往目的地的路线。车载导航系统具有GPS全球卫星系统定位功能，方便我们在驾驶时随地知晓自己的确切位置。 1.1车载导航的背景 车载导航技术诞生于上个世纪后期，主要功能包括汽车的位置的定位，目的信息提供以及路径引导，以及良好的易操作性。在经历了一段走向成熟的过程之后，逐步推向市场。尤其进入新世纪以来，车辆不断增多，道路状况日渐复杂，这就对导航技术产生了巨大的市场需求，因而推动导航技术取得了长足的进展。 1.2车载导航系统的概述 具有GPS全球卫星定位系统功能，让您在驾驶汽车时随时随地知晓自己的确切位置。车载导航具有的自动语音导航、最佳路径搜索等功能让您一路捷径、畅行无阻，集成的办公、娱乐功能让您轻松行驶高效出行！ 1.3车载导航系统的特点 实现实时位置测定 具有自动检索与图像放大等功能 自动修正车辆位置 交通行业控制管理的重要组成部分 1.4车载导航系统的分类 车载导航综合系统 汽车开环与闭环导航系统 无引导功能的导航系统 内部信息导航行驶系统 地磁导航系统 惯性导航系统 无线电导航系统。 2.1车载导航系统的主要功能 2.1.1定位功能 汽车电子导航系统，必须在地图画面上表示出对车辆正确的测定位置。位置的测定方法有：

（1）自行定位法 所谓的自行定位系统是利用在汽车上安装的角速度传感器（陀螺传感器）和车速传感器。以检测出汽车的行驶轨迹和车辆位置的检测方法。但自行定位方法如果遇到象渡轮等方式进行移动车辆后，就不能完全正确检测出车辆的实际位置而必须对其位置进行修正。 （2）GPS全球卫星定位法 利用GPS卫星所发出的电磁波检测出车辆的位置。GPS电波导航在信号接收不到时将无法检测出车辆的位置。 （3）复式定位法 复式定位法是以自定位与卫星全球定位两种方式相组合,即复式定位方式。即使在无法接收卫星信号时车辆也能自行定位导航。 （4）地图匹配法 通过比较复式定位方法算出的经纬度、方位、车辆行驶轨迹和存放在地图CD里的道路数据，推定车辆正在行驶的道路位置，以期求得更加准确的车辆现在位置的技术。现代导航系统大多使用地图匹配法[2]。 2.1.2电子地图显示功能 电子地图上显示的内容包括，地图背景，自车位置，引导路线，Mark(标记点)，UserMark(用户自定义标记点)，比例尺，地图方位，到着时间，残余距离，走行轨迹等。 2.1.3导航功能 用户在电子地图上指定目的地后，给出目的地和当前车辆位置的连线，并给出合适的到达目的地的最佳路径，以醒目的颜色显示，并根据汽车新位置不断修正以上显示；用户还可以根据自己得喜好选择各种路线条件，如推荐，距离优先，一般道优先，道幅优先等。 2.1.4查询功能 可以通过住址、设施名称、拼音等进行检索地图中各单元的信息。以便设定为目的地或或经由地或进行其他操作，还可以查看引导道路情况及标记点周边情况等。 2.1.5多媒体功能 随着导航技术的日益成熟化，导航仪上的功能也日益多元化。不仅仅起到导航的功能，更增加了电视、DVD/CD、MP3、FM等多媒体功能，让用户在开车的时候能充分享受到导航系统带来的驾驶乐趣。 2.2车载卫星导航系统的四大要素 卫星信号 信号接收

汽车自动驾驶系统

汽车自动驾驶系统 姓名： 学号： 班级：

数据采集与模糊控制在自动驾驶汽车的应用 摘要： 自动驾驶汽车是指安装汽车自动驾驶技术的汽车。汽车自动驾驶技术包括可视屏摄像头，雷达传感器，激光雷达，车速传感器，转向角传感器，油门开度传感器和车载计算机等。自动驾驶汽车使用视屏摄像头，雷达传感器，以及激光雷达来了解周围的交通状况，并通过一个详细的地图（通过有人驾驶汽车采集的地图）对前方的道路进行导航。汽车的车速，转向角，油门开度等物理量经相应传感器转化成电信号，摄像头拍摄汽车前方图像并转换成视屏信号，扫描时激光雷达检测汽车下部前方障碍物并转化成电信号，由数据采集器件采集并传至控制器（车载计算机），可以准确的判 断车与障碍物自建的距离，如果遇到紧急情况，车载计算机能够及时的发出警报或者自动刹车进行避让，并且根据道路的状况自己调节行车的速 度，实现对汽车速度的自动控制。 针对车辆动力学控制系统所具有的强非线性特点提出了基于机器视觉的车辆自动驾驶模糊控制方案. 采用车辆系统动力学模型, 通过模糊控制规则的量化划分对车辆在道路上的运动进行了仿真.仿真的结果显示, 本方案可以很好地解决空旷道路上的车辆自动驾驶问题, 并且该控制方法可以保证车辆快速准确地在道路上安全高速行驶, 具有很好的鲁棒性.此外，还可以基于模糊逻辑和滑模控制理论设计一种车辆纵向和横向运动综合控制系统。该控制系统通过对前轮转向角度、发动机节气门开度、制动液压及主动横摆力矩进行协调控制, 使车辆能够以期望速度在理想道路轨迹上行驶, 并提高车辆在行驶过程中的操纵稳定性。 关键字： 车辆自动驾驶机器视觉模糊控制规则模糊逻辑滑膜控制仿真数据采集 引言： 模糊控制是上个世纪诞生的一种基于语义规则的人工智能，是以模糊集合理论为基础的一种新兴控制手段，它是模糊集合理论和模糊技术与自动控制技术相结合的产物。随着时代的发展，科技的创新，模糊理论在控制领域取得了广泛的应用。自动驾驶便是其中一个重要的应用对象。 汽车是现代的主要交通工具，自动驾驶系统是交通体系中最重要的部分之一，一方面它可以推动在机器人自主导航方面的研究进程，在航天和水下机器人的应用中起到重要的作用；另一方面这种技术在未来的智能交通系统中的运用既可以避免驾驶员因判断和交通失误而引起的交通事故，提高交通系统效率，又可以最终实现无人驾驶。汽车自动驾驶是一个比较复杂的问题，难以建立精确的数

汽车与自动驾驶系统

第十一章汽车与自动驾驶系统 ?第一节概述 ?第二节世界智能车辆的研究与发展 ?第三节智能车辆系统结构与微机测控系统 ?第四节基于视觉导航的智能车辆模糊逻辑控制 ?第五节智能车辆的自主驾驶与辅助导航 ?第六节小结

11.1 概述 ?11.1.1 汽车自动驾驶概念 ?是指借助车载设备及路侧、路表的电子设备来检测周围行驶环境的变化情况，进行部分或完全的自动驾驶控制的系统，目的是提高行车安全和道路通行能力。 ?该系统的本质就是将车辆——道路系统中的现代化的通信技术、控制技术和交通信息理论加以集成，提供一个良好的驾驶环境，在特定条件下，车辆将在自动控制下安全行驶。 ?从当前的发展看，可以分为两个层次： 是车辆辅助安全驾驶系统，或者是先进的车辆控制技术； 是自动驾驶系统，或者称为智能汽车，智能汽车在智能公路上使用才能发挥出全部功能，如果在普通公路上使用，它仅仅是一辆装备了辅助安全驾驶系统的汽车。

11.1 概述 ?11.1.2 车辆自动驾驶系统主要目的 防止部分交通事故的发生； 提高道路利用率； 提高驾驶员方便性； 减轻驾驶员负担； 实现车辆的安全高效行驶

11.2 世界智能车辆的研究与发展 ?11.2.1 智能车辆的产生与发展 它的研究始于20世纪50年代初美国Barrett Electronics公司开发出的世界上第一台自动引导车辆系统（Automated Guided Vehicle System，AGVS） 1974年，瑞典的Volvo Kalmar轿车装配工厂与Schiinder－Digitron公司合作，研制出一种可装载轿车车体的AGVS，并由多台该种AGVS组成了汽车装配线，从而取消了传统应用的拖车及叉车等运输工具。 20世纪80年代，伴随着与机器人技术密切相关的计算机。电子、通信技术的飞速发展，国外掀起了智能机器人研究热潮，其中各种具有广阔应用前景和军事价值的移动式机器人受到西方各国的普遍关注

全自动驾驶系统中的通信技术

全自动驾驶系统中的通信技术 胡雪瑞 摘要：FAO系统是引导城市轨道交通发展趋势的先进客运交通系统，在世界很多城市得到了应用。本文对城市轨道的全自动驾驶系统进行了分析，并提出了其中的通信方案。 1引言 目前，国内许多城市都在建设城市轨道交通网络，那些人口在千万以上的特大城市，其发展往往是跨越式的，要求建设的城市轨道交通在互联互通、安全、快捷、舒适性方面具有很高的水平。FAO系统是引导城市轨道交通发展趋势的先进客运交通系统，在世界很多城市得到了应用。FAO系统与传统系统相比，具有安全可靠性高、增大线路通过能力、提高旅行速度、减少车辆需求量、减少定员、提高服务、降低系统生命周期成本、易于工程实施和城市路网互联互通等优势。 本文第二部分介绍了FAO系统的特点和它的系统组成，并在第三部分着重介绍了FAO 系统中的通信控制部分。第四部分介绍了FAO系统通信方案的选择，并在第五部分介绍了无线传输GSM-R的原理。 2 FAO系统 无人驾驶系统是指列车驾驶员执行的工作完全自动化的、高度集中控制的列车运行系统。无人驾驶系统具备列车自动唤醒启动和休眠、自动出入停车场、自动清洗、自动行驶、自动停车、自动开关车门、故障自动恢复等功能，并具有常规运行、降级运行、运行中断等多种运行模式。实现全自动运营可以节省能源，优化系统能耗和速度的合理匹配。 全自动驾驶系统(简称FAO，Fully Automatic Operation)要求建设的城市轨道交通在互联互通、安全、快捷、舒适性方面具有很高的水平．20世纪90年代，随着通信、控制和网络技术的发展，可以在地车之间实现大容量、双向的信息传输，为高密度、大运量的地铁系统成为真正意义上的FAO系统提供了可能． FAO系统的主要功能是地车的双向信息传输和运营组织的综合与应急处理．车一地信息传输通道是列车运行自动控制系统的重要组成部分．自动控制系统的车载设备完全靠从地面控制中心接受的行车控制命令进行行车，实时监督列车的实际速度和地面允许的速度指令，当列车速度超过地面行车限速，车载设备将实施制动，保证列车的运行安全。 FAO系统实现列车的自动启动及自动运行、车站定点停车、全自动驾驶自动折返、自动出入车辆段等功能，同时对列车上乘客状况、车厢状态、设备状态进行监视和检测，对列车各系统进行自动诊断，将列车设备状况及故障报警信息传送到控制中心，对各种故障和意外情况分门别类，做出处置预案。目前基于CBTC控制的FAO系统的典型组成下图。 3 FAO中的通信控制部分 在FAO系统中，在传统轨道交通通信系统配置的基础上，将主要增加列车上的电视监控系统、广播系统和应急电话系统，使控制中心能随时监控列车和旅客的情况，保证在紧急情况下能与旅客进行直接通信，并直接对列车下达控制命令，确保旅客的安全。增加的通信系统包括以下部分。 (1)控制中心与旅客双向通信的广播与对讲系统。 (2)专用的信息传输系统，实现列车车辆的状态与控制中心的信息传输，主要包括公共服务信息、CCTV视频监视信息等。

自动驾驶OS

什么是自动驾驶系统？ 自动驾驶系统（自动驾驶仪），是一种通过飞行员按一些按钮和旋转一些旋钮，或者由导航设备接收地面导航信号，来自动控制飞行器完成三轴动作的装置。不同型号的飞机所装备的自动驾驶仪可能会有一些小的差别，但是大体相似。 自动驾驶系统能做些什么？ 在FS2004里，Cessna 和Beechcraft Baron 58 装备的自动驾驶仪具有以下功能： ?保持机翼水平，不发生滚转。 ?保持飞机当前的仰俯角。 ?保持选定的飞行方向。 ?保持选定的飞行高度。 ?保持选定的上升率或下降率。 ?跟踪一个VOR电波射线（Radial）。 ?跟踪一个定位信标（Localizer）或反向航路定位信标（Localizer Back Course）。 ?跟踪仪器降落系统（Instrument Landing System）的定位信标和下滑道指示信标（Glide Slope）。 ?跟踪一个GPS航路。 GPS 不支持垂直方向制导的自动导航。 在FS2004中，Beechcarft King Air 350, Bombardier Learjet 45, 和所有的Boeing 喷气机，都装备有自动飞行控制系统，包括自动驾驶仪，自动油门（自动节流阀门）和飞行指挥仪。这套系增加了以下功能： ?保持一个选定的飞行速度（空速或地速）。 ?消除有害的偏航。 ?帮助飞行员正确的手动控制飞机。 在FS2004中，有些机型或面板上，提供更多的自动驾驶仪操作功能： ?飞行管理计算机（Flight Management Computers） ?垂直方向导航（Vertical Navigation） ?横向导航（Lateral Navigation） ?飞行水平改变（Flight Level Change） ?机轮控制（Control Wheel Steering） ?自动降落（Autoland） 为什么要使用自动驾驶仪？ 有些人认为真正的飞行员是不需要自动驾驶仪的，这个观点是有一点偏颇的，因为适当的使用自动驾驶仪可以减小飞行员工作量，特别是在仪器飞行规则（Instrument Flight Rules）的