智能网联小车

一、智能网联实训小车

智能网联实训小车采用阿克曼转向的线控底盘，搭载360 度扫描式激光雷达、前视智能摄像头、毫米波雷达、集成惯性陀螺仪和GNSS的组合定位单元、超声波雷达，实现多场景导航、循迹、遵守交通标识等自动驾驶功能，可完成自动驾驶功能演示、传感器安装调试实训、高级辅助驾驶功能实训。采用先进的AI深度学习人工智能，可进行图像识别、SLAM定位、环境感知、障碍物探测、交通标识识别、多传感器融合、自动驾驶决策与控制等教学和研究，并支持二次开发。通过无人驾驶车体验，操作熟悉无人驾驶软件系统和硬件系统结构。

二、线控底盘

1.总体

(1)尺寸：1786*932*1378mm

(2)最大行程：40km

(3)轴距：1100mm

(4)驱动形式：前转后驱，阿克曼

(5)轮距：800mm

(6)额定行进载重：200kg

(7)最高速度：10KM/H 

(8)电池参数：额定电压60.8V，额定容量67Ah，电量4073.6Wh

(9)最小转弯半径：2.3m

(10)爬坡角：20°

(11)防护等级：IP2

(12)悬挂方式：前双横臂独立悬架，后非独立悬架

2.线控油门

(1)实现纵向驱动功能的线控控制，并提供相应的CAN控制接口控制电机转速（单位：rpm）。

(2)工作车速范围0到10km/h。

(3)反馈线控油门状态、反馈线控驱动状态、电机转速、车速

3.线控刹车

(1)实现纵向行车制动功能的线控控制，并提供相应CAN控制接口控制制动压力（单位：bar）。

(2)工作车速范围0到10km/h。

(3)建压时间（ms@10MPa）：≤200ms

(4)最大输出压力（Mpa)：75bar@23.81

(5)制动主缸直径（mm）Φ23.81

(6)电动缸排液量（ml）：11 ~ 14

(7)电动缸空行程1.5mm

(8)线控刹车能够单独使能和被接管。可以通过遥控器刹车通道使能状态触发整车被接管

(9)反馈线控刹车状态、制动压力值。制动灯根据制动控制指令自动点亮

4.线控转向

(1)实现转向功能的线控控制，并提供相应的线控CAN控制接口控制转向机转角（单位：deg）。

(2)要求能够在0到10km/h范围内实现转向控制。

(3)方向盘转角范围-200deg到200deg

(4)最大转向速率不低于200deg/s

(5)齿条行程±58mm

(6)线角传动比45.05mm/rev

(7)最大输出齿条力：4KN

(8)转向最大载荷：500Kg

(9)响应时间：<50ms

(10)反馈线控转向状态、反馈线控转向状态、转向转角实际值

5.线控档位

(1)▲实现档位切换的线控功能，即在车辆静止状态下可以通过CAN接口使档位在R、N、D间切换。

(2)▲安全性要求：出于安全性考虑，原车档杆（或旋钮）位置必须处于N档位置才允许线控档位控制，即（1）必须将档杆置于N档才能进入线控档位控制；

(3)反馈线控档位状态、档杆位置实际值、档杆位置指令值。

6.线控声光

实现左右转向灯、大灯、双闪灯、喇叭的开关控制，并提供相应的CAN控制接口。

三、自动驾驶配置

1.计算单元

(1)CPU:不低于英特尔12代6核12线程，主频2.5G，三级缓存18M；

(2)GPU: 独立图像处理器，CUDA处理器数量3584，显存频率15Gbps，显存容量 8G DDR6；

(3)内存：16GB LPDDR4 x 2666MhZ

(4)存储：固态硬盘500GB

(5)接口：网络为千兆以太网+WiFi， USB3.0

2.前视摄像头

(1)Sensor IMX291，lens Size 1/2.8，

(2)USB3.0接口，

(3)最高有效像素硬件200万像素 1920（H）*1080(V)，

(4)输出图像格式MJPEG/YUV2(YUVY）

(5)支持最高帧率 1920*1080p  50帧/YUV/MJPEG

3.16线激光雷达

(1)水平视角：360度；

(2)垂直视场角：-16°-+14°

(3)探测距离：150m

(4)测距准度：±3cm

(5)测距通道不低于16线

(6)提供百兆以太网数据输出，包含距离、旋转角度、反射率等信息

(7)工作温度至少满足：-20℃-85℃

(8)工作电压：9-32V

(9)防护等级：不低于IP67

4.组合定位单元

(1)支持GNSS实时RTK功能，，提供标准化通信协议；

(2)利用高精度MEMS陀螺、加速度计及多模多频GNSS接收机

(3)航向精度：0.2° （基线长度 1m）（1σ）

(4)位置精度：单点≤2m（CEP）、RTK≤2cm+1ppm（CEP）

(5)供电电压：24V DC 额定（10~32V DC）/2A

(6)陀螺：量程 ±300°/s 零偏稳定性 5.5°/h

(7)加速度计：量程 ±6g 零偏稳定性 0.06mg

5.毫米波雷达

(1)工作频率范围：76GHz - 77GHz；

(2)探测距离范围（远距）：0.2m - 250m；

(3)距离测量分辨率：远距±1.79m；近距±0.39m

(4)距离测量精度：远距 ±0.40m；近距 ±0.10m

(5)速度范围：-400 km/h...+200 km/h (- 去向目标... + 来向目标)

(6)速度分辨率：远距 0.37km/h，近距 0.43km/h

(7)速度精度：±0.1 km/h

(8)探测目标类型：远离目标、靠近目标、静止目标、横穿静止目标、横穿目标；

(9)提供CAN/CANFD数据输出，至少包含跟踪目标ID、距离、速度、RCS等信息；

(10)工作温度至少满足：-40℃-85℃；

(11)工作电压：9-16V；

(12)防护等级：IP6K 9K/IP6K7

6.超声波雷达

(1)工作电源： +12V～24V

(2)工作温度范围： －40℃～＋85℃

(3)超声波测距范围： 200mm―3500mm

(4)精度:探测距离的 0.5%

(5)分辨率： 5mm

(6)通信接口： 兼容 CAN2.0A  CAN2.0B

(7)采样率及发送周期： 100ms 

(8)探头发射角： 60 度

7.显示屏

(1)刷新率≥70HZ。

(2)支持电压12V。

(3)24寸宽屏

8..路由器

(1)支持频段：4G 全网通

(2)天线：双天线

(3)网络接口：4个自适应 100/1000 Mbps LAN口

(4)供电： 12V

19.CAN收发器

(1)具有静电防护、 浪涌防护； 通讯隔离

(2)工作温度 工业级： -40~85℃

(3)配置方式：网页版配置界面

三、设备功能

1、车辆提供Autoware及Apollo两种自动驾驶系统，车辆能在两种系统下正常行驶；

2、自动驾驶系统可依靠高精地图进行自动驾驶功能，并可实现主动循迹、障碍物识别、主动刹车、站点停靠、局部路径规划等功能；

3、提供车辆行驶参数的设置控件，可对自动驾驶系统的形式策略进行调整；

4、自动驾驶系统具备生成高精地图信息源的程序，可录制点云数据包，并可使用地图制作软件制作高精地图；

5、提供各种传感器单独应用的实训软件，可对传感器进行逐一教学；

6、自动驾驶系统结合多种定位技术，可在室内实现循迹或依靠高精地图行驶。

四、配套软件

★1、激光雷达教学软件：

(1)通过上位机软件设置激光雷达参数，包括以太网、时间、电机参数等；接收激光雷达数据流，可视化显示点云。

(2)可以通过软件设置激光雷达的外部参数x，y，z的值和俯仰角，航向角，翻滚角的值进行标定；

(3)通过激光雷达感知算法控件，通过调节探测范围、滤波阀值、分割参数等参数，改变点云识别状态并对障碍物进行标识，实现对激光雷达识别算法的理解；可以测出障碍物与试验台自身的距离。

(4)设置安全区域，安全区域内障碍物将被标志识别。

(5)多种数据源输入，可调用激光雷达实时数据，录制的数据包、仿真实训台输出点云（需配备仿真实训台）；

★2、摄像头教学软件：

(1)通过软件进行摄像头的内参标定，生成标定文件；可加载不同的标定文件，观察摄像头的畸变矫正效果。

(2)提供包括但不限于以下算法：yolo的目标识别算法。ROI感兴趣区域车道保持算法，深度学习车道线识别算法，深度学习单目测距算法；

(3)可通过加载不同识别算法，界面显示不同的识别功能，进行不同项目的功能实训。

(4)多种数据源输入，可调用摄像头实时数据、录制的数据包、视频图像、决策规划仿真实训台输出图像；

★3、毫米波教学软件

(1)系统提供人机友好交流界面，可实时更改雷达参数设置，观测调试效果。      

(2)可准确识别静态与动态障碍物，显示距离、速度、位置等数据。      

(3)可以设置毫米波雷在x，y上的坐标值，实现外部参数的标定，显示标定后的毫米波检测图像，修改x，y坐标后可以看到障碍物相对于坐标原点的变化；检测结果可通过ROI区域设置，实现需求区域障碍物检测过滤。

4、超声波雷达教学软件

通过发送不同指令，超声波模块可返回不同探测模式的数据，可演示不同探测模式下的探测精度和探测范围。

5、组合惯导教学软件

(1)进行组合导航标定，接收组合导航数据信息；可以实时读取GNSS卫星数据及惯导姿态数据，并使用串口指令对模块进行配置；

(2)设备具备RTK差分定位功能，可进行RTK差分定位系统原理教学实训；具备双RTK天线，进行相关定向实训。

★6.线控实训软件

（1）实训软件以UI形式，显示底盘的运行状态。包括底盘工作模式、线控档位、电机转速、制动压力、方向盘转角、转向灯状态、电池电量、电池电压等信息

（2）界面控制功能，将控制指令，以按键形式呈现。点击按键，软件将生成CAN指令，控制底盘执行。控制内容包含启动自动驾驶、退出自动驾驶、档位设置、方向盘转角设置、最大转角设置、转角速度设置、油门控制、刹车控制、喇叭控制等。

（3）指令控制功能，通过在界面中输入指令，控制底盘的工作状态。并打印CAN总线上有所有的CAN数据，并有详细数据记录，记录信息包含系统时间、时间戳、传输方向、ID、长度、数据等。

（4）调试模式功能，可用于线控CAN协议数据排查。选择线控DBC文件，系统自动生成报文解析，包括报文名称、报文ID、报文原始数据、报文数据解析，并显示DBC中标注的报文含义。

（5）曲线分析功能，以曲线形式，展现数据在不同时间的数值。可选择不同的数据名称进行展现。