ZN-TSZ07型智能网联实训车高级开发平台

一、平台介绍

1．智能网联人机共驾实训车，采用专业配件组装为双座线控车辆，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）：2840*1340*1556

2)轴距 （mm）：2000

3)前/后轮距 （mm）：1400/1400

4)最小转弯半径（m）：4.5m

5)续航里程：80km

6)整车质量：300kg

7)最高车速：40km/h

8)电机类型：永磁同步电机

9)电机最大功率：3kW

10)电机最大扭矩：≥45Nm

11)电池类型：磷酸铁锂电池

12)电池容量：≥8kW·h

13)驱动形式：后置后驱

14)制动器类型：前后盘式

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：%）。

工作车速范围0到40km/h。

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)工作车速范围0到40km/h。

3)建压时间（ms@10MPa）：≤200ms

4)最大输出压力（Mpa)：100bar@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）。

9)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)齿条行程±80mm

6)线角传动比50.27mm/rev

7)最大输出齿条力：6~10KN

8)转向轴最大载荷：1000~1500Kg

9)响应时间：<50ms

10)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）。

11)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。

7. 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。

8. 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)传感器类型 CMOS， 全局快门

2)传感器型号 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)帧率 50 fps

7)动态范围 72.08 dB

8)信噪比 43.8 dB

9)增益 0 dB ~ 24 dB

10)曝光时间 1 μs ~ 10 sec

11)快门模式 支持自动曝光、手动曝光、一键曝光模式

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

13)镜像 支持水平镜像、垂直镜像

14)缓存容量 128 MB

15)电气特性

16)数据接口 GigE

17)数字I/O 6-pin Hirose 接头提供供电和 I/O： 1 路光耦隔离输入（Line0）， 1 路光耦隔离

18)输出（Line1）， 1 路双向可配置非隔离 I/O（Line2）

19)供电 电压范围 9 ~ 24 VDC，支持 PoE 供电

20)典型功耗 ＜3.6 W@12 VDC

3、32线激光雷达

扫描通道:32线

激光波长:905nm

探测距离: 70 米~200 米

供电范围:9V-36VDC

通信接口:以太网 pps

采集数据包含三维空间坐标与点云反射率等信息

4、固态激光雷达

波段：1,550 (± 25) nm；

探测距离：1.5 m ~250 m(@10%)；

精度：2 cm；

水平视场角：120°；

垂直视场角：25°(+12.5°)；

角度分辨率(水平*垂直) ：0.10368° 0.2°；

帧率：10 FPS；

测点速宰：148万点/秒；

通信接口：工业以太网；

时间来源：GPS/PTP/gPTP；

5、组合定位单元

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

内置6轴IMU

姿态精度： 0.1°（基线长度≥2m）

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

输入电压 9～32V DC（标准适配12V DC）

功耗 ＜5W（典型值）

6、毫米波雷达

工作频率范围：76GHz - 77GHz；

探测距离范围：0.2m - 250m；

距离测量分辨率：远距±1.79m；近距±0.39m

距离测量精度：远距 ±0.40m；近距 ±0.10m

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

速度分辨率：远距 0.37km/h，近距 0.43km/h

速度精度：±0.1 km/h

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；

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；

工作温度至少满足：-40℃-85℃；

工作电压：9-16V；

防护等级：不低于IP67

7、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

8.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

9.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