车路协同关键技术研究【管理材料】

国家高技术研究发展计划国家高技术研究发展计划现 代 交 通 技 术 领 域现 代 交 通 技 术 领 域智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究牵头申请单位：中国科学院合肥物质科学研究院牵头申请单位：中国科学院合肥物质科学研究院 联合申请单位：长安大学联合申请单位：长安大学 中国科学技术大学中国科学技术大学 奇瑞汽车股份有限公司奇瑞汽车股份有限公司报报 告告 人：梁华为人：梁华为1现代交通技术领域现代交通技术领域 智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究报告提纲报告提纲五五四四三三一一研究目标二二研究方案实施方案研究基础与条件立项依据现代交通技术领域现代交通技术领域 智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究1、研究意义2、国内外发展现状、趋势一、立项依据3、知识产权状况的分析现代交通技术领域现代交通技术领域 智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究道路交通事故造成的生命和经济损失十分巨大全世界每年100万人死于交通事故，已死亡3200多万人，远远高于同期战争的死亡人数。2009年中国发生道路交通事故238351起，造成67759人死亡、275125人受伤，直接财产损失9.1亿元人民币。（公安部交通管理局，2010）车祸造成的经济损失约占GDP的12%。（世界卫生组织，2004）车祸猛于虎！一、立项依据1、研究意义现代交通技术领域现代交通技术领域 智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究阶段阶段因素因素人员人员车辆和设备车辆和设备环境环境碰撞前碰撞前防止碰撞防止碰撞信息态度损伤交警执法力度车辆性能照明制动操控速度管理道路设计道路布局速度限制行人装备碰撞时碰撞时防止伤害防止伤害固定装置的使用损伤乘员固定系统其他安全装置防碰撞设计道路两侧防撞物体碰撞后碰撞后生命支持生命支持急救技术医疗救助容易进入车内起火的危险救援设施交通阻塞智能车路协同技术能够促进道路交通安全保障 从被动防护转向主动预防，有效地避免车祸被动防护与救援能够减轻车祸造成的伤害，但不能避免车祸。主动安全依赖于车和路的智能化水平。哈顿矩阵模型人、车、环境在碰撞前、中、后的相互作用一、立项依据1、研究意义现代交通技术领域现代交通技术领域 智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究美国1998开始将交通安全调整为ITS的主要内容之一车路集成系统（VII，Vehicle-Infrastructure Integration）车路合作系统（CVHAS，Cooperative Vehicle-Highway Automation Systems）SafeTrip-21提出了国家支持的智能车辆行动计划（IVI，Intelligent Vehicle Initiative）一、立项依据2、国内外发展现状和趋势现代交通技术领域现代交通技术领域 智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究美国DARPA无人车比赛2004 崎岖地形大挑战，全长228公里，最远的一队也才跑了11.78公里而已；2005 沙漠挑战赛，全长212公里，有五队完成比赛，斯坦福大学“新手号”获得冠军；2007 城市挑战赛，全长96公里，有六辆车抵达终点，卡耐基的“BOSS”获得冠军。研究重点：研究重点：1、通过避免碰撞与改善基于基础设施的合作来、通过避免碰撞与改善基于基础设施的合作来增强安全；增强安全；2、推进智能基础设施、智能车辆和控制技术的、推进智能基础设施、智能车辆和控制技术的集成。集成。一、立项依据2、国内外发展现状和趋势现代交通技术领域现代交通技术领域 智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究欧洲eSafety计划,road safety and eco-driving technologiesPReVENT项目车路协同系统（CVIS，Cooperative Vehicle Infrastructure Systems）研究重点：研究重点：1、将道路、车辆、卫星和计算机利用通信系统进行、将道路、车辆、卫星和计算机利用通信系统进行集成；集成；2、远景是将各国独立的系统逐步转变为车与车、车、远景是将各国独立的系统逐步转变为车与车、车与路、车与与路、车与X的合作系统，实现人和物的移动信息互操的合作系统，实现人和物的移动信息互操作。作。一、立项依据2、国内外发展现状和趋势现代交通技术领域现代交通技术领域 智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究日本智能道路系统（Smartway）面向21世纪的交通管理系统（UTMS21，Universal Traffic Management System for the 21st century）驾驶安全支持系统（DSSS,Driving Safety Support System）先进安全车辆（ASV，Advanced Safety Vehicle）研究重点：研究重点：1、依托各种先进的通信系统和车载系统，集成现有、依托各种先进的通信系统和车载系统，集成现有的应用系统，为出行者提供更加安全和便利的服务；的应用系统，为出行者提供更加安全和便利的服务；2、通过车路协调改善道路安全。、通过车路协调改善道路安全。一、立项依据2、国内外发展现状和趋势现代交通技术领域现代交通技术领域 智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究从美国、欧洲和日本等交通技术发达的国家和从美国、欧洲和日本等交通技术发达的国家和地区的研究情况看地区的研究情况看 智能车路协同技术的发展方向：智能车路协同技术的发展方向：车车车车/车路通讯技术车路通讯技术车载安全控制技术车载安全控制技术车路协同的信息共享车路协同的信息共享一、立项依据2、国内外发展现状和趋势现代交通技术领域现代交通技术领域 智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究中国“九五”期间，我国正式开始进行国家ITS体系框架、国家ITS标准体系等方面的研究和试验；国家中长期科学和技术发展规划纲要2006-2020明确提出将“交通运输安全与应急保障”作为优先发展主题；在863计划和国家基金委的支持下，取得了一大批典型成果：大范围交通协同控制系统以及多智能体的交通控制与交通诱导系统研究 基于混杂Petri网的城市路网交通拥堵波及效应研究 智能道路系统信息结构及环境感知与重构技术研究 基于车路协调的道路智能标识与感知技术研究 基于泛在网络技术的道路设施及灾害信息采集和融合 城市道路交叉口交通仿真器软件开发 一、立项依据2、国内外发展现状和趋势现代交通技术领域现代交通技术领域 智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究中国智能车辆和车辆智能技术的研究2008年，国家基金委设立年，国家基金委设立“视听觉认知计算视听觉认知计算”重大研究计划重大研究计划以智能车为应用平台以智能车为应用平台开展视开展视听觉认知技术研究听觉认知技术研究2009年、年、2010年：年：中国智能车未来挑战赛中国智能车未来挑战赛一、立项依据2、国内外发展现状和趋势现代交通技术领域现代交通技术领域 智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究一、立项依据2、国内外发展现状和趋势目前，道路交通安全正向车路协同、把智能的车和智能的路有机结合目前，道路交通安全正向车路协同、把智能的车和智能的路有机结合起来的方向发展。起来的方向发展。针对这一特点，我们组织了有车、有路、产学研紧密结合的优势合作针对这一特点，我们组织了有车、有路、产学研紧密结合的优势合作团队，开展智能车路协同系统的研究。团队，开展智能车路协同系统的研究。近年，我国道路建设突近年，我国道路建设突飞猛进，为进行智能车飞猛进，为进行智能车路协同技术的研究奠定路协同技术的研究奠定了基础。了基础。而中国严重的人车混行而中国严重的人车混行状况，对实施智能车路状况，对实施智能车路协同技术，提高道路交协同技术，提高道路交通安全提出了更加迫切通安全提出了更加迫切的要求。而且，技术要的要求。而且，技术要求更高，难度更大。求更高，难度更大。现代交通技术领域现代交通技术领域 智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究 专利检索情况国外检索 美国专利商标局网上专利检索http:/patft.uspto.gov/欧洲专利局网上专利检索http:/ 世界知识产权组织网上专利检索http:/www.wipo.int/pctdb/en/国内检索 国家知识产权局-专利搜索 http:/ 智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究一、立项依据3、知识产权状况的分析结论：在智能车载系统方面，国内结论：在智能车载系统方面，国内外的专利集中在车辆安全辅助驾驶外的专利集中在车辆安全辅助驾驶方面，没有检索到与车路协同相关方面，没有检索到与车路协同相关的智能车载系统方面的专利。的智能车载系统方面的专利。结论：在智能路侧系统方面，国结论：在智能路侧系统方面，国内外的专利集中在功能单一的交内外的专利集中在功能单一的交通信息检测设备方面，没有检索通信息检测设备方面，没有检索到能同时检测行人、路面状况、到能同时检测行人、路面状况、交通事件并提供车路通信功能的交通事件并提供车路通信功能的智能路侧系统方面的专利。智能路侧系统方面的专利。现代交通技术领域现代交通技术领域 智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究一、立项依据3、知识产权状况的分析结论：在车车结论：在车车/车路信息交互与协同控制技术方面，国内车路信息交互与协同控制技术方面，国内外的专利集中在一些功能单一的车路外的专利集中在一些功能单一的车路/车车通信设备、基车车通信设备、基于传感器的车辆主动避撞控制技术方面，没有涉及多模于传感器的车辆主动避撞控制技术方面，没有涉及多模式车车式车车/车路通讯以及车车车路通讯以及车车/车路协同的车辆、行人识别车路协同的车辆、行人识别和安全控制方面的专利。和安全控制方面的专利。现代交通技术领域现代交通技术领域 智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究一、立项依据3、知识产权状况的分析结论：在车路协同关键技术仿结论：在车路协同关键技术仿真方面，国内外基于真方面，国内外基于GIS的交的交通仿真软件方面的专利较多，通仿真软件方面的专利较多，没有涉及到车车、车路通信、没有涉及到车车、车路通信、无线通信模式与路由协议方面无线通信模式与路由协议方面的仿真，无法实现对车路协同的仿真，无法实现对车路协同系统的微观仿真。系统的微观仿真。结论：在国内外没有检索到关结论：在国内外没有检索到关于智能车路协同系统集成技术于智能车路协同系统集成技术和测试验证环境方面的专利。和测试验证环境方面的专利。现代交通技术领域现代交通技术领域 智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究由此可见，国内外的专利主要集中在以下由此可见，国内外的专利主要集中在以下3个方面：个方面：1、交通信息采集和交通管理、交通信息采集和交通管理2、基于车载感知的安全报警和控制、基于车载感知的安全报警和控制3、车车、车车/车路通讯和信息共享车路通讯和信息共享结论：目前尚未在车路协同的感知和安全结论：目前尚未在车路协同的感知和安全控制方面形成系统的专利控制方面形成系统的专利一、立项依据3、知识产权状况的分析现代交通技术领域现代交通技术领域 智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究1、总体目标二、研究目标2、预期成果现代交通技术领域现代交通技术领域 智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究建立体系框架建立体系框架智能车载智能车载系统系统智能路侧智能路侧系统系统车车车车/车路通讯车路通讯与协同控制与协同控制系统集成系统集成仿真测试仿真测试研制系统装备研制系统装备形成主动安全保障形成主动安全保障核心技术体系核心技术体系项项目目总总体体目目标标攻克关键技术攻克关键技术二、研究目标1、总体目标现代交通技术领域现代交通技术领域 智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究构建智能车路协同技构建智能车路协同技术体系框架术体系框架建成智能车路协同建成智能车路协同原型系统和试验环境原型系统和试验环境建立智能车路协同关建立智能车路协同关键技术仿真平台键技术仿真平台团队建设团队建设与人才培养与人才培养预预期期成成果果智能车载系统智能车载系统智能路侧系统智能路侧系统车车车车/车路通讯系统车路通讯系统申请发明专利申请发明专利15项，发表论文项，发表论文60篇篇形成形成3项行业技术标准项行业技术标准智能协同控制安全评估智能协同控制安全评估车辆自组网协议与配置优化仿真车辆自组网协议与配置优化仿真培养博士培养博士10，硕士，硕士30建立智能车路协同核心技术团队建立智能车路协同核心技术团队二、研究目标2、预期成果现代交通技术领域现代交通技术领域 智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究981m9593201000500ms95 3100m6Mbps 1000 98%1m 90%90%500ms 90%2100m 6Mbps 500 5 500预期指标预期指标智能车载系统：智能车载系统：120km/h以下，前车的识别准确率以下，前车的识别准确率100m范围内跟车距离识别误差范围内跟车距离识别误差50m范围内行人识别准确率范围内行人识别准确率机动车和行人冲突辨识准确率机动车和行人冲突辨识准确率仿真平台：仿真平台：支持路口数支持路口数 车辆数车辆数智能路侧系统：智能路侧系统：交通状况和突发事件识别，反应时间交通状况和突发事件识别，反应时间 准确率准确率通讯系统：通讯系统：支持通讯模式数支持通讯模式数单跳无线传输距离单跳无线传输距离数据传输速率数据传输速率传输管理软件支持节点数传输管理软件支持节点数指南指标指南指标预预期期成成果果的的主主要要技技术术指指标标测试验证环境：测试验证环境：交叉口数交叉口数实验车辆数实验车辆数无指标无指标 10610二、研究目标2、预期成果现代交通技术领域现代交通技术领域 智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究1、研究内容和技术路线三、研究方案2、技术难点、创新点和可行性分析4、年度计划5、经费预算3、拟获取的知识产权现代交通技术领域现代交通技术领域 智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究智能车路协同系统体系架构智能车路协同系统体系架构三、研究方案1、研究内容和技术路线现代交通技术领域现代交通技术领域 智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究车车/车路信息交互与协同控制技术智能路侧系统关键技术智能车载系统关键技术车路协同关键技术仿真平台系统集成与测试验证研究内容研究内容三、研究方案1、研究内容和技术路线现代交通技术领域现代交通技术领域 智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究智能车载系统关键技术智能车载系统关键技术多源信息融合的关联多源信息融合的关联车辆与行人识别车辆与行人识别 车辆自身行驶状车辆自身行驶状态及行为识别态及行为识别 车车车车/人车冲突预警人车冲突预警和消解方法和消解方法车载系统一车载系统一体化集成体化集成 三、研究方案1、研究内容和技术路线系统集成系统集成关键技术关键技术车辆与行人车辆与行人识别识别车辆行为识别车辆行为识别冲突消解冲突消解感知系统感知系统通讯系统通讯系统控制控制系统系统决策系统决策系统人机交互人机交互执行机执行机构构以太网以太网CAN总线总线CAN总线总线以太网以太网现代交通技术领域现代交通技术领域 智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究多源信息融合的多源信息融合的关联车辆与行人识别关联车辆与行人识别 三、研究方案1、研究内容和技术路线现代交通技术领域现代交通技术领域 智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究车辆自身行驶状态及行为识别车辆自身行驶状态及行为识别 三、研究方案1、研究内容和技术路线车辆状态基本信息：车辆状态基本信息：位置、速度、加速度、刹车、安全气囊、方向盘转角、车辆尺寸、故障信息、主光灯、左转向灯、右转向灯、双跳灯安全性安全性行为样本超车急停转弯变道故障贝叶斯网络贝叶斯网络行为行为贝叶斯网络贝叶斯网络现代交通技术领域现代交通技术领域 智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究冲突模型冲突模型车车车车/人车冲突预警和消人车冲突预警和消解方法解方法时间时间冲突冲突区区决策级融合制动控制转向控制油门控制三、研究方案1、研究内容和技术路线PNN现代交通技术领域现代交通技术领域 智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究车载系统一体化集成车载系统一体化集成 三、研究方案1、研究内容和技术路线智能车载系统体系结构智能车载系统体系结构现代交通技术领域现代交通技术领域 智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究车载系统一体化集成车载系统一体化集成 CAN总线控制三、研究方案1、研究内容和技术路线现代交通技术领域现代交通技术领域 智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究智能车载系统车车智能车载系统车车/车路协同机制车路协同机制三、研究方案1、研究内容和技术路线现代交通技术领域现代交通技术领域 智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究智能路侧系统关键技术智能路侧系统关键技术车辆、行人车辆、行人和路面状况识别和路面状况识别路侧系统路侧系统一体化集成一体化集成智能路侧系统智能路侧系统拓扑结构拓扑结构突发事件突发事件快速辨识与定位快速辨识与定位三、研究方案1、研究内容和技术路线现代交通技术领域现代交通技术领域 智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究行行人人识识别别 三、研究方案1、研究内容和技术路线车车辆辆识识别别 现代交通技术领域现代交通技术领域 智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究路路面面状状况况识识别别 三、研究方案1、研究内容和技术路线现代交通技术领域现代交通技术领域 智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究突发事件快速辨识与定位突发事件快速辨识与定位车车辆辆道道路路行行人人气气象象三、研究方案1、研究内容和技术路线已在上海和江西等高速公路上成功进行了推广应用已在上海和江西等高速公路上成功进行了推广应用现代交通技术领域现代交通技术领域 智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究智能路侧系统一体化集成智能路侧系统一体化集成道路信息采集系统已经在长安大学试验场成功实施道路信息采集系统已经在长安大学试验场成功实施现代交通技术领域现代交通技术领域 智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究车车车车/车路信息交互与协同控制车路信息交互与协同控制多模式车车多模式车车/车路车路自组织信息交互自组织信息交互车车车车/车路协同车路协同的车辆主动避撞的车辆主动避撞基于路面状态的基于路面状态的车速自适应控制车速自适应控制交叉口车辆安全交叉口车辆安全通行协同控制通行协同控制智能车路智能车路协同机制协同机制三、研究方案1、研究内容和技术路线现代交通技术领域现代交通技术领域 智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究 多模式无线通信构建 短距离DSRC 实时性强 中距离WiMAX 中时性 远距离 单向数字广播 实时性弱节点特征网络组成通信场景车路通讯车路通讯建模建模多模式车车多模式车车/车路自组织车路自组织信息交互信息交互三、研究方案1、研究内容和技术路线现代交通技术领域现代交通技术领域 智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究车辆位置等车辆位置等信息的注册信息的注册与查询算法与查询算法基于运动基于运动综合感知综合感知的车车的车车/车车路自组织路自组织路由算法路由算法路侧设备路侧设备R到各个车辆到各个车辆V的有限广播协议的有限广播协议无路侧设备支持的车与车无路侧设备支持的车与车自组网路由协议自组网路由协议车车车车/车路自组织网车路自组织网络通信协议的仿真络通信协议的仿真评估评估有限随机车有限随机车辆运动模型辆运动模型的建立的建立运动参数影运动参数影响因子综合响因子综合评估评估车车车车/车路自组织车路自组织通讯通讯三、研究方案1、研究内容和技术路线现代交通技术领域现代交通技术领域 智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究自适应自适应分层分层决策决策车车车车/车路协同的车辆主动避撞车路协同的车辆主动避撞运动运动参数参数传感传感器器其它传感器其它传感器预警预警警报警报制动制动超视距转向转向现代交通技术领域现代交通技术领域 智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究路侧控制主机智能车载系统智能路侧设备交通灯基于路口信号的车辆安全通行协同控制基于路口信号的车辆安全通行协同控制三、研究方案1、研究内容和技术路线现代交通技术领域现代交通技术领域 智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究最优最优安全安全车速车速基于路面状态的车速自适应控制基于路面状态的车速自适应控制GIPPS跟驰模型跟驰模型现代交通技术领域现代交通技术领域 智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究车路协同关键车路协同关键技术仿真平台技术仿真平台仿真系统体系仿真系统体系结构建模结构建模v研究方案研究内容和技术路线基于用例的基于用例的综合仿真综合仿真现代交通技术领域现代交通技术领域 智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究仿真系统体系结构建模仿真系统体系结构建模基于基于agent理论理论构建仿真系统体系结构构建仿真系统体系结构构建驾驶员构建驾驶员-车辆车辆agent结构结构描述其智能特性描述其智能特性定义各定义各agent之间的之间的通信语言与消息格式通信语言与消息格式 消息层 通信层 内容层现代交通技术领域现代交通技术领域 智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究基于用例的综合仿真基于用例的综合仿真基于路面状态的基于路面状态的车速自适应控制车速自适应控制车路协同的交叉口车路协同的交叉口安全通行控制安全通行控制发车模型发车模型行人模型行人模型随机事件发生模型随机事件发生模型交通场景构建交通场景构建安全性定量评估安全性定量评估车辆主动避碰控制车辆主动避碰控制现代交通技术领域现代交通技术领域 智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究系统集成和测试验证系统集成和测试验证车路协同体系车路协同体系框架与系统集成框架与系统集成 系统测试环境系统测试环境设计与建设设计与建设中央控制系统中央控制系统关键技术关键技术车路协同原型车路协同原型系统综合测试系统综合测试 DSRC智智能能路路侧侧系系统统视频 CCD传感器激光传感器路面与交通状况信息气象信息雷达传感器气象传感器路面传感器WiMax数字广播道路环境信息车辆状态信息安全预警与决策控制信息中央控制系统中央控制系统智能车载系统智能车载系统三、研究方案1、研究内容和技术路线现代交通技术领域现代交通技术领域 智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究车路协同体系框架车路协同体系框架模块高度自治的分布式结构模块高度自治的分布式结构基于负载均衡的通信网络拓扑结构基于负载均衡的通信网络拓扑结构基于遗传算法的路侧设备位置优化基于遗传算法的路侧设备位置优化智能车路协同体系框架智能车路协同体系框架三、研究方案1、研究内容和技术路线现代交通技术领域现代交通技术领域 智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究测试环境与监控中心建设测试环境与监控中心建设原始环境原始环境综合测试环境综合测试环境构建构建联网联网软件开发软件开发监控平台监控平台长安大学道路交通智能长安大学道路交通智能 检测与装备工程中心检测与装备工程中心三、研究方案1、研究内容和技术路线现代交通技术领域现代交通技术领域 智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究交叉口冲突交叉口冲突识别与消解识别与消解车辆变道冲突车辆变道冲突识别与消解识别与消解行人冲突行人冲突识别与消解识别与消解突入车辆冲突突入车辆冲突识别与消解识别与消解基于用例的车路协同系统综合测试基于用例的车路协同系统综合测试用例类型一用例类型一：车辆主动避撞：车辆主动避撞三、研究方案1、研究内容和技术路线现代交通技术领域现代交通技术领域 智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究恶劣天气、交通状况和路面病害等对车辆行驶造成的影响恶劣天气、交通状况和路面病害等对车辆行驶造成的影响用例类型二用例类型二：基于路口信号：基于路口信号的车辆安全通行的车辆安全通行用例类型三用例类型三：基于路面状况：基于路面状况的车速自适应控制的车速自适应控制现代交通技术领域现代交通技术领域 智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究车辆行为车辆行为识别识别冲突预警冲突预警与与冲突消解冲突消解行驶状态行驶状态交通状况交通状况道路环境道路环境情况千差万别情况千差万别相互作用更复杂相互作用更复杂难以用确定难以用确定的模型描述的模型描述车辆行为车辆行为识别识别？基于样例的基于样例的车辆行为车辆行为认知认知特征特征和行为和行为关系关系样本库样本库分级多模式分级多模式匹配匹配特征特征分析和提取分析和提取特征特征与行为关系与行为关系特征特征分析和提取分析和提取技术难点技术难点1创新点创新点1车辆行为车辆行为分析与分类分析与分类影响行驶安全影响行驶安全车辆行为车辆行为基于样例的基于样例的车辆行为车辆行为认知认知车车车车/车车路协同的路协同的车辆行为车辆行为识别识别车车车车/车路车路协同感知协同感知三、研究方案2、技术难点、创新点和可行性分析现代交通技术领域现代交通技术领域 智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究“智能先锋号智能先锋号”智能车智能车智能车辆的感知、决策和控制技术智能车辆的感知、决策和控制技术国家基金委主办的国家基金委主办的2010“中国智能车未来挑战赛中国智能车未来挑战赛”冠军冠军可行性分析可行性分析1基于样例的基于样例的对方车辆行为识别对方车辆行为识别三、研究方案2、技术难点、创新点和可行性分析比赛名次：比赛名次：中科院合肥研究院、武汉大学中科院合肥研究院、武汉大学、南理工、西交大、军事交通、南理工、西交大、军事交通学院、国防科大、清华大学、学院、国防科大、清华大学、湖南大学和装甲兵工程学院湖南大学和装甲兵工程学院现代交通技术领域现代交通技术领域 智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究路侧传感路侧传感系统系统车载传感车载传感系统系统？技术难点技术难点2创新点创新点2种类多种类多分布广分布广高速运动高速运动检测环境检测环境检测机理检测机理时间基准时间基准描述方法描述方法信息特征信息特征异构信息的异构信息的,时钟基准同步时钟基准同步信息特征的规范信息特征的规范描述方法的关联描述方法的关联多层次信息多层次信息融合方法融合方法概率神经网络概率神经网络(PNN)确定数据层和特确定数据层和特征层的映射关系征层的映射关系学习矢量量化学习矢量量化网络网络(LVQ)确定关联和综合确定关联和综合的最优化准则的最优化准则数据层融合数据层融合最大比最大比合并分集合并分集确定各传感器的确定各传感器的权重系数权重系数基于车路基于车路协同感知协同感知的多传感的多传感器信息器信息融合融合特征层融合特征层融合决策层融合决策层融合三、研究方案2、技术难点、创新点和可行性分析现代交通技术领域现代交通技术领域 智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究多多层层次次信信息息融融合合方方法法可行性分析可行性分析2不同位置的同类型不同位置的同类型传感数据进行融合传感数据进行融合压力、温湿度、位压力、温湿度、位置、倾角、加速度置、倾角、加速度等不同类型传感器等不同类型传感器信息进行融合信息进行融合综合信息，对危险综合信息，对危险品的运输安全状况品的运输安全状况作出宏观决策作出宏观决策数据层融合数据层融合特征层融合特征层融合决策层融合决策层融合国家国家863计划项目计划项目基于无线传感器网络的危险基于无线传感器网络的危险品在途（公路）监测技术品在途（公路）监测技术三、研究方案2、技术难点、创新点和可行性分析现代交通技术领域现代交通技术领域 智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究车车车车/车路车路自组织自组织路由算法路由算法稳定高效稳定高效车车车车/车路车路通讯通讯行驶方向行驶方向行驶速度行驶速度规划路径规划路径车辆的车辆的运动特性运动特性车车车车/车路车路自组织自组织路由算法路由算法？仿生路由算仿生路由算法法基于群智能基于群智能的仿生路由的仿生路由算法算法技术难点技术难点3创新点创新点3基于运动基于运动综合感知综合感知的自组织的自组织路由路由地理信息地理信息蚁群智能蚁群智能ACO三、研究方案2、技术难点、创新点和可行性分析现代交通技术领域现代交通技术领域 智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究国家自然科学基金重点项目国家自然科学基金重点项目月球探测系统的建模、传感、月球探测系统的建模、传感、导航和控制基础理论及关键技导航和控制基础理论及关键技术研究术研究基于无线传感器网络的基于无线传感器网络的移动机器人导航定位移动机器人导航定位很好地解决了很好地解决了多目标优化路由决策问题多目标优化路由决策问题可行性分析可行性分析3基于蚁群智能的基于蚁群智能的无线传感器网络无线传感器网络路由算法路由算法无线传感器网络节点无线传感器网络节点三、研究方案2、技术难点、创新点和可行性分析现代交通技术领域现代交通技术领域 智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究驾驶员驾驶员-车辆车辆智能行为建模智能行为建模动态动态道路状况道路状况车辆车辆动力性能动力性能驾驶员驾驶员特性特性驾驶员驾驶员-车辆车辆微观行为的微观行为的不确定性不确定性非线性非线性驾驶员驾驶员-车辆车辆智能行为建模智能行为建模？数据驱动的数据驱动的自适应建模自适应建模快速稀疏快速稀疏最小二乘最小二乘支持向量支持向量机算法机算法技术难点技术难点4创新点创新点4关联车辆关联车辆实时行为实时行为多模态性多模态性智能性智能性决策过程决策过程驾驶员特性驾驶员特性统计统计车辆动态样车辆动态样本数据本数据参数自适应参数自适应校正校正在线在线仿真仿真三、研究方案2、技术难点、创新点和可行性分析数据驱动的数据驱动的建模建模数据驱动的数据驱动的自适应建模自适应建模现代交通技术领域现代交通技术领域 智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究可行性分析可行性分析4国家国家863计划项目计划项目“城市城市交叉口微观交通仿真交叉口微观交通仿真”基于最小二乘支持向量机回归的基于最小二乘支持向量机回归的驾驶员驾驶员-车辆的微观行为建模车辆的微观行为建模08年国内首次实现年国内首次实现FCD并行处理并行处理系统系统09年国内首次实现并行微观仿真年国内首次实现并行微观仿真、大范围区域交通协调控制、大范围区域交通协调控制仿真与实际仿真与实际结果一致结果一致为实现驾驶员智能行为为实现驾驶员智能行为自适应建模奠定了基础自适应建模奠定了基础道路交通流量采集道路交通流量采集在线仿真系统在线仿真系统三、研究方案2、技术难点、创新点和可行性分析现代交通技术领域现代交通技术领域 智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究智能车载系统智能车载系统关键技术关键技术智能路侧系统智能路侧系统关键技术关键技术车车车车/车路通车路通讯与协同控制讯与协同控制系统集成和系统集成和测试验证测试验证车路协同关键车路协同关键技术仿真平台技术仿真平台拟拟获获取取的的知知识识产产权权1、车路协同信息融合的车辆、车路协同信息融合的车辆/行人检测方法与系统行人检测方法与系统2、基于车车、基于车车/车路协同的车辆行驶安全行为分析仪车路协同的车辆行驶安全行为分析仪3、基于车车、基于车车/车路协同的三层决策控制的冲突消解方车路协同的三层决策控制的冲突消解方法与系统法与系统1、基于车路协同的异构特征信息融合算法、基于车路协同的异构特征信息融合算法2、基于车路协同的、基于车路协同的GPS和微波测距组合的突发事件和微波测距组合的突发事件定位算法定位算法 3、基于车路协同的道路状况特征提取与描述算法、基于车路协同的道路状况特征提取与描述算法 1、基于运动综合感知的车车、基于运动综合感知的车车/车路自组织路由算法车路自组织路由算法2、基于车车、基于车车/车路协同的交叉口超视距安全控制方法车路协同的交叉口超视距安全控制方法3、基于路面状态的车辆目标车速求解方法与跟踪控、基于路面状态的车辆目标车速求解方法与跟踪控制系统制系统1、基于车路协同的城市道路在线微观仿真设备、基于车路协同的城市道路在线微观仿真设备 2、基于车路协同的交叉口安全控制在线仿真与评估、基于车路协同的交叉口安全控制在线仿真与评估方法方法 3、一种微观在线发车模型装置与方法、一种微观在线发车模型装置与方法 1、用于车路协同的微缩交通实物仿真平台、用于车路协同的微缩交通实物仿真平台2、基于历史交通数据挖掘的交通黑点发现算法、基于历史交通数据挖掘的交通黑点发现算法3、一种路侧设备布置优化算法、一种路侧设备布置优化算法三、研究方案3、拟获取的知识产权现代交通技术领域现代交通技术领域 智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究2011年度年度年年度度计计划划 国内外调研和需求分析，方案设计国内外调研和需求分析，方案设计2012年度年度2013年度年度系统详细设计，方法算法研究系统详细设计，方法算法研究上半年上半年下半年下半年系统研制，算法仿真分析系统研制，算法仿真分析分系统集成、测试，系统、算法完善分系统集成、测试，系统、算法完善上半年上半年下半年下半年全系统集成，实验环境中的测试与验证全系统集成，实验环境中的测试与验证系统完善，成果总结系统完善，成果总结全面实现项目研究目标全面实现项目研究目标上半年上半年下半年下半年三、研究方案4、年度计划现代交通技术领域现代交通技术领域 智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究经经费费预预算算 序号序号 科目名称科目名称预算预算备注备注1一、经费支出 160021、设备费 427.262、材料费 246.873、测试化验加工费21984、燃料动力费 11895、差旅费77106、会议费 48117、国际合作与交流费 38128、出版/文献/信息传播/知识产权事务费 76139、劳务费 2231410、专家咨询费321511、管理费9518二、经费来源1600191、申请从专项经费获得的资助1600202、自筹经费来源 021三、备注三、研究方案5、经费预算现代交通技术领域现代交通技术领域 智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究1、课题设置和任务分解2、课题与项目总体目标之间的关系4、项目主要人员四、实施方案3、组织方式及管理机制现代交通技术领域现代交通技术领域 智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究课题课题1:智能车载系统智能车载系统关键技术关键技术课题课题2:智能路侧系统智能路侧系统关键技术关键技术课题课题3:车车车车/车路通讯车路通讯与协同控制与协同控制课题课题5:系统集成和系统集成和测试验证测试验证课题课题4:车路协同关键车路协同关键技术仿真平台技术仿真平台课课题题设设置置和和任任务务分分解解经费：经费：450万万承担：中科院合肥研究院承担：中科院合肥研究院协作：奇瑞公司协作：奇瑞公司经费：经费：300万万承担：长安大学承担：长安大学协作：中国科学技术大学协作：中国科学技术大学经费：经费：350万万承担：中科院合肥研究院承担：中科院合肥研究院协作：中国科学技术大学协作：中国科学技术大学 长安大学、奇瑞公司长安大学、奇瑞公司经费：经费：200万万承担：中国科学技术大学承担：中国科学技术大学协作：长安大学协作：长安大学经费：经费：300万万承担：长安大学承担：长安大学协作：中科院合肥研究院协作：中科院合肥研究院 中国科学技术大学中国科学技术大学 长安大学：长安大学：路侧传感系统研制；路侧传感系统研制；车路协同感知的车辆车路协同感知的车辆、行人和路面状况识、行人和路面状况识别研究；别研究；路侧系统一体化集成路侧系统一体化集成；中国科技大学：中国科技大学：突发事件的识别与定突发事件的识别与定位。位。中科院合肥研究院中科院合肥研究院和奇瑞公司：和奇瑞公司：车车车车/车路协同车辆车路协同车辆主动避撞和车速自适主动避撞和车速自适应控制研究；应控制研究；长安大学：长安大学：基于路口信号的车辆基于路口信号的车辆安全通行协同控制研安全通行协同控制研究；究；中国科技大学：中国科技大学：基于多模式的车车基于多模式的车车/车路自组织无线通讯车路自组织无线通讯系统研制。系统研制。中国科技大学：中国科技大学：车路协同关键技术仿车路协同关键技术仿真平台的建立；真平台的建立；长安大学：长安大学：车辆主动避撞、车辆车辆主动避撞、车辆安全通行和车速自适安全通行和车速自适应控制等基于车路协应控制等基于车路协同的感知控制方法的同的感知控制方法的仿真分析。仿真分析。长安大学：长安大学：测试验证环境建设与测试验证环境建设与系统综合测试；系统综合测试；中科院合肥研究院：中科院合肥研究院：车路协同系统总体设车路协同系统总体设计与集成；计与集成；中国科技大学：中国科技大学：为监控中心提供高性为监控中心提供高性能计算能力建设。能计算能力建设。四、实施方案1、课题设置和任务分解中科院合肥研究院：中科院合肥研究院：基于车载传感器的周基于车载传感器的周围车辆与行人识别研围车辆与行人识别研究；究；车车车车/车路协同感知车路协同感知的车辆行为识别研究的车辆行为识别研究；车车车车/人车冲突消解人车冲突消解研究；研究；车载系统一体化集成车载系统一体化集成；奇瑞公司：车辆行驶奇瑞公司：车辆行驶状态检测和控制系统状态检测和控制系统改造，并提供所需实改造，并提供所需实验车辆。验车辆。现代交通技术领域现代交通技术领域 智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究建立建立体系框架体系框架智能智能车载车载系统系统智能智能路侧路侧系统系统车车车车/车路车路通讯与通讯与协同控制协同控制测试验证测试验证车路协同车路协同关键技术关键技术仿真仿真研制研制系统装备系统装备形形成成主主动动安安全全保保障障核核心心技技术术体体系系总体目标总体目标攻克攻克关键技术关键技术课题课题1课题课题2课题课题3系统集成系统集成系统总体设计系统总体设计课课题题4测试测试环境环境设计设计建设建设课题课题5课课题题和和总总体体目目标标的的关关系系四、实施方案2、课题与项目总体目标之间的关系现代交通技术领域现代交通技术领域 智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究明确分工与明确分工与职责职责加强加强监督指导监督指导完善完善过程控制过程控制组组织织方方式式及及管管理理机机制制 课题之间的联系、协调和系统集成由中科课题之间的联系、协调和系统集成由中科院合肥研究院负责；院合肥研究院负责；课题内部的任务分解和组织协调由各课题课题内部的任务分解和组织协调由各课题承担单位负责；承担单位负责；制订详细工作计划、时间节点、考核指标制订详细工作计划、时间节点、考核指标;课题承担单位定期组织内部汇报、进度检课题承担单位定期组织内部汇报、进度检查、考核和监督各参与单位的工作进度；查、考核和监督各参与单位的工作进度；“项目专家组项目专家组”每半年对项目执行情况进每半年对项目执行情况进行检查、评估和指导。行检查、评估和指导。成立成立“项目专家组项目专家组”领域专家领域专家参加单位参加单位负责人负责人课题负责人课题负责人强强联合、优强强联合、优势互补的产学势互补的产学研联合团队研联合团队中国科学院合肥物质科学研究院中国科学院合肥物质科学研究院长安大学长安大学中国科学技术大学中国科学技术大学奇瑞汽车股份有限公司奇瑞汽车股份有限公司四、实施方案3、组织方式及管理机制现代交通技术领域现代交通技术领域 智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究项项目目主主要要人人员员梁华为梁华为中科院合肥研究院中科院合肥研究院 项目负责人项目负责人 课题课题1负责人负责人冯兴乐冯兴乐长安大学长安大学 课题课题2负责人负责人孔令成孔令成中科院合肥研究院中科院合肥研究院 课题课题3负责人负责人陈陈 锋锋中国科技大学中国科技大学 课题课题4负责人负责人安毅生安毅生长安大学长安大学 课题课题5负责人负责人梅涛梅涛中科院合肥研究院中科院合肥研究院 车载系统车载系统陈效华陈效华奇瑞汽车公司奇瑞汽车公司 车载控制系统车载控制系统闫茂德闫茂德长安大学长安大学 路侧总体设计路侧总体设计宋焕生宋焕生长安大学长安大学 测试环境验证测试环境验证李京李京中国科技大学中国科技大学 高性能计算高性能计算研究员研究员/副所长副所长副教授副教授/系主任系主任研究员研究员/副所长副所长副教授副教授/副主任副主任副教授副教授/系主任系主任研究员研究员/副院长副院长教授教授/院长院长教授教授/副院长副院长教授教授/主任主任教授教授/主任主任四、实施方案4、项目主要人员苗付友苗付友中国科技大学中国科技大学 无线自组织通讯无线自组织通讯副教授副教授/主任主任现代交通技术领域现代交通技术领域 智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究1、研究基地项目3、工作条件、工作条件五、研究基础与条件2、已有成果现代交通技术领域现代交通技术领域 智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究1、国家节能环保汽车工程技术研究中心 奇瑞汽车股份有限公司；2、国家高性能计算中心 中国科学技术大学；3、传感技术联合国家重点实验室 中国科学合肥物质科学研究院；4、汽车节能环保国家工程实验室 奇瑞汽车股份有限公司；5、国家863计划智能机器人传感技术实验室 中国科学合肥物质科学研究院；国家级中心、实验室国家级中心、实验室5 5个：个：五、研究基础与条件1、研究基地现代交通技术领域现代交通技术领域 智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究1 1、交通部汽车运输安全保障技术交通行业重点实验室、交通部汽车运输安全保障技术交通行业重点实验室 长安大学；长安大学；2 2、交通部人、交通部人-车车-路路-环境系统安全重点实验室环境系统安全重点实验室 长安大学；长安大学；3 3、安徽省仿生感知与先进机器人技术重点实验室、安徽省仿生感知与先进机器人技术重点实验室 中国科学院合肥物质科学研究院；中国科学院合肥物质科学研究院；4 4、陕西省道路交通检测与装备工程技术研究中心、陕西省道路交通检测与装备工程技术研究中心 长安大学；长安大学；1 1、教育部、教育部“多源异构交通信息智能检测与融合技术多源异构交通信息智能检测与融合技术”创新研究团队创新研究团队 长安大学；长安大学；省部级重点实验室省部级重点实验室/工程中心工程中心4 4个：个：部级创新团队部级创新团队1 1个：个：五、研究基础与条件1、研究基地现代交通技术领域现代交通技术领域 智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究国家科学技术进步奖：一等奖国家科学技术进步奖：一等奖1 1项，二等奖项，二等奖3 3项项五、研究基础与条件2、已有成果现代交通技术领域现代交通技术领域 智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究五、研究基础与条件2、已有成果现代交通技术领域现代交通技术领域 智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究五、研究基础与条件3、工作条件国家基金委主办的国家基金委主办的2010“中国智能车未来挑战赛中国智能车未来挑战赛”冠军冠军 国内从事智能车研究的主国内从事智能车研究的主要科研机构都参加了本次比赛要科研机构都参加了本次比赛“智能先锋号智能先锋号”智能车智能车成功研制了具有感知环境、路径规成功研制了具有感知环境、路径规划、行为决策能力的智能汽车划、行为决策能力的智能汽车比赛名次：比赛名次：中科院合肥研究院、武汉大学中科院合肥研究院、武汉大学、南理工、西交大、军事交通、南理工、西交大、军事交通学院、国防科大、清华大学、学院、国防科大、清华大学、湖南大学和装甲兵工程学院湖南大学和装甲兵工程学院现代交通技术领域现代交通技术领域 智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究KD系列万亿次系列万亿次高性能计算机：高性能计算机：国产国产“龙龙芯芯”CPU我国第一台拥有我国第一台拥有完全自主知识产完全自主知识产权的万亿次高性权的万亿次高性能计算机能计算机五、研究基础与条件3、工作条件现代交通技术领域现代交通技术领域 智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究863项目项目：城市道路交叉口交通仿真器软件开发：城市道路交叉口交通仿真器软件开发 2006年结题年结题微观交通仿真界面和截图 五、研究基础与条件3、工作条件现代交通技术领域现代交通技术领域 智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究863项目项目：移动自组网中基于动态蜂窝的：移动自组网中基于动态蜂窝的QoS路由协议路由协议 基于基于wifi无线链路，峰值带宽无线链路，峰值带宽8Mbps 2004年结题：优年结题：优路由协议测试现场 五、研究基础与条件3、工作条件现代交通技术领域现代交通技术领域 智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究陕西省道路交通智能检测与装备工程研究中心陕西省道路交通智能检测与装备工程研究中心五、研究基础与条件3、工作条件现代交通技术领域现代交通技术领域 智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究五、研究基础与条件3、工作条件自主研发的视频交通参数及事件检测系统 现代交通技术领域现代交通技术领域 智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究交通信息采集设备交通信息检测与控制外场试验系统布置图五、研究基础与条件3、工作条件现代交通技术领域现代交通技术领域 智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究全国高校唯一的人车路环境综合试验场五、研究基础与条件3、工作条件现代交通技术领域现代交通技术领域 智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究道路抗滑性能检测车道路抗滑性能检测车汽车智能综合性能检测线汽车智能综合性能检测线激光位移传感器数据采集器激光位移传感器数据采集器道路综合性能激光检测车道路综合性能激光检测车五、研究基础与条件3、工作条件现代交通技术领域现代交通技术领域 智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究1.根据国内外现状调研情况，结合我们已有的技术基础，提出了先进的技术指标；结束语结束语2.通过15项专利和3个标准，建立全面覆盖智能车路协同系统关键技术的自主知识产权体系；3.组建了在智能交通、智能汽车、智能计算、智能感知与控制等方面强强联合、优势互补的产学研联合研发团队；4.是一支在核心技术上敢于与国外一争高低、敢打硬仗、善打硬仗的团队。现代交通技术领域现代交通技术领域 智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究衷心感谢各位专家！衷心感谢各位专家！敬请批评指正！敬请批评指正！现代交通技术领域现代交通技术领域 智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究产品概述 长安大学开发研制的视频交通参数和事件检测器视频交通参数和事件检测器采用先进的数字视频处理与模式识别技术，对视频图像序列中的兴趣目标进行识别、跟踪，分析目标的运动轨迹，获得目标的运动状态，从而实现对道路交通参数和道路交通事件的自动检测和报警，协助道路交通管理部门采取及时有效的处置方案。该产品采用智能图像跟踪技术，适用于各种复杂多变的应用环境。现代交通技术领域现代交通技术领域 智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究产品功能交通事件检测：逆行车辆，停驶车辆，行人检测，抛落物，慢行车辆，违章变道，车辆排队，交通拥堵等；交通参数采集：交通流量，车速，车型分类、道路占用率，车头时距等；交通状况分级；交通事件片段录像；远程系统管理。现代交通技术领域现代交通技术领域 智能车路协同关键技术研究智能车路协同关键技术研究技术参数 交通事件检测率：95%检测报警时间：10s误报率：95占有率准确率：95平均车速准确率：95视频输入：1 to 20 BNC视频处理能力：25帧/路/s事件检测区域：=16事件报警区域：=16检测范围：图像中车辆目标大于20(水平)*10(垂直)个像素的图像范围存储图像分辨率：352288报警录像长度：默认事件前后3分钟，用户可自定义返回