網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)

1、-一、智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)根本涵1概念層面的理解汽車(chē)是指?jìng)鹘y(tǒng)意義的汽車(chē)，包含今天廣義上的新能源汽車(chē)；網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)是指在汽車(chē)的根底上，彼此能通信的汽車(chē)；智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)是指網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)根底上，具備智慧有學(xué)習(xí)、判斷、決策能力的汽車(chē)。理解：汽車(chē)還是汽車(chē)，這是沒(méi)有改變的局部；智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)是新時(shí)代的汽車(chē)，這是變的局部。傳統(tǒng)汽車(chē)由人駕駛，彼此之間沒(méi)有“會(huì)話(huà)通信功能，更沒(méi)有判斷決策能力。2術(shù)語(yǔ)層面的表述智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)是指搭載先進(jìn)的車(chē)載傳感器、控制器、執(zhí)行器等裝置注：硬件系統(tǒng)，并融合現(xiàn)代通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)車(chē)與 *車(chē)、路、人、云等智能信息交換、共享注：對(duì)外通信系統(tǒng)，具備復(fù)雜環(huán)境感知、智能決策、協(xié)同控制等功能注：軟件系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)平安

2、、高效、舒適、節(jié)能行駛，并最終實(shí)現(xiàn)替代人來(lái)操作的新一代汽車(chē)注：功能。理解：智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)由軟件和硬件兩局部組成，i硬件細(xì)分3個(gè)局部：傳感器、控制器、執(zhí)行器等裝置；ii軟件：在現(xiàn)代通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的支持下，具有環(huán)境感知、智能決策、協(xié)同控制等功能；開(kāi)展智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)最終目的是：實(shí)現(xiàn)替代人工操作的新一代汽車(chē)；開(kāi)展智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)的根本要求：平安、高效、舒適、節(jié)能二、智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)概念的位置關(guān)系智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)、智能汽車(chē)與車(chē)聯(lián)網(wǎng)、智能交通等概念間的相互關(guān)系，如圖 1 所示。智能汽車(chē)隸屬于智能交通，智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)是智能交通與車(chē)聯(lián)網(wǎng)的交集。圖 1 智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)是智能交通與車(chē)聯(lián)網(wǎng)的交集理解：智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)、智能汽車(chē)與車(chē)聯(lián)網(wǎng)、智

3、能交通是4個(gè)概念，不能混淆；智能交通是一個(gè)種概念，智能汽車(chē)、智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)是智能交通2個(gè)屬概念，智能交通與車(chē)聯(lián)網(wǎng)彼此之間有交集，這個(gè)局部是智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)。三、開(kāi)展智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)的時(shí)代意義智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)是國(guó)際公認(rèn)的是未來(lái)的開(kāi)展方向；智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)的初級(jí)階段，有助于減少 30% 左右的交通事故，交通效率提升 10%，油耗與排放分別降低 5%；智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)的終極階段，完全防止交通事故，提升交通效率 30% 以上，并最終能把人從枯燥的駕駛?cè)蝿?wù)中解放出來(lái)。一句話(huà)，智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)可以提供更平安、更節(jié)能、更環(huán)保、更便捷的出行方式。四、智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)4個(gè)開(kāi)展階段及技術(shù)特點(diǎn)1自主式駕駛輔助階段及技術(shù)特點(diǎn)自主式駕駛輔助系統(tǒng)是指

4、依靠車(chē)載傳感系統(tǒng)進(jìn)展環(huán)境感知并對(duì)駕駛員進(jìn)展駕駛操作輔助的系統(tǒng)。1技術(shù)特點(diǎn)：環(huán)境感知，運(yùn)用傳感系統(tǒng)技術(shù)是主要技術(shù)特點(diǎn)。2技術(shù)分類(lèi)：有預(yù)警系統(tǒng)與控制系統(tǒng)兩大類(lèi)。預(yù)警系統(tǒng)細(xì)分：i前向碰撞預(yù)警Forward Collision Warning，F(xiàn)CW；ii車(chē)道偏離預(yù)警Lane Departure Warning，LDW；iii盲區(qū)預(yù)警Blind Spot Detection，BSD；iv駕駛員疲勞預(yù)警Driver Fatigue Warning，DFW；v全景環(huán)視Top View System，TVS；vi胎壓監(jiān)測(cè)Tire Pressure Monitoring System，TPMS等6大系統(tǒng)；控制

5、類(lèi)系統(tǒng)有：i車(chē)道保持系統(tǒng)Lane Keeping System，LKS；ii自動(dòng)泊車(chē)輔助Auto Parking System，APS；iii自動(dòng)緊急剎車(chē)Auto Emergency Braking，AEB；iv自適應(yīng)巡航Adaptive Cruise Control，ACC等4大系統(tǒng)。3技術(shù)開(kāi)展水平美日歐等興旺國(guó)家和地區(qū)已經(jīng)開(kāi)場(chǎng)將 ADAS 系統(tǒng)引入了其相應(yīng)的新車(chē)評(píng)價(jià)體系。美國(guó)新車(chē)評(píng)價(jià)規(guī)程United States New Car Assessment Program，USNCAP從 2021 年起引入 LDW 與 FCW 作為測(cè)試加分項(xiàng)，美國(guó)公路平安保險(xiǎn)協(xié)會(huì)IIHS從 2021 年起將 F

6、CW 系統(tǒng)作為評(píng)價(jià)指標(biāo)之一；歐洲新車(chē)評(píng)價(jià)規(guī)程European New Car Assessment Program，E-NCAP也從 2021 年起引入了 LDW/LKA 與 AEB 系統(tǒng)的評(píng)價(jià)，2021 年增加了行人防撞 AEB 的測(cè)試，并將在 2021 年參加自動(dòng)車(chē)防撞AEB 系統(tǒng)的測(cè)試。2021年中國(guó)的 C-NCAP 已將 LDW/FCW/AEB 等駕駛輔助系統(tǒng)納入其評(píng)價(jià)體系之中。4開(kāi)展態(tài)勢(shì)目前在全球圍，自主式駕駛輔助系統(tǒng)Advanced Driver Assistance Systems，ADAS已經(jīng)開(kāi)場(chǎng)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化。2021 年 11 月開(kāi)場(chǎng)，歐洲新生產(chǎn)的重型商用車(chē)將強(qiáng)制安裝車(chē)道偏離

7、警告系統(tǒng)LDW及車(chē)輛自動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng)(AEB。2021 年 5 月起，美國(guó)各車(chē)企將被強(qiáng)制要求對(duì)其生產(chǎn)的 10% 的車(chē)輛安裝后視攝像頭，這一比例在隨后 2 年中將快速提升至 40% 與 100%。而從 2021 年開(kāi)場(chǎng)，中國(guó)也將逐步在大型客車(chē)上開(kāi)場(chǎng)強(qiáng)制安裝 LDW 與 AEB 系統(tǒng)。5中國(guó)企業(yè)的差距目前 ADAS 核心技術(shù)與產(chǎn)品仍掌握在境外公司手中，尤其是在根底的車(chē)載傳感器與執(zhí)行器領(lǐng)域，博世、德?tīng)柛?、天合、法雷奧等企業(yè)壟斷了大局部國(guó)市場(chǎng)，Mobileye 等新興的高技術(shù)公司在環(huán)境感知系統(tǒng)方面占據(jù)了全球大局部市場(chǎng)；TTE 等產(chǎn)品，中國(guó)省企業(yè)也有一定市場(chǎng)份額。近年來(lái)，中國(guó)地也涌現(xiàn)了一批 ADAS 領(lǐng)

8、域的自主企業(yè)，在*些方面與境外品牌形成了一定競(jìng)爭(zhēng)，但總體仍有較大差距。2網(wǎng)聯(lián)式駕駛輔助階段及技術(shù)特點(diǎn)網(wǎng)聯(lián)式駕駛輔助系統(tǒng)Information munication Technology，ICT是指依靠信息通信技術(shù),對(duì)車(chē)輛周邊環(huán)境進(jìn)展感知，并可對(duì)周?chē)?chē)輛未來(lái)運(yùn)動(dòng)進(jìn)展預(yù)測(cè)，進(jìn)而對(duì)駕駛員進(jìn)展駕駛操作輔助的系統(tǒng)。1主要技術(shù)特點(diǎn)：對(duì)環(huán)境的感知技術(shù)，在傳感器的根底上，加上信息通信技術(shù)；可對(duì)周?chē)?chē)輛未來(lái)運(yùn)動(dòng)進(jìn)展預(yù)測(cè)。技術(shù)分類(lèi)基于車(chē)-路通信Vehicle-to-Infrastructure，V2I；車(chē)-車(chē)通信Vehicle-to-Vehicle，V2V。3技術(shù)開(kāi)展水平網(wǎng)聯(lián)式駕駛輔助系統(tǒng)正在進(jìn)展實(shí)用性技術(shù)開(kāi)發(fā)和

9、大規(guī)模試驗(yàn)場(chǎng)測(cè)試。4開(kāi)展態(tài)勢(shì)在美國(guó)交通部與密歇根大學(xué)等支持下，2021 年Safety Pilot 工程完成了第 1 期 3000 輛車(chē)的示測(cè)試；目前，正在開(kāi)展第 2 期 9000 輛以上規(guī)模的示測(cè)試，并建立了智能汽車(chē)模擬城市M-City，作為智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)的專(zhuān)用測(cè)試場(chǎng)。美國(guó)政府宣布將強(qiáng)制安裝車(chē)-車(chē)通信系統(tǒng)以提高行駛平安，預(yù)計(jì)相關(guān)強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)將于 2021 年左右開(kāi)場(chǎng)實(shí)施。美國(guó)交通部在 2021 年遞交國(guó)會(huì)的報(bào)告中預(yù)測(cè)，到 2040 年美國(guó) 90% 的輕型車(chē)輛將會(huì)安裝專(zhuān)用短距離通信Dedicated Short Range munication，DSRC系統(tǒng)。在國(guó)家八六三高新技術(shù)研究開(kāi)發(fā)方案工程的支

10、持下，中國(guó)清華大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、長(zhǎng)安汽車(chē)等高校與企業(yè)合作，開(kāi)展了車(chē)路協(xié)同技術(shù)應(yīng)用研究，并進(jìn)展了小規(guī)模示測(cè)試。2021 年開(kāi)場(chǎng)，在工業(yè)和信息化部支持下，、等多地都開(kāi)場(chǎng)積極建立智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)測(cè)試示區(qū)，網(wǎng)聯(lián)式駕駛輔助系統(tǒng)均為測(cè)試區(qū)設(shè)計(jì)時(shí)考慮的重要因素。中為、大唐等企業(yè)力推的車(chē)間通信長(zhǎng)期演進(jìn)技術(shù)Long Term Evolution-Vehicle，LTE-V系統(tǒng)相比 DSRC，具有兼容蜂窩網(wǎng)、可平穩(wěn)過(guò)渡至 5G 系統(tǒng)等優(yōu)勢(shì)，目前已開(kāi)展成為我國(guó)特色的車(chē)聯(lián)網(wǎng)通信系統(tǒng)。5中國(guó)企業(yè)差距缺少類(lèi)似美日歐的大型國(guó)家工程支撐，中國(guó)地各企業(yè)間未能形成合力，目前網(wǎng)聯(lián)式駕駛輔助系統(tǒng)開(kāi)展相對(duì)較慢。3人機(jī)共駕階段及技術(shù)特點(diǎn)人機(jī)共

11、駕是指駕駛?cè)撕椭悄芟到y(tǒng)同時(shí)在環(huán)，分享車(chē)輛控制權(quán)，人機(jī)一體化協(xié)同完成駕駛?cè)蝿?wù)。1技術(shù)特點(diǎn)人機(jī)同為控制實(shí)體，雙方受控對(duì)象交聯(lián)耦合，狀態(tài)轉(zhuǎn)移相互制約，具有雙環(huán)并行的控制構(gòu)造。2技術(shù)分層廣義人機(jī)共駕包含感知層、決策層和控制層 3 個(gè)層次：感知層：主要是利用特定傳感器如：超聲波雷達(dá)、攝像頭、紅外熱釋電等向人提供環(huán)境信息，增強(qiáng)人的感知能力。例如：Mulder 等通過(guò)方向盤(pán)的力反響，協(xié)助駕駛?cè)诉M(jìn)展車(chē)道保持，既減輕了駕駛負(fù)擔(dān)又提高了車(chē)輛平安性。決策層：主要技術(shù)包括：駕駛?cè)藳Q策意圖識(shí)別、駕駛決策輔助和軌跡引導(dǎo)。例如：Morris 和 Doshi 等人采用多層壓縮方法，建立基于實(shí)際道路的駕駛?cè)藫Q道意圖預(yù)測(cè)模型?？?/p>

12、制層：人機(jī)共駕中狹義的人和系統(tǒng)同時(shí)在環(huán)，駕駛?cè)瞬倏貏?dòng)力學(xué)與智能系統(tǒng)操控動(dòng)力學(xué)互相穿插，交互耦合，具有雙環(huán)穿插的特點(diǎn)。4高度自動(dòng)/無(wú)人駕駛階段及技術(shù)特點(diǎn)高度自動(dòng)/無(wú)人駕駛階段的智能汽車(chē)是指車(chē)輛將會(huì)自動(dòng)完成所有工況下的自動(dòng)駕駛，不要駕駛員不需要介入車(chē)輛操作。1技術(shù)特點(diǎn)車(chē)輛中可能已沒(méi)有駕駛員或乘客。車(chē)輛在遇到無(wú)法處理的駕駛工況時(shí)，會(huì)提示駕駛員是否接收，如駕駛員不接收，車(chē)輛會(huì)采取如靠邊停車(chē)等保守處理模式，保證平安。2開(kāi)展水平無(wú)人駕駛技術(shù)還處于研發(fā)和小規(guī)模測(cè)試階段。3開(kāi)展態(tài)勢(shì)目前，以谷歌為代表的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)公司，其開(kāi)展思路是跨越人機(jī)共駕階段，直接推廣高度自動(dòng)/無(wú)人駕駛系統(tǒng)；傳統(tǒng)汽車(chē)企業(yè)大多數(shù)還是按照漸進(jìn)式

13、開(kāi)展路線(xiàn)逐級(jí)開(kāi)展思路。五、智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)的體系架構(gòu)智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)集中運(yùn)用了汽車(chē)工程、人工智能、計(jì)算機(jī)、微電子、自動(dòng)控制、通信與平臺(tái)等技術(shù)，是一個(gè)集環(huán)境感知、規(guī)劃決策、控制執(zhí)行、信息交互等于一體的高新技術(shù)綜合體。1開(kāi)展智能汽車(chē)的 3 種技術(shù)路徑見(jiàn)圖2一步一步向前推進(jìn)，立足開(kāi)展自主式系統(tǒng)的智能汽車(chē)、拓展網(wǎng)聯(lián)式系統(tǒng)的智能汽車(chē)，最后沖刺智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)；彎道超車(chē)開(kāi)展智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)；融合自主系統(tǒng)和網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng)的的技術(shù)積累。圖 2 智能汽車(chē)的 3 種技術(shù)路徑智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)三橫兩縱技術(shù)架構(gòu)見(jiàn)圖 3智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)融合了自主式智能汽車(chē)與網(wǎng)聯(lián)式智能汽車(chē)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，涉及汽車(chē)、信息通信、交通等諸多領(lǐng)域，其技術(shù)架構(gòu)較為復(fù)雜，可劃分為三橫

14、兩縱式技術(shù)架構(gòu)：圖 3 智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)三橫兩縱技術(shù)架構(gòu)1兩縱是指智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)主要涉及車(chē)載平臺(tái)和根底設(shè)施；2三橫是指智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)主要涉及的車(chē)輛、信息交互與根底支撐 3 個(gè)領(lǐng)域技術(shù)。三橫架構(gòu)涉及的 3 個(gè)領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)可以細(xì)分為以下 9 種：環(huán)境感知技術(shù)包括利用機(jī)器視覺(jué)的圖像識(shí)別技術(shù)，利用雷達(dá)激光、毫米波、超聲波的周邊障礙物檢測(cè)技術(shù)，多源信息融合技術(shù)，傳感器冗余設(shè)計(jì)技術(shù)等。智能決策技術(shù)包括危險(xiǎn)事態(tài)建模技術(shù)，危險(xiǎn)預(yù)警與控制優(yōu)先級(jí)劃分，群體決策和協(xié)同技術(shù)，局部軌跡規(guī)劃，駕駛員多樣性影響分析等?？刂茍?zhí)行技術(shù)包括面向驅(qū)動(dòng)/制動(dòng)的縱向運(yùn)動(dòng)控制，面向轉(zhuǎn)向的橫向運(yùn)動(dòng)控制，基于驅(qū)動(dòng)/制動(dòng)/轉(zhuǎn)向/懸架的底盤(pán)一體化控制

15、，融合車(chē)聯(lián)網(wǎng)V2*通信及車(chē)載傳感器的多車(chē)隊(duì)列協(xié)同和車(chē)路協(xié)同控制等。V2* 通信技術(shù)包括車(chē)輛專(zhuān)用通信系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)車(chē)間信息共享與協(xié)同控制的通信保障機(jī)制，移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，多模式通信融合技術(shù)等。云平臺(tái)與大數(shù)據(jù)技術(shù)包括智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)云平臺(tái)架構(gòu)與數(shù)據(jù)交互標(biāo)準(zhǔn)，云操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)高效存儲(chǔ)和檢索技術(shù)，大數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)分析和深度挖掘技術(shù)等。信息平安技術(shù)包括汽車(chē)信息平安建模技術(shù)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、傳輸與應(yīng)用三維度平安體系，汽車(chē)信息平安測(cè)試方法，信息平安漏洞應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制等。高精度地圖與高精度定位技術(shù)包括高精度地圖數(shù)據(jù)模型與采集式樣、交換格式和物理存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)，基于北斗地基增強(qiáng)的高精度定位技術(shù)，多源輔助定位技術(shù)等。標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)包括

16、 ICV 整體標(biāo)準(zhǔn)體系，以及涉及汽車(chē)、交通、通信等各領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。測(cè)試評(píng)價(jià)包括 ICV 測(cè)試評(píng)價(jià)方法與測(cè)試環(huán)境建立。六、智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)的產(chǎn)業(yè)鏈1產(chǎn)品體系可分為傳感系統(tǒng)、決策系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng) 3 個(gè)層次，分別可類(lèi)比人類(lèi)的感知器官、大腦以及手腳，如圖 4 所示。圖 4 智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)的 3 個(gè)產(chǎn)品層次2上下游關(guān)系ICV 的產(chǎn)業(yè)鏈涉及汽車(chē)、電子、通信、互聯(lián)網(wǎng)、交通等多個(gè)領(lǐng)域，按照產(chǎn)業(yè)鏈可以分：芯片廠商：開(kāi)發(fā)和提供車(chē)規(guī)級(jí)芯片系統(tǒng)，包括環(huán)境感知系統(tǒng)芯片、車(chē)輛控制系統(tǒng)芯片、通信芯片等。傳感器廠商：開(kāi)發(fā)和供應(yīng)先進(jìn)的傳感器系統(tǒng)，包括機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)、雷達(dá)系統(tǒng)激光、毫米波、超聲波等。汽車(chē)電子/通信系統(tǒng)供應(yīng)商：能夠提

17、供智能駕駛技術(shù)研發(fā)和集成供應(yīng)的企業(yè)，如自動(dòng)緊急制動(dòng)、自適應(yīng)巡航、V2* 通信系統(tǒng)、高精度定位系統(tǒng)等。整車(chē)企業(yè)：提出產(chǎn)品需求，提供智能汽車(chē)平臺(tái)，開(kāi)放車(chē)輛信息接口，進(jìn)展集成測(cè)試。平臺(tái)開(kāi)發(fā)與運(yùn)營(yíng)商：開(kāi)發(fā)車(chē)聯(lián)網(wǎng)效勞平臺(tái)、提供平臺(tái)運(yùn)營(yíng)與數(shù)據(jù)挖掘分析效勞。容提供商：高精度地圖、信息效勞等的供應(yīng)商。七、智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)關(guān)鍵技術(shù)介紹1環(huán)境感知系統(tǒng)技術(shù)1環(huán)境感知系統(tǒng)任務(wù)是利用攝像頭、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)、超聲波等主要車(chē)載傳感器以及 V2* 通信系統(tǒng)感知周?chē)h(huán)境，通過(guò)提取路況信息、檢測(cè)障礙物，為智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)提供決策依據(jù)。2環(huán)境感知技術(shù)在傳感器領(lǐng)域，激光雷達(dá)已經(jīng)成為越來(lái)越多自動(dòng)駕駛車(chē)輛的標(biāo)配傳感器；針對(duì)單一傳感器感知能

18、力有限，目前涌現(xiàn)了不同車(chē)載傳感器融合的方案，用以獲取豐富的周邊環(huán)境信息，具有優(yōu)良的環(huán)境適應(yīng)能力；高精度地圖與定位也是車(chē)輛重要的環(huán)境信息來(lái)源。i面向自動(dòng)駕駛的高精度地圖；ii基于北斗地基增強(qiáng)系統(tǒng)的高精度定位系統(tǒng)。清華大學(xué)環(huán)境感知技術(shù)實(shí)例清華大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)建立了基于車(chē)載圖像的行人及騎車(chē)人聯(lián)合識(shí)別方法，其架構(gòu)如圖 5 所示。圖 5 行人及騎車(chē)人聯(lián)合識(shí)別架構(gòu)行人及騎車(chē)人的聯(lián)合識(shí)別架構(gòu)主要包括：i圖像輸入；ii目標(biāo)候選區(qū)域選擇；iii目標(biāo)檢測(cè)；iv多目標(biāo)跟蹤；v結(jié)果輸出等功能模塊：目標(biāo)候選區(qū)域選擇模塊的作用：是從輸入圖像中選出可能包含待檢測(cè)目標(biāo)的區(qū)域，該過(guò)程要在盡量少地選擇背景區(qū)域的前提下，保證較高的目標(biāo)

19、召回率。目標(biāo)檢測(cè)模塊主要作用：是在保證盡量少誤檢和漏檢的同時(shí)，將這些候選區(qū)域正確分類(lèi)為待檢測(cè)目標(biāo)與背景，并進(jìn)一步優(yōu)化目標(biāo)定位。該模塊基于快速區(qū)域卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)檢測(cè)框架，使用綜合考慮難例提取、多層特征融合、多目標(biāo)候選區(qū)域輸入等多種改進(jìn)方法的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造模型，可以將輸入目標(biāo)候選區(qū)域?qū)?yīng)的行人、騎車(chē)人及背景清楚區(qū)分，并實(shí)現(xiàn)檢測(cè)目標(biāo)定位的回歸優(yōu)化。多目標(biāo)跟蹤模塊的作用：是綜合連續(xù)時(shí)間的目標(biāo)檢測(cè)結(jié)果，先借助 P-N 專(zhuān)家在線(xiàn)學(xué)習(xí)方法，實(shí)現(xiàn)單個(gè)跟蹤目標(biāo)的在線(xiàn)學(xué)習(xí)與檢測(cè)，再在粒子濾波目標(biāo)跟蹤方法的根底上，融合離線(xiàn)檢測(cè)器及在線(xiàn)檢測(cè)器的檢測(cè)結(jié)果，實(shí)現(xiàn)多類(lèi)型目標(biāo)的長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定跟蹤。2自主決策技術(shù)1決策系統(tǒng)的任務(wù)是根據(jù)

20、全局行車(chē)目標(biāo)、自車(chē)狀態(tài)及環(huán)境信息等，決定采用的駕駛行為及動(dòng)作的時(shí)機(jī)。決策機(jī)制應(yīng)在保證平安的前提下適應(yīng)盡可能多的工況，進(jìn)展舒適、節(jié)能、高效的正確決策。2常用的決策方法包括有狀態(tài)機(jī)、決策樹(shù)、深度學(xué)習(xí)、增強(qiáng)學(xué)習(xí)等。狀態(tài)機(jī)是一種簡(jiǎn)便的決策方法其用有向圖表示決策機(jī)制。目前的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)多針對(duì)局部典型工況，狀態(tài)遷移不是特別復(fù)雜，故采用狀態(tài)機(jī)方法進(jìn)展決策的案例較多。i狀態(tài)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)在于：具有高可讀性，能清楚表達(dá)狀態(tài)間的邏輯關(guān)系，在狀態(tài)明確且較少時(shí)，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單；ii缺點(diǎn)在于：需要人工設(shè)計(jì)，在狀態(tài)復(fù)雜時(shí)性能不易保證，不能用機(jī)器學(xué)習(xí)。決策樹(shù)是一種簡(jiǎn)單但是廣泛使用的分類(lèi)器從根到葉子節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)分類(lèi)，每個(gè)非葉子節(jié)點(diǎn)為一個(gè)屬性

21、上的測(cè)試，邊為測(cè)試的結(jié)果。決策樹(shù)具有可讀的構(gòu)造，同時(shí)可以通過(guò)樣本數(shù)據(jù)的訓(xùn)練來(lái)建立，但是有過(guò)擬合的傾向，需要廣泛的數(shù)據(jù)訓(xùn)練。在局部工況的自動(dòng)駕駛上應(yīng)用，效果與狀態(tài)機(jī)類(lèi)似。深度學(xué)習(xí)與增強(qiáng)學(xué)習(xí)方法在處理自動(dòng)駕駛決策方面，它能通過(guò)大量的學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜工況的決策，并能進(jìn)展在線(xiàn)的學(xué)習(xí)優(yōu)化；但是其綜合性能不易評(píng)價(jià)，對(duì)未知工況的性能也不易明確。深度學(xué)習(xí)由于需要較多的計(jì)算資源，一般是計(jì)算機(jī)與互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域研究自動(dòng)駕駛采用的熱門(mén)技術(shù)。3控制執(zhí)行技術(shù)控制系統(tǒng)的任務(wù)控制車(chē)輛的速度與行駛方向，使其跟蹤規(guī)劃的速度曲線(xiàn)與路徑?，F(xiàn)有自動(dòng)駕駛汽車(chē)多數(shù)針對(duì)常規(guī)工況，因而較多采用傳統(tǒng)的控制方法，如下：的控制方法性能可靠、計(jì)算效率高，已

22、在主動(dòng)平安系統(tǒng)中得到應(yīng)用。i比例-積分-微分Proportion-Integral-Derivative，PID控制；ii滑模控制；iii模糊控制；iv模型預(yù)測(cè)控制；v自適應(yīng)控制；vi魯棒控制等?，F(xiàn)有控制器的難點(diǎn)：現(xiàn)有的控制器，工況適應(yīng)性是一個(gè)難點(diǎn)，可行的方法是：根據(jù)工況參數(shù)進(jìn)展控制器參數(shù)的適應(yīng)性設(shè)計(jì)，如根據(jù)車(chē)速規(guī)劃與參考路徑曲率調(diào)整控制器參數(shù)，可靈活地調(diào)整不同工況下的性能。車(chē)輛自動(dòng)控制的關(guān)鍵車(chē)輛自動(dòng)控制的關(guān)鍵是在線(xiàn)控執(zhí)行機(jī)構(gòu)。國(guó)目前對(duì)制動(dòng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)已有一定研發(fā)根底，但是相比博世、德?tīng)柛５葒?guó)外大型企業(yè)，在控制穩(wěn)定性、產(chǎn)品一致性和市場(chǎng)規(guī)模方面仍有較大差距。多目標(biāo)協(xié)調(diào)式自適應(yīng)巡航控制自適應(yīng)

23、巡航控制系統(tǒng)中，同時(shí)具備自動(dòng)跟車(chē)行駛、低燃油消耗和符合駕駛員特性三類(lèi)功能，對(duì)于全面提升行車(chē)平安性、改善車(chē)輛燃油經(jīng)濟(jì)性、減輕駕駛疲勞強(qiáng)度具有重要的意義。清華大學(xué)多目標(biāo)協(xié)調(diào)式自適應(yīng)巡航控制清華大學(xué)克強(qiáng)課題組的研究首次提出并建立了車(chē)輛多目標(biāo)協(xié)調(diào)式自適應(yīng)巡航控制：Multi-Objective Coordinated Adaptive Cruise Control，MOCACC系統(tǒng)，其控制架構(gòu)，如圖 6 所示。圖 6 MOCACC 控制構(gòu)架協(xié)同式多車(chē)隊(duì)列控制協(xié)同式多車(chē)隊(duì)列控制模式，如圖 7 所示。圖 7 車(chē)輛隊(duì)列的四元素模型4人機(jī)共駕技術(shù)控制層的控制互補(bǔ)是目前人機(jī)共駕領(lǐng)域的核心關(guān)注點(diǎn)。1人機(jī)共駕技術(shù)分

24、類(lèi)控制層的人機(jī)共駕技術(shù)按照系統(tǒng)功能，可以分為共享型控制和包絡(luò)型控制：共享型控制是指人機(jī)同時(shí)在線(xiàn)，駕駛?cè)伺c智能系統(tǒng)的控制權(quán)隨場(chǎng)景轉(zhuǎn)移，人機(jī)控制并行存在。主要解決因控制冗余造成的人機(jī)沖突，以及控制權(quán)分配不合理引起的負(fù)荷加重等問(wèn)題。包絡(luò)型控制是指通過(guò)獲取狀態(tài)空間的平安區(qū)域和邊界條件形成控制包絡(luò)，進(jìn)而對(duì)行車(chē)平安進(jìn)展監(jiān)管，當(dāng)其判定可能發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)時(shí)進(jìn)展干預(yù)，從而保證動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性和防止碰撞事故。2人機(jī)共駕技術(shù)開(kāi)展態(tài)勢(shì)德國(guó)亞琛工業(yè)大學(xué)學(xué)者，模仿人馬共駕過(guò)程，提出了松、緊兩種共駕模式，探討了控制權(quán)，隨場(chǎng)景轉(zhuǎn)移的分配機(jī)制。美國(guó)斯坦福大學(xué)學(xué)者，提出構(gòu)造穩(wěn)定性平安區(qū)域和碰撞性平安區(qū)域，研究了共駕汽車(chē)臨界危險(xiǎn)的預(yù)防和干預(yù)

25、機(jī)制。中國(guó)的清華大學(xué)、大學(xué)和第一汽車(chē)集團(tuán)公司等高校與企業(yè)合作，開(kāi)展了共享控制型的人機(jī)共駕研究。5車(chē)載通信系統(tǒng)技術(shù)通過(guò)網(wǎng)聯(lián)無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，車(chē)載通信系統(tǒng)將更有效地獲得的駕駛員信息、自車(chē)的姿態(tài)信息和汽車(chē)周邊的環(huán)境數(shù)據(jù)，進(jìn)展整合與分析。依據(jù)通信的覆蓋圍可分為車(chē)通信、車(chē)際通信和廣域通信：車(chē)通信：從藍(lán)牙技術(shù)開(kāi)展到 Wi-Fi 技術(shù)和以太網(wǎng)通信技術(shù)；車(chē)際通信：包括專(zhuān)用的短程通信DSRC技術(shù)和正在建立標(biāo)準(zhǔn)的車(chē)間通信長(zhǎng)期演進(jìn)技術(shù)LTE-V，LTE-V 也是 4G 通信技術(shù)在汽車(chē)通信領(lǐng)域的一個(gè)演化版本；廣域通信：指目前廣泛應(yīng)用在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的 3G、4G 等通信方式?；谠瓶仄脚_(tái)的汽車(chē)節(jié)能駕駛系統(tǒng)框架，如圖8所示

26、。圖 8 基于云控平臺(tái)的汽車(chē)節(jié)能駕駛系統(tǒng)框架6信息平安技術(shù)汽車(chē)信息系統(tǒng)1信息平安技術(shù)汽車(chē)信息系統(tǒng)包括：數(shù)據(jù)存儲(chǔ)平安、傳輸平安、應(yīng)用平安三維度的數(shù)據(jù)平安體系。2信息平安技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)目前，國(guó)際上已經(jīng)有 ISO26262 等汽車(chē)平安相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；美國(guó)也已形成SAEJ3061/IEEE1609.2 等系列標(biāo)準(zhǔn)；歐洲 EVITA 研究工程也提供了相關(guān)汽車(chē)信息平安指南；中國(guó)政府在 2021 年國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)開(kāi)展第十二個(gè)五年規(guī)劃中首次將汽車(chē)信息平安作為關(guān)鍵根底問(wèn)題進(jìn)展研究。7智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)推廣應(yīng)用有利條件及可選場(chǎng)景1激光雷達(dá)等先進(jìn)傳感器，加速向低本錢(qián)、小型化開(kāi)展激光雷達(dá)相對(duì)于毫米波雷達(dá)等其他傳感器具有分辨率高、識(shí)別效

27、果好等優(yōu)點(diǎn)，已越來(lái)越成為主流的自動(dòng)駕駛汽車(chē)用傳感器；過(guò)去因其體積大、本錢(qián)高，同時(shí)也更易受雨雪等天氣條件影響，難以大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用。但是目前激光雷達(dá)正在向著低本錢(qián)、小型化的固態(tài)掃描或機(jī)械固態(tài)混合掃描形式開(kāi)展，一些技術(shù)難點(diǎn)，如：光學(xué)相控陣易產(chǎn)生旁瓣影響探測(cè)距離和分辨率、繁復(fù)的精細(xì)光學(xué)調(diào)裝影響量產(chǎn)規(guī)模和本錢(qián)等問(wèn)題，下一步會(huì)持續(xù)解決。2自主式智能與網(wǎng)聯(lián)式智能技術(shù)融合加速網(wǎng)聯(lián)式系統(tǒng)能從時(shí)間和空間維度突破自主式系統(tǒng)對(duì)于車(chē)輛周邊環(huán)境的感知能力。網(wǎng)聯(lián)式智能技術(shù)與自主式智能技術(shù)相輔相成，互為補(bǔ)充，正在加速融合開(kāi)展。在時(shí)間維度上。通過(guò) V2* 通信，系統(tǒng)能夠提前獲知周邊車(chē)輛的操作信息、紅綠燈等交通控制系統(tǒng)信息以及

28、氣象條件、擁堵預(yù)測(cè)等更長(zhǎng)期的未來(lái)狀態(tài)信息。在空間維度上。通過(guò) V2* 通信，系統(tǒng)能夠感知穿插路口盲區(qū)、彎道盲區(qū)、車(chē)輛遮擋盲區(qū)等位置的環(huán)境信息，從而幫助自動(dòng)駕駛系統(tǒng)更全面的掌握周邊交通態(tài)勢(shì)。3高速公路與低速區(qū)域如：公交車(chē)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)將率先應(yīng)用高速公路與城市低速區(qū)域?qū)⑹亲詣?dòng)駕駛系統(tǒng)率先應(yīng)用的 2 個(gè)場(chǎng)景。特斯拉等自動(dòng)駕駛汽車(chē)就是 L1 L2 級(jí)自動(dòng)駕駛技術(shù)的典型應(yīng)用。高速公路上的應(yīng)用高速公路的車(chē)道線(xiàn)、標(biāo)示牌等構(gòu)造化特征清晰，交通環(huán)境相對(duì)簡(jiǎn)單，適合車(chē)道偏離報(bào)警LDW、車(chē)道保持系統(tǒng)LKS、自動(dòng)緊急制動(dòng)AEB、自適應(yīng)巡航控制ACC等駕駛輔助系統(tǒng)的應(yīng)用。在特定的城市低速區(qū)域可提前設(shè)置好高精度定位、V2* 等支撐系統(tǒng)，采集好高精度地圖，利于實(shí)現(xiàn)在特定區(qū)域的自動(dòng)駕駛，如自動(dòng)物流運(yùn)輸車(chē)、景區(qū)自動(dòng)擺渡車(chē)、園區(qū)自動(dòng)通勤車(chē)、公交場(chǎng)站車(chē)輛調(diào)度與管理等。8如何測(cè)試自動(dòng)駕駛汽車(chē).引入普通人類(lèi)駕駛員的抽象概念并建