智能控制在汽車上應(yīng)用的進展綜述

1、智能控制在汽車上應(yīng)用的進展綜述一、簡介1.1 汽車智能化綜述從上個世紀(jì)的末期，全球的汽車以汽車的電動化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化為主題進入一個重大的歷史時期。到本世紀(jì)初，隨著ICT技術(shù)的發(fā)展，汽車的智能化和網(wǎng)聯(lián)化系統(tǒng)隨之誕生，由此產(chǎn)生了一種新型的交通系統(tǒng)?！爸悄芷嚒笔窃谄胀ㄆ嚨幕A(chǔ)上增加了先進的傳感器、控制器、執(zhí)行器等裝置，通過車載傳感系統(tǒng)和信息終端實現(xiàn)與人、車、路等的智能信息交換，使汽車具備智能的環(huán)境感知能力，能夠自動分析汽車行駛的安全及危險狀態(tài)，并使汽車按照人的意愿到達(dá)目的地，最終實現(xiàn)替代人來操作的目的。從汽車自身的智能化來講，我們現(xiàn)在處于這種汽車的一種智能化的初級階段，即智能駕駛輔助這個階段，

2、其終極目標(biāo)就是無人駕駛。另外從智能汽車發(fā)展模式來講是兩種模式，一種是依靠自身車載傳感決策和控制系統(tǒng)，來實現(xiàn)自動駕駛。另外一種是通過協(xié)同的方式，借助通信的技術(shù)，利用車聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的整合，來實現(xiàn)它的整個一種智能化的駕駛?？傊?，汽車的智能化可以歸結(jié)為兩軸或者兩個發(fā)展，一個是縱軸，就是由現(xiàn)在的部分功能的替代到以后完全的無人化駕駛，另外一個就是自身的提升，單車的智能化并不能解決交通的問題，所以必須通過網(wǎng)聯(lián)化把汽車和交通系統(tǒng)，交通所有參與者在一個平臺上一個系統(tǒng)下進行完全的可控可調(diào)，這樣才能徹底地改變交通社會現(xiàn)在面臨的諸如安全、擁堵、節(jié)能的問題。所以未來期望或者目標(biāo)的實現(xiàn)是一個智能網(wǎng)聯(lián)的汽車。智能汽車它會帶

3、來對我們社會產(chǎn)業(yè)帶來什么樣的變化？首先我們關(guān)注的是安全，通過汽車的智能化、網(wǎng)聯(lián)化，交通事故可以降低到目前的1%?，F(xiàn)在每年因為交通事故死亡人數(shù)大概130萬，也就是說在不遠(yuǎn)的將來也許二十年三十年以后，全球交通事故死亡率會低于1萬甚至更低，未來接近的目標(biāo)是零死亡零事故。第二，對于交通擁堵、油耗，對于整個經(jīng)濟，還有對于人的生活方式的影響都有非常高的期待。1.2 國內(nèi)外汽車智能化研究現(xiàn)狀就汽車智能化發(fā)展而言，從美國來講，從本世紀(jì)初他們對于智能汽車提出了一個定義，把它分為五個等級，第一個等級就是沒有智能化，第二個等級是具有特殊功能的一些駕駛輔助，第三個等級是一個部分的自動駕駛，然后是高度自動駕駛到完全自動

4、駕駛，以及無人駕駛這樣五個等級，它設(shè)計的目標(biāo)是到2025年能夠?qū)崿F(xiàn)完全智能駕駛。所以基于此，美國專門成立了交通變革研究中心，另外其交通部將推動汽車智能化網(wǎng)聯(lián)化的發(fā)展作為一個國家戰(zhàn)略，在。對于歐盟來講，它制定了詳細(xì)的發(fā)展路徑圖，就是從當(dāng)下現(xiàn)有的駕駛輔助到2030年實現(xiàn)無人駕駛，或者能夠產(chǎn)生無人駕駛的這種技術(shù)和產(chǎn)品，這是它的愿景。從日本來講，不光從車，還從車和路兩端來進行協(xié)調(diào)的發(fā)展，日本這一個計劃詳細(xì)地定義了從汽車、道路到各種法規(guī)協(xié)調(diào)發(fā)展的一個龐大的技術(shù)。發(fā)展汽車智能化一個強勁的動力是標(biāo)準(zhǔn)，汽車這個技術(shù)持續(xù)的迭代是依托于標(biāo)準(zhǔn)的，一個是排放的法規(guī)，一個是碰撞的法規(guī)，現(xiàn)在主動安全或智能安全的一些項目，

5、已經(jīng)納入了汽車的法規(guī)評定體系DSRC里，這是對于技術(shù)持續(xù)進步的一個強大的推進力。從歐美整個發(fā)展情況比較來看各有特色，美國主打推動IT企業(yè)，并在該領(lǐng)域獨領(lǐng)風(fēng)騷，另外它在程序還有法規(guī)方面也是領(lǐng)先一步，從日本來講，它的信息化體系是全球做得最為完備的，它現(xiàn)在有一個VICS，交通系統(tǒng)信息，現(xiàn)在整個汽車是8千多萬輛，有4千萬輛已經(jīng)入網(wǎng)，對于大數(shù)據(jù)信息化它有很強的一些設(shè)備支持。另外以豐田、日產(chǎn)這些汽車企業(yè)主導(dǎo)智能網(wǎng)聯(lián)汽車的研發(fā)，引領(lǐng)這個行業(yè)的發(fā)展。歐盟在節(jié)油結(jié)點上基本同步，表現(xiàn)出政府推動、企業(yè)主導(dǎo)、標(biāo)準(zhǔn)先行的態(tài)勢。從我們國家的情況來看，以中國制造2025這么一個規(guī)劃龍頭，由此確定我們國家整個發(fā)展的一個目標(biāo)。

6、總的來講，就是到2020年，由駕駛輔助起步逐步過渡到部分自動駕駛，這是第一個目標(biāo)。第二個目標(biāo)是到2025年，駕駛輔助所占份額會達(dá)到60%，部分駕駛、全輔助駕駛份額會超過50%。從交通事故、交通死亡的人數(shù)，還有二氧化碳的排放這方面都提出了相應(yīng)的一些明確的發(fā)展目標(biāo)。從技術(shù)支撐框架來講，從車輛的關(guān)鍵技術(shù)到信息交互的關(guān)鍵技術(shù)，到基礎(chǔ)支撐技術(shù)，分成三大類，設(shè)立了些技術(shù)框架體系，當(dāng)然需要解決的還是交通的安全、效率、節(jié)能減排和舒適等相關(guān)的一些目前產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的瓶頸問題。從具體的技術(shù)路線圖來講，就乘用車和商用車而言，從縱軸一個是網(wǎng)聯(lián)服務(wù)系統(tǒng)和網(wǎng)聯(lián)協(xié)同感知以及決策控制，這是一個方面，成為橫軸時間軸部分的駕駛輔助

7、、部分自動駕駛再到有條件的自動駕駛，再到完全的自動駕駛，也制定了時間表。也就是說初步是定2025年到2030年，希望能夠?qū)崿F(xiàn)自動駕駛和無人駕駛的這個技術(shù)和產(chǎn)品突破。在商用車這方面，基本上同一個時間表在進行相應(yīng)的一些規(guī)劃。前期實際上在國家的863項目支持底下已經(jīng)做了相應(yīng)的工作，清華和長安、同濟千方北航，在十二五規(guī)劃里面項目部多，就是圍繞車路協(xié)同、網(wǎng)聯(lián)式汽車控制，還有汽車的交通信號燈協(xié)同控制展開一些研究和示范。在這方面清華經(jīng)過十一年研究在一些技術(shù)積累和產(chǎn)品開發(fā)方面，積累了相應(yīng)的一些經(jīng)驗和技術(shù)。同時在一些產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化這方面，也培育了引領(lǐng)行業(yè)的零部件企業(yè)，像蘇州的智華清研微視、蘇州捷運，圍繞汽車駕駛輔助

8、、交通大數(shù)據(jù)、汽車導(dǎo)航，這方面推進它整個產(chǎn)業(yè)化的進程。從當(dāng)下2016年到2025年，各企業(yè)都在各個方面提出了自己的一些發(fā)展目標(biāo)和發(fā)展的里程碑。另外一個層面，互聯(lián)網(wǎng)的企業(yè)現(xiàn)在也在積極參與整個汽車和交通智能化網(wǎng)聯(lián)化的進程，上汽和阿里開發(fā)互聯(lián)網(wǎng)汽車已經(jīng)逐漸面世，還有像凱翼、滴滴打車、專車這方面都在開始努力?？上彩窃谕ㄓ嵾@個領(lǐng)域，我們國家現(xiàn)在在國際上已經(jīng)有了一些地位和發(fā)言權(quán)，原來我們遵循一些國際的標(biāo)準(zhǔn)，中國的企業(yè)包括相關(guān)行業(yè)更多的是作為觀察員的一種方式在參與。而我們現(xiàn)在用于LETV通信技術(shù)，逐漸形成我們國家的國際標(biāo)準(zhǔn)，所以這個也有可能成為第一個中國版的車聯(lián)網(wǎng)通訊系統(tǒng)。二、智能控制在汽車上的應(yīng)用2.1車

9、聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)及研究進展隨著城市化進程的加速,汽車工業(yè)的高速發(fā)展,汽車已經(jīng)成為城市交通系統(tǒng)中最重要的組成部分。隨之而來交通擁堵和環(huán)境污染已經(jīng)成為城市交通系統(tǒng)中最亟待解決的問題之一,極大的制約了我國經(jīng)濟發(fā)展?，F(xiàn)行的管理模式已明顯的落后于城市化進程,尤其是城市交通系統(tǒng)的管理系統(tǒng)已與高速增長的車輛和城市化設(shè)施建設(shè)嚴(yán)重脫鉤。作為物聯(lián)網(wǎng)特殊模型的車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)運而生,車聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)在智能交通中的應(yīng)用能有效解決行車管理問題,對大力促進我國經(jīng)濟建設(shè)有重要意義。車聯(lián)網(wǎng)(IOV:Internet of Vehicle)是指人和車、車和車、車和路之間信息交互,實現(xiàn)車輛與公眾網(wǎng)絡(luò)通信的多層面連接,不僅可以根據(jù)不同的功能要

10、求對車輛進行有效的導(dǎo)航與監(jiān)管,還提供多媒體與移動互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用服務(wù)的一種網(wǎng)絡(luò),屬于物聯(lián)網(wǎng)的范疇。車聯(lián)網(wǎng)作為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的一個重要分支已經(jīng)成為一個研究熱點1。在現(xiàn)有車聯(lián)網(wǎng)的深入建設(shè)過程中，由于應(yīng)用層的推進，傳統(tǒng)的車聯(lián)網(wǎng)逐漸向多個應(yīng)用領(lǐng)域推進2。車車通信是實現(xiàn)車聯(lián)網(wǎng)的重要技術(shù)手段。為提高車車通信過程中汽車電子節(jié)氣門的控制性能，鄭太雄等3提出了基于 Luenberger 觀測器的電子節(jié)氣門全局快速滑?？刂??；陔娮庸?jié)氣門的非線性模型，設(shè)計了 Luenberger 滑模觀測器，以實現(xiàn)對節(jié)氣門開度變化的在線估計；其次，以節(jié)氣門開度誤差為輸入，通過李雅普諾夫穩(wěn)定性理論設(shè)計了全局快速滑?？刂破髋c外部擾動自適應(yīng)律，

11、以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和魯棒性。最后，對提出的控制方法進行仿真驗證，并與現(xiàn)有方法進行對比分析，仿真結(jié)果證明了所提出控制方法的有效性。劉業(yè)等4對高速公路交通場景的車聯(lián)網(wǎng)連通性模型進行了研究，分析推導(dǎo)了某特定路段上任意兩車之間的連通概率、連通集直徑長度以及連通集數(shù)目等連通性模型參數(shù)指標(biāo)與車輛密度及傳輸距離之間關(guān)系的數(shù)學(xué)解析式，并在此基礎(chǔ)上分析出車聯(lián)網(wǎng)的節(jié)點位置是滿足伽馬分布的結(jié)論。接著根據(jù)車聯(lián)網(wǎng)報文存儲轉(zhuǎn)發(fā)的特點，設(shè)計了一種車聯(lián)網(wǎng)的報文格式，并應(yīng)用連通性模型中的相關(guān)參數(shù)解析式給出了廣播消息報文的TTL 字段的初始值設(shè)定方案，從而能夠有效地控制廣播報文的泛濫情形，仿真實驗證實了所建模工作的有效性，為車聯(lián)

12、網(wǎng) WAVE 協(xié)議棧上層協(xié)議的設(shè)計提供了重要的理論基礎(chǔ)。吳金舟等5提出一種基于高階譜包絡(luò)調(diào)制的車聯(lián)網(wǎng)總線通信控制的信道無偏均衡算法。首先構(gòu)建車聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)模型。根據(jù) IEC61375 協(xié)議，車聯(lián)網(wǎng)TCN 網(wǎng)絡(luò)功能被劃分為7層進行多處理器集群處理?；?MVB總線控制器進行軟硬件設(shè)計，車聯(lián)網(wǎng)的MVB上位機協(xié)同工作機制總體設(shè)計，進行車聯(lián)網(wǎng)通信模型的分簇設(shè)計，通過高階譜包絡(luò)調(diào)制動態(tài)的跟蹤信號功率的變化，得到高階譜包絡(luò)調(diào)制下的信道無偏均衡模型，實現(xiàn)了車聯(lián)網(wǎng)總線通信控制的無偏均衡設(shè)計。仿真得出，采用該算法能實現(xiàn)車聯(lián)網(wǎng)的信道無偏均衡，剩余均方誤差有了明顯的下降，提高了收斂速度，整體均衡效果最佳，在車聯(lián)

13、網(wǎng)通信和控制等領(lǐng)域具有較好的應(yīng)用價值。鑒于車聯(lián)網(wǎng)在提高駕駛安全性和道路通行效率方面起到的重要作用，劉輝等6針對車聯(lián)網(wǎng)中的信息安全和隱私保護問題， 提出了一個基于群組密鑰管理的分布式信息認(rèn)證方案。 該方案使用高效的筆名簽名來保護隱私；車輛使用基于無證書簽密技術(shù)來獲取密鑰；密鑰管理分區(qū)進行，減輕了密鑰管理中心的負(fù)擔(dān)；證書吊銷列表實行屬地化管理，解決了違規(guī)車輛的召回問題；采用批量驗證技術(shù)降低了車輛的計算開銷，使得信息認(rèn)證的效率提高 30% 以上。安全性分析和仿真實驗結(jié)果表明， 該方案和現(xiàn)有車聯(lián)網(wǎng)認(rèn)證方案相比具有較高的安全性、可行性和魯棒性。李小偉等7為了實現(xiàn)校車全程跟蹤監(jiān)控，避免交通事故的發(fā)生，在校

14、車安全監(jiān)控系統(tǒng)中采用車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來實現(xiàn)校車間的互聯(lián)互通。通過在傳統(tǒng)GPS 車載終端基礎(chǔ)上加裝車聯(lián)網(wǎng)終端系統(tǒng)，使車與車之間能通過無線信息網(wǎng)絡(luò)連接到校車安全云計算服務(wù)平臺，并在平臺內(nèi)部加強信息安全技術(shù)的應(yīng)用。該技術(shù)實現(xiàn)了校車人員狀態(tài)監(jiān)控、車輛行駛記錄定位監(jiān)測以及信息交互等功能， 同時降低了車輛事故安全隱患及車輛油耗。趙亭等8針對目前汽車防盜系統(tǒng)所存在的不足與缺陷，設(shè)計了一款基于車聯(lián)網(wǎng)的智能防盜系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以實現(xiàn)智能防盜預(yù)警及失盜追蹤。利用多傳感器融合技術(shù)智能識別是否 強行進入車輛來啟動防盜系統(tǒng)；借助手機平臺及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)拍照、GPS 跟蹤、數(shù)據(jù)自動傳輸至網(wǎng)絡(luò)、手機遠(yuǎn)程遙控和緊急按鍵啟動防盜系統(tǒng)等

15、功能。實驗結(jié)果表明，該系統(tǒng)報警精準(zhǔn)度為 92%，定位精度可達(dá) 5m，具有較高社會應(yīng)用價值。針對城市交通行車難、停車難和復(fù)雜道路的即時導(dǎo)航易出現(xiàn)迷宮現(xiàn)象，席建中等9提出了開發(fā)一種具有自主知識產(chǎn)權(quán)、面向停車行車服務(wù)的車載終端自組車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來實現(xiàn)行駛車輛尋找最佳路徑導(dǎo)航預(yù)約停車、存取車輛及在線繳費等功能。將各種地面、地下平面停車場和小、中、大型及組合式立體停車場的車位信息等通過網(wǎng)絡(luò)接口傳送到服務(wù)器，再發(fā)送給客戶端?？蛻魧④囕d終端安裝在行駛車輛中，采用 GPS 衛(wèi)星定位動態(tài)地將車聯(lián)網(wǎng)所有信息全部展現(xiàn)在可視化車載終端上。行車導(dǎo)航關(guān)鍵技術(shù)的突破點是在特殊路況即多層立交橋、 隧道以及多岔路口處選擇行車方向，

16、而普通導(dǎo)航在特殊路況下容易出現(xiàn)導(dǎo)航盲區(qū)。在特殊路況處設(shè)置標(biāo)記信號， 在可視化車載終端上安裝信號收索裝置進行信號比對， 可提高導(dǎo)航效果。2.2 汽車減震器的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢分析隨著人們對汽車舒適性和穩(wěn)定性要求越來越高，汽車在行駛過程中的震動問題凸現(xiàn)出來，也成為限制舒適性和穩(wěn)定性的短板，這時人們需要使用到一個重要部件減震器。減震器除了可以帶來舒適的乘車體驗外，還可以減少汽車其他零部件的損耗成都，延長其使用壽命。減震器的發(fā)展歷史有一百余年,在最早期的汽車中所使用的減震器是由彈簧構(gòu)成的。這種彈簧減震器雖然也能在一定程度上減少與路面之間的沖擊性,但事實上很容易發(fā)生共振的現(xiàn)象,因此很快就被淘汰。在此之后所出

17、現(xiàn)的減震器是液壓減震器 , 19 0 8年第一臺液壓減震器的出現(xiàn),使得汽車的減震器發(fā)生了質(zhì)的改變。這種減震器主要由橡膠制成的節(jié)流通道劃分為兩個部分,通過液壓與節(jié)流通道之間的摩擦性來達(dá)到減震的目的10。后來隨著技術(shù)的發(fā)展,逐 漸的出現(xiàn)了搖臂式減震器,但由于其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,體積也比較龐大,因此很快就被淘汰。一直到二戰(zhàn)結(jié)束以后,簡式液壓減震器的出現(xiàn)正是取代搖臂式減震器,這種減震器不僅在體積上 比較小,更加有著成本低,壽命長的重要特點,能 有效的產(chǎn)生減震效果。一直到上個世紀(jì)五十年代以后才逐漸的出現(xiàn)了充氣式減震器,它的出現(xiàn)可以說徹底的杜絕了以上種種的減震器中存在的問題,并且質(zhì)量輕,性能高,但在生產(chǎn)的成本

18、上也相對比較高。當(dāng)前階段,國外的液壓減震器處于充氣式減震器和可調(diào)節(jié)減震器的發(fā)展階段中。當(dāng)中雙筒液壓減震器的發(fā)展時間比較長,在市場中的占有率也是最高的?？烧{(diào)節(jié)式減震器當(dāng)前也已經(jīng)在市場中得到了一定研究,但并沒有出現(xiàn)相應(yīng)的商品車。這兩種減震器的類型都是對無級調(diào)整阻尼力和減震器溫度特點上的完善,同時在減震器的外觀和整體的性能上也得到了一定 的強化。減震器被引人我國的時間比較晚 , 因此我國在這方面的發(fā)展歷史也較短,起步的水平比較低。從當(dāng)前的階段來看,在實際的減震器應(yīng)用中與國際化的水平之間仍然存在著一定的差異,遠(yuǎn)遠(yuǎn) 的落后于發(fā)達(dá)國家的實際情況。因此,我國的很多汽車生產(chǎn)中都采用了國外的減震器 , 尤其是一

19、些中高檔的汽車生產(chǎn)中更加重視對國外的減震器使用 11 。因此,在當(dāng)前階段積極的提升減震器科技含量和整體的性能是當(dāng)前我國的汽車行業(yè)和減震器生產(chǎn)中的重要問題。 我國雖然在減震器方面發(fā)展比較晚,但在經(jīng)過了一定的時間發(fā)展以后,當(dāng)前我國的汽車減震器也取得了一定的進步。首先,我國的汽車減震器在零部件的標(biāo)準(zhǔn)上基本上都已經(jīng)達(dá)到了規(guī)定的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。同時,我國的汽車減震器制造生產(chǎn)的企業(yè)在當(dāng)前也更加的具有科學(xué)性,能基本滿足生產(chǎn)的需求。此外,汽車減震器的零部件生產(chǎn)廠家在技術(shù)水平上得到了提升。我國經(jīng)濟在近年來發(fā)展的十分迅速,人們在物質(zhì)生活上已經(jīng)得到了一定的保障。在這樣的環(huán)境背景下人們對于車輛的駕駛性能也提出了更高的需求,

20、不僅要求有良好的駕駛穩(wěn)定性和安全性,同時也需要車輛提供更加舒適的駕駛感受。當(dāng)前階段已經(jīng)不斷的出現(xiàn)了多種不同的減震器,這些減震器會在未來的研究中得到更加進一步的發(fā)展。在科學(xué)技術(shù)的推動下,未來汽車減震器向自適應(yīng)可調(diào)節(jié)減震器、復(fù)合型減震器、新型減震器等方向進行發(fā)展,下面將進行詳細(xì)的研究。（1） 自適應(yīng)可調(diào)節(jié)減震器 自適應(yīng)可調(diào)節(jié)減震器不僅能夠?qū)崿F(xiàn)分級調(diào)節(jié),同時還能實現(xiàn)連續(xù)性調(diào)節(jié)等功能。減震器 的可調(diào)節(jié)性主要通過對阻尼特性的電控執(zhí)行器來實現(xiàn),或者通過電控執(zhí)行器的調(diào)節(jié)來進行節(jié)流閥的同流面積實現(xiàn)12。當(dāng)前階段我國的可調(diào)節(jié)式減震器已經(jīng)逐漸的投人到了市場中,但在相關(guān)的技術(shù)研究方面仍然存在著一定的問題,需要進一步

21、完善才能更好的為汽車行業(yè)建設(shè)作出貢獻(xiàn)。（2）復(fù)合型減震器 復(fù)合型的減震器發(fā)展在未來將是必然的發(fā)展方向。復(fù)合型減震器當(dāng)中融合了普通的液壓減震器的優(yōu)點，同時也彌補了當(dāng)中存在的缺點,將在未來的發(fā)展中得到廣泛的應(yīng)用。例如充氣式 雙筒液壓減震器,不僅提升了外部特性, 同時在使用的速度上得到了明顯的提升,擁有良好的降噪性能 , 能最大限度的為人們提供良好的駕駛環(huán)境（3）新型減震器新型減震器是利用電磁流變液體和電磁流變彈性技術(shù)來完成對阻尼的控制，理論上這種技術(shù)已經(jīng)可以隨意控制阻尼大小從而實現(xiàn)減震。這種技術(shù)還處于實驗室層面，尚未能制造出實際可用的減震器，但其發(fā)展勢頭良好，未來也有很大希望在減震器市場上占有優(yōu)勢

22、地位。2.3 無人駕駛汽車的發(fā)展現(xiàn)狀和展望21 世紀(jì)，隨著高速公路和汽車產(chǎn)業(yè)的不斷擴大，汽車成為人們出行的必備交通工具，為人類的日常生產(chǎn)生活帶來極大的方便。但是，汽車的過度使用同時也給人類賴以生存的環(huán)境帶來了極大的污染，交通堵塞、交通事故時有發(fā)生13。為了減少人類遭受的意外傷害，將人從交通系統(tǒng)中脫離出來，無人駕駛汽車漸漸成為未來汽車發(fā)展的主要方向，對我國綜合國力的提高帶來一定幫助。無人駕駛汽車又稱自動駕駛汽車，是一種透過電腦系統(tǒng)來實現(xiàn)無人駕駛的智能汽車14。根據(jù)專業(yè)人員透漏，無人駕駛汽車主要依靠人工智能、視覺計算、雷達(dá)以及一些嚴(yán)密的監(jiān)控裝置和全球定位系統(tǒng)進行協(xié)同合作，使電腦在無人操作的情況下準(zhǔn)

23、確地對汽車進行操作，這在很大程度上避免了人類駕駛過程中意外交通事故的發(fā)生，為人們創(chuàng)造了安定和諧的生活氛圍。從 20 世紀(jì) 70 年代開始，我國以及許多發(fā)達(dá)國家就已經(jīng)開始了對無人駕駛汽車的研究，并且在可行性和實用性方面取得了一定的進展。中國于 2005 年在上海交通大學(xué)研發(fā)了首輛無人駕駛汽車，為我國汽車行業(yè)的發(fā)展奠定了有力的基礎(chǔ)。下面是根據(jù)市場的相關(guān)報道對目前無人駕駛汽車發(fā)展現(xiàn)狀的分析：據(jù)相關(guān)記載顯示，美國是最早開始研究無人駕駛汽車的國家，其中最為著名的是由塞巴斯蒂安-特龍?zhí)岢龅墓雀璋鏌o人駕駛汽車15。該車通過攝像機、雷達(dá)傳感以及激光測距儀來觀察周圍行駛的其他車輛，并使用較為詳細(xì)的導(dǎo)航地圖。除此

24、之外，谷歌無人駕駛汽車可以收集并快速處理大量的信息。目前該車在使用過程中存在的最大問題便是如何在日常行駛過程中有效躲避人為駕駛的車輛，從而減少意外事故的發(fā)生。英國是繼美國之后又一個無人駕駛汽車發(fā)展較快的國家，其研發(fā)的車輛外形與外星飛船極其相似，在 2010 年已被放入希斯羅機場作為出租車使用。除此之外，法國、德國等也先后對無人駕駛汽車進行了仔細(xì)的研究，均取得可喜的成績。中國國防科技學(xué)院從 20 世紀(jì) 80 年代開始進行對無人駕駛汽車的研究，比外國稍晚一些16。2011年7月11日，無人駕駛汽車首次在從長沙到武漢的高速路上試車成功，使無人駕駛汽車的進一步發(fā)展成為可能。據(jù)報道，最近由國防大學(xué)機電工

25、程與自動化學(xué)院和中國第一汽車集團聯(lián)合研發(fā)的無人駕駛汽車技術(shù)已經(jīng)達(dá)到世界前列。該車可以進行自行導(dǎo)航、自動調(diào)整速度，其定位較 GPS 更準(zhǔn)確。但是，由于受到經(jīng)濟的影響，我國在該方面的投資力度仍不夠大，導(dǎo)致許多技術(shù)尚未成熟，制約了無人駕駛汽車的進一步發(fā)展。表 1 反映了我國無人駕駛汽車企業(yè)技術(shù)發(fā)展格局。表 1 中國企業(yè)無人駕駛汽車技術(shù)發(fā)展格局廠商研發(fā)進展一汽一汽無人駕駛新技術(shù)的研究始于 2001年。紅旗HQ3無人駕駛轎車是一汽自主品牌轎車向高端技術(shù)發(fā)展的一個新成果;由國防科技大學(xué)研制的中國無人駕駛汽車紅旗HQ3，2011 年通過了試驗，從長沙上高速， 自行開往武漢，行程 286 km，其中自主超車

26、67 次，平均時速 87 km /h上汽上汽 2013 年 9 月正式與中國航天科工三院在滬簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議;上汽無人駕駛汽車試行還處于研發(fā)階段北京汽車北京汽車無人駕駛汽車:于 2014 年達(dá)到上路水平，屆時將選擇適當(dāng)路段，進行無人駕駛示范運營。目前，先期研發(fā)的技術(shù)包括有“自適應(yīng)防碰撞”、“道路識別系統(tǒng)”、“自我糾正系統(tǒng)”、“自適應(yīng)巡航” 等技術(shù)奇瑞2013 年，武漢大學(xué)與奇瑞合作開發(fā)無人駕駛汽車;改裝后的車名叫“smart V” ( 價值大約 170 萬元，相當(dāng)于一輛寶馬 X6 的價格)北京現(xiàn)代北京現(xiàn)代合作研究機構(gòu): 北京現(xiàn)代與軍事交通學(xué)院合作研究;北京現(xiàn)代無人駕駛汽車試行情況: 2012

27、年 11月，北京途勝駛?cè)刖┙蚋咚龠M行試驗， 其車頂與車前保險杠處安置雷達(dá)設(shè)備; 并計劃在 2013 年下半年，推出面向普通民眾的體驗計劃無人駕駛汽車雖然已經(jīng)有了初步的成就，但是要想提高國家的綜合國力，在未來的時間里必須對其做出進一步的改進，確定其發(fā)展方向。（1） 實現(xiàn)高速公路環(huán)境下的無人駕駛系統(tǒng) 高速公路上的車輛行駛速度較快，在未來的發(fā)展中無人駕駛汽車中的相關(guān)系統(tǒng)應(yīng)限定為具有良好標(biāo)志的結(jié)構(gòu)17。同時應(yīng)主要完成道路的標(biāo)志線跟蹤以及車輛識別功能，盡量避免與高速公路上的車輛進入同一軌道，以此來增加汽車行駛過程中的安全系數(shù)，并實現(xiàn)高速路上的全自動駕駛。（2） 實現(xiàn)特殊環(huán)境下的無人駕駛系統(tǒng) 無人駕駛汽車

28、在未來的推廣應(yīng)用過程中還應(yīng)解決的另一難題是如何設(shè)計特殊環(huán)境下的無人駕駛系統(tǒng)。目前，在無人駕駛汽車方面研究較為成熟的國家都比較重視其在軍事等特殊環(huán)境下的應(yīng)用情況，尤其是對其性能要求側(cè)重點的把握。因此，今后在設(shè)計無人駕駛汽車時要充分考慮車輛的可靠性及其對惡劣環(huán)境的適應(yīng)性等18。（3）實現(xiàn)對無人駕駛汽車的上路監(jiān)控 據(jù)國際在線消息：無人駕駛汽車于 2015 年初在英國的四個城鎮(zhèn)試運行，其安全指數(shù)已經(jīng)達(dá)到一定水平。為了安全起見，相關(guān)的監(jiān)管部門在今后的工作中要加大監(jiān)控力度，上路的無人駕駛汽車必須要有人為監(jiān)測，而且要能夠隨時被切換到人工駕駛的模式，這樣可以在緊急情況下有效控制車輛的行駛速度和方向，避免交通事

29、故的發(fā)生19。與此同時，GPS 導(dǎo)航、攝像頭、傳感器等也是無人駕駛汽車必不可少的儀器和系統(tǒng)，因為它們可以感知到周圍車輛，從而快速、準(zhǔn)確地躲避，應(yīng)對障礙物。2.4 汽車主動安全的發(fā)展及未來隨著汽保有量的增加，汽車事故所引起的人員傷亡和財產(chǎn)損失日趨嚴(yán)重，已成為一個不容忽視的社會問題。在道路基礎(chǔ)設(shè)施日趨完善、安全度提升空間受限的情況下，汽車的行駛安全性得到越來越多的重視。此外， 安全氣囊、 安全帶等傳統(tǒng)被動安全設(shè)施在性能改進方面遭遇到諸多瓶頸，汽車主動安全相關(guān)技術(shù)則迎來了順勢發(fā)展的黃金時機，各種主動安全設(shè)備及系統(tǒng)應(yīng)運而生，為保證車輛行駛安全性做出了重要貢獻(xiàn)20。所謂汽車主動安全技術(shù)，就是為預(yù)防汽車發(fā)

30、生事故，避免人員受到傷害而采取的安全技術(shù)，稱為主動安全技術(shù)，如防抱死制動系統(tǒng)(ABS),電子制動力分配系統(tǒng)（EBD），車道偏離預(yù)警系統(tǒng)（LDWS）等都是主動安全技術(shù).它們的特點是提高汽車的行駛穩(wěn)定性，盡力防止車禍發(fā)生。其它像自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)（ACC）、 汽車電子穩(wěn)定系統(tǒng)（ESP）、 胎壓監(jiān)測系統(tǒng)（TPMS）等也是主動安全技術(shù)21。對于像安全氣囊，安全帶這樣的被動安全技術(shù)只能在交通事故發(fā)生以后對乘坐人員進行一定程度保護而類似防抱死制動系統(tǒng)（ABS）,車道偏離預(yù)警系統(tǒng)（LDWS）等主動安全技術(shù)則可在很大程度上避免交通事故的發(fā)生。因此主動安全技術(shù)得到了人們更多的關(guān)注，越來越多的主動安全技術(shù)在避免交

31、通事故的發(fā)生上起到了巨大的作用。目前在市場上的主流主動安全技術(shù)主要有：防抱死制動系統(tǒng)（ABS），汽車電子穩(wěn)定系統(tǒng)（ESP），自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)(ACC)和車道偏離預(yù)警系統(tǒng)（LWDS）以及胎壓檢測系統(tǒng)（TPMS）等。汽車工業(yè)在不斷地隨著技術(shù)的進步而發(fā)展，作為保障行車安全的技術(shù)基礎(chǔ)汽車安全技術(shù)也在不斷地更新?lián)Q代22。主動安全技術(shù)作為更高端，更有效的安全技術(shù)吸引著大批公司進行研究和開發(fā)，隨著電子技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，集成技術(shù)，軟件技術(shù)的發(fā)展，汽車主動安全技術(shù)將會主要呈現(xiàn)出三個發(fā)展趨勢23：1) 電子化，汽車主動安全技術(shù)本來就依靠各種電路實現(xiàn)信息的獲取與傳遞，未來的汽車主動安全技術(shù)將會更加仰仗電子技術(shù)的發(fā)展

32、，電子信息的快速傳遞和便于處理的特點將會使汽車主動安全技術(shù)更加迅速化，精確化。2) 智能化，歸根結(jié)底，汽車主動安全技術(shù)是為了人類服務(wù).因此，為了操作使用更加方便，更加符合人機關(guān)系，未來的汽車主動安全技術(shù)必將會是更加的智能，減少了更多人類不必要的操作，使主動安全技術(shù)更加自動化，便利化。3) 集成化，汽車主動安全技術(shù)包括許多分類，各個分類之間有著密切的聯(lián)系，將這些主動安全技術(shù)集成在一起，互相合作，實現(xiàn)信息的交互式信息傳遞，可以實現(xiàn)更好的安全效果，使主動安全技術(shù)更加一體化，高效化。其中具體的包括以下兩方面：2.4.1 人機兼容性研究根本而言，駕駛?cè)耸瞧嚨牟倏v者，交通行為的主體。因此，汽車安全性能的

33、改善與提升首先要考慮駕駛?cè)说倪m應(yīng)性和舒適性24。隨著各種科技含量較高的新技術(shù)與新產(chǎn)品的面世， 汽車安全技術(shù)不斷進步，人們傾向于集成各類傳感器及設(shè)備，打造各類“無敵智能汽車”，但并未從系統(tǒng)角度考慮設(shè)備與駕駛?cè)说募嫒菪耘c適應(yīng)性。如車道線識別系統(tǒng)可以提醒駕駛?cè)朔钦５脑骄€行駛及 縱向潛在的碰撞危險，但同時會產(chǎn)生許多不必要的預(yù)警信號，讓駕駛?cè)瞬粍倨錈?。因此，在系統(tǒng)集成前， 有必要對設(shè)備與駕駛?cè)说鸟詈咸匦赃M行試驗研究， 對其是否影響駕駛?cè)苏２僮鳌?是否易導(dǎo)致駕駛?cè)说淖⒁饬Ψ稚⑦M行驗證25。因此， 人機兼容性研究在未來將是汽車主動安全技術(shù)的一個重要發(fā)展方向。2.4.2駕駛?cè)瞬僮饕鈭D識別及狀態(tài)監(jiān)測 智能汽

34、車的真正內(nèi)涵，絕不僅是其蘊含的固有技術(shù)及系統(tǒng)的本源先進性，還應(yīng)該擁有良好的人機界面及智能的交互能力26。能否做到以人為本，是判斷車輛智能性的首要基準(zhǔn)。因此，智能車輛應(yīng)能融匯識別駕駛?cè)说牟僮饕鈭D，預(yù)判其下一步的行為特征，通過傳感設(shè)備監(jiān)測駕駛環(huán)境， 當(dāng)潛在危險出現(xiàn)時，及時向駕駛?cè)祟A(yù)警。例如基于眼睛的運動信息可以實現(xiàn)對駕駛?cè)塑嚨雷儞Q意圖的準(zhǔn)確預(yù)判，從而避免駕駛?cè)擞捎诼┐蚱囖D(zhuǎn)向燈的變道對其他車輛造成的潛在威脅27。 狀態(tài)監(jiān)測同樣是未來汽車主動安全技術(shù)的一個熱點， 包括駕駛?cè)说钠跔顟B(tài)識別、 注意力分散行為等。疲勞駕駛的識別目前主要基于攝像機、紅外燈等對駕駛?cè)说难劬﹂_閉狀態(tài)及面部表情進行監(jiān)測。此外，有

35、學(xué)者結(jié)合心電波與腦電波等對駕駛?cè)说钠跔顟B(tài)進行識別，但大都基于駕駛模擬器試驗獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，其可靠性值得商榷。另一方面，組織真實環(huán)境下的實路試驗又存在較大風(fēng)險性28。因此，如何獲取駕駛?cè)似跔顟B(tài)下的真實試驗數(shù)據(jù)，是未來在開發(fā)相關(guān)預(yù)警系統(tǒng)時需要考慮的首要難題。三、結(jié)語本文由車聯(lián)網(wǎng)、減震器、無人駕駛及主動安全四個方面論述了智能控制在汽車上的應(yīng)用進展，可得出以下結(jié)論。車聯(lián)網(wǎng)概念的提出使智能交通的輪廓逐漸變得清晰，并成為物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的一個重要分支。車輛身份識別和定位是實現(xiàn)車聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵和核心。雖然現(xiàn)階段車聯(lián)網(wǎng)仍屬于新興產(chǎn)業(yè)，但是今后，車聯(lián)網(wǎng)將在智慧城市、智慧交通、智能汽車等領(lǐng)域發(fā)揮越來越顯著的作用。 汽車減

36、震器的發(fā)展,最終都是為了從根本上提升車輛的減震性能,實現(xiàn)智能控制，從而保證在駕駛的過程中為人們提供良好的駕駛環(huán)境,并且最大限度保證駕駛的安全性和舒適性。因此,在進行汽車的減震器研究和創(chuàng)新中,還需要不但的提升減震器性能,積極利用先進的技術(shù)來進行設(shè)計,以便于能真正的為汽車減震器的發(fā)展提供保障。當(dāng)今社會，隨著經(jīng)濟全球化的不斷深入，無人駕駛汽車逐漸成為未來汽車界發(fā)展的方向，它將很快取代人工駕駛汽車的位置，使智能型無人駕駛汽車的全面發(fā)展成為可能。無人駕駛汽車尤其適用于旅游、應(yīng)急救援以及高速公路和軍事基地等情境之下，它從根本上改變了傳統(tǒng)車輛死板、落后的控制方式，并大大提高了交通系統(tǒng)的效率和安全性。為了使該

37、技術(shù)更加完善，相關(guān)工作部門必須加大管理制度，對設(shè)計無人駕駛車輛的技術(shù)部門進行嚴(yán)格管理、要求，設(shè)計符合現(xiàn)代標(biāo)準(zhǔn)的無人駕駛汽車，確保汽車安全行駛。相對于被動安全技術(shù)減弱或緩解事故傷害結(jié)果的功能，主動安全技術(shù)可以在事故發(fā)生前及時監(jiān)測潛在不安全因素，對駕駛?cè)说鸟{駛行為進行預(yù)警或干涉，保證行駛安全29。因此，發(fā)展主動安全技術(shù)更具現(xiàn)實意義?？傮w而言，當(dāng)前在用的主動安全系統(tǒng)主要有與汽車制動及轉(zhuǎn)向相關(guān)的控制技術(shù)、 安全輪胎及輔助駕駛系統(tǒng)等，但在集成時未充分考慮系統(tǒng)與駕駛?cè)说鸟詈咸匦?，忽略了駕駛?cè)说闹黧w作用30。因此，人機兼容性、駕駛?cè)瞬僮饕鈭D識別及狀態(tài)監(jiān)控等成為汽車主動安全技術(shù)領(lǐng)域重要的發(fā)展趨勢。參考文獻(xiàn)：1

38、 劉建航，孫江明,畢經(jīng)平,等.基于動態(tài)時槽的車聯(lián)網(wǎng)協(xié)助下載方法研究J.計算機學(xué)報,2011,34(8):1378-1386.2 鄭笛,王俊，賁可榮.擴展車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中的海量傳感器信息處理技術(shù)J.計算機研究與發(fā)展,2013,50(z2):257-266.3 鄭太雄，楊斌，李永福，等.車聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下電子節(jié)氣門全局快速滑?？刂艼.儀器儀表報,2014,35(10):2356-2364.4 劉業(yè)，吳國新.基于 802.11p/WAVE 的車聯(lián)網(wǎng)連通性模型及其應(yīng)用研究J.通信學(xué)報,2013，(6):85-91.5 Jinzhou Wu, Jianfeng Hu. Car networking bus com

39、munication control channel unbiased and balanced design J. Science, 2015, (6) : 178-180.6 Liu, Hui li. The group key management of distributed car networking information authentication scheme J. Journal of xi an jiaotong university, 2013,47 (2) : 58-627 Xiaowei Li, Zhixue Wang, Xiaopeng Zhang, etc.

40、Car networking technology application in the school bus safety monitoring and control system J. Automation instrument, 2013 (10) : 40 and 428 Ting Zhao. Based on vehicle networking bus intelligent anti-theft system design J. Journal of electronic technology applications,2015,41(3):61-64.9 Jianzhong

41、Xi. Stop driving service oriented car terminal since the group of car networking technology J. Journal of computer science, 2014, 9 (z2) : 466-470.10 潘洪,簡述汽車減震器的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢J科技創(chuàng)新與應(yīng)用 , 2024, (33) :72-7 511 趙景東, 李平,付貴增, 曹江濤,汽車減震器參數(shù)同步數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計J測控技術(shù), 2015 , (03) : 45- 4912 Yi Sun,Two-way common faults and ma

42、intenance of the hydraulic shock absorber J car use,2022 , (02) : 60-6213 喬維高 , 徐學(xué)進 .無人駕駛汽車的發(fā)展現(xiàn)狀及方向 J. 上海汽車 ,2007(07).14 Chen Wang, Unmanned intelligent vehicle control and the design and implementation of the planning system D. Shanghai: Shanghai jiaotong university, 2009. 15 Zhendong Guo, Driverless cars path recognition algorith