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LG-TSV07型智能網聯乘用車高級開發教學平臺

一、平臺介紹

1．智能網聯人機共駕實訓車，采用專業配件組裝為雙座線控車輛，加裝可實現Robot Taxi的自動駕駛系統，以實物教學方式，向學生展示行業內專業的智能網聯汽車線控技術及自動駕駛技術。

2. 線控底盤采用已量產的線控VCU控制，實現很高的線控性能，在控制精度、控制誤差、響應時間、反饋精度等指標均達到領先水平；

3. 對功能安全有充分考慮。通過加速踏板、制動踏板和方向盤均可以實現人工接管，退出自動駕駛模式，具備系統掉電情況下自動切換到常規駕駛模式的功能。并加入系統緊急斷電裝置，并在斷電后自動切換到常規駕駛模式。CAN通信機制上，也有多重安全保證手段，如冗余的控制校驗方式保證指令正確，對非預期的上位機換擋指令的限制以保證行駛和車輛安全，高速轉向的軟件限制策略等。

4. 自動駕駛智能車采用全套自主開發的自動駕駛軟件，傳感器應用涉及攝像頭、激光雷達、毫米波雷達、超聲波雷達、GPS/IMU；功能算法主要為感知算法及障礙物行為預測；定位算法采用激光定位為主，RTK定位為輔的方式，避免樓宇、樹木對信號遮蔽進而影響車輛運行；可滿足人車混流路況的定制化規劃控制算法，能實現完成主動循跡、障礙物識別、主動剎車、站點?？?、局部路徑規劃等功能。

二、線控底盤

1. 總體

1)外形尺寸（mm）：2840*1340*1556

2)軸距（mm）：2000

3)前/后輪距（mm）：1400/1400

4)最小轉彎半徑（m）：4.5m

5)續航里程：80km

6)整車質量：300kg

7)最高車速：40km/h

8)電機類型：永磁同步電機

9)電機最大功率：3kW

10)電機最大扭矩：≥45Nm

11)電池類型：磷酸鐵鋰電池

12)電池容量：≥8kW·h

13)驅動形式：后置后驅

14)制動器類型：前后盤式

2. 線控油門

實現縱向驅動功能的線控控制，并提供相應的CAN控制接口油門踏板開度（單位：%）。

工作車速范圍0到40km/h。

線控油門能夠單獨使能和被接管?？梢栽O置通過油門踏板觸發整車被接管（前提是線控油門已使能）。

反饋線控油門狀態、油門踏板位置實際值、油門踏板位置指令值。

3. 線控剎車

1)實現縱向行車制動功能的線控控制，并提供相應CAN控制接口制動踏板開度（單位：%）。

2)工作車速范圍0到40km/h。

3)建壓時間（ms@10MPa）：≤200ms

4)最大輸出壓力（Mpa)：100bar@23.81

5)制動主缸直徑（mm）Φ23.81

6)電動缸排液量（ml）：11 ~ 14

7)電動缸空行程1.5mm

8)線控剎車能夠單獨使能和被接管?？梢栽O置通過剎車踏板觸發整車被接管（前提是線控剎車已使能）。

9)反饋線控剎車狀態、剎車踏板位置實際值、剎車踏板位置指令值。制動燈根據制動踏板控制指令自動點亮。

4. 線控轉向

1)實現轉向功能的線控控制，并提供相應的線控CAN控制接口方向盤轉角（單位：deg）。

2)要求能夠在0到40km/h范圍內實現轉向控制。

3)方向盤轉角范圍-450deg到450deg(或不低于原車機械結構允許的最大轉角)。

4)▲最大轉向速率不低于360deg/s。

5)齒條行程±80mm

6)線角傳動比50.27mm/rev

7)最大輸出齒條力：6~10KN

8)轉向軸最大載荷：1000~1500Kg

9)響應時間：<50ms

10)線控轉向能夠單獨使能和被接管。可以設置通過轉向盤觸發整車被接管（前提是線控轉向已使能）。

11)反饋線控轉向狀態、方向盤轉角實際值、方向盤轉角指令值。

5. 線控檔位

1)▲實現檔位切換的線控功能，即在車輛靜止狀態下可以通過CAN接口使檔位在R、N、D間切換。

2)▲安全性要求：出于安全性考慮，原車檔桿（或旋鈕）位置必須處于N檔位置才允許線控檔位控制，即（1）必須將檔桿置于N檔才能進入線控檔位控制；（2）進入線控檔位控制后，將檔桿從N檔撥到D或R則自動退出線控檔位控制，切換到手動駕駛模式并退出線控。

3)線控檔位能夠單獨使能和被接管?？梢栽O置通過檔桿退出N檔觸發整車被接管（前提是線控檔位已使能）。

4)響應時間（從發送指令到完成動作）2s內。

5)反饋線控檔位狀態、檔桿位置實際值、檔桿位置指令值。

6. 線控聲光

實現左右轉向燈、遠近光燈、雙閃燈、喇叭的開關控制，并提供相應的CAN控制接口。

線控聲光能夠單獨使能，但不能用于接管。

7. 線控模式

線控系統工作模式包含手動模式和自動模式。手動模式下，車輛完全由駕駛員控制，自動模式下，車輛各線控子系統中的一個或多個由智能駕駛上位機控制，其余仍由駕駛員控制。通過整車線控使能標志位控制整車在手動模式和自動模式之間切換。

反饋整車線控狀態。

系統上電默認手動駕駛模式，出現嚴重故障情況下自動切換常規駕駛模式。

8. 線控接管

系統可以設置并實現通過油門、剎車、轉向、檔位中的任何一種或幾種實現從線控模式接管。

三、自動駕駛配置

1、計算單元

1)CPU: 6核12線程，主頻2.5G，三級緩存18M；

2)GPU: 獨立圖像處理器，CUDA處理器數量3584，顯存頻率15Gbps，顯存容量 12G DDR6；

3)內存：16GB LPDDR4x2666MhZ

4)存儲：固態硬盤500GB

5)接口：網絡為千兆以太網+WiFi， USB3.0

2、前視攝像頭

1)傳感器類型 CMOS，全局快門

2)傳感器型號 IMX430

3)像元尺寸 4.5 μm × 4.5 μm

4)靶面尺寸 1/1.7"

5)分辨率 1624×1240

6)幀率 50 fps

7)動態范圍 72.08 dB

8)信噪比 43.8 dB

9)增益 0 dB ~ 24 dB

10)曝光時間 1 μs ~ 10 sec

11)快門模式支持自動曝光、手動曝光、一鍵曝光模式

12)像素格式 Mono 8/10/12；Bayer RG 8/10/10p/12/12p；YUV422Packed， YUV422_YUYV_Packed；RGB 8， BGR8

13)鏡像支持水平鏡像、垂直鏡像

14)緩存容量 128 MB

15)電氣特性

16)數據接口 GigE

17)數字I/O 6-pin Hirose 接頭提供供電和 I/O： 1 路光耦隔離輸入（Line0）， 1 路光耦隔離

18)輸出（Line1）， 1 路雙向可配置非隔離 I/O（Line2）

19)供電電壓范圍 9 ~ 24 VDC，支持 PoE 供電

20)典型功耗＜3.6 W@12 VDC

3、32線激光雷達

掃描通道:32線

激光波長:905nm

探測距離: 70 米~200 米

供電范圍:9V-36VDC

通信接口:以太網 pps

采集數據包含三維空間坐標與點云反射率等信息

4、固態激光雷達

波段：1,550 (± 25) nm；

探測距離：1.5 m ~250 m(@10%)；

精度：2 cm；

水平視場角：120°；

垂直視場角：25°(+12.5°)；

角度分辨率(水平*垂直) ：0.10368° 0.2°；

幀率：10 FPS；

測點速宰：148萬點/秒；

通信接口：工業以太網；

時間來源：GPS/PTP/gPTP；

5、組合定位單元

支持 RTK 模式、 GNSS 單點模式、三模七頻定位方式（GPS、 BDS、 GLANESS）；

內置6軸IMU

姿態精度： 0.1°（基線長度≥2m）

定位精度：單點L1/L2： 1.2m；DGPS： 0.4m；RTK： 1cm+1ppm

輸入電壓 9～32V DC（標準適配12V DC）

功耗＜5W（典型值）

6、毫米波雷達

工作頻率范圍：76GHz - 77GHz；

探測距離范圍：0.2m - 250m；

距離測量分辨率：遠距±1.79m；近距±0.39m

距離測量精度：遠距 ±0.40m；近距 ±0.10m

速度范圍：-400 km/h...+200 km/h (- 去向目標... + 來向目標)

速度分辨率：遠距 0.37km/h，近距 0.43km/h

速度精度：±0.1 km/h

探測目標類型：遠離目標、靠近目標、靜止目標、橫穿靜止目標、橫穿目標；

提供CAN/CANFD數據輸出，至少包含跟蹤目標ID、距離、速度、RCS等信息；

工作溫度至少滿足：-40℃-85℃；

工作電壓：9-16V；

防護等級：不低于IP67

7、超聲波雷達

工作電源： +12V～24V

工作溫度范圍：－40℃～＋85℃

超聲波測距范圍： 130mm―5000mm, 探頭測量測量距離可調

精度:探測距離的 0.5%

分辨率： 5mm

通信接口：兼容 CAN2.0A CAN2.0B

采樣率及發送周期： 100ms

探頭發射角： 60 度

8.路由器

支持頻段：4G 全網通

天線：雙天線

網絡接口：4個自適應 100/1000 Mbps LAN口

供電： 12V

無線網絡標準：2.4GHz/5GHz雙頻

9.CAN收發器

集成兩路CAN

具有靜電防護、浪涌防護；通訊隔離

工作溫度工業級： -40~85℃

配置方式：網頁版配置界面

四、平臺功能

1、車輛提供全套自動駕駛系統，要求車輛能在系統下正常行駛；

2、自動駕駛系統可實現依靠高精地圖進行L4自動駕駛功能，并可實現主動循跡、障礙物識別、主動剎車、站點?？?、局部路徑規劃等功能；

3、提供車輛行駛參數的設置控件，可對自動駕駛系統的形式策略進行調整；

4、自動駕駛系統具備生成高精地圖信息源的程序，可錄制點云數據包，并可使用地圖制作軟件制作高精地圖；

5、提供各種傳感器單獨應用的實訓軟件，可對傳感器進行逐一教學；

6、自動駕駛系統結合多種定位技術，可在室內實現循跡或依靠高精地圖行駛。

五、配套軟件

1、視覺測試軟件

軟件包含車輛和行人識別模塊、車道線識別模塊、紅綠燈識別模塊，可快速進行攝像頭的安裝、標定、調試工作，以及數據集的采集、數據集的處理、訓練工作。

2、毫米波/超聲波雷達測試軟件

毫米波/超聲波雷達測試，包括探測距離和范圍等；接收毫米波/超聲波雷達數據流，觀察不同工況下的目標物情況；故障信息讀取。

3、激光雷達測試軟件

接口測試；激光雷達配置，包括以太網、時間、電機參數等；接收激光雷達數據流，可視化顯示點云。

4、組合導航測試軟件

接口測試；組合導航標定，包括初始對準、導航模式配置、坐標軸配置、端口輸出數據配置等；接收組合導航數據信息；故障信息讀取。

六、實訓內容

1)小車總體組成認知實訓

2)攝像頭與激光雷達原理及標定實訓

3)激光雷達上位機基本使用實訓

4)激光雷達接口設置實訓

5)雷達網絡通訊模式的參數配置及算法實訓

6)小車傳感器軟件操作實訓

7)自動駕駛界面認知與操作實訓

8)小車感知與規劃參數配置實訓

9)制作點云地圖實訓

10)打點循跡實訓

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