智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)教學(xué)課件項目一-智能網(wǎng)聯(lián)汽車概述

智能網(wǎng)聯(lián)汽車概述項目一學(xué)生通過對智能網(wǎng)聯(lián)汽車概述的學(xué)習(xí),提高自身對智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)的學(xué)習(xí)興趣。在對智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)有總體認知之后,學(xué)生能初步了解智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)的學(xué)習(xí)內(nèi)容,同時加深對智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)基礎(chǔ)知識的理解。【項目要求】智能網(wǎng)聯(lián)汽車是在普通車輛的基礎(chǔ)上增加先進的傳感器(如雷達、攝像等)、控制器及執(zhí)行器等裝置,通過車載傳感系統(tǒng)和信息終端實現(xiàn)“人—車—路—云”等的信息交換,使車輛具備智能的環(huán)境感知能力,使之能夠自動分析車輛行駛安全情況和及時處理突發(fā)狀況,通過AI替代人為操作,使車輛按照人的意愿到達目的地,并獲得良好的交互體驗?！鞠嚓P(guān)知識】智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)主要內(nèi)容是智能駕駛,主要是利用導(dǎo)航系統(tǒng)對車輛所在道路的位置進行精準定位,并與道路資料庫中的數(shù)據(jù)相結(jié)合,使其在智能交通網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境下,能夠準確尋找到通往目的地的最佳路徑,并且利用駕駛控制系統(tǒng),獲取道路狀況信息并進行分析,同時通過調(diào)整車輛速度來保持車輛與其他車輛的安全距離,避免在行駛過程中與其他車輛發(fā)生安全事故。若系統(tǒng)發(fā)生故障,則自動啟動緊急報警系統(tǒng),并聯(lián)絡(luò)指揮中心報告所處位置及其他關(guān)鍵信息,以便輔助救援行動等?！鞠嚓P(guān)知識】智能網(wǎng)聯(lián)汽車綜合系統(tǒng)主要包括智能駕駛系統(tǒng)、生活服務(wù)系統(tǒng)、安全防護系統(tǒng)、位置服務(wù)系統(tǒng),以及用車服務(wù)系統(tǒng)等。智能網(wǎng)聯(lián)汽車包括三大要素:車輛主體、駕駛系統(tǒng)和服務(wù)體系?；诖?各發(fā)達國家早在20世紀70年代就開始研究智能汽車,隨著以互聯(lián)網(wǎng)、通信技術(shù)、云計算、人工智能等技術(shù)驅(qū)動的產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新和以清潔能源替代化石燃料的能源創(chuàng)新,汽車產(chǎn)業(yè)正迎來第四次重大變革的時代———智能網(wǎng)聯(lián)汽車時代?！鞠嚓P(guān)知識】了解智能網(wǎng)聯(lián)汽車【知識拓展】知識鏈接一智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展歷史在以移動互聯(lián)、大數(shù)據(jù)及云計算等技術(shù)為代表的新一輪科技革命方興未艾時,我國政府提出了“中國制造2025”及“互聯(lián)網(wǎng)+”發(fā)展戰(zhàn)略,新一輪科技革命正在加速發(fā)展。智能網(wǎng)聯(lián)汽車可以提供更安全、更節(jié)能、更環(huán)保、更便捷的出行方式和綜合解決方案,是國際公認的汽車未來發(fā)展方向和關(guān)注焦點。隨著汽車智能化、網(wǎng)聯(lián)化發(fā)展大潮的到來,“車聯(lián)網(wǎng)”“智能網(wǎng)聯(lián)汽車”等概念被反復(fù)提及?！败嚶?lián)網(wǎng)”與“智能網(wǎng)聯(lián)汽車”的準確定義是什么?它們與“智能汽車”“智能交通”的關(guān)系又是如何?車聯(lián)網(wǎng)(Internetofvehicles,IOV)概念引申自物聯(lián)網(wǎng)(Internetofthings),實際上是一個國人自創(chuàng)的名詞,與其意義對應(yīng)的英文詞匯包括connectedvehicles、vehiclenetworking等。國內(nèi)曾經(jīng)將“車聯(lián)網(wǎng)”與“遠程信息服務(wù)”(telematics)等同,將車輛看作一個簡單的信息收發(fā)節(jié)點,其只看到了車聯(lián)網(wǎng)在提供信息服務(wù)領(lǐng)域的作用,這是對車聯(lián)網(wǎng)的片面理解。實際上,現(xiàn)代汽車電子電器系統(tǒng)本身就構(gòu)成了一個復(fù)雜的車內(nèi)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),同時在車與車、車與路側(cè)設(shè)施、甚至車與行人及非機動車之間也可以通過專用短距離通信構(gòu)成移動自組織車際網(wǎng)絡(luò)。因此,車聯(lián)網(wǎng)的完整定義應(yīng)該是:以車內(nèi)網(wǎng)、車際網(wǎng)和車云網(wǎng)為基礎(chǔ),按照約定的體系架構(gòu)及其通信協(xié)議和數(shù)據(jù)交互標準,在車—X(X指車、路、行人及移動互聯(lián)網(wǎng)等)之間進行通信和信息交換的信息物理系統(tǒng)。車聯(lián)網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)的主要功能包括智能動態(tài)信息服務(wù)、車輛智能化控制和智能化交通管理等。智能網(wǎng)聯(lián)汽車是指搭載先進的車載傳感器、控制器和執(zhí)行器等裝置,并融合現(xiàn)代通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù),使車輛具備復(fù)雜環(huán)境感知、智能化決策與控制功能,能綜合實現(xiàn)安全、節(jié)能、環(huán)保及舒適駕駛的新一代智能汽車。智能網(wǎng)聯(lián)汽車是車聯(lián)網(wǎng)與智能汽車的交集。此外,車聯(lián)網(wǎng)還能夠為駕乘人員提供豐富的車載信息服務(wù),并服務(wù)于汽車智能制造、電商、后市場和保險等各個環(huán)節(jié)。車聯(lián)網(wǎng)與智能汽車、智能交通的相互關(guān)系,如圖1-1所示。智能網(wǎng)聯(lián)汽車本身具備自主的環(huán)境感知能力。此外,它也是智能交通系統(tǒng)(intelligenttrafficsystem,ITS)的核心組成部分,是車聯(lián)網(wǎng)體系的一個結(jié)點,通過車載信息終端實現(xiàn)與人、車、路、互聯(lián)網(wǎng)等的無線通信和信息交換。智能網(wǎng)聯(lián)汽車集中運用了計算機、現(xiàn)代傳感、信息融合、模式識別、通信網(wǎng)絡(luò)及自動控制等技術(shù),它是一個集環(huán)境感知、規(guī)劃決策和多等級駕駛輔助等于一體的高新技術(shù)綜合體,擁有相互依存的技術(shù)鏈和產(chǎn)業(yè)鏈體系。1.智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)鏈智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)鏈體系由傳感、決策、控制、通信定位及數(shù)據(jù)平臺等關(guān)鍵技術(shù)組成,主要包括以下幾項。一、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的體系架構(gòu)(1)先進的傳感技術(shù),包括利用機器視覺的圖像識別技術(shù),利用雷達(激光雷達、毫米波雷達、超聲波雷達)的周邊障礙物檢測技術(shù),利用柔性電子/光子器件的駕駛員生理狀況檢測和監(jiān)控技術(shù)等。

(2)通信定位和地圖技術(shù)(DSRC、3G/4G/5G、GPS/北斗),包括數(shù)臺智能網(wǎng)聯(lián)汽車之間信息共享與協(xié)同控制所必需的通信保障技術(shù)、移動自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù),以及高精度定位技術(shù)、高精地圖及局部場景構(gòu)建技術(shù)。

(3)智能決策技術(shù),包括危險事態(tài)建模技術(shù)、危險預(yù)警與控制優(yōu)先級劃分、多目標協(xié)同技術(shù)、車輛軌跡規(guī)劃、駕駛員多樣性影響分析、人機交互系統(tǒng)等。(4)車輛控制技術(shù),包括基于驅(qū)動、制動系統(tǒng)的縱向運動控制,基于轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的橫向運動控制,基于懸架系統(tǒng)的垂向運動控制,基于驅(qū)動/制動/轉(zhuǎn)向/懸架系統(tǒng)的底盤一體化控制,以及利用通信及車載傳感器的車隊列協(xié)同控制和車路協(xié)同控制等。

(5)數(shù)據(jù)平臺技術(shù),包括非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫架構(gòu)、數(shù)據(jù)高效存儲和檢索、大數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)分析和深度挖掘、云操作系統(tǒng)、信息安全保障機制等。2.智能網(wǎng)聯(lián)汽車的產(chǎn)業(yè)鏈

(1)先進的傳感器廠商,開發(fā)和供應(yīng)先進的傳感器系統(tǒng),包括機器視覺系統(tǒng)、雷達(激光雷達、毫米波雷達、超聲波雷達)系統(tǒng)等。(2)汽車電子供應(yīng)商,研發(fā)智能駕駛技術(shù)并集中供應(yīng)技術(shù)產(chǎn)品,如自動緊急制動(autonomousemergencybrake,AEB)、自適應(yīng)巡航(adaptivecruisecontrol,ACC)系統(tǒng)等。(3)整車企業(yè),提出產(chǎn)品需求,提供智能汽車平臺,開放車輛信息接口,進行集成測試。(4)車聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的供應(yīng)商,包括通信設(shè)備制造廠商、通信服務(wù)商、平臺運營商,以及內(nèi)容提供商等。智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展的第一階段是基于汽車感知與控制技術(shù)的先進駕駛輔助系統(tǒng)(advanceddriverassistancesystem,ADAS),這是智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展的基礎(chǔ)階段;第二階段是應(yīng)用信息通信技術(shù)(informationandcommunicationstechnology,ICT)實現(xiàn)車—X之間的信息共享與控制協(xié)同,即網(wǎng)聯(lián)化技術(shù)的應(yīng)用;第三階段是自動駕駛和無人駕駛的實現(xiàn),這是智能汽車發(fā)展的最終目標。目前,在全球范圍內(nèi),基于ADAS技術(shù)的產(chǎn)品已經(jīng)開始大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化,網(wǎng)聯(lián)化技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)進入大規(guī)模測試和產(chǎn)業(yè)化前期準備階段,而自動駕駛正處于樣車開發(fā)與小規(guī)模測試階段。

二、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的三個發(fā)展階段ADAS技術(shù)是汽車智能化的基礎(chǔ)性技術(shù),也是目前已經(jīng)得到大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的技術(shù),主要可分為預(yù)警技術(shù)與控制技術(shù)兩類。其中常見的預(yù)警類技術(shù)包括前向碰撞報警(forwardcollisionwarning,FCW)技術(shù)、車道偏離預(yù)警(lanedeparturewarning,LDW)技術(shù)、盲區(qū)監(jiān)測(blindspotdetection,BSD)技術(shù)、駕駛員疲勞預(yù)警系統(tǒng)(driverfatiguemonitoringsystem,DMS)、全景環(huán)視(topview)技術(shù)和胎壓監(jiān)測系統(tǒng)(tirepressuremonitoringsystem,TPMS)等。常見的控制類技術(shù)包括車道保持輔助系統(tǒng)(lanekeepingaidsystem,LKAS)、自動泊車輔助(autoparkingassist,APA)技術(shù)、自動緊急制動技術(shù)、自適應(yīng)巡航控制技術(shù)等。美國、歐洲、日本等發(fā)達國家和地區(qū)已經(jīng)開始將ADAS引入相應(yīng)的新車評價體系。美國新車評價規(guī)程(U.S.NCAP)從2011年起引入LDW與FCW作為測試加分項,美國公路安全保險協(xié)會(InsuranceInstituteforHighwaySafety,IIHS)從2013年起將FCW作為評價指標之一,而歐洲新車評價規(guī)程(E—NCAP)也從2014年起引入LDW/LKA與AEB系統(tǒng)的評價。從2014年起,汽車駕駛輔助技術(shù)已經(jīng)成為獲取E—NCAP四星和五星的必要條件。同時,我國新車評價規(guī)程(C—NCAP)也正在考慮將駕駛輔助系統(tǒng)納入其評價體系之中。在引入新車評價體系之外,各國也紛紛開始制定輕質(zhì)法規(guī)推動ADAS的安裝。從2015年11月開始,歐洲新生產(chǎn)的重型商用車將強制安裝車道偏離預(yù)警系統(tǒng)及車輛自動緊急制動系統(tǒng)。從2016年5月起,美國各車企將被強制要求對其生產(chǎn)的10%的車輛安裝后視攝像頭,這一比例在隨后兩年中快速提升至40%與100%。此外,美、日、歐各國及地區(qū)均有強制安裝胎壓監(jiān)測系統(tǒng)的法規(guī)。2020年1月1日起,胎壓監(jiān)測系統(tǒng)強制安裝法規(guī)開始執(zhí)行,我國生產(chǎn)的所有車輛都必須安裝直接式或間接式TPMS。其中,直接式TPMS使用體驗更好,有望成為主流。TPMS與安全氣囊、防抱死制動系統(tǒng)(antilockbrakingsystem,ABS)構(gòu)成汽車三大安全系統(tǒng),可有效預(yù)防發(fā)生交通事故。從產(chǎn)業(yè)發(fā)展角度,目前ADAS核心技術(shù)與產(chǎn)品仍為國外公司所掌握,尤其是在基礎(chǔ)的車載傳感器與執(zhí)行器領(lǐng)域,博世、德爾福、TRW、法雷奧等企業(yè)壟斷了大部分國內(nèi)市場,一些臺資企業(yè)也占有一定的市場份額。近年來,國內(nèi)也涌現(xiàn)了一批ADAS領(lǐng)域的自主企業(yè),在某些方面與國外品牌形成了一定競爭,但總體仍有較大差距。信息通信技術(shù)助推汽車智能化發(fā)展。信息通信技術(shù)與智能汽車的結(jié)合是近年來智能汽車得到快速發(fā)展的重要原因。通過現(xiàn)代通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù),汽車、道路、行人等交通參與者都已經(jīng)不再是“孤島”,而是智能交通系統(tǒng)中的信息節(jié)點。在美國、歐洲、日本等汽車技術(shù)發(fā)達的國家和地區(qū),基于車聯(lián)網(wǎng)V2I/V2V技術(shù)的協(xié)同式輔助駕駛技術(shù)正在進行實用性技術(shù)開發(fā)和大規(guī)模試驗場測試。其中最為典型的就是美國在密歇根安娜堡開展的示范測試,在美國交通部與密歇根大學(xué)等機構(gòu)的支持下,SafetyPilot項目于2013年完成了3000輛車的示范測試,2014年成立移動交通中心(MTC),開始進行9000輛以上規(guī)模的示范測試。美國MTC建設(shè)了網(wǎng)聯(lián)自動駕駛測試模擬城市(M-City)。通過此示范測試,得到了車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠減少80%的交通事故的結(jié)論,其直接推動了美國政府宣布將強制安裝車-車通信系統(tǒng)以提高行駛安全。同時,此示范項目的開展,確定了美國在車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展與標準制定領(lǐng)域的世界領(lǐng)導(dǎo)地位,對其智能汽車及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到了巨大的推動作用。除美國外,歐洲、日本等地都開展了大量對車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研究與應(yīng)用示范。歐盟eCoMove項目展示了車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對于降低排放和提高通行效率的作用,綜合節(jié)油效果可達到20%,simTD項目2014年起開展“荷蘭—德國—奧地利”之間的跨國高速公路測試,驗證基于車聯(lián)網(wǎng)的智能安全系統(tǒng)。日本Smartway系統(tǒng)2007年開始使用,可提供導(dǎo)航、電子收費、信息服務(wù)、駕駛輔助等多種功能,基于車路協(xié)同的駕駛安全支援系統(tǒng)(drivingsafetysupportsystem,DSSS)2011年開始使用,可以提供盲區(qū)碰撞預(yù)警、信號燈預(yù)警、停止線預(yù)警等多種功能。我國清華大學(xué)、同濟大學(xué)等高校與長安汽車等企業(yè)合作,在國家“863項目”的支持下,開展了車路協(xié)同技術(shù)應(yīng)用研究,并進行了小規(guī)模示范測試,各汽車企業(yè)也在開展初步研究。自2015年開始,在工信部的支持下,上海汽車城、中國汽車工程學(xué)會、清華大學(xué)、同濟大學(xué)和上海汽車等單位開始在上海建設(shè)智能網(wǎng)聯(lián)汽車示范區(qū),旨在推動智能化與網(wǎng)聯(lián)化技術(shù)的成熟與應(yīng)用。自動駕駛(automateddriving)是智能汽車發(fā)展的最終階段。按信息獲取渠道分,自動駕駛的實現(xiàn)方式包括自主式(autonomous)和網(wǎng)聯(lián)式(connected)兩種。根據(jù)應(yīng)用對象不同,自動駕駛又可分為軍用型方案和民用型方案兩類。谷歌的自動駕駛汽車始終是吸引眼球的焦點,這主要得益于其大力的宣傳,以及谷歌公司本身的高科技形象。實際上,谷歌的自動駕駛汽車代表了軍用自主式自動駕駛的技術(shù)路線,其技術(shù)源自美國國防部先進研究項目局(DARPA)。三、自動駕駛技術(shù)路線通過頂置激光雷達等復(fù)雜傳感系統(tǒng)對周圍環(huán)境做全面感知,形成高精度數(shù)字地圖,再根據(jù)高精度地圖進行軌跡規(guī)劃與車輛自主決策及控制。其傳感系統(tǒng)高昂的成本限制了商業(yè)化應(yīng)用,同時傳感器的可靠性與車輛高速性能也有待驗證。類似的,我國軍事交通學(xué)院等單位研制的自動駕駛車輛也屬于軍用型方案,其優(yōu)勢是不依賴結(jié)構(gòu)化道路,對環(huán)境進行全面感知,可在全地形條件下“找路”。對于普通民用車輛而言,其行駛環(huán)境是相對穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)化道路,道路具有車道線、路沿、路標等明顯特征,這些特征可以降低普通民用車輛對于環(huán)境感知系統(tǒng)的要求。這也是諸如奧迪、奔馳、沃爾沃等汽車企業(yè)在開發(fā)自動駕駛車輛中的基本出發(fā)點?？梢圆捎幂^低成本的傳感器,充分借助V2V/V2I協(xié)同技術(shù),進行有效的信息融合,以實現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化的自動駕駛,這是不同于谷歌汽車的自動駕駛技術(shù)路線。同時,由于汽車企業(yè)本身對于車輛結(jié)構(gòu)、控制系統(tǒng)等的掌控,其自動駕駛汽車的傳感器集成度、可靠性、高速性能等往往優(yōu)于IT企業(yè)開發(fā)的自動駕駛汽車。2015年7月,DARPA在最新發(fā)布的無人駕駛技術(shù)標準中,提出了要將原谷歌自動駕駛汽車安裝的頂置激光雷達進行小型化改造,用多個低成本的分布式激光雷達代替原技術(shù)方案,實現(xiàn)對車輛周邊環(huán)境的感知。在福特等公司最新展示的自動駕駛車輛中,有些就已采用了多個小型低成本的激光雷達的技術(shù)方案。(1)充分發(fā)揮體制優(yōu)勢與后發(fā)優(yōu)勢。充分發(fā)揮我國政府體制優(yōu)勢,調(diào)動國家資源集中突破傳感器技術(shù)、高精度定位技術(shù)、車輛智能控制技術(shù)等智能網(wǎng)聯(lián)汽車核心關(guān)鍵技術(shù),利用我國在長期演進(longtermevolution,LTE)、互聯(lián)網(wǎng)等產(chǎn)業(yè)中已有的局部優(yōu)勢,結(jié)合我國北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)等國家發(fā)展戰(zhàn)略資源,發(fā)展特色車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。同時發(fā)揮技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的后發(fā)優(yōu)勢,認真吸取發(fā)達國家發(fā)展的經(jīng)驗教訓(xùn),少走彎路。四、加快推進汽車智能化與網(wǎng)聯(lián)化發(fā)展的思考(2)扶持智能汽車基礎(chǔ)技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展。目前我國智能汽車領(lǐng)域基礎(chǔ)技術(shù)與產(chǎn)品還十分薄弱,尤其是在攝像頭、超聲波雷達、毫米波雷達等高性能傳感器,以及高級駕駛輔助系統(tǒng)等方面,核心技術(shù)與產(chǎn)品幾乎全被國外企業(yè)所掌握,亟需國家大力扶持。

(3)建設(shè)智能網(wǎng)聯(lián)汽車基礎(chǔ)數(shù)據(jù)交互平臺。目前網(wǎng)聯(lián)汽車并未實現(xiàn)真正“互聯(lián)”,各類企業(yè)級平臺,以及政府監(jiān)管平臺數(shù)據(jù)互不聯(lián)通?；A(chǔ)數(shù)據(jù)交互平臺通過標準的數(shù)據(jù)交互方式,與各企業(yè)級平臺及行業(yè)管理平臺實現(xiàn)互聯(lián)互通,實現(xiàn)大數(shù)據(jù)共享,提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)服務(wù),有利于優(yōu)化資源配置,并提高行業(yè)監(jiān)管效率。(4)開展自主車聯(lián)網(wǎng)通信系統(tǒng)研發(fā)與應(yīng)用示范。加快基于LTE的車聯(lián)網(wǎng)通信系統(tǒng)發(fā)展,加強車載LTE通信芯片、模組及設(shè)備的研發(fā),實現(xiàn)與高精度車載定位芯片的集成。支持LTE—V等車聯(lián)網(wǎng)專用通信系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化,使其成為智能汽車中國標準體系的重要組成,以掌握標準主導(dǎo)權(quán)。盡快確定我國車聯(lián)網(wǎng)通信頻譜資源,扶持LTE—V芯片、設(shè)備與應(yīng)用相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展,打造完善的基于LTE的車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈。(5)認清自動駕駛的不同技術(shù)路線。分清以谷歌為代表的IT企業(yè)采用的軍用自動駕駛路線及奧迪、奔馳等汽車企業(yè)采用的民用自動駕駛路線的區(qū)別,明確自動駕駛車輛的應(yīng)用定位和技術(shù)路線,推動自動駕駛汽車的開發(fā)與示范測試。(6)推進智能網(wǎng)聯(lián)汽車示范區(qū)建設(shè)與應(yīng)用示范。智能網(wǎng)聯(lián)汽車示范區(qū)將極大地推動相關(guān)技術(shù)成熟與產(chǎn)業(yè)發(fā)展,為我國政府進行相關(guān)決策提供重要依據(jù)。同時,示范區(qū)的設(shè)立還有助于確立當(dāng)?shù)仄髽I(yè)和研究機構(gòu)在我國智能網(wǎng)聯(lián)汽車領(lǐng)域的引領(lǐng)地位,對促進區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展具有重要作用。(7)加快智能網(wǎng)聯(lián)汽車標準與規(guī)范建設(shè)。產(chǎn)業(yè)發(fā)展標準先行,尤其是網(wǎng)聯(lián)化技術(shù)的發(fā)展要求車車、車路、車與平臺之間交互時必須有標準的數(shù)據(jù)格式與協(xié)議。應(yīng)加快研究確定我國智能網(wǎng)聯(lián)汽車專用短距離通信頻段及相關(guān)協(xié)議標準,規(guī)范車輛與平臺之間的數(shù)據(jù)交互格式與協(xié)議,制定車載智能設(shè)備與車輛間的接口標準,研究制定車輛信息安全相關(guān)標準。知識拓展隨著汽車的逐漸普及，交通系統(tǒng)面臨著日益嚴峻的安全、擁堵、能耗等系列社會問題。在美國，汽車是作為交通系統(tǒng)中最核心的環(huán)節(jié)，從美國交通系統(tǒng)發(fā)展歷史來看，汽車的智能化與網(wǎng)聯(lián)化是ITS的兩個重要研究領(lǐng)域。美國ITS的發(fā)展由政府主導(dǎo)完成。汽車智能化技術(shù)是提高車輛安全性、經(jīng)濟性以及駕駛舒適性的主要技術(shù)手段，汽車網(wǎng)聯(lián)化是交通管理、信息服務(wù)的主要實現(xiàn)方式。進入21世紀，隨著電子、通信技術(shù)的進一步發(fā)展，汽車的智能化、網(wǎng)聯(lián)化逐步走向技術(shù)融合，形成了智能網(wǎng)聯(lián)化汽車。美國ITS的研究開發(fā)歷史可以追溯到1967年美國公共道路局和GM通用汽車公司進行的電子路線引導(dǎo)系統(tǒng)ERGS(ElectronicRouteGuidanceSystem)，由于在政策和資金等方面沒有繼續(xù)得到支持，1971年該計劃終止。在受到日本和歐洲交通信息化和智能化進展的沖擊下，特別是進入80年代后期后，冷戰(zhàn)的結(jié)束和軍轉(zhuǎn)民的需要，促使美國大張旗鼓的開展起了ITS的有關(guān)研究開發(fā)工作。知識鏈接二智能網(wǎng)聯(lián)汽車相關(guān)概念隨著全球汽車保有量的快速增長,能源短缺、環(huán)境污染、交通擁堵、事故頻發(fā)等現(xiàn)象日益突出,它們成為汽車行業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展的限制因素。智能網(wǎng)聯(lián)汽車被公認為解決這些問題的有效方案,代表著汽車行業(yè)未來的發(fā)展方向。智能網(wǎng)聯(lián)汽車是新一輪科技革命背景下的新興產(chǎn)業(yè),它能顯著改善交通安全,實現(xiàn)節(jié)能減排,減緩交通擁堵,提高交通效率,并拉動汽車、電子、通信、服務(wù)、社會管理等協(xié)同發(fā)展,對促進汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級具有重大的戰(zhàn)略意義。與智能網(wǎng)聯(lián)汽車相關(guān)的概念有智能汽車、無人駕駛汽車、車聯(lián)網(wǎng)和智能交通系統(tǒng)等。智能汽車在一般汽車上增加雷達、攝像頭等先進傳感器、控制器、執(zhí)行器,通過車載感知系統(tǒng)和信息終端等裝置實現(xiàn)車、路、人等的信息交換,使車輛具備智能環(huán)境感知能力,能夠自動分析車輛行駛的安全及危險狀態(tài),并使車輛按照人的意愿到達目的地,最終實現(xiàn)替代人來操作車輛的目的。智能汽車是智能交通的重要組成部分,智能汽車的初級階段是具有先進駕駛輔助系統(tǒng)的汽車,終極目標是無人駕駛汽車。智能汽車與網(wǎng)絡(luò)相聯(lián)便成為智能網(wǎng)聯(lián)汽車。一、智能汽車無人駕駛汽車是通過車載環(huán)境感知系統(tǒng)感知道路環(huán)境、自動規(guī)劃和識別行車路線并控制車輛到達目的地的智能汽車。它利用環(huán)境感知系統(tǒng)來感知車輛周圍環(huán)境,并根據(jù)感知獲得的道路狀況、車輛位置和障礙物信息等,控制車輛的行駛方向和速度,從而使車輛能夠安全、可靠地在道路上行駛。無人駕駛汽車是傳感器、計算機、人工智能、無線通信、導(dǎo)航定位、模式識別、機器視覺、智能控制等多種先進技術(shù)融合的綜合體。二、無人駕駛汽車與一般的智能汽車相比,無人駕駛汽車需要具有更先進的環(huán)境感知系統(tǒng)、中央決策系統(tǒng)及底層控制系統(tǒng)。無人駕駛汽車能夠?qū)崿F(xiàn)完全自動的控制,全程檢測交通環(huán)境,能夠?qū)崿F(xiàn)所有的駕駛目標。駕駛員只需提供目的地或者輸入導(dǎo)航信息,在任何時候均不需要對車輛進行操控。無人駕駛汽車是汽車智能化網(wǎng)絡(luò)化的終極發(fā)展目標。車聯(lián)網(wǎng)(Intenetofvehicles,IOV)是以車內(nèi)網(wǎng)、車際網(wǎng)和車載移動互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ),按照約定的體系架構(gòu)及通信協(xié)議和數(shù)據(jù)交互標準,實現(xiàn)V2X(V代表汽車,X代表車、路、行人及應(yīng)用平臺等)無線通信和信息交換,以實現(xiàn)智能化交通管理、智能動態(tài)信息服務(wù)和車輛智能化控制的一體化網(wǎng)絡(luò),是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能交通系統(tǒng)領(lǐng)域的延伸。車內(nèi)網(wǎng)是指應(yīng)用成熟的總線技術(shù)建立的一個標準化整車網(wǎng)絡(luò);車際網(wǎng)是指基于特定無線局域網(wǎng)的動態(tài)網(wǎng)絡(luò);車載移動互聯(lián)網(wǎng)是指車載單元通過4G/5G等通信技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)進行無線連接。三網(wǎng)融合是車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢。三、車聯(lián)網(wǎng)車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)主要面向道路交通,為交通管理者提供決策支持,為車輛與車輛、車輛與道路提供協(xié)同控制,為道路參與者提供信息服務(wù)。車聯(lián)網(wǎng)是智能交通系統(tǒng)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的融合產(chǎn)物,是智能交通系統(tǒng)的重要組成部分,其更多表現(xiàn)在汽車基于現(xiàn)實中的場景應(yīng)用,其目的主要停留在導(dǎo)航和娛樂系統(tǒng)的基礎(chǔ)功能階段,在主動安全和節(jié)能減排方面還有待開發(fā)。智能交通系統(tǒng)(intelligenttrafficsystem,ITS)是未來交通系統(tǒng)的發(fā)展方向,它是將先進的信息技術(shù)、計算機處理技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)、傳感器技術(shù)、電子控制技術(shù)、運籌學(xué)、人工智能等有效地集成應(yīng)用于地面通信管理系統(tǒng)而建立的一種在大范圍內(nèi)全方位發(fā)揮作用的,實時、準確、高效的綜合交通運輸管理系統(tǒng)。智能交通系統(tǒng)范圍包含道路上的車輛和各種交通設(shè)施,強調(diào)系統(tǒng)平臺通過智能化方式對交通環(huán)境下的車輛及交通設(shè)施進行智能化管理和控制,同時也提高了交通效率。智能交通系統(tǒng)是隨著車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展而不斷發(fā)展的,車聯(lián)網(wǎng)的終極目標就是智能交通系統(tǒng)。四、智能交通系統(tǒng)智能網(wǎng)聯(lián)汽車(intelligentconnectedvehicle,ICV)是一種跨技術(shù)、跨產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的新興汽車體系,從不同角度、不同背景對它的理解是有差異的,各國對智能網(wǎng)聯(lián)汽車的定義不同,叫法也不盡相同,但終極目標是一致的,即在路上安全行駛的無人駕駛汽車。從狹義上講,智能網(wǎng)聯(lián)汽車是搭載先進的車載傳感器、控制器、執(zhí)行器等裝置,并融合現(xiàn)代通信與網(wǎng)聯(lián)技術(shù),實現(xiàn)V2X智能信息交換共享,具備復(fù)雜的環(huán)境感知、智能決策、協(xié)同控制和執(zhí)行等功能,可實現(xiàn)安全、舒適、節(jié)能、高效行駛,并最終可代替人來操作的新一代汽車。五、智能網(wǎng)聯(lián)汽車從廣義上講,智能網(wǎng)聯(lián)汽車是以車輛為主題和主要節(jié)點,融合現(xiàn)代通信和網(wǎng)聯(lián)技術(shù),使車輛與外部節(jié)點實現(xiàn)信息共享和協(xié)同控制,以達到車輛安全、有序、高效、節(jié)能行駛的新一代多車輛系統(tǒng)。智能網(wǎng)聯(lián)汽車、無人駕駛汽車、車聯(lián)網(wǎng)、智能交通系統(tǒng)有密切相關(guān)性,沒有明顯分界線。智能網(wǎng)聯(lián)汽車是智能交通系統(tǒng)中的智能汽車與車聯(lián)網(wǎng)的交集。智能網(wǎng)聯(lián)汽車是車聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分,其技術(shù)進步和產(chǎn)業(yè)發(fā)展有利于支撐車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。車聯(lián)網(wǎng)是智能網(wǎng)聯(lián)汽車、智能汽車的最重要載體。只有充分利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)才能保障智能網(wǎng)聯(lián)汽車真正擁有充分的智能和互聯(lián)。智能網(wǎng)聯(lián)汽車更側(cè)重于解決安全、節(jié)能、環(huán)保等制約產(chǎn)業(yè)重要發(fā)展的核心問題。智能網(wǎng)聯(lián)汽車與車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)該并行推進、協(xié)同發(fā)展。智能網(wǎng)聯(lián)汽車依托于車聯(lián)網(wǎng),不僅要通過技術(shù)創(chuàng)新連接互聯(lián)網(wǎng),還能使V2X之間實現(xiàn)多種方式的信息交互與共享,進而提高智能網(wǎng)聯(lián)汽車的行駛安全性。智能網(wǎng)聯(lián)汽車本身具備自主的環(huán)境感知能力,也是智能交通系統(tǒng)的核心組成部分,是車聯(lián)網(wǎng)體系的一個節(jié)點,通過車載信息終端實現(xiàn)車、路、行人、業(yè)務(wù)平臺等之間的無線通信和信息交換。智能網(wǎng)聯(lián)汽車的聚焦點是在車上,發(fā)展重點是提高汽車的安全性,其終極目標是無人駕駛;而車聯(lián)網(wǎng)的聚焦點是建立一個比較大的交通體系,發(fā)展重點是給汽車提供信息服務(wù),其終極目標是智能交通系統(tǒng);無人駕駛汽車是汽車智能化與互聯(lián)網(wǎng)的完美結(jié)合。智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)路線主要分為基于傳感器的車載式技術(shù)路線和基于車輛互聯(lián)的網(wǎng)聯(lián)式技術(shù)路線兩種。1.基于傳感器的車載式技術(shù)路線

它基于先進傳感技術(shù)與傳統(tǒng)汽車制造業(yè)的深度融合,主要是使用先進的傳感器,如立體攝像機和雷達,結(jié)合驅(qū)動器、控制單元及軟件,形成先進駕駛輔助系統(tǒng),使得汽車能夠監(jiān)測和應(yīng)對周圍的環(huán)境。該技術(shù)路線的推動者是以奔馳、寶馬、沃爾沃、福特等為代表的汽車整車企業(yè),技術(shù)發(fā)展較為成熟。這種基于傳感器的系統(tǒng)能夠給駕駛員提供不同程度的輔助功能,但其目前還無法提供完整的、具有成本競爭力的無人駕駛體驗。主要原因是要創(chuàng)建車輛環(huán)境的360°視圖,必須配置更多的傳感器組合,成本較高。六、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)路線2.基于車輛互聯(lián)的網(wǎng)聯(lián)式技術(shù)路線它表現(xiàn)為互聯(lián)網(wǎng)思維對傳統(tǒng)汽車駕駛模式的變革,推動者主要是以谷歌、蘋果等為代表的互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)。這類企業(yè)重點開發(fā)車載信息系統(tǒng),并與汽車廠商合作開發(fā)推廣導(dǎo)航、語言識別、娛樂、安全等方面的應(yīng)用程序和應(yīng)用技術(shù)。該方案使用短程無線通信技術(shù)來實現(xiàn)車輛與車輛(V2V)、車輛與道路基礎(chǔ)設(shè)施(V2I)之間的實時通信,能充分發(fā)揮短程無線通信快速部署、低延遲、高可靠等優(yōu)點,對于主動安全應(yīng)用尤為重要。但該方案對道路基礎(chǔ)設(shè)施的要求較高。另一種方案是使用遠程無線通信技術(shù)及現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施以獲得更大的通信范圍,但存在響應(yīng)延遲、帶寬不足等問題,制約了在主動安全領(lǐng)域的應(yīng)用。車載式技術(shù)路線難以實現(xiàn)V2V、V2I之間的通信,大規(guī)模應(yīng)用成本較高,并且缺少城市環(huán)境的全方位掃描,網(wǎng)聯(lián)式技術(shù)路線則受限于無法實現(xiàn)車輛與行人(V2P)之間的通信,需要較大的基礎(chǔ)設(shè)施投資,因此兩種方案均不能完全滿足未來全工況無人駕駛的需求。對于智能網(wǎng)聯(lián)汽車,車載式技術(shù)和網(wǎng)聯(lián)式技術(shù)將走向技術(shù)融合,通過優(yōu)勢互補提供安全性能更好、自動化程度更高、使用成本更低的解決方案。實現(xiàn)這種技術(shù)融合需要更先進的定位技術(shù)、更高分辨率的地圖自動生成技術(shù)、可靠而直觀的人機交互界面,以及相關(guān)標準、法規(guī)等。知識拓展智能網(wǎng)絡(luò)汽車的定義：當(dāng)前比較公認的“智能網(wǎng)聯(lián)汽車”的定義是：搭載先進的車載傳感器、控制器、執(zhí)行器等裝置，并融合現(xiàn)代通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實現(xiàn)車與X（人、車、路、后臺等）智能信息的交換共享，具備復(fù)雜的環(huán)境感知、智能決策、協(xié)同控制和執(zhí)行等功能，可實現(xiàn)安全、舒適、節(jié)能、高效行駛，并最終可替代人來操作的新一代汽車。車聯(lián)網(wǎng)（智能網(wǎng)聯(lián)汽車）產(chǎn)業(yè)是汽車、電子、信息通信、道路交通運輸?shù)刃袠I(yè)深度融合的新型產(chǎn)業(yè)形態(tài)，可以說是移動互聯(lián)、大數(shù)據(jù)及云計算等為代表的新一輪科技革命正推動著傳統(tǒng)制造業(yè)向智能制造轉(zhuǎn)型升級的代表性產(chǎn)業(yè)。無論是對于國民經(jīng)濟，科技進步還是社會生活都有著深刻的影響。智能網(wǎng)聯(lián)汽車可以提供更安全、更舒適、更節(jié)能、更環(huán)保的駕駛方式和交通出行綜合解決方案，是城市智能交通系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，是構(gòu)建綠色汽車社會的核心要素，其意義不僅在于汽車產(chǎn)品與技術(shù)的升級，更有可能帶來汽車及相關(guān)產(chǎn)業(yè)全業(yè)態(tài)和價值鏈體系的重塑。知識鏈接三智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)分級各主要國家對智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)的分級是不完全相同的,美國分為5級,德國分為3級,中國分為5級。一、美國關(guān)于智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)分級美國國家公路交通安全管理局(NHTSA)分以下5級定義汽車的自動化等級。(1)無自動駕駛階段(0級)。在無自動駕駛階段駕駛員擁有車輛的全部控制權(quán),在任何時刻,駕駛員都單獨控制汽車的運行,包括制動、轉(zhuǎn)向、加速和減速等。(2)駕駛員輔助階段(1級)。在駕駛員輔助階段,駕駛員擁有車輛的全部控制權(quán),車輛具備一種或多種輔助控制技術(shù),如倒車影像與倒車雷達、電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)、車道偏離預(yù)警系統(tǒng)、正面碰撞預(yù)警系統(tǒng)、定速巡航系統(tǒng),以及汽車并線輔助系統(tǒng)等,這些輔助控制系統(tǒng)獨立工作,在特定情況下,通過對車輛運行狀況及運行環(huán)境的檢測,提示駕駛員駕駛相關(guān)信息或警告駕駛員駕駛中可能出現(xiàn)的危險,方便駕駛員在接到提示或警告后及時做出反應(yīng)。相對于其他發(fā)展階段,這一階段的技術(shù)發(fā)展已經(jīng)很成熟,已經(jīng)成為一些汽車的標準配置,隨著成本的降低,其應(yīng)用范圍將逐步擴大。(3)半自動駕駛階段(2級)。在半自動駕駛階段,駕駛員和車輛共享對車輛的控制權(quán)。車輛至少有兩種先進駕駛輔助系統(tǒng),而且這些系統(tǒng)能同時工作,如自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)和車道保持輔助系統(tǒng)的功能相結(jié)合,在一定程度上協(xié)助駕駛員控制車輛。這一階段也是當(dāng)前處于并在快速發(fā)展的階段,在未來幾年中,將有更多的駕駛輔助系統(tǒng)應(yīng)用在量產(chǎn)車上。2級和1級的主要區(qū)別:2級在特殊操縱條件下,自動操縱模式可以讓駕駛員脫離對汽車的操縱,而1級在任何條件下都不能離開駕駛員對汽車的操縱。(4)高度自動駕駛階段(3級)。在高度自動駕駛階段,車輛和駕駛員共享對車輛的控制權(quán)。在特定的道路環(huán)境下(高速公路、城郊和市區(qū)),駕駛員完全不用控制車輛,車輛完全自動行駛,而且可以自動檢測環(huán)境的變化以檢測是否返回駕駛員駕駛模式?，F(xiàn)階段已經(jīng)提出的高度自動駕駛技術(shù)有堵車輔助系統(tǒng)、高速公路自動駕駛系統(tǒng)和泊車引導(dǎo)系統(tǒng)等。目前,高度自動駕駛技術(shù)尚未應(yīng)用在量產(chǎn)車型上,在未來幾年,部分技術(shù)的應(yīng)用將會實現(xiàn)量產(chǎn)。3級和2級的主要區(qū)別:3級在自動駕駛條件下,駕駛員不必時常監(jiān)視道路,而且以自動駕駛為主,駕駛員駕駛為輔;2級在自動駕駛條件下,駕駛員必須一直監(jiān)視道路,而且以駕駛員駕駛為主,自動駕駛為輔。(5)完全自動駕駛階段(4級)。在完全自動駕駛階段,車輛擁有車輛的全部控制權(quán),駕駛員在任何時候都不能獲得控制權(quán)。駕駛員只需提供目的地信息或者進行導(dǎo)航輸入,整個駕駛過程無須駕駛員參與。車輛能在全工況、全天候環(huán)境下完全掌握所有與安全有關(guān)的駕駛功能,并監(jiān)視道路環(huán)境,完全自動駕駛的實現(xiàn)將意味著自動駕駛汽車真正駛?cè)肓巳藗兊纳?也將使駕駛員從根本上得到解放,駕駛員可以在車上從事其他活動,如上網(wǎng)、辦公、娛樂和休息等。完全自動駕駛汽車受到政策、法律等相關(guān)條件的制約,真正實現(xiàn)量產(chǎn)還任重道遠。駕駛自動化級別越高,應(yīng)用的先進駕駛輔助系統(tǒng)越多,車輛系統(tǒng)的集成度與融合度越高,軟件控制的重要性越大。德國聯(lián)邦公路研究院把智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展劃分為3個階段,即部分自動駕駛、高度自動駕駛,以及最終的完全自動駕駛。

(1)部分自動駕駛階段。在部分自動駕駛階段,駕駛員需要持續(xù)監(jiān)控車輛駕駛輔助系統(tǒng)的提示,車輛無法做出自主動作。(2)高度自動駕駛階段。在高度自動駕駛階段,駕駛員不再需要對駕駛輔助系統(tǒng)持續(xù)監(jiān)控,駕駛輔助系統(tǒng)可以在某些狀態(tài)下暫時代替駕駛員做出一定的動作,并且駕駛員能隨時接管對車輛的操控。

(3)完全自動駕駛階段。在完全自動駕駛階段,真正實現(xiàn)無人駕駛。二、德國關(guān)于智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)分級中國把智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展劃分為5個階段,即輔助駕駛階段、部分自動駕駛階段、有條件自動駕駛階段、高度自動駕駛階段和完全自動駕駛階段。(1)輔助駕駛階段(driverassistance,DA)。通過環(huán)境信息對行駛方向和加速中的一項操作提供支援,其他駕駛操作都由駕駛員來完成。其適用于車道內(nèi)正常行駛、高速公路無車道干涉路段行駛、無換道操作等。(2)部分自動駕駛階段(partialautomaticdriving,PA)。通過環(huán)境信息對行駛方向和加減速中的多項操作提供支援,其他操作都由駕駛員完成。其適用于變道,以及泊車、環(huán)島繞行等市區(qū)簡單工況;還適用于高速公路及市區(qū)無車道干涉路段上換道、泊車、環(huán)島繞行、擁堵跟車等操作。三、中國關(guān)于智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)分級(3)有條件自動駕駛階段(conditionalautomaticdriving,CA)。由無人駕駛系統(tǒng)完成所有駕駛操作,根據(jù)系統(tǒng)請求,駕駛員需要提供適當(dāng)?shù)母深A(yù)。其適用于高速公路正常行駛工況,還適用于高速公路及市區(qū)無車道干涉路段上換道、泊車、環(huán)島繞行、擁堵跟車等操作。(4)高度自動駕駛階段(highautomaticdriving,HA)。由無人駕駛系統(tǒng)完成駕駛員能夠完成的所有駕駛操作,特定環(huán)境下系統(tǒng)會向駕駛員提出響應(yīng)請求,駕駛員可以對系統(tǒng)請求不進行響應(yīng)。其適用于有車道干擾路段(交叉路口、車流匯入、擁堵區(qū)域、人車混雜交通流等市區(qū)復(fù)雜工況)上的全部操作。(5)完全自動駕駛階段(fullautomaticdriving,FA)。無人駕駛系統(tǒng)可以完成駕駛員能夠完成的所有道路環(huán)境下的操作,不需要駕駛員介入,其適用于所有行駛工況下的全部操作。無論怎樣分級,從駕駛員對車輛控制權(quán)的角度來看,可以分為駕駛員擁有車輛全部控制權(quán)、駕駛員擁有車輛部分控制權(quán)、駕駛員不擁有車輛控制權(quán)3種形式。當(dāng)駕駛員擁有車輛部分控制權(quán)時,車輛ADAS的配置和技術(shù)成熟程度,決定駕駛員擁有車輛控制權(quán)的多少,ADAS裝備越多,技術(shù)越成熟,駕駛員擁有的車輛控制權(quán)就越少,車輛自動駕駛程度就越高。知識拓展知識鏈接四智能網(wǎng)聯(lián)汽車的應(yīng)用智能網(wǎng)聯(lián)汽車在安全行駛、節(jié)能環(huán)保、商務(wù)辦公、信息娛樂等方面有著廣泛的應(yīng)用前景。一、在安全行駛方面的應(yīng)用

安全行駛是智能網(wǎng)聯(lián)汽車的主要功能,它通過環(huán)境感知技術(shù)、無線通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等,綜合采用諸如交叉路口的協(xié)同駕駛、車輛交通預(yù)警、道路危險預(yù)警、碰撞預(yù)警、交通信息提示等技術(shù)手段來減少道路交通事故,保障車輛的安全行駛。1.交叉路口協(xié)同駕駛交叉路口協(xié)助駕駛是智能網(wǎng)聯(lián)汽車最典型的應(yīng)用之一,它包括:交通信號信息的發(fā)布,即通過V2I通信系統(tǒng),向接近交叉路口的車輛發(fā)布信息相位和配時信息,判斷汽車在剩余綠燈時間內(nèi)是否能安全通過交叉路口,提醒駕駛員不要危險駕駛,并協(xié)助駕駛員做出正確判斷,控制車速,防止在交叉路口發(fā)生碰撞事故;盲點區(qū)域圖像提供,即通過V2I通信系統(tǒng),向交叉路口準備停車或者準備轉(zhuǎn)彎的車輛提供盲點區(qū)域的圖像,進而防止直角碰撞事故和有轉(zhuǎn)彎車輛視距不足引起的事故;過往行人信息傳遞,即通過V2I通信系統(tǒng),向接近交叉路口的車輛發(fā)布人行道及其周圍的行人、非機動車信息,以防止事故發(fā)生;交叉路口車輛啟停信息服務(wù),即在交叉路口通過V2I通信系統(tǒng),前車把起動信息及時傳遞給后車,減少后車起步等待時間,從而全面提升交叉路口的通行能力。2.車輛交通預(yù)警車輛主動或被動接收周圍車輛行車信息,如將要進行或者正在進行減速、加速、制動、停車、變道、超車、轉(zhuǎn)彎等行為的相應(yīng)信息和正常狀態(tài)下行車消息等,可以避免或減輕交通事故,并可輔助車輛駕駛。3.道路危險預(yù)警

在道路危險地段,車輛協(xié)同系統(tǒng)可以提供:車輛安全輔助駕駛信息服務(wù),即路側(cè)單元檢測前方道路是否發(fā)生交通堵塞、突發(fā)事件或存在路面障礙物,并通過V2I通信系統(tǒng)向駕駛員提供實時道路信息;路面信息發(fā)布服務(wù),即向過往車輛發(fā)布路面狀況信息,提醒駕駛員注意減速,防止事故發(fā)生;最優(yōu)路徑導(dǎo)航服務(wù),即路側(cè)單元檢測到前方道路擁堵嚴重,通過V2I、V2V通信系統(tǒng)和車載信息顯示系統(tǒng),提醒駕駛員避開擁堵道路,并為其選擇最佳的行駛路徑。4.碰撞預(yù)警當(dāng)檢測到車輛存在碰撞風(fēng)險時,通過V2V、V2I通信系統(tǒng)向車輛發(fā)送危險信息,如障礙物的位置、速度、行駛方向等,幫助避免車輛之間、車輛與其他障礙物之間的碰撞,并避免與相鄰車道上變更車道的車輛發(fā)生橫向碰撞等。5.交通信息提示向車輛發(fā)送交通信號和交通標識等安全提示類信息。目前交通信號和交通標識是駕駛員通過目視獲得的,這不僅增加了駕駛員的負擔(dān),而且從發(fā)現(xiàn)到采取應(yīng)對措施時間短,容易造成交通事故和交通違章。借助V2I技術(shù),路側(cè)單元將道路限速、限行、信號燈狀態(tài)等傳輸?shù)杰囕d單元上,車載單元根據(jù)這些信息及早產(chǎn)生提示信息,如超速提醒、執(zhí)行提醒等,增加駕駛的舒適性,降低交通違章數(shù)量。如安裝車道保持輔助系統(tǒng)的智能網(wǎng)聯(lián)汽車,當(dāng)車輛偏離行駛道路時,通過道路識別,系統(tǒng)啟動介入,將車輛導(dǎo)回原車道,以免發(fā)生交通事故。智能網(wǎng)聯(lián)汽車通過雷達、機器視覺等提前預(yù)知交通控制信號、前向交通流、限速標識、道路坡度等,從而提前通過車輛控制器實行經(jīng)濟型駕駛策略,最終實現(xiàn)車輛的節(jié)能與環(huán)保行駛。智能網(wǎng)聯(lián)汽車在連續(xù)交叉路口通行系統(tǒng)中,通過獲取交通信號燈信息、位置信息、車流匯入信息等,車載單元計算出優(yōu)化的車速,控制電子油門和制動系統(tǒng),從而在控制車速、保證安全的前提下高效通行并降低油耗。這樣,整個系統(tǒng)可在保障車輛通行效率的前提下,提高車輛燃油經(jīng)濟性,減少尾氣的排放。二、在節(jié)能環(huán)保方面的應(yīng)用智能網(wǎng)聯(lián)汽車可以讓人們在行進的汽車內(nèi)隨時隨地購物和支付,應(yīng)用場景包括網(wǎng)上商場、快餐店、加油站及停車場等。

另外,智能網(wǎng)聯(lián)汽車可以利用無線通信技術(shù)和網(wǎng)聯(lián)技術(shù)進行文件傳輸、視頻對話、會議交流等。這樣,它就成了移動的辦公室。三、在商務(wù)辦公方面的應(yīng)用智能網(wǎng)聯(lián)汽車可以提供各種信息、娛樂、預(yù)約、應(yīng)急服務(wù)等。其中,信息包括車輛信息、路況信息、交通信息、導(dǎo)航信息、定位信息、氣象信息、旅游信息、商場信息、活動信息等;娛樂包括下載音樂、電影和游戲等,供乘坐人員娛樂;預(yù)約包括活動預(yù)約、設(shè)施預(yù)約、餐廳預(yù)約、住宿預(yù)約、機票預(yù)約、保養(yǎng)預(yù)約等;應(yīng)急服務(wù)包括道路救援、救護、消防、保險等。隨著各種專用車載App的開發(fā),智能手機和車載單元相互連接,信息互聯(lián)得以實現(xiàn)?？傊?智能網(wǎng)聯(lián)汽車是無人駕駛汽車發(fā)展進程中的產(chǎn)品,它的應(yīng)用主要在安全行駛和信息服務(wù)等方面,隨著智能網(wǎng)聯(lián)汽車向無人駕駛汽車靠近,其應(yīng)用范圍會逐漸擴大,最終將顛覆人們目前的生活方式。四、在信息娛樂方面的應(yīng)用知識拓展前方急彎提醒道路施工提醒紅綠燈車速引導(dǎo)緊急車輛避讓博鰲亞洲論壇2019年年會期間，我省將向外界首次展示“博鰲智能網(wǎng)聯(lián)汽車及5G應(yīng)用試點項目”，那么該試點項目建設(shè)情況如何？都有哪些具體應(yīng)用場景呢？省工業(yè)和信息化廳相關(guān)負責(zé)人3月23日專門向海南日報記者作了解答。該負責(zé)人表示，“博鰲智能網(wǎng)聯(lián)汽車及5G應(yīng)用試點項目”集聚了國內(nèi)智能網(wǎng)聯(lián)汽車自主品牌，包括一汽紅旗、百度阿波龍、鄭州宇通、上海蔚來、上汽榮威等車企，以及電信、移動、聯(lián)通等通信運營商，華為等設(shè)備及方案提供商，在博鰲樂城完成了智能網(wǎng)聯(lián)汽車及5G應(yīng)用所需的車輛車路協(xié)同功能改造，開展車路協(xié)同道路及路側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，以及5G基站及傳輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。據(jù)悉，該項目實現(xiàn)了一系列智能網(wǎng)聯(lián)汽車典型應(yīng)用場景，如前方急彎提醒、道路施工提醒、紅綠燈車速引導(dǎo)、緊急車輛避讓，以及5G應(yīng)用展示，如遠程診療及急救演示、16路4K高清同傳及沉浸式VR實景直播、基于5G的全息通信。知識鏈接五智能網(wǎng)聯(lián)汽車的系統(tǒng)構(gòu)成和關(guān)鍵技術(shù)智能網(wǎng)聯(lián)汽車由環(huán)境感知層、智能決策層,以及控制與執(zhí)行層組成。1.環(huán)境感知層環(huán)境感知層的主要功能是通過車載環(huán)境感知技術(shù)、衛(wèi)星定位技術(shù)、4G/5G及V2X無線通信技術(shù)等,實現(xiàn)對車輛自身屬性和車輛外在屬性(如道路、車輛和行人等)靜、動態(tài)信息的提取和收集,并向智能決策層輸送信息。環(huán)境感知層包括攝像頭、激光雷達、毫米波雷達、夜視傳感器、GPS/BDS、4G/5G、V2X等。一、智能網(wǎng)聯(lián)汽車系統(tǒng)構(gòu)成2.智能決策層智能決策層的主要功能是接收環(huán)境感知層的信息并進行融會,對道路、車輛、行人、交通標志和交通信號等進行識別,分析和判斷車輛駕駛模式和將要執(zhí)行的操作,并向控制與執(zhí)行層輸送指令。智能決策層包括道路識別、車輛識別、行人識別、交通標志識別、交通信號識別、駕駛員疲勞識別、決策分析與判斷等。3.控制與執(zhí)行層

控制與執(zhí)行層的主要功能是按照智能決策層的指令,對車輛進行操作和協(xié)同控制,并為智能網(wǎng)聯(lián)汽車提供道路交通信息、安全信息、娛樂信息、救援信息,以及商務(wù)辦公、網(wǎng)上消費服務(wù)等,保障汽車安全行駛和舒適駕駛?？刂婆c執(zhí)行層包括制動與驅(qū)動控制、轉(zhuǎn)向控制、擋位控制、協(xié)同控制、安全預(yù)警控制、人機交互控制等。1.環(huán)境感知技術(shù)環(huán)境感知包括車輛本身狀態(tài)感知、道路感知、行人感知、交通信號感知、交通標識感知、交通狀況感知、周圍車輛感知等。其中,車輛本身狀態(tài)感知主要檢測行駛速度、行駛方向、行駛狀態(tài)、車輛位置等;道路感知包括道路類型檢測、道路標線識別、道路狀況判斷、是否偏離行駛軌跡等;交通狀況感知主要檢測道路交通擁堵情況、是否發(fā)生交通事故等,以便車輛選擇通暢的路線行駛;周圍車輛感知主要檢測車輛前方、后方、側(cè)方的車輛情況,以及交叉路口被障礙物遮擋的車輛,避免發(fā)生碰撞。二、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的關(guān)鍵技術(shù)在復(fù)雜路況下,單一傳感器無法完成全部環(huán)境感知,必須整合各種類型的傳感器,利用傳感器融合技術(shù),才能為智能網(wǎng)聯(lián)汽車提供更加真實可靠的環(huán)境信息。車輛感知技術(shù)示意圖如圖1-2所示。環(huán)境感知技術(shù)示意圖如圖1-3所示。2.無線通信技術(shù)長距離無線通信技術(shù)用于提供即時的互聯(lián)網(wǎng)接入,主要用4G/5G技術(shù),特別是5G技術(shù),有望成為車載長距離無線通信專用技術(shù)。短距離無線通信技術(shù)有專用短程通信(dedicatedshortrangecommunication,DSRC)技術(shù)、藍牙、Wi-Fi等,其中DSRC技術(shù)重要性較高且亟須發(fā)展,它可以實現(xiàn)在特定區(qū)域內(nèi)對高速移動目標的識別和雙向通信,如V2V、V2I雙向通信,實時傳輸圖像、語音和數(shù)據(jù)信息等。無線通信技術(shù)示意圖,如圖1-4所示。3.智能互聯(lián)技術(shù)當(dāng)兩車距離較遠或被障礙物遮擋而無法直接通信時,可以通過路側(cè)單元進行信息傳遞,構(gòu)成一個無中心、完全自組織的車載自組織網(wǎng)絡(luò)。車載自組織網(wǎng)絡(luò)依靠短距離無線通信技術(shù)實現(xiàn)V2V、V2I通信。它使在一定通信范圍內(nèi)的車輛可以相互交換各自的車速、位置等信息和車載傳感器感知的數(shù)據(jù),并通過自動連接建立起一個移動的網(wǎng)絡(luò),典型的應(yīng)用包括行駛安全預(yù)警、交叉路口協(xié)同駕駛、交通信息發(fā)布,以及基于通信的縱向車輛控制等。4.車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

目前,汽車上廣泛應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)有CAN、LIN和MOST總線等,它們的特點是傳輸速率小、帶寬窄。隨著越來越多的高清視頻應(yīng)用進入汽車中,如ADAS、360°全景泊車系統(tǒng)和藍光DVD播放系統(tǒng)等,它們的傳輸速率和帶寬已無法滿足需要。以太網(wǎng)最有可能在智能網(wǎng)聯(lián)汽車環(huán)境下工作,它采用星形連接架構(gòu),每一個設(shè)備或每一條鏈路都可以專享100M帶寬,且傳輸速率達到萬兆級。同時,以太網(wǎng)還可以順應(yīng)未來汽車行業(yè)的發(fā)展趨勢,即開放性、兼容性原則,從而很容易地將現(xiàn)有的技術(shù)應(yīng)用到新的系統(tǒng)中。車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)示意圖如圖1-5所示。5.先進的駕駛輔助技術(shù)先進的駕駛輔助技術(shù)通過車輛環(huán)境感知技術(shù)和自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對道路、車輛、行人、交通標志、交通信號等進行檢測和識別,對識別信號進行分析處理,傳輸給執(zhí)行機構(gòu),保障車輛安全行駛。先進的駕駛輔助技術(shù)是智能網(wǎng)聯(lián)汽車重點發(fā)展的技術(shù),其成熟程度和使用多少代表了智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)水平,是其他關(guān)鍵技術(shù)的具體應(yīng)用體現(xiàn)。6.信息融合技術(shù)

信息融合是指在一定準則下,利用計算機技術(shù)對多源信息進行分析和綜合,以滿足不同應(yīng)用的分類要求而進行的處理過程,該技術(shù)主要用于對多源信息進行采集、傳輸、分析和綜合,將不同數(shù)據(jù)源在時間和空間上的冗余或互補信息依據(jù)某種準則進行組合,產(chǎn)生出完整、準確、及時、有效的綜合信息。因為智能網(wǎng)聯(lián)汽車采集和傳輸?shù)男畔⒎N類多、數(shù)量大,所以必須采用信息融合技術(shù)才能保障實時性和準確性。7.信息安全與隱私保護技術(shù)智能網(wǎng)聯(lián)汽車接入網(wǎng)絡(luò)的同時,也帶來了信息安全的問題,在應(yīng)用中每輛車及其車主的信息都將隨時隨地地傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)中被感知,這種顯露在網(wǎng)絡(luò)中的信息很容易被竊取、干擾甚至修改等,從而直接影響智能網(wǎng)聯(lián)汽車體系的安全,因此在智能網(wǎng)聯(lián)汽車中,必須重視信息安全與隱私保護技術(shù)的研究。8.人機界面技術(shù)

人機界面(humanmachineinterface,HMI)技術(shù),尤其是語音控制、手勢識別和觸摸屏技術(shù),在全球未來汽車市場上將被大量采用。智能網(wǎng)聯(lián)汽車人機界面設(shè)計的最終目的在于提供良好的用戶體驗,增強駕駛員的駕駛樂趣,改善駕駛過程中的操作體驗,它更加注重駕駛的安全性,因此人機界面設(shè)計必須在好的駕駛體驗和安全之間做好平衡,很大程度上安全始終是第一位的。智能網(wǎng)聯(lián)汽車人機界面應(yīng)集成車輛控制、功能設(shè)定、信息娛樂、導(dǎo)航、車載通信等多項功能,方便駕駛員快捷地查詢、設(shè)置、切換車輛系統(tǒng)的各種信息,從而使車輛達到理想的運行和操縱狀態(tài)。未來車載信息顯示系統(tǒng)和智能手機將無縫連接,人機界面提供的輸入方式將會有多種選擇,允許用戶根據(jù)不同的操作、不同的功能進行自由切換。知識拓展“智能網(wǎng)聯(lián)汽車是全球汽車產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展的方向，跨行業(yè)、跨領(lǐng)域的合作創(chuàng)新，和更加開放、包容的國際合作，是智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展的時代特征?！泵幺妆硎?，工信部愿與社會各界一道，加強溝通交流，深化開放合作，共同開創(chuàng)智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新局面。（經(jīng)濟日報-中國經(jīng)濟網(wǎng)記者張羽）知識鏈接六智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展前景在汽車產(chǎn)業(yè)方面,我國總體水平處于國際領(lǐng)先地位,自主品牌市場份額逐年提高,關(guān)鍵零部件供給能力明顯增強,新能源汽車產(chǎn)業(yè)體系日漸完善,在電池、電機、電控及整車方面具有較強的國際競爭力,這為我國智能汽車的發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。在網(wǎng)絡(luò)通信方面,我國互聯(lián)網(wǎng)、信息通信等領(lǐng)域涌現(xiàn)出一批世界級領(lǐng)軍企業(yè),移動通信和互聯(lián)網(wǎng)運營服務(wù)能力位居世界前列,也為我國智能汽車的發(fā)展積蓄了重要力量。隨著智能汽車、智能駕駛乃至智能交通的全面發(fā)展,我國交通也將逐漸實現(xiàn)智能化管理,屆時擁堵、停車難、排放和能源消耗大等問題將大為改善。汽車交通事故在很大程度上由人為因素造成,在自動駕駛級數(shù)由L4演進到L5級時將實現(xiàn)真正意義上的無人駕駛。屆時,智能網(wǎng)聯(lián)汽車由行車智能集成裝置精確控制,可以有效地減少酒駕、疲勞駕駛、超速等人為因