ZN-TSZ06型智能网联乘用车开发教学平台

一、平台介绍

1.智能网联小型乘用车开发教学平台，基于量产乘用车进行专业的线控改装，加装可实现Robot Taxi的自动驾驶系统，以实物教学方式，向学生展示行业内专业的智能网联汽车线控技术及自动驾驶技术。

2.线控底盘采用已量产的线控VCU控制，实现很高的线控性能，在控制精度、控制误差、响应时间、反馈精度等指标均达到领先水平；

3.对功能安全有充分考虑。通过加速踏板、制动踏板和方向盘均可以实现人工接管，退出自动驾驶模式，具备系统掉电情况下自动切换到常规驾驶模式的功能。并加入系统紧急断电装置，并在断电后自动切换到常规驾驶模式。CAN通信机制上，也有多重安全保证手段，如冗余的控制校验方式保证指令正确，对非预期的上位机换挡指令的限制以保证行驶和车辆安全，高速转向的软件限制策略等。

4.自动驾驶智能车采用全套自主开发的自动驾驶软件，传感器应用涉及摄像头、激光雷达、毫米波雷达、超声波雷达、GPS/IMU；功能算法主要为感知算法及障碍物行为预测；定位算法采用激光定位为主，RTK定位为辅的方式，避免楼宇、树木对信号遮蔽进而影响车辆运行；可满足人车混流路况的定制化规划控制算法，能实现完成主动循迹、障碍物识别、主动刹车、站点停靠、局部路径规划等功能。

二、线控底盘

1.总体

1)外形尺寸（mm）：2917*1492*1621

2)轴距 （mm）：190

3)前/后轮距 （mm）：1290/1290

4)最小转弯半径（m）:4.2

5)续航里程：120km

6)整车质量：700kg

7)最高车速：100km

8)电机类型：永磁同步电机

9)电机最大功率：20kW

10)电机最大扭矩：≥85Nm

11)电池类型：锂离子电池

12)电池容量：≥9.3kW·h

13)驱动形式：后置后驱

14)制动器类型：前盘后鼓式

2.线控油门

实现纵向驱动功能的线控控制，并提供相应的CAN控制接口油门踏板开度（单位：%）。

▲延迟时间（从指令发送到加速度开始上升的时间）300ms内（或不低于原车油门响应时间）。

响应时间（从指令发送到加速度达到最大值的时间）800ms内。

▲最大加速度不低于0.3g。

工作车速范围0到80km/h（或原车允许的最高车速）。

线控油门能够单独使能和被接管。可以设置通过油门踏板触发整车被接管（前提是线控油门已使能）。

反馈线控油门状态、油门踏板位置实际值、油门踏板位置指令值。

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控制接口制动踏板开度（单位：%）。

2)▲制动系统要求能够提供不小于0.5g的减速度。

3)▲延迟时间（从指令发送到减速度开始上升的时间）300ms内。

4)响应时间（从指令发送到减速度达到最大值的时间）800ms内。

5)工作车速范围0到80km/h或原车允许的最高车速。

6)线控刹车能够单独使能和被接管。可以设置通过刹车踏板触发整车被接管（前提是线控刹车已使能）。

7)反馈线控刹车状态、刹车踏板位置实际值、刹车踏板位置指令值。制动灯根据制动踏板控制指令自动点亮。

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控制接口方向盘转角（单位：deg）。

2)要求能够在0到40km/h（或原车允许的最高车速）范围内实现转向控制。

3)方向盘转角范围-450deg到450deg(或不低于原车机械结构允许的最大转角)。

4)▲最大转向速率不低于360deg/s。

5)▲延迟时间（从指令发送到方向盘转角开始变化的时间）300ms内。

6)线控转向能够单独使能和被接管。可以设置通过转向盘触发整车被接管（前提是线控转向已使能）。

7)反馈线控转向状态、方向盘转角实际值、方向盘转角指令值。

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；2）进入线控档位控制后，将档杆从N档拨到D或R则自动退出线控档位控制，切换到手动驾驶模式并退出线控。

3)线控档位能够单独使能和被接管。可以设置通过档杆退出N档触发整车被接管（前提是线控档位已使能）。

4)响应时间（从发送指令到完成动作）2s内。

5)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、远近光灯、双闪灯、喇叭、雨刮器的开关控制，并提供相应的CAN控制接口。

线控声光能够单独使能，但不能用于接管。
线控声光不提供反馈信号。

7.状态反馈

除前述线控油门、线控刹车、线控转向、线控档位、线控驻车相关的反馈信号外，还要求通过CAN总线信号反馈如下信号：车辆的速度。

8.线控模式

线控系统工作模式包含手动模式和自动模式。手动模式下，车辆完全由驾驶员控制，自动模式下，车辆各线控子系统中的一个或多个由智能驾驶上位机控制，其余仍由驾驶员控制。通过整车线控使能标志位控制整车在手动模式和自动模式之间切换。

反馈整车线控状态。

系统上电默认手动驾驶模式，出现严重故障情况下自动切换常规驾驶模式。

9.线控接管

系统可以设置并实现通过油门、刹车、转向、档位中的任何一种或几种实现从线控模式接管。

三、自动驾驶配置

1、计算单元

1)CPU: 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 12G DDR6；

3)内存：16GB LPDDR4x2666MhZ

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

6)探测目标类型车辆、行人、交通标志、红绿灯等。

3、16线激光雷达

1)扫描通道:16线

2)激光波长:905nm

3)探测距离: 70 米~200 米

4)供电范围:9V-36VDC

5)通信接口:以太网 pps

6)采集数据包含三维空间坐标与点云反射率等信息

4、组合定位单元

1)支持 RTK 模式、 GNSS 单点模式、三模七频定位方式（GPS、 BDS、 GLANESS）；

2)内置6轴IMU

3)姿态精度： 0.1°（基线长度≥2m）

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

5)输入电压 9～32V DC（标准适配12V DC）

6)功耗 ＜5W（典型值）

5、毫米波雷达

1)工作频率范围：76GHz - 77GHz；

2)探测距离范围：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：不低于IP67

6、超声波雷达

工作电源： +12V～24V

工作温度范围： －40℃～＋85℃

超声波测距范围： 130mm―5000mm, 探头测量测量距离可调

精度:探测距离的 0.5%

分辨率： 5mm

通信接口： 兼容 CAN2.0A  CAN2.0B

采样率及发送周期： 100ms

探头发射角： 60 度

7.路由器

支持频段：4G 全网通

天线：双天线

网络接口：4个自适应 100/1000 Mbps LAN口

供电： 12V

无线网络标准：2.4GHz/5GHz双频

8. CAN收发器

集成两路CAN

具有静电防护、 浪涌防护； 通讯隔离

工作温度 工业级： -40~85℃

配置方式：网页版配置界面

四、平台功能

1、车辆提供全套自动驾驶系统，要求车辆能在系统下正常行驶；

2、自动驾驶系统可实现依靠高精地图进行L4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。

五、配套软件

1、视觉测试软件

软件包含车辆和行人识别模块、车道线识别模块、红绿灯识别模块，可快速进行摄像头的安装、标定、调试工作，以及数据集的采集、数据集的处理、训练工作。

2、毫米波/超声波雷达测试软件

毫米波/超声波雷达测试，包括探测距离和范围等；接收毫米波/超声波雷达数据流，观察不同工况下的目标物情况；故障信息读取。

3、激光雷达测试软件

接口测试；激光雷达配置，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。

4、组合导航测试软件

接口测试；组合导航标定，包括初始对准、导航模式配置、坐标轴配置、端口输出数据配置等；接收组合导航数据信息；故障信息读取。

六、实训内容

1.小车总体组成认知实训

2.摄像头与激光雷达原理及标定实训

3.激光雷达上位机基本使用实训

4.激光雷达接口设置实训

5.雷达网络通讯模式的参数配置及算法实训

6.小车传感器软件操作实训

7.自动驾驶界面认知与操作实训

8.小车感知与规划参数配置实训

9.制作点云地图实训

10.打点循迹实训

11.小车自动驾驶技术实训