TW-XWJ2 智能网联无人驾驶低速小车

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。顺利获得加速踏板、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、车辆参数

(1)尺寸：2050*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)悬挂方式：前双横臂独立悬架，后非独立悬架

▲2、车规级VCU

(1)工作电压：6～16VDC ；

(2)正常工作功耗：小于 3W ；

(3)待机功耗：小于 1mA @12V ；

(4)工作温度：-40°C～105°C ；

(5)额定工作气压：86～106kPa ；

(6)额定工作相对湿度：40% ～ 90% ；

(7)重量:0.74Kg ±5%；

(8)主芯片：32 位英飞凌汽车级芯片，主频 133MHz；

(9)具有防反接保护、热停机、短路保护和过电压保护；

(10)唤醒方式：钥匙唤醒、直流充电唤醒、研讨充电唤醒和 CAN 唤醒；

(11)通信接口：3 路专用独立 CAN 通讯接口；

(12)模拟量输入：共16路，其中11路0～5V电阻信号输入，4路0～5V电压信号输入，1路0～12V电压信号输入；

(13)开关量输入：共20路，其中8路高低边硬件可配置，6路为高电平有效，6路为低电平有效；

(14)PWM 输入：共5路，均可检测周期和占空比，检测频率范围5Hz～1kHz，占空比检测范围 5%～95%，占空比采样精度±5%，检测电压范围0V～VIN；

(15)模拟量输出：2路，输出电压范围 0～5V，最大输出电流10mA；

(16)开关量输出：13路，全部为低电平有效，驱动能力规格有3.0A、1A和0.6A三种；

(17)PWM 输出：5路0～12V输出，频率范围5Hz～1kHz，占空比范围 5%～95%，

(18)最大吸收电流 0.8A；

(19)高边驱动输出：2 路 2.2A，6 路 0.6A。

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 接头给予供电和 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、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)给予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

(1)工作电源： +12V～24V

(2)工作温度范围： －40℃～＋85℃

(3)超声波测距范围： 130mm―5000mm, 探头测量测量距离可调

(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.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

(5)无线网络标准：2.4GHz/5GHz双频

8.CAN收发器

(1)集成两路CAN

(2)具有静电防护、 浪涌防护； 通讯隔离

(3)工作温度 工业级： -40~85℃

(4)配置方式：网页版配置界面

四、平台功能

1、车辆给予全套自动驾驶系统，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、给予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、给予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、实训项目

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