《网联汽车技术的发展现状与趋势》由会员分享，可在线阅读，更多相关《网联汽车技术的发展现状与趋势（17页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 一、智能网联汽车基本涵1）概念层面的理解汽车是指传统意义的汽车，包含今天广义上的新能源汽车；网联汽车是指在汽车的基础上，彼此能通信的汽车；智能网联汽车是指网联汽车基础上，具备智慧（有学习、判断、决策）能力的汽车。理解：汽车还是汽车，这是没有改变的部分；智能网联汽车是新时代的汽车，这是变的部分。传统汽车由人驾驶，彼此之间没有“会话”（通信）功能，更没有判断（决策）能力。2）术语层面的表述智能网联汽车是指搭载先进的车载传感器、控制器、执行器等装置（注：硬件系统），并融合现代通信与网络技术，实现车与 X（车、路、人、云等）智能信息交换、共享（注：对外通信系统），具备复杂环境感知、智能决策、协同控制
2、等功能（注：软件系统），可实现安全、高效、舒适、节能行驶，并最终实现替代人来操作的新一代汽车（注：功能）。理解：智能网联汽车由软件和硬件两部分组成，i）硬件细分3个部分：传感器、控制器、执行器等装置；ii）软件：在现代通信与网络技术的支持下，具有环境感知、智能决策、协同控制等功能；发展智能网联汽车最终目的是：实现替代人工操作的新一代汽车；发展智能网联汽车的基本要求：安全、高效、舒适、节能二、智能网联汽车概念的位置关系智能网联汽车、智能汽车与车联网、智能交通等概念间的相互关系，如图 1 所示。智能汽车隶属于智能交通，智能网联汽车是智能交通与车联网的交集。图 1 智能网联汽车是智能交通与车联网的交
3、集理解：智能网联汽车、智能汽车与车联网、智能交通是4个概念，不能混淆；智能交通是一个种概念，智能汽车、智能网联汽车是智能交通2个属概念，智能交通与车联网彼此之间有交集，这个部分是智能网联汽车。三、发展智能网联汽车的时代意义智能网联汽车是国际公认的是未来的发展方向；智能网联汽车的初级阶段，有助于减少 30% 左右的交通事故，交通效率提升 10%，油耗与排放分别降低 5%；智能网联汽车的终极阶段，完全避免交通事故，提升交通效率 30% 以上，并最终能把人从枯燥的驾驶任务中解放出来。一句话，智能网联汽车可以提供更安全、更节能、更环保、更便捷的出行方式。四、智能网联汽车4个发展阶段及技术特点1）自主式
4、驾驶辅助阶段及技术特点自主式驾驶辅助系统是指依靠车载传感系统进行环境感知并对驾驶员进行驾驶操作辅助的系统。（1）技术特点：环境感知，运用传感系统技术是主要技术特点。（2）技术分类：有预警系统与控制系统两大类。预警系统细分：i）前向碰撞预警（Forward Collision Warning，FCW）；ii）车道偏离预警（Lane Departure Warning，LDW）；iii）盲区预警（Blind Spot Detection，BSD）；iv）驾驶员疲劳预警（Driver Fatigue Warning，DFW）；v）全景环视（Top View System，TVS）；vi）胎压监测（T
5、ire Pressure Monitoring System，TPMS）等6大系统；控制类系统有：i）车道保持系统（Lane Keeping System，LKS）；ii）自动泊车辅助（Auto Parking System，APS）；iii）自动紧急刹车（Auto Emergency Braking，AEB）；iv）自适应巡航（Adaptive Cruise Control，ACC）等4大系统。（3）技术发展水平美日欧等发达国家和地区已经开始将 ADAS 系统引入了其相应的新车评价体系。美国新车评价规程（United States New Car Assessment Program，USN
6、CAP）从 2011 年起引入 LDW 与 FCW 作为测试加分项，美国公路安全保险协会（IIHS）从 2013 年起将 FCW 系统作为评价指标之一；欧洲新车评价规程（European New Car Assessment Program，E-NCAP）也从 2014 年起引入了 LDW/LKA 与 AEB 系统的评价，2016 年增加了行人防撞 AEB 的测试，并将在 2018 年加入自动车防撞 AEB 系统的测试。2016年中国的 C-NCAP 已将 LDW/FCW/AEB 等驾驶辅助系统纳入其评价体系之中。（4）发展态势目前在全球围，自主式驾驶辅助系统（Advanced Driver
7、Assistance Systems，ADAS）已经开始大规模产业化。2015 年 11 月开始，欧洲新生产的重型商用车将强制安装车道偏离警告系统（LDW）及车辆自动紧急制动系统（(AEB）。2016 年 5 月起，美国各车企将被强制要求对其生产的 10% 的车辆安装后视摄像头，这一比例在随后 2 年中将快速提升至 40% 与 100%。而从 2017 年开始，中国也将逐步在大型客车上开始强制安装 LDW 与 AEB 系统。（5）中国企业的差距目前 ADAS 核心技术与产品仍掌握在境外公司手中，尤其是在基础的车载传感器与执行器领域，博世、德尔福、天合、法雷奥等企业垄断了大部分国市场，Mobil
8、eye 等新兴的高技术公司在环境感知系统方面占据了全球大部分市场；TTE 等产品，中国省企业也有一定市场份额。近年来，中国地也涌现了一批 ADAS 领域的自主企业，在某些方面与境外品牌形成了一定竞争，但总体仍有较大差距。2）网联式驾驶辅助阶段及技术特点网联式驾驶辅助系统（Information Communication Technology，ICT）是指依靠信息通信技术,对车辆周边环境进行感知，并可对周围车辆未来运动进行预测，进而对驾驶员进行驾驶操作辅助的系统。（1）主要技术特点：对环境的感知技术，在传感器的基础上，加上信息通信技术；可对周围车辆未来运动进行预测。技术分类基于（车-路）通信（
9、Vehicle-to-Infrastructure，V2I）；（车-车）通信（Vehicle-to-Vehicle，V2V）。（3）技术发展水平网联式驾驶辅助系统正在进行实用性技术开发和大规模试验场测试。（4）发展态势在美国交通部与密歇根大学等支持下，2013 年Safety Pilot 项目完成了第 1 期 3000 辆车的示测试；目前，正在开展第 2 期 9000 辆以上规模的示测试，并建设了智能汽车模拟城市（M-City），作为智能网联汽车的专用测试场。美国政府宣布将强制安装（车-车）通信系统以提高行驶安全，预计相关强制标准将于 2020 年左右开始实施。美国交通部在 2015 年递交国
10、会的报告中预测，到 2040 年美国 90% 的轻型车辆将会安装专用短距离通信（Dedicated Short Range Communication，DSRC）系统。在国家八六三高新技术研究开发计划项目的支持下，中国清华大学、同济大学、长安汽车等高校与企业合作，开展了车路协同技术应用研究，并进行了小规模示测试。2015 年开始，在工业和信息化部支持下，、等多地都开始积极建设智能网联汽车测试示区，网联式驾驶辅助系统均为测试区设计时考虑的重要因素。中为、大唐等企业力推的车间通信长期演进技术（Long Term Evolution-Vehicle，LTE-V）系统相比 DSRC，具有兼容蜂窝网、可
11、平稳过渡至 5G 系统等优势，目前已发展成为我国特色的车联网通信系统。（5）中国企业差距缺少类似美日欧的大型国家项目支撑，中国地各企业间未能形成合力，目前网联式驾驶辅助系统发展相对较慢。3）人机共驾阶段及技术特点人机共驾是指驾驶人和智能系统同时在环，分享车辆控制权，人机一体化协同完成驾驶任务。（1）技术特点人机同为控制实体，双方受控对象交联耦合，状态转移相互制约，具有双环并行的控制结构。（2）技术分层广义人机共驾包含感知层、决策层和控制层 3 个层次：感知层：主要是利用特定传感器（如：超声波雷达、摄像头、红外热释电等）向人提供环境信息，增强人的感知能力。例如：Mulder 等通过方向盘的力反馈
12、，协助驾驶人进行车道保持，既减轻了驾驶负担又提高了车辆安全性。决策层：主要技术包括：驾驶人决策意图识别、驾驶决策辅助和轨迹引导。例如：Morris 和 Doshi 等人采用多层压缩方法，建立基于实际道路的驾驶人换道意图预测模型。控制层：人机共驾中狭义的人和系统同时在环，驾驶人操控动力学与智能系统操控动力学互相交叉，交互耦合，具有双环交叉的特点。4）高度自动/无人驾驶阶段及技术特点高度自动/无人驾驶阶段的智能汽车是指车辆将会自动完成所有工况下的自动驾驶，不要驾驶员不需要介入车辆操作。（1）技术特点车辆中可能已没有驾驶员或乘客。车辆在遇到无法处理的驾驶工况时，会提示驾驶员是否接管，如驾驶员不接管，
13、车辆会采取如靠边停车等保守处理模式，保证安全。（2）发展水平无人驾驶技术还处于研发和小规模测试阶段。（3）发展态势目前，以谷歌为代表的互联网技术公司，其发展思路是跨越人机共驾阶段，直接推广高度自动/无人驾驶系统；传统汽车企业大多数还是按照渐进式发展路线逐级发展思路。五、智能网联汽车的体系架构智能网联汽车集中运用了汽车工程、人工智能、计算机、微电子、自动控制、通信与平台等技术，是一个集环境感知、规划决策、控制执行、信息交互等于一体的高新技术综合体。1）发展智能汽车的 3 种技术路径（见图2）一步一步向前推进，立足发展自主式系统的智能汽车、拓展网联式系统的智能汽车，最后冲刺智能网联汽车；弯道超车发
14、展智能网联汽车；融合自主系统和网联系统的的技术积累。图 2 智能汽车的 3 种技术路径智能网联汽车三横两纵技术架构（见图 3）智能网联汽车融合了自主式智能汽车与网联式智能汽车的技术优势，涉及汽车、信息通信、交通等诸多领域，其技术架构较为复杂，可划分为三横两纵式技术架构：图 3 智能网联汽车三横两纵技术架构（1）两纵是指智能网联汽车主要涉及车载平台和基础设施；（2）三横是指智能网联汽车主要涉及的车辆、信息交互与基础支撑 3 个领域技术。三横架构涉及的 3 个领域的关键技术可以细分为以下 9 种：环境感知技术包括利用机器视觉的图像识别技术，利用雷达（激光、毫米波、超声波）的周边障碍物检测技术，多源
15、信息融合技术，传感器冗余设计技术等。智能决策技术包括危险事态建模技术，危险预警与控制优先级划分，群体决策和协同技术，局部轨迹规划，驾驶员多样性影响分析等。控制执行技术包括面向驱动/制动的纵向运动控制，面向转向的横向运动控制，基于驱动/制动/转向/悬架的底盘一体化控制，融合车联网（V2X）通信及车载传感器的多车队列协同和车路协同控制等。V2X 通信技术包括车辆专用通信系统，实现车间信息共享与协同控制的通信保障机制，移动自组织网络技术，多模式通信融合技术等。云平台与大数据技术包括智能网联汽车云平台架构与数据交互标准，云操作系统，数据高效存储和检索技术，大数据的关联分析和深度挖掘技术等。信息安全技术包括汽车信息安全建模技术，数据存储、传输与应用三维度安全体系，汽车信息安全测试方法，信息安全漏洞应急响应机制等。高精度地图与高精度定位技术包括高精度地图数据模型与采集式样、交换格式和物理存储的标准化技术，基于北斗地基增强的高精度定位技术，多源辅助定位技术等。标准法规包括 ICV 整体标准体系，以及涉及汽车、交通、通信等各领域的关键技术标准。测试评价包括 ICV 测试评价方
