侯麗春 李新偉

摘 要：本文從智能汽車的定義、發(fā)展、技術(shù)要求和研究手段等方面做了簡要的介紹，是對互聯(lián)智能汽車的通識性的研究。

關(guān)鍵詞：智能汽車;網(wǎng)絡(luò)技術(shù);傳感器;研究手段

1 概述

隨著汽車的普及，人們對汽車的要求不再局限于代步，而是追求更加舒適、便捷，同時能源與環(huán)境也向汽車產(chǎn)業(yè)提出了更高的要求，智能汽車應(yīng)運而生。受益于物聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，智能汽車迎來重大利好，呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展之勢。從被動安全到主動安全、從駕駛員輔助到自動駕駛，伴隨技術(shù)的不斷更迭，汽車亦逐漸被賦予了更多權(quán)利，走向智能化。

智能汽車的英文解釋是Intelligent vehicle，意味著復(fù)雜的人工智能，有人說智能汽車是基于互聯(lián)網(wǎng)+的移動信息物理融合系統(tǒng)。汽車智能化是要將車與互聯(lián)網(wǎng)、車間網(wǎng)（路況、信號燈、交通標(biāo)識、周圍車輛與行人）、車內(nèi)網(wǎng)三個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的有效融合，從而實現(xiàn)人、車、路等的智能信息交換。各種車身控制技術(shù)、智能車載系統(tǒng)，正在不斷刷新智能汽車的能力邊界。零排放、零堵塞、零事故死亡，應(yīng)該說是智能汽車的終極目標(biāo)。

2 智能汽車的發(fā)展

美國高速公路安全管理局將智能汽車定義為以下五個層次，也是智能汽車發(fā)展的四個階段，目前我國處于第二階段，正向第三階段發(fā)展。

2.1 具有特殊功能的智能化階段，該階段汽車具有一個或多個特殊自動控制功能，通過警告防范車禍于未然，可稱之為“輔助駕駛階段”。這一階段的技術(shù)涉及如車道偏離警告系統(tǒng)（LDW）、正面碰撞警告系統(tǒng)（FCW）、盲點信息（BLIS）系統(tǒng)等。

2.2 具有多項功能的智能化階段，該階段汽車具有將至少兩個原始控制功能融合在一起實現(xiàn)的系統(tǒng)，完全不需要駕駛員對這些功能進行控制，可稱之為“半自動駕駛階段”。這一階段的汽車會智能地判斷司機是否對警告的危險狀況做出響應(yīng)，如果沒有，則替司機采取行動，比如緊急自動剎車系統(tǒng)（AEB）、緊急車道輔助系統(tǒng)（ELA）。

2.3 具有限制條件的無人駕駛階段，該階段汽車能夠在某個特定的駕駛交通環(huán)境下讓駕駛員完全不用控制汽車，而且汽車可以自動檢測環(huán)境的變化以判斷是否返回駕駛員駕駛模式，可稱之為“高度自動駕駛階段”。目前，谷歌無人駕駛汽車基本處于這個層次。

2.4 全工況無人駕駛階段，該階段汽車完全自動控制車輛，全程檢測交通環(huán)境，能夠?qū)崿F(xiàn)所有的駕駛目標(biāo)，駕駛員只需提供目的地或者輸入導(dǎo)航信息，在任何時候都不需要對車輛進行操控，可稱之為“完全自動駕駛階段”或者“無人駕駛階段”。

3 互聯(lián)智能汽車技術(shù)與研究手段

要實現(xiàn)智能化，首先要具備智能的環(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)。這需要在車輛上安裝多種智能傳感器，對于傳感器的要求是全天候、全方位、高精度;傳感控制實現(xiàn)空間距、時間距、信息距（圖像、通訊、指令、狀態(tài)等）。傳感器分級應(yīng)用于乘員狀態(tài)、車輛狀態(tài)、托管與接管，人機交互界面等方面。目前智能汽車分級傳感涉及到光學(xué)攝像頭、毫米波雷達、激光雷達、超聲波雷達、紅外攝像頭、GPS北斗、地圖傳感定位、D-BOX、T-BOX等。光學(xué)攝像頭能夠有效地識別車輛周圍物體的大小，但不能識別距離，而且對于黃色車道線識別不理想，動態(tài)范圍有待擴大。毫米波雷達能夠判斷最大的距離為200m，但不能判斷物體具體的大小。激光雷達可以實現(xiàn)3D成像，而且可以從成像的顏色判斷出距離的遠近，將是未來比較重要的傳感器，但是其受氣候、環(huán)境的影響較大，目前價格較貴。超聲波雷達、紅外攝像頭、GPS北斗、地圖傳感定位使用技術(shù)相對技術(shù)比較成熟。D-BOX又稱為DSRC（Dedicated Short Range Communications）是短程通訊，實際是一種車網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，它只關(guān)心周圍的環(huán)境;T-BOX是實現(xiàn)手機與車輛關(guān)聯(lián)，目前是有一定的發(fā)展。

車內(nèi)網(wǎng)的智能化主要通過總線網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)，目前涉及的總線有：Ethernet、CAN、LIN、MOST、FlexRay、LVDS等。其中，LIN應(yīng)用于傳感器/執(zhí)行器領(lǐng)域，傳輸速率為0.02Mbit/s;CAN應(yīng)用于各領(lǐng)域，傳輸速率可達到10Mbit/s;MOST應(yīng)用于信息娛樂領(lǐng)域，傳輸速率有25/50/150Mbit/s，三者的標(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)定性高。FlexRay應(yīng)用于安全相關(guān)的領(lǐng)域，傳輸速率為10Mbit/s，V2.1標(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)定，V3.0尚未穩(wěn)定。Ethernet應(yīng)用于各領(lǐng)域，傳輸速率有10/100/1000Mbit/s，有些標(biāo)準(zhǔn)已穩(wěn)定，有些標(biāo)準(zhǔn)尚未穩(wěn)定;LVD應(yīng)用于視頻數(shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域，標(biāo)準(zhǔn)正在開發(fā)。最近，還出現(xiàn)了CAN-FD（CAN with Flexible Data-Rate），它是在現(xiàn)有CAN協(xié)議基礎(chǔ)上通過更改CAN通信頻率及CAN協(xié)議定義，降低總線負載，提高CAN通信能力的一項新技術(shù)。2013年Bosch推出支持CAN-FD協(xié)議的量產(chǎn)控制器芯片。未來Ethernet和CAN-FD是智能汽車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)重點關(guān)注的總線網(wǎng)絡(luò)。

現(xiàn)階段互聯(lián)智能汽車的研究手段有軟件仿真、平臺試驗、實車路試驗證等，相應(yīng)的法律法規(guī)也在健全和完善。從2010年開始，智能汽車相關(guān)法規(guī)在美國、歐洲、日本等國開始相繼制定，2013年歐洲在N/M類車輛強制實施，預(yù)計2020年前還會出現(xiàn)自動駕駛技術(shù)相關(guān)的法規(guī)。我國相關(guān)法規(guī)建設(shè)需要收集和制定牌照發(fā)放條件及使用限制、專用道路/區(qū)域管理辦法、實車路試管理辦法和責(zé)任認(rèn)定及保險要求等。

4 結(jié)語

智能汽車發(fā)展對汽車企業(yè)信息化提出了三大核心任務(wù)：信息的收集與分析，實時動態(tài)了解用戶與市場需求;利用互聯(lián)網(wǎng)革新營銷模式，實現(xiàn)廣域傳播和精準(zhǔn)營銷;設(shè)計、制造、服務(wù)流程再造，實現(xiàn)數(shù)據(jù)整合與消費。未來汽車企業(yè)應(yīng)學(xué)會強強聯(lián)合，學(xué)會引領(lǐng)規(guī)則，學(xué)會創(chuàng)建新的盈利模式，努力完成上述三大核心任務(wù)，才能走向成功。

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