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LGWL-HMC01A型 智能網(wǎng)聯(lián)座艙實訓臺（鴻蒙系統(tǒng)）
品牌：理工偉業(yè) 咨詢電話：010-82827827 82827835
一、產(chǎn)品簡介
智能座艙實訓臺是一款融合了物聯(lián)網(wǎng)控制、車載網(wǎng)絡CAN總線、人工智能開發(fā)、開源應用開發(fā)、Qt應用軟件開發(fā)的實驗平臺，能夠滿足智能網(wǎng)聯(lián)專業(yè)智能座艙課程、物聯(lián)網(wǎng)控制與嵌入式操作系統(tǒng)課程、人工智能應用課程的實驗實訓的要求。
平臺包含中控計算平臺系統(tǒng)、車機及其顯示器、視覺傳感器、麥克風陣列、音響設備、座艙艙體（含座椅、雨刮、車窗、方向盤、剎車踏板、加速踏板）、超聲波雷達、毫米波雷達等硬件，結(jié)合中控軟件系統(tǒng)、車機軟件、座椅控制程序，實現(xiàn)手勢識別、人臉識別、語音交互、駕駛員疲勞駕駛檢測、座椅遠程調(diào)節(jié)、雨刮車窗控制、車載傳感器監(jiān)測、車機應用娛樂等功能。
二、產(chǎn)品組成
產(chǎn)品包括智能座艙實訓臺體和智能座椅艙體兩部分。
實訓臺體主要安裝了中控計算平臺、車機控制器、顯示器、視覺傳感器、麥克風陣列、揚聲器及音響、超聲波雷達及其四個探頭、毫米波雷達、激光雷達、以及網(wǎng)絡組建設施。布局如圖所示。
艙體，安裝了單臺主駕駛座椅、雨刮及電機、車窗及電機、方向盤、剎車踏板、加速踏板和座艙線控制器，通過座艙線控制器，接入到系統(tǒng)的CAN總線中，支持使用CAN分析工具測試艙體設備。
三、產(chǎn)品功能
1、座椅設施控制功能
可通過軟件控制座椅向前移動任意距離、向后移動任意距離、向上移動、向下移動、回歸零點；可以控制雨刮器擦拭擋風玻璃；控制車窗器驅(qū)動車窗升降。
2、人臉識別功能
軟件和視覺傳感器配合，能夠?qū)崿F(xiàn)人臉檢測、人臉錄入、人臉識別調(diào)節(jié)座椅。
3、手勢識別座艙控制功能
軟件支持手勢交互功能，通過人工智能算法，能夠識別手部的關(guān)鍵點信息；軟件支持不少于4種的手勢識別；并根據(jù)手勢識別的結(jié)果，控制車載氛圍燈開、關(guān)、調(diào)節(jié)座椅前移或后移。
4、語音識別座艙控制功能
軟件支持語音交互控制功能，開啟語音識別后，可識別到用戶的語音指令，根據(jù)用戶指令發(fā)送命令，控制座艙氛圍燈開關(guān)、座艙風扇開關(guān)、座椅移動方式。
5、駕駛員疲勞檢測功能
軟件支持駕駛員疲勞或注意力不集中的狀態(tài)檢測，采用pytorch框架，真實場景拍攝的駕駛員數(shù)據(jù)，支持正常駕駛、打呵欠、低頭、打電話至少四種不同狀態(tài)的檢測。當出現(xiàn)疲勞或不集中狀態(tài)時，軟件語音提醒駕駛員休息。
6、汽車周身環(huán)境感知功能
軟件可以探測并可視化超聲波四路探頭前方障礙物的距離；可以設置毫米波雷達參數(shù)，對前方障礙物信息進行篩選顯示；采用ROS操作系統(tǒng)，和可視化機器人系統(tǒng)開源工具RViz，可視化顯示激光雷達四周的動態(tài)信息。
四、軟件資源
1、座艙CAN控制軟件：采用嵌入式處理器和C語言開發(fā)，驅(qū)動PWM外設接口輸出脈沖調(diào)制信號驅(qū)動座椅的前后方向轉(zhuǎn)動電機、或上下方向轉(zhuǎn)動電機，并實時檢測限位變化，控制電機及時停止；驅(qū)動車窗總成電機正反轉(zhuǎn)，實現(xiàn)車窗上升或下降；驅(qū)動繼電器吸合或斷開控制雨刮器的的往復擺動；實時讀取方向盤、剎車踏板、加速踏板的模擬量傳感器信號，輸出方向盤轉(zhuǎn)角、踏板深度數(shù)據(jù)；控制器具有CAN總線接口，支持CAN總線通信協(xié)議，與其他CAN總線設備通信。
2、座椅上位機控制軟件：采用PyQt進行GUI上位機軟件開發(fā)，具備TCP/IP通信程序，可以通過網(wǎng)絡與座艙CAN控制器進行通信，基于CAN總線協(xié)議，向座艙CAN控制器發(fā)送命令，控制座椅、車窗、雨刮相應動作，實時讀取CAN控制器的數(shù)據(jù)幀，顯示方向盤、剎車踏板、加速踏板的變化數(shù)據(jù)。
3、服務器數(shù)據(jù)處理軟件：使用ROS框架作為MQTT客戶端節(jié)點和TCP Server節(jié)點相互通信的中間層。MQTT客戶端訂閱控制類主題消息（如控制座椅、控制車窗、控制雨刮），轉(zhuǎn)發(fā)給ROS層對應的訂閱話題，通過ROS消息隊列機制存儲和轉(zhuǎn)發(fā)。TCP Server節(jié)點的ROS層訂閱后經(jīng)格式轉(zhuǎn)換，解析處理，就可以通過TCP Server發(fā)送給硬件TCP客戶端進行座椅、車窗、雨刮等設備的控制。同理，TCP Server節(jié)點接收到硬件TCP客戶端CAN數(shù)據(jù)協(xié)議，經(jīng)過處理，再傳輸給MQTT節(jié)點，由MQTT節(jié)點發(fā)布。此時車機MQTT客戶端訂閱消息后就可以顯示座椅位置、方向盤狀態(tài)、踏板深度等座艙傳感器數(shù)據(jù)。
4、智能座艙人機交互應用軟件：基于中控系統(tǒng)安裝的Anaconda及虛擬環(huán)境、CUDA、CUDNN、PyCharm、PyQt等開發(fā)環(huán)境，開發(fā)了基于Mediapipe 的手勢識別、基于MTCNN的人臉檢測和Facnet的人臉識別，基于Keras和Tensorflow深度學習框架的司機疲勞檢測，基于第三方庫的語音識別控制座艙設施等一系列智能人機交互軟件。
5、智能座艙應用軟件：基于Openharmony4.0操作系統(tǒng)，采用DevEco Studio IDE和ArkTs語言進行應用軟件開發(fā)。軟件內(nèi)置MQTT應用協(xié)議，具有發(fā)布訂閱消息的機制，可以訂閱溫濕度、光線、空氣質(zhì)量等車載環(huán)境信息、座艙線控狀態(tài)（如方向盤轉(zhuǎn)向、剎車踏板深度、加速踏板深度；也可以發(fā)布命令，控制車載氛圍燈、車載風扇，控制座椅調(diào)節(jié)、車窗升降、雨刮啟停；內(nèi)嵌第三方語音識別庫，可以語音識別控制風扇、氛圍燈、車窗、雨刮；內(nèi)嵌視頻播放器功能軟件。
五、產(chǎn)品清單
|
序號 |
類別 |
名稱 |
|
|
1. |
實訓臺體 |
h型臺體框架（包含供電、保護裝置、開關(guān)、指示燈） |
|
|
2. |
網(wǎng)聯(lián)傳感器 |
超聲波傳感器 |
|
|
3. |
|
毫米波雷達傳感器 |
|
|
4. |
|
16線激光雷達傳感器 |
|
|
5. |
|
CAN轉(zhuǎn)網(wǎng)模塊 |
|
|
6. |
|
北斗GPS定位模塊 |
|
|
7. |
座艙臺體設備 |
計算平臺 |
|
|
8. |
|
顯示器 |
19.5 |
|
9. |
|
視覺傳感器 |
|
|
10. |
|
麥克風陣列 |
|
|
11. |
|
鼠標鍵盤 |
|
|
12. |
|
OpenHarmony車機 |
|
|
13. |
|
車機10寸顯示屏 |
|
|
14. |
|
OpenHarmony環(huán)境監(jiān)測模塊 |
|
|
15. |
|
OpenHarmony光線聯(lián)動模塊 |
|
|
16. |
|
功放 |
|
|
17. |
|
內(nèi)嵌式喇叭 |
|
|
18. |
|
有源音響 |
|
|
19. |
座艙艙體設備 |
座艙線控制器 |
|
|
20. |
|
座椅 |
|
|
21. |
|
座椅加熱/通風墊 |
|
|
22. |
|
雨刮器 |
|
|
23. |
|
車窗總成 |
|
|
24. |
|
加速踏板 |
|
|
25. |
|
剎車踏板 |
|
|
26. |
|
座艙金屬框架 |
|
|
27. |
|
方向盤 |
|
|
28. |
網(wǎng)絡設備 |
路由器 |
|
|
|
|
工業(yè)交換機 |
|
六、課程實驗
|
實訓項目 |
實驗名稱 |
課時 |
|
智能座艙網(wǎng)絡互聯(lián) |
座艙網(wǎng)絡互聯(lián)規(guī)劃 |
1 |
|
|
座艙網(wǎng)絡互聯(lián)實施 |
1 |
|
中控計算平臺部署 |
服務器中間件的安裝與測試 |
1 |
|
車載傳感器的感知控制 |
座椅雨刮及車窗的移動控制 |
2 |
|
|
超聲波傳感器的探測 |
2 |
|
|
毫米波雷達的探測及應用開發(fā) |
2 |
|
|
激光雷達的探測及應用 |
2 |
|
座艙人機無感交互 |
開發(fā)環(huán)境安裝與測試 |
2 |
|
|
人臉識別應用開發(fā) |
2 |
|
|
手勢識別控制系統(tǒng)應用開發(fā) |
2 |
|
|
語音識別控制系統(tǒng)應用開發(fā) |
2 |
|
|
疲勞駕駛檢測系統(tǒng)應用開發(fā) |
2 |
|
開源車機應用 |
OpenHarmony 開發(fā)環(huán)境搭建和eTS入門 |
1 |
|
|
OpenHarmony艙內(nèi)控制器的控制開發(fā) |
2 |
|
|
OpenHarmony座艙內(nèi)環(huán)境參數(shù)采集開發(fā) |
2 |
|
|
OpenHarmony語音助手的功能實現(xiàn) |
2 |
|
|
OpenHarmony車機娛樂應用開發(fā) |
2 |
|
|
OpenHarmony座艙綜合應用開發(fā) |
2 |
|
|
|
共32課時 |