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智能网联汽车的关键武艺有哪些?

智能汽车是在一般汽车上增加雷达、摄像头等先进传感器、控制器、执行器等装置,通过车载环境感知系统和信息终端实现与车、路、人等的信息交换,使车辆具备智能环境感知能力,能够自动分析车辆行驶的安全及危险状态,并使车辆按照人的意愿到达目的地,最终实现替代人来做驾驶决策及操作的目的。

智能汽车的初级阶段是具有先进驾驶助系统( Advanced Driver Assistance Systems,ADAS)的汽车,智能汽车与网络相连便成为智能网联汽车。

智能网联汽车本身具备自主的环境感知能力,也是智能交通系统的核心组成部分,是车联网体系的一个结点,通过车载信息终端实现与车、路、行人、业务平台等之间的无线通信和信息交换。智能网联汽车的聚焦点是在车上,发展重点是提高汽车安全性,其终极目标是无人驾驶汽车。

因此,智能网联汽车( Intelligent Connected Vehicle,ICV)属于一种跨技术、跨产业域的新兴汽车体系。

从不同角度、不同背景对它的理解是有差异的,各国对智能网联汽车的定义不同,叫法也不尽相同,但终极目标都是可上路安全行驶的无人驾驶汽车。

从狭义上上讲,智能网联汽车是搭载先进的车载传感器、控制器、执行器等装置,并融合现代通信与网络技术,实现V2X智能信息交换共享,具备复杂的环境感知、智能决策、协同控制和执行等功能,可实现安全、舒适、节能、高效行驶,并最终可替代人来操作的新一代汽车。

从广义上讲,智能联汽车是以车辆为主体和主要节点,融合现代通信和网路技术,使车辆与外部节点实现信息共享和协同控制,以达到车辆安全、有序、高效、节能行驶的新一代多车辆系统。

知道了智能网联汽车的概念之后,接下来一起了解一下智能网联汽车都有哪些关键技术?

(1)环境感知技术

环境感知包括车辆本身状态感知、道路感知、行人感知、交通信号感知、交通标识感知、交通状况感知、周围车辆感知等。

其中车辆本身状态感知包括行驶速度、行驶方向、行驶状态、车辆位置等;道路感知包括道路类型检测、道路标线识别、道路状况判断、是否偏离行驶轨迹等;

行人感知主要判断车辆行驶前方是否有行人,包括白天行人识别、夜晚行人识别、被障得物遗挡的行人识别等;

交通信号感知主要是自动识别交又路口的信号灯、如何高效通过交又路口等;

交通标识感知主要是识别道路两侧的各种交通标志,如限速、弯道等,及时提醒驾驶员注意;

交通状况感知主要是检测道路交通拥堵情况、是否发生交通事故等,以便车辆选择通畅的路线行驶;

周围车辆感知主要检测车辆前方、后方、侧方的车辆情况,避免发生碰撞,也包括交叉路口被障碍物遮挡的车辆。

在复杂的路况交通环境下,单一传感器无法完成环境感知的全部,必须整合各种类型的传感器,利用传感器融合技术,使其为智能网联汽车提供更加真实可靠的路况环境信息。

(2)无线通信技术

长距离无线通信技术用于提供即时的互联网接入,主要用4G/5G技术,特别是5G技术,有望成为车载长距离无线通信专用技术。短距离通信技术有专用短程通信技术(DSRC)、蓝牙、WiFi等,其中DSRC重要性较高且亟须发展,它可以实现在特定区域内对高速运动下移动目标的识别和双向通信,例如V2V、V2I双向通信,实时传输图像、语音和数据信息等。

(3)智能互联技术

当两个车辆距离较远或被障碍物遮挡,导致直接通信无法完成时,两者之间的通信可以通过路侧单元进行信息传递,构成一个无中心、完全自组织的车载自组织网络,车载自组织网络依靠短距离通信技术实现V2V和V2I之间的通信,它使在一定通信范围内的车辆可以相互交换各自的车速、位置等信息和车载传感器感知的数据,并自动连接建立起一个移动的网络,典型的应用包括行驶安全预警、交叉路口协助驾驶、交通信息发布以及基于通信的纵向车辆控制等。

(4)车载网络技术

目前汽车上广泛应用的网络有CAN、LIN和MOST总线等,它们的特点是传输速率小、带宽窄。随着越来越多的高清视频应用进入汽车,如ADAS、360度全景泊车系统和蓝光DVD播放系统等,它们的传输速率和带宽已无法满足需要。以太网最有可能进入智能网联汽车环境下工作,它采用星形连接架构,每一个设备或每一条链路都可以专享100M带宽,且传输速率达到万兆级。同时以太网还可以顺应未来汽车行业的发展趋势,即开放性兼容性原则,从面可以很容易地将现有的应用入到新的系统中。

(5)先进驾驶辅助技术

先进驾驶辅助技术通过车辆环境感知技术和自组织网络技术对道路、车辆、行人、交通标志、交通信号等进行检测和识别,对识别信号进行分析处理,传输给执行机构,保障车辆安全行驶。先进驾驶辅助技术是智能网联汽车重点发展的技术,其成熟程度和使用多少代表了智能网联汽车的技术水平,是其他关键技术的具体应用体现。

(6)信息融合技术

信息融合技术是指在一定准则下利用计算机技术对多源信息分析和综合以实现不同应用的分类任务而进行的处理过程,该技术主要用于对多源信息进行采集、传输、分析和综合,将不同数据源在时间和空间上的冗余或互补信息依据某种准则进行组合,产生出完整、准确、及时、有效的综合信息,智能同联汽车采集和传输的信息种类多、数量大,必须采用信息融合技术才能保障实时性和准确性。

(7)信息安全与隐私保护技术

智能网联汽车接入网格的同时,也带来了信息安全的问题,在应用中,每辆车及其车主的信息都将随时随地地传输到网络中被感知,这种显露在网络中的信息很容易被窃取、干扰甚至修改等,从而直接影响智能网联汽车体系的安全,因此在智能网联汽车中,必重视信息安全与隐私保护技术的研究。

(8)人机界面技术(HMI)

人机界面技术,尤其是语音控制、手势识别和触摸屏技术,在全球未来汽车市场上将被大量采用。全球领先的汽车制造商,如奥迪、宝马、奔驰、福特以及菲亚特等都在研究人机界面技术。

不同国家汽车人机界面技术发展重点也不尽相同。美国和日本侧重于是远程控制,主要通过呼叫中心实现;德国则把精力放在车主对车辆的中央控制系统,主要是奥迪的MMI、宝马的iDrive、奔驰的 COMMAND。

智能网联汽车人机界面的设计,其最终目的在于提供好的用户体验,增强用户的驾驶乐趣或驾驶过程中的操作体验,它更加注重驾驶的安全性,这样使得人机界面的设计必须在好的用户体验和安全之间做好平衡,很大程度上安全始终是第一位的。智能网联汽车人机界面应集成车辆控制、功能设定、信息娱乐、导航系统、车载电话等多项功能,方便驾驶员快捷地从中查询、设置、切换车辆系统的各种信息,从面使车辆达到理想的运行和操纵状态。未来车载信息显示系统和智能手机将无缝连接,人机界面提供的输入方式将会有多种选择,通过使用不同的技术允许消费者能够根据不同的操作、不同的功能进行自由切换。

(9)高精度地图与定位技术

(10)异构网络融合关键技术

(11)交通大数据处理与分析关键技术

(12)交通云计算与云存储关键技术

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