智能網聯汽車概述項目一項目1智能網聯汽車概述項目2智能網聯汽車先進的傳感器技術項目3智能網聯汽車無線通信技術項目4無人駕駛汽車環境感知項目5無人駕駛汽車定位導航項目6無人駕駛汽車路徑規劃項目7無人駕駛汽車運動控制項目8智能網聯汽車的技術架構項目9智能網聯汽車測評技術項目10智能網聯汽車先進駕駛輔助系統全套可編輯PPT課件學生通過對智能網聯汽車概述的學習,提高自身對智能網聯汽車技術的學習興趣。在對智能網聯汽車技術有總體認知之后,學生能初步了解智能網聯汽車技術的學習內容,同時加深對智能網聯汽車技術基礎知識的理解。【項目要求】智能網聯汽車是在普通車輛的基礎上增加先進的傳感器(如雷達、攝像等)、控制器及執行器等裝置,通過車載傳感系統和信息終端實現“人—車—路—云”等的信息交換,使車輛具備智能的環境感知能力,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。【相關知識】智能網聯汽車技術主要內容是智能駕駛,主要是利用導航系統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據相結合,使其在智能交通網絡的環境下,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,獲取道路狀況信息并進行分析,同時通過調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生安全事故。若系統發生故障,則自動啟動緊急報警系統,并聯絡指揮中心報告所處位置及其他關鍵信息,以便輔助救援行動等。【相關知識】智能網聯汽車綜合系統主要包括智能駕駛系統、生活服務系統、安全防護系統、位置服務系統,以及用車服務系統等。智能網聯汽車包括三大要素:車輛主體、駕駛系統和服務體系。基于此,各發達國家早在20世紀70年代就開始研究智能汽車,隨著以互聯網、通信技術、云計算、人工智能等技術驅動的產業創新和以清潔能源替代化石燃料的能源創新,汽車產業正迎來第四次重大變革的時代———智能網聯汽車時代。【相關知識】知識鏈接一智能網聯汽車的發展歷史在以移動互聯、大數據及云計算等技術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“互聯網+”發展戰略,新一輪科技革命正在加速發展。智能網聯汽車可以提供更安全、更節能、更環保、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展方向和關注焦點。隨著汽車智能化、網聯化發展大潮的到來,“車聯網”“智能網聯汽車”等概念被反復提及。“車聯網”與“智能網聯汽車”的準確定義是什么?它們與“智能汽車”“智能交通”的關系又是如何?車聯網(Internetofvehicles,IOV)概念引申自物聯網(Internetofthings),實際上是一個國人自創的名詞,與其意義對應的英文詞匯包括connectedvehicles、vehiclenetworking等。國內曾經將“車聯網”與“遠程信息服務”(telematics)等同,將車輛看作一個簡單的信息收發節點,其只看到了車聯網在提供信息服務領域的作用,這是對車聯網的片面理解。實際上,現代汽車電子電器系統本身就構成了一個復雜的車內網絡系統,同時在車與車、車與路側設施、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成移動自組織車際網絡。因此,車聯網的完整定義應該是:以車內網、車際網和車云網為基礎,按照約定的體系架構及其通信協議和數據交互標準,在車—X(X指車、路、行人及移動互聯網等)之間進行通信和信息交換的信息物理系統。車聯網能夠實現的主要功能包括智能動態信息服務、車輛智能化控制和智能化交通管理等。智能網聯汽車是指搭載先進的車載傳感器、控制器和執行器等裝置,并融合現代通信與網絡技術,使車輛具備復雜環境感知、智能化決策與控制功能,能綜合實現安全、節能、環保及舒適駕駛的新一代智能汽車。智能網聯汽車是車聯網與智能汽車的交集。此外,車聯網還能夠為駕乘人員提供豐富的車載信息服務,并服務于汽車智能制造、電商、后市場和保險等各個環節。車聯網與智能汽車、智能交通的相互關系,如圖1-1所示。智能網聯汽車本身具備自主的環境感知能力。此外,它也是智能交通系統(intelligenttrafficsystem,ITS)的核心組成部分,是車聯網體系的一個結點,通過車載信息終端實現與人、車、路、互聯網等的無線通信和信息交換。智能網聯汽車集中運用了計算機、現代傳感、信息融合、模式識別、通信網絡及自動控制等技術,它是一個集環境感知、規劃決策和多等級駕駛輔助等于一體的高新技術綜合體,擁有相互依存的技術鏈和產業鏈體系。1.智能網聯汽車的技術鏈智能網聯汽車的技術鏈體系由傳感、決策、控制、通信定位及數據平臺等關鍵技術組成,主要包括以下幾項。一、智能網聯汽車的體系架構(1)先進的傳感技術,包括利用機器視覺的圖像識別技術,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,利用柔性電子/光子器件的駕駛員生理狀況檢測和監控技術等。

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

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

(5)數據平臺技術,包括非關系型數據庫架構、數據高效存儲和檢索、大數據的關聯分析和深度挖掘、云操作系統、信息安全保障機制等。2.智能網聯汽車的產業鏈

(1)先進的傳感器廠商,開發和供應先進的傳感器系統,包括機器視覺系統、雷達(激光雷達、毫米波雷達、超聲波雷達)系統等。(2)汽車電子供應商,研發智能駕駛技術并集中供應技術產品,如自動緊急制動(autonomousemergencybrake,AEB)、自適應巡航(adaptivecruisecontrol,ACC)系統等。(3)整車企業,提出產品需求,提供智能汽車平臺,開放車輛信息接口,進行集成測試。(4)車聯網相關的供應商,包括通信設備制造廠商、通信服務商、平臺運營商,以及內容提供商等。智能網聯汽車發展的第一階段是基于汽車感知與控制技術的先進駕駛輔助系統(advanceddriverassistancesystem,ADAS),這是智能網聯汽車發展的基礎階段;第二階段是應用信息通信技術(informationandcommunicationstechnology,ICT)實現車—X之間的信息共享與控制協同,即網聯化技術的應用;第三階段是自動駕駛和無人駕駛的實現,這是智能汽車發展的最終目標。目前,在全球范圍內,基于ADAS技術的產品已經開始大規模產業化,網聯化技術的應用已經進入大規模測試和產業化前期準備階段,而自動駕駛正處于樣車開發與小規模測試階段。

二、智能網聯汽車的三個發展階段ADAS技術是汽車智能化的基礎性技術,也是目前已經得到大規模產業化發展的技術,主要可分為預警技術與控制技術兩類。其中常見的預警類技術包括前向碰撞報警(forwardcollisionwarning,FCW)技術、車道偏離預警(lanedeparturewarning,LDW)技術、盲區監測(blindspotdetection,BSD)技術、駕駛員疲勞預警系統(driverfatiguemonitoringsystem,DMS)、全景環視(topview)技術和胎壓監測系統(tirepressuremonitoringsystem,TPMS)等。常見的控制類技術包括車道保持輔助系統(lanekeepingaidsystem,LKAS)、自動泊車輔助(autoparkingassist,APA)技術、自動緊急制動技術、自適應巡航控制技術等。美國、歐洲、日本等發達國家和地區已經開始將ADAS引入相應的新車評價體系。美國新車評價規程(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,而歐洲新車評價規程(E—NCAP)也從2014年起引入LDW/LKA與AEB系統的評價。從2014年起,汽車駕駛輔助技術已經成為獲取E—NCAP四星和五星的必要條件。同時,我國新車評價規程(C—NCAP)也正在考慮將駕駛輔助系統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法規推動ADAS的安裝。從2015年11月開始,歐洲新生產的重型商用車將強制安裝車道偏離預警系統及車輛自動緊急制動系統。從2016年5月起,美國各車企將被強制要求對其生產的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、歐各國及地區均有強制安裝胎壓監測系統的法規。2020年1月1日起,胎壓監測系統強制安裝法規開始執行,我國生產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(antilockbrakingsystem,ABS)構成汽車三大安全系統,可有效預防發生交通事故。從產業發展角度,目前ADAS核心技術與產品仍為國外公司所掌握,尤其是在基礎的車載傳感器與執行器領域,博世、德爾福、TRW、法雷奧等企業壟斷了大部分國內市場,一些臺資企業也占有一定的市場份額。近年來,國內也涌現了一批ADAS領域的自主企業,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。信息通信技術助推汽車智能化發展。信息通信技術與智能汽車的結合是近年來智能汽車得到快速發展的重要原因。通過現代通信與網絡技術,汽車、道路、行人等交通參與者都已經不再是“孤島”,而是智能交通系統中的信息節點。在美國、歐洲、日本等汽車技術發達的國家和地區,基于車聯網V2I/V2V技術的協同式輔助駕駛技術正在進行實用性技術開發和大規模試驗場測試。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等機構的支持下,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輛以上規模的示范測試。美國MTC建設了網聯自動駕駛測試模擬城市(M-City)。通過此示范測試,得到了車聯網技術能夠減少80%的交通事故的結論,其直接推動了美國政府宣布將強制安裝車-車通信系統以提高行駛安全。同時,此示范項目的開展,確定了美國在車聯網技術發展與標準制定領域的世界領導地位,對其智能汽車及相關產業的發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網技術的研究與應用示范。歐盟eCoMove項目展示了車聯網技術對于降低排放和提高通行效率的作用,綜合節油效果可達到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,驗證基于車聯網的智能安全系統。日本Smartway系統2007年開始使用,可提供導航、電子收費、信息服務、駕駛輔助等多種功能,基于車路協同的駕駛安全支援系統(drivingsafetysupportsystem,DSSS)2011年開始使用,可以提供盲區碰撞預警、信號燈預警、停止線預警等多種功能。我國清華大學、同濟大學等高校與長安汽車等企業合作,在國家“863項目”的支持下,開展了車路協同技術應用研究,并進行了小規模示范測試,各汽車企業也在開展初步研究。自2015年開始,在工信部的支持下,上海汽車城、中國汽車工程學會、清華大學、同濟大學和上海汽車等單位開始在上海建設智能網聯汽車示范區,旨在推動智能化與網聯化技術的成熟與應用。自動駕駛(automateddriving)是智能汽車發展的最終階段。按信息獲取渠道分,自動駕駛的實現方式包括自主式(autonomous)和網聯式(connected)兩種。根據應用對象不同,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路線,其技術源自美國國防部先進研究項目局(DARPA)。三、自動駕駛技術路線通過頂置激光雷達等復雜傳感系統對周圍環境做全面感知,形成高精度數字地圖,再根據高精度地圖進行軌跡規劃與車輛自主決策及控制。其傳感系統高昂的成本限制了商業化應用,同時傳感器的可靠性與車輛高速性能也有待驗證。類似的,我國軍事交通學院等單位研制的自動駕駛車輛也屬于軍用型方案,其優勢是不依賴結構化道路,對環境進行全面感知,可在全地形條件下“找路”。對于普通民用車輛而言,其行駛環境是相對穩定的結構化道路,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境感知系統的要求。這也是諸如奧迪、奔馳、沃爾沃等汽車企業在開發自動駕駛車輛中的基本出發點。可以采用較低成本的傳感器,充分借助V2V/V2I協同技術,進行有效的信息融合,以實現大規模商業化的自動駕駛,這是不同于谷歌汽車的自動駕駛技術路線。同時,由于汽車企業本身對于車輛結構、控制系統等的掌控,其自動駕駛汽車的傳感器集成度、可靠性、高速性能等往往優于IT企業開發的自動駕駛汽車。2015年7月,DARPA在最新發布的無人駕駛技術標準中,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方案,實現對車輛周邊環境的感知。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方案。(1)充分發揮體制優勢與后發優勢。充分發揮我國政府體制優勢,調動國家資源集中突破傳感器技術、高精度定位技術、車輛智能控制技術等智能網聯汽車核心關鍵技術,利用我國在長期演進(longtermevolution,LTE)、互聯網等產業中已有的局部優勢,結合我國北斗衛星定位系統等國家發展戰略資源,發展特色車聯網系統。同時發揮技術與產業的后發優勢,認真吸取發達國家發展的經驗教訓,少走彎路。四、加快推進汽車智能化與網聯化發展的思考(2)扶持智能汽車基礎技術與產業發展。目前我國智能汽車領域基礎技術與產品還十分薄弱,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等方面,核心技術與產品幾乎全被國外企業所掌握,亟需國家大力扶持。

(3)建設智能網聯汽車基礎數據交互平臺。目前網聯汽車并未實現真正“互聯”,各類企業級平臺,以及政府監管平臺數據互不聯通。基礎數據交互平臺通過標準的數據交互方式,與各企業級平臺及行業管理平臺實現互聯互通,實現大數據共享,提供基礎數據服務,有利于優化資源配置,并提高行業監管效率。(4)開展自主車聯網通信系統研發與應用示范。加快基于LTE的車聯網通信系統發展,加強車載LTE通信芯片、模組及設備的研發,實現與高精度車載定位芯片的集成。支持LTE—V等車聯網專用通信系統產業化,使其成為智能汽車中國標準體系的重要組成,以掌握標準主導權。盡快確定我國車聯網通信頻譜資源,扶持LTE—V芯片、設備與應用相關產業發展,打造完善的基于LTE的車聯網產業鏈。(5)認清自動駕駛的不同技術路線。分清以谷歌為代表的IT企業采用的軍用自動駕駛路線及奧迪、奔馳等汽車企業采用的民用自動駕駛路線的區別,明確自動駕駛車輛的應用定位和技術路線,推動自動駕駛汽車的開發與示范測試。(6)推進智能網聯汽車示范區建設與應用示范。智能網聯汽車示范區將極大地推動相關技術成熟與產業發展,為我國政府進行相關決策提供重要依據。同時,示范區的設立還有助于確立當地企業和研究機構在我國智能網聯汽車領域的引領地位,對促進區域經濟發展具有重要作用。(7)加快智能網聯汽車標準與規范建設。產業發展標準先行,尤其是網聯化技術的發展要求車車、車路、車與平臺之間交互時必須有標準的數據格式與協議。應加快研究確定我國智能網聯汽車專用短距離通信頻段及相關協議標準,規范車輛與平臺之間的數據交互格式與協議,制定車載智能設備與車輛間的接口標準,研究制定車輛信息安全相關標準。知識拓展隨著汽車的逐漸普及，交通系統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中最核心的環節，從美國交通系統發展歷史來看，汽車的智能化與網聯化是ITS的兩個重要研究領域。美國ITS的發展由政府主導完成。汽車智能化技術是提高車輛安全性、經濟性以及駕駛舒適性的主要技術手段，汽車網聯化是交通管理、信息服務的主要實現方式。進入21世紀，隨著電子、通信技術的進一步發展，汽車的智能化、網聯化逐步走向技術融合，形成了智能網聯化汽車。美國ITS的研究開發歷史可以追溯到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系統ERGS(ElectronicRouteGuidanceSystem)，由于在政策和資金等方面沒有繼續得到支持，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，冷戰的結束和軍轉民的需要，促使美國大張旗鼓的開展起了ITS的有關研究開發工作。知識鏈接二智能網聯汽車相關概念隨著全球汽車保有量的快速增長,能源短缺、環境污染、交通擁堵、事故頻發等現象日益突出,它們成為汽車行業健康可持續發展的限制因素。智能網聯汽車被公認為解決這些問題的有效方案,代表著汽車行業未來的發展方向。智能網聯汽車是新一輪科技革命背景下的新興產業,它能顯著改善交通安全,實現節能減排,減緩交通擁堵,提高交通效率,并拉動汽車、電子、通信、服務、社會管理等協同發展,對促進汽車產業轉型升級具有重大的戰略意義。與智能網聯汽車相關的概念有智能汽車、無人駕駛汽車、車聯網和智能交通系統等。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、執行器,通過車載感知系統和信息終端等裝置實現車、路、人等的信息交換,使車輛具備智能環境感知能力,能夠自動分析車輛行駛的安全及危險狀態,并使車輛按照人的意愿到達目的地,最終實現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的汽車,終極目標是無人駕駛汽車。智能汽車與網絡相聯便成為智能網聯汽車。一、智能汽車無人駕駛汽車是通過車載環境感知系統感知道路環境、自動規劃和識別行車路線并控制車輛到達目的地的智能汽車。它利用環境感知系統來感知車輛周圍環境,并根據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、導航定位、模式識別、機器視覺、智能控制等多種先進技術融合的綜合體。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境感知系統、中央決策系統及底層控制系統。無人駕駛汽車能夠實現完全自動的控制,全程檢測交通環境,能夠實現所有的駕駛目標。駕駛員只需提供目的地或者輸入導航信息,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絡化的終極發展目標。車聯網(Intenetofvehicles,IOV)是以車內網、車際網和車載移動互聯網為基礎,按照約定的體系架構及通信協議和數據交互標準,實現V2X(V代表汽車,X代表車、路、行人及應用平臺等)無線通信和信息交換,以實現智能化交通管理、智能動態信息服務和車輛智能化控制的一體化網絡,是物聯網技術在智能交通系統領域的延伸。車內網是指應用成熟的總線技術建立的一個標準化整車網絡;車際網是指基于特定無線局域網的動態網絡;車載移動互聯網是指車載單元通過4G/5G等通信技術與互聯網進行無線連接。三網融合是車聯網的發展趨勢。三、車聯網車聯網技術主要面向道路交通,為交通管理者提供決策支持,為車輛與車輛、車輛與道路提供協同控制,為道路參與者提供信息服務。車聯網是智能交通系統與互聯網技術發展的融合產物,是智能交通系統的重要組成部分,其更多表現在汽車基于現實中的場景應用,其目的主要停留在導航和娛樂系統的基礎功能階段,在主動安全和節能減排方面還有待開發。智能交通系統(intelligenttrafficsystem,ITS)是未來交通系統的發展方向,它是將先進的信息技術、計算機處理技術、數據通信技術、傳感器技術、電子控制技術、運籌學、人工智能等有效地集成應用于地面通信管理系統而建立的一種在大范圍內全方位發揮作用的,實時、準確、高效的綜合交通運輸管理系統。智能交通系統范圍包含道路上的車輛和各種交通設施,強調系統平臺通過智能化方式對交通環境下的車輛及交通設施進行智能化管理和控制,同時也提高了交通效率。智能交通系統是隨著車聯網技術的發展而不斷發展的,車聯網的終極目標就是智能交通系統。四、智能交通系統智能網聯汽車(intelligentconnectedvehicle,ICV)是一種跨技術、跨產業領域的新興汽車體系,從不同角度、不同背景對它的理解是有差異的,各國對智能網聯汽車的定義不同,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,智能網聯汽車是搭載先進的車載傳感器、控制器、執行器等裝置,并融合現代通信與網聯技術,實現V2X智能信息交換共享,具備復雜的環境感知、智能決策、協同控制和執行等功能,可實現安全、舒適、節能、高效行駛,并最終可代替人來操作的新一代汽車。五、智能網聯汽車從廣義上講,智能網聯汽車是以車輛為主題和主要節點,融合現代通信和網聯技術,使車輛與外部節點實現信息共享和協同控制,以達到車輛安全、有序、高效、節能行駛的新一代多車輛系統。智能網聯汽車、無人駕駛汽車、車聯網、智能交通系統有密切相關性,沒有明顯分界線。智能網聯汽車是智能交通系統中的智能汽車與車聯網的交集。智能網聯汽車是車聯網的重要組成部分,其技術進步和產業發展有利于支撐車聯網的發展。車聯網是智能網聯汽車、智能汽車的最重要載體。只有充分利用互聯網技術才能保障智能網聯汽車真正擁有充分的智能和互聯。智能網聯汽車更側重于解決安全、節能、環保等制約產業重要發展的核心問題。智能網聯汽車與車聯網應該并行推進、協同發展。智能網聯汽車依托于車聯網,不僅要通過技術創新連接互聯網,還能使V2X之間實現多種方式的信息交互與共享,進而提高智能網聯汽車的行駛安全性。智能網聯汽車本身具備自主的環境感知能力,也是智能交通系統的核心組成部分,是車聯網體系的一個節點,通過車載信息終端實現車、路、行人、業務平臺等之間的無線通信和信息交換。智能網聯汽車的聚焦點是在車上,發展重點是提高汽車的安全性,其終極目標是無人駕駛;而車聯網的聚焦點是建立一個比較大的交通體系,發展重點是給汽車提供信息服務,其終極目標是智能交通系統;無人駕駛汽車是汽車智能化與互聯網的完美結合。智能網聯汽車技術路線主要分為基于傳感器的車載式技術路線和基于車輛互聯的網聯式技術路線兩種。1.基于傳感器的車載式技術路線

它基于先進傳感技術與傳統汽車制造業的深度融合,主要是使用先進的傳感器,如立體攝像機和雷達,結合驅動器、控制單元及軟件,形成先進駕駛輔助系統,使得汽車能夠監測和應對周圍的環境。該技術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,技術發展較為成熟。這種基于傳感器的系統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。主要原因是要創建車輛環境的360°視圖,必須配置更多的傳感器組合,成本較高。六、智能網聯汽車的技術路線2.基于車輛互聯的網聯式技術路線它表現為互聯網思維對傳統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網企業。這類企業重點開發車載信息系統,并與汽車廠商合作開發推廣導航、語言識別、娛樂、安全等方面的應用程序和應用技術。該方案使用短程無線通信技術來實現車輛與車輛(V2V)、車輛與道路基礎設施(V2I)之間的實時通信,能充分發揮短程無線通信快速部署、低延遲、高可靠等優點,對于主動安全應用尤為重要。但該方案對道路基礎設施的要求較高。另一種方案是使用遠程無線通信技術及現有的基礎設施以獲得更大的通信范圍,但存在響應延遲、帶寬不足等問題,制約了在主動安全領域的應用。車載式技術路線難以實現V2V、V2I之間的通信,大規模應用成本較高,并且缺少城市環境的全方位掃描,網聯式技術路線則受限于無法實現車輛與行人(V2P)之間的通信,需要較大的基礎設施投資,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。對于智能網聯汽車,車載式技術和網聯式技術將走向技術融合,通過優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。實現這種技術融合需要更先進的定位技術、更高分辨率的地圖自動生成技術、可靠而直觀的人機交互界面,以及相關標準、法規等。知識拓展智能網絡汽車的定義：當前比較公認的“智能網聯汽車”的定義是：搭載先進的車載傳感器、控制器、執行器等裝置，并融合現代通信與網絡技術，實現車與X（人、車、路、后臺等）智能信息的交換共享，具備復雜的環境感知、智能決策、協同控制和執行等功能，可實現安全、舒適、節能、高效行駛，并最終可替代人來操作的新一代汽車。車聯網（智能網聯汽車）產業是汽車、電子、信息通信、道路交通運輸等行業深度融合的新型產業形態，可以說是移動互聯、大數據及云計算等為代表的新一輪科技革命正推動著傳統制造業向智能制造轉型升級的代表性產業。無論是對于國民經濟，科技進步還是社會生活都有著深刻的影響。智能網聯汽車可以提供更安全、更舒適、更節能、更環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的重要環節，是構建綠色汽車社會的核心要素，其意義不僅在于汽車產品與技術的升級，更有可能帶來汽車及相關產業全業態和價值鏈體系的重塑。知識鏈接三智能網聯汽車技術分級各主要國家對智能網聯汽車技術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、美國關于智能網聯汽車的技術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,在任何時刻,駕駛員都單獨控制汽車的運行,包括制動、轉向、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,車輛具備一種或多種輔助控制技術,如倒車影像與倒車雷達、電子穩定控制系統、車道偏離預警系統、正面碰撞預警系統、定速巡航系統,以及汽車并線輔助系統等,這些輔助控制系統獨立工作,在特定情況下,通過對車輛運行狀況及運行環境的檢測,提示駕駛員駕駛相關信息或警告駕駛員駕駛中可能出現的危險,方便駕駛員在接到提示或警告后及時做出反應。相對于其他發展階段,這一階段的技術發展已經很成熟,已經成為一些汽車的標準配置,隨著成本的降低,其應用范圍將逐步擴大。(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。車輛至少有兩種先進駕駛輔助系統,而且這些系統能同時工作,如自適應巡航控制系統和車道保持輔助系統的功能相結合,在一定程度上協助駕駛員控制車輛。這一階段也是當前處于并在快速發展的階段,在未來幾年中,將有更多的駕駛輔助系統應用在量產車上。2級和1級的主要區別: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。在特定的道路環境下(高速公路、城郊和市區),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境的變化以檢測是否返回駕駛員駕駛模式。現階段已經提出的高度自動駕駛技術有堵車輔助系統、高速公路自動駕駛系統和泊車引導系統等。目前,高度自動駕駛技術尚未應用在量產車型上,在未來幾年,部分技術的應用將會實現量產。3級和2級的主要區別:3級在自動駕駛條件下,駕駛員不必時常監視道路,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,駕駛員在任何時候都不能獲得控制權。駕駛員只需提供目的地信息或者進行導航輸入,整個駕駛過程無須駕駛員參與。車輛能在全工況、全天候環境下完全掌握所有與安全有關的駕駛功能,并監視道路環境,完全自動駕駛的實現將意味著自動駕駛汽車真正駛入了人們的生活,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、辦公、娛樂和休息等。完全自動駕駛汽車受到政策、法律等相關條件的制約,真正實現量產還任重道遠。駕駛自動化級別越高,應用的先進駕駛輔助系統越多,車輛系統的集成度與融合度越高,軟件控制的重要性越大。德國聯邦公路研究院把智能網聯汽車發展劃分為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,駕駛員需要持續監控車輛駕駛輔助系統的提示,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持續監控,駕駛輔助系統可以在某些狀態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,真正實現無人駕駛。二、德國關于智能網聯汽車的技術分級中國把智能網聯汽車發展劃分為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、環島繞行等市區簡單工況;還適用于高速公路及市區無車道干涉路段上換道、泊車、環島繞行、擁堵跟車等操作。三、中國關于智能網聯汽車的技術分級(3)有條件自動駕駛階段(conditionalautomaticdriving,CA)。由無人駕駛系統完成所有駕駛操作,根據系統請求,駕駛員需要提供適當的干預。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無車道干涉路段上換道、泊車、環島繞行、擁堵跟車等操作。(4)高度自動駕駛階段(highautomaticdriving,HA)。由無人駕駛系統完成駕駛員能夠完成的所有駕駛操作,特定環境下系統會向駕駛員提出響應請求,駕駛員可以對系統請求不進行響應。其適用于有車道干擾路段(交叉路口、車流匯入、擁堵區域、人車混雜交通流等市區復雜工況)上的全部操作。(5)完全自動駕駛階段(fullautomaticdriving,FA)。無人駕駛系統可以完成駕駛員能夠完成的所有道路環境下的操作,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的角度來看,可以分為駕駛員擁有車輛全部控制權、駕駛員擁有車輛部分控制權、駕駛員不擁有車輛控制權3種形式。當駕駛員擁有車輛部分控制權時,車輛ADAS的配置和技術成熟程度,決定駕駛員擁有車輛控制權的多少,ADAS裝備越多,技術越成熟,駕駛員擁有的車輛控制權就越少,車輛自動駕駛程度就越高。知識拓展知識鏈接四智能網聯汽車的應用智能網聯汽車在安全行駛、節能環保、商務辦公、信息娛樂等方面有著廣泛的應用前景。一、在安全行駛方面的應用

安全行駛是智能網聯汽車的主要功能,它通過環境感知技術、無線通信技術和網絡技術等,綜合采用諸如交叉路口的協同駕駛、車輛交通預警、道路危險預警、碰撞預警、交通信息提示等技術手段來減少道路交通事故,保障車輛的安全行駛。1.交叉路口協同駕駛交叉路口協助駕駛是智能網聯汽車最典型的應用之一,它包括:交通信號信息的發布,即通過V2I通信系統,向接近交叉路口的車輛發布信息相位和配時信息,判斷汽車在剩余綠燈時間內是否能安全通過交叉路口,提醒駕駛員不要危險駕駛,并協助駕駛員做出正確判斷,控制車速,防止在交叉路口發生碰撞事故;盲點區域圖像提供,即通過V2I通信系統,向交叉路口準備停車或者準備轉彎的車輛提供盲點區域的圖像,進而防止直角碰撞事故和有轉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,向接近交叉路口的車輛發布人行道及其周圍的行人、非機動車信息,以防止事故發生;交叉路口車輛啟停信息服務,即在交叉路口通過V2I通信系統,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、轉彎等行為的相應信息和正常狀態下行車消息等,可以避免或減輕交通事故,并可輔助車輛駕駛。3.道路危險預警

在道路危險地段,車輛協同系統可以提供:車輛安全輔助駕駛信息服務,即路側單元檢測前方道路是否發生交通堵塞、突發事件或存在路面障礙物,并通過V2I通信系統向駕駛員提供實時道路信息;路面信息發布服務,即向過往車輛發布路面狀況信息,提醒駕駛員注意減速,防止事故發生;最優路徑導航服務,即路側單元檢測到前方道路擁堵嚴重,通過V2I、V2V通信系統和車載信息顯示系統,提醒駕駛員避開擁堵道路,并為其選擇最佳的行駛路徑。4.碰撞預警當檢測到車輛存在碰撞風險時,通過V2V、V2I通信系統向車輛發送危險信息,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生橫向碰撞等。5.交通信息提示向車輛發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,而且從發現到采取應對措施時間短,容易造成交通事故和交通違章。借助V2I技術,路側單元將道路限速、限行、信號燈狀態等傳輸到車載單元上,車載單元根據這些信息及早產生提示信息,如超速提醒、執行提醒等,增加駕駛的舒適性,降低交通違章數量。如安裝車道保持輔助系統的智能網聯汽車,當車輛偏離行駛道路時,通過道路識別,系統啟動介入,將車輛導回原車道,以免發生交通事故。智能網聯汽車通過雷達、機器視覺等提前預知交通控制信號、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濟型駕駛策略,最終實現車輛的節能與環保行駛。智能網聯汽車在連續交叉路口通行系統中,通過獲取交通信號燈信息、位置信息、車流匯入信息等,車載單元計算出優化的車速,控制電子油門和制動系統,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,整個系統可在保障車輛通行效率的前提下,提高車輛燃油經濟性,減少尾氣的排放。二、在節能環保方面的應用智能網聯汽車可以讓人們在行進的汽車內隨時隨地購物和支付,應用場景包括網上商場、快餐店、加油站及停車場等。

另外,智能網聯汽車可以利用無線通信技術和網聯技術進行文件傳輸、視頻對話、會議交流等。這樣,它就成了移動的辦公室。三、在商務辦公方面的應用智能網聯汽車可以提供各種信息、娛樂、預約、應急服務等。其中,信息包括車輛信息、路況信息、交通信息、導航信息、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;預約包括活動預約、設施預約、餐廳預約、住宿預約、機票預約、保養預約等;應急服務包括道路救援、救護、消防、保險等。隨著各種專用車載App的開發,智能手機和車載單元相互連接,信息互聯得以實現。總之,智能網聯汽車是無人駕駛汽車發展進程中的產品,它的應用主要在安全行駛和信息服務等方面,隨著智能網聯汽車向無人駕駛汽車靠近,其應用范圍會逐漸擴大,最終將顛覆人們目前的生活方式。四、在信息娛樂方面的應用知識拓展前方急彎提醒道路施工提醒紅綠燈車速引導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“博鰲智能網聯汽車及5G應用試點項目”，那么該試點項目建設情況如何？都有哪些具體應用場景呢？省工業和信息化廳相關負責人3月23日專門向海南日報記者作了解答。該負責人表示，“博鰲智能網聯汽車及5G應用試點項目”集聚了國內智能網聯汽車自主品牌，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、聯通等通信運營商，華為等設備及方案提供商，在博鰲樂城完成了智能網聯汽車及5G應用所需的車輛車路協同功能改造，開展車路協同道路及路側基礎設施建設，以及5G基站及傳輸網絡建設。據悉，該項目實現了一系列智能網聯汽車典型應用場景，如前方急彎提醒、道路施工提醒、紅綠燈車速引導、緊急車輛避讓，以及5G應用展示，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。知識鏈接五智能網聯汽車的系統構成和關鍵技術智能網聯汽車由環境感知層、智能決策層,以及控制與執行層組成。1.環境感知層環境感知層的主要功能是通過車載環境感知技術、衛星定位技術、4G/5G及V2X無線通信技術等,實現對車輛自身屬性和車輛外在屬性(如道路、車輛和行人等)靜、動態信息的提取和收集,并向智能決策層輸送信息。環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、智能網聯汽車系統構成2.智能決策層智能決策層的主要功能是接收環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行的操作,并向控制與執行層輸送指令。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.控制與執行層

控制與執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同控制,并為智能網聯汽車提供道路交通信息、安全信息、娛樂信息、救援信息,以及商務辦公、網上消費服務等,保障汽車安全行駛和舒適駕駛。控制與執行層包括制動與驅動控制、轉向控制、擋位控制、協同控制、安全預警控制、人機交互控制等。1.環境感知技術環境感知包括車輛本身狀態感知、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,車輛本身狀態感知主要檢測行駛速度、行駛方向、行駛狀態、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、側方的車輛情況,以及交叉路口被障礙物遮擋的車輛,避免發生碰撞。二、智能網聯汽車的關鍵技術在復雜路況下,單一傳感器無法完成全部環境感知,必須整合各種類型的傳感器,利用傳感器融合技術,才能為智能網聯汽車提供更加真實可靠的環境信息。車輛感知技術示意圖如圖1-2所示。環境感知技術示意圖如圖1-3所示。2.無線通信技術長距離無線通信技術用于提供即時的互聯網接入,主要用4G/5G技術,特別是5G技術,有望成為車載長距離無線通信專用技術。短距離無線通信技術有專用短程通信(dedicatedshortrangecommunication,DSRC)技術、藍牙、Wi-Fi等,其中DSRC技術重要性較高且亟須發展,它可以實現在特定區域內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、語音和數據信息等。無線通信技術示意圖,如圖1-4所示。3.智能互聯技術當兩車距離較遠或被障礙物遮擋而無法直接通信時,可以通過路側單元進行信息傳遞,構成一個無中心、完全自組織的車載自組織網絡。車載自組織網絡依靠短距離無線通信技術實現V2V、V2I通信。它使在一定通信范圍內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據,并通過自動連接建立起一個移動的網絡,典型的應用包括行駛安全預警、交叉路口協同駕駛、交通信息發布,以及基于通信的縱向車輛控制等。4.車載網絡技術

目前,汽車上廣泛應用的網絡有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用進入汽車中,如ADAS、360°全景泊車系統和藍光DVD播放系統等,它們的傳輸速率和帶寬已無法滿足需要。以太網最有可能在智能網聯汽車環境下工作,它采用星形連接架構,每一個設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,以太網還可以順應未來汽車行業的發展趨勢,即開放性、兼容性原則,從而很容易地將現有的技術應用到新的系統中。車載網絡技術示意圖如圖1-5所示。5.先進的駕駛輔助技術先進的駕駛輔助技術通過車輛環境感知技術和自組織網絡技術對道路、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,傳輸給執行機構,保障車輛安全行駛。先進的駕駛輔助技術是智能網聯汽車重點發展的技術,其成熟程度和使用多少代表了智能網聯汽車的技術水平,是其他關鍵技術的具體應用體現。6.信息融合技術

信息融合是指在一定準則下,利用計算機技術對多源信息進行分析和綜合,以滿足不同應用的分類要求而進行的處理過程,該技術主要用于對多源信息進行采集、傳輸、分析和綜合,將不同數據源在時間和空間上的冗余或互補信息依據某種準則進行組合,產生出完整、準確、及時、有效的綜合信息。因為智能網聯汽車采集和傳輸的信息種類多、數量大,所以必須采用信息融合技術才能保障實時性和準確性。7.信息安全與隱私保護技術智能網聯汽車接入網絡的同時,也帶來了信息安全的問題,在應用中每輛車及其車主的信息都將隨時隨地地傳輸到網絡中被感知,這種顯露在網絡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聯汽車體系的安全,因此在智能網聯汽車中,必須重視信息安全與隱私保護技術的研究。8.人機界面技術

人機界面(humanmachineinterface,HMI)技術,尤其是語音控制、手勢識別和觸摸屏技術,在全球未來汽車市場上將被大量采用。智能網聯汽車人機界面設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。智能網聯汽車人機界面應集成車輛控制、功能設定、信息娛樂、導航、車載通信等多項功能,方便駕駛員快捷地查詢、設置、切換車輛系統的各種信息,從而使車輛達到理想的運行和操縱狀態。未來車載信息顯示系統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,允許用戶根據不同的操作、不同的功能進行自由切換。知識拓展“智能網聯汽車是全球汽車產業未來發展的方向，跨行業、跨領域的合作創新，和更加開放、包容的國際合作，是智能網聯汽車發展的時代特征。”苗圩表示，工信部愿與社會各界一道，加強溝通交流，深化開放合作，共同開創智能網聯汽車產業發展的新局面。（經濟日報-中國經濟網記者張羽）知識鏈接六智能網聯汽車的發展前景在汽車產業方面,我國總體水平處于國際領先地位,自主品牌市場份額逐年提高,關鍵零部件供給能力明顯增強,新能源汽車產業體系日漸完善,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展奠定了堅實的基礎。在網絡通信方面,我國互聯網、信息通信等領域涌現出一批世界級領軍企業,移動通信和互聯網運營服務能力位居世界前列,也為我國智能汽車的發展積蓄了重要力量。隨著智能汽車、智能駕駛乃至智能交通的全面發展,我國交通也將逐漸實現智能化管理,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,在自動駕駛級數由L4演進到L5級時將實現真正意義上的無人駕駛。屆時,智能網聯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、超速等人為因素導致的交通事故,從而大幅改善交通安全。根據谷歌無人駕駛汽車團隊的統計,一輛傳統汽車約96%的時間處于空閑狀態,利用率較低,無人駕駛汽車可以按照預約順序依次供需要的人使用,因此可以更好地統籌安排對車輛的利用,提高車輛的使用率,減少車輛消費總量,最終有效地降低碳排放。另外,智能網聯汽車可以根據實時路況自動選擇到達目的地的最優路徑,從而降低能源消耗。一、智能網聯汽車開啟交通運輸業新模式智能網聯汽車是汽車技術與信息技術、智能技術等新興技術的融合,發展智能網聯汽車能夠帶動大數據、云計算、信息通信、人工智能及移動互聯網等技術的發展,為我國引領新一輪科技革命和產業革命奠定基礎。隨著車聯網技術最終實用性測試和無人駕駛實用化技術開發的進行,逐步建設相應的通信、道路基礎設施,為協調式輔助駕駛技術和無人駕駛技術的大規模推廣應用奠定基礎。同時,依靠我國自主研發或使用其他算法平臺,結合國內大量的相關技術儲備,對智能駕駛系統優化升級。隨著這些技術的逐漸應用,智能無人駕駛將逐步得以實現。二、推動新興技術的應用與發展要真正實現汽車的網聯化發展,需要政府在基礎設施方面的大力支持。我國已經制定了“推進‘互聯網+’便捷交通,促進智能交通發展的實施方案”。該方案指出,在未來,我國將會加強交通基礎設施網絡基本狀態、交通工具運行運輸組織調度的信息采集,形成動態感知、全面覆蓋、互聯的交通運輸運行監控體系;同時推廣應用集成短程通信、電子標識、高精度定位、主動控制等功能的智能車載設施;建設智能路側設施,提供網絡接入、行駛引導和安全告警等服務;加強車路協同技術應用,推進自主感知全自動駕駛車輛研發,根據技術成熟程度逐步推動應用。三、促進相關基礎設施的建設只有在真正實現車-車通信、車-路通信,以及車內聯網等網聯化之后,才能在將來真正實現智能無人駕駛。未來,車載式技術和網聯式技術將走向技術融合,通過優勢互補,提供安全性更好、自動化程度更高、使用成本更低的智能汽車解決方案。總之,汽車的智能化、網聯化的發展趨勢銳不可當。車內信息安全不可忽視,智能交通及智能網聯汽車雙系統架構是未來提高無人駕駛安全性能的首選方案。國家對這方面大力支持,包括建設網聯化的公共交通設施,實現人與車、車與車、車與交通公共設施之間的互聯,真正實現汽車網聯化。智能網聯汽車創新戰略的發布應該是把路網設施、網絡服務等環境優勢與汽車相結合,形成汽車產業的智能化整合,智能移動空間和智能生活的發展潛力巨大,充分挖掘發揮這些潛力,將大力推進我國建成智能網聯汽車強國。在新一輪技術革命方興未艾、互聯網浪潮風起云涌、全球能源危機加重,以及汽車排放引發環境問題的時代背景下,智能化、網聯化、新能源化已然成為未來全球汽車行業發展的必然趨勢。實施地點和要求:智能網聯汽車實訓室;智能網聯汽車整車性能良好,工作正常。實施時間和目標:按照教學計劃的安排;了解智能網聯汽車的結構和特點。教學要求:根據教學計劃要求將學生分成若干小組,每小組5人,使用智能網聯汽車運行控制系統,指導教師先講解并現場演示,學生再動手操作。項目實施根據智能無人駕駛汽車需要完成的自主導航和實時運動控制的要求,在研究工作中以普通汽車為基礎搭建軟、硬件系統,改裝目標為一輛在野外復雜環境下能夠自主導航行駛的智能無人駕駛汽車。搭建成的智能無人駕駛汽車實驗平臺,如圖1-6所示。拓展知識知識鏈接智能無人駕駛汽車實驗平臺功能認知該實驗平臺包括智能無人駕駛汽車的硬件系統和軟件系統。對于智能無人駕駛汽車來說,硬件系統主要包括汽車車體、傳感器系統、計算機系統,以及電控系統等。(1)傳感器系統。該智能無人駕駛汽車的傳感器主要用來感知周圍環境信息,以及車體自身狀態信息。傳感器系統主要包括激光雷達、慣性導航、攝像頭等。(2)計算機系統。智能無人駕駛汽車上的計算機系統按照其負責的功能可以分成兩個部分:上層自主導航計算機和底層實時運動控制計算機。本車底層實時運動控制計算機采用的是一臺由研華公司生產的無風扇嵌入式工業計算機UNO2178A。(3)電控系統。為了保證智能無人駕駛汽車在自主行駛及熄火調試時的整車系統性能及續航能力,在其后部添加了兩塊68Ah鉛酸蓄電池作為設備電瓶,從車載點火電瓶連接至設備電瓶,在自主行駛過程中給設備電瓶充電,從而提高整車的系統性能和續航能力。本項目以智能網聯汽車整體認知為載體,通過實際操作控制智能網聯汽車并感受其效果,激發學生學習智能網聯汽車課程的興趣,使學生明確本課程的學習任務,以加深對智能網聯汽車關鍵技術的理解,為后面的學習打下堅實的基礎。小結習題及思考題習題及思考題知識拓展智能網聯汽車不僅是汽車本身的技術，更是“傳統工業經濟+數字經濟+智能經濟”融合的產物。智能網聯汽車的技術要素組成大致可以分為50%左右的網絡技術和信息技術（比如數字化技術、互聯網技術、物聯網技術、云計算、邊緣計算、大數據等）、30%左右的人工智能技術以及20%左右的汽車制造技術。所以智能網聯汽車80%是非工業經濟時代的產物。知識拓展THANKYOU謝謝聆聽智能網聯汽車先進的傳感器技術項目二學生通過本項目的學習,了解智能網聯汽車先進的傳感器技術的分類、工作原理和應用,提高自身對智能網聯汽車先進的傳感器技術的學習興趣。學生通過對智能網聯汽車先進的傳感器技術的總體認知,初步了解智能網聯汽車先進的傳感器技術的學習內容,同時加深對智能網聯汽車先進的傳感器技術知識的理解。【項目要求】知識鏈接一汽車傳感器概述汽車傳感器作為汽車電子控制系統的信息源,把汽車運行中各種工況信息轉化成電信號輸送給中央控制單元,再經過分析和處理傳輸給執行單元,使汽車發揮最佳性能。

汽車傳感器具有以下特點。一、汽車傳感器的特點(1)適應性強,耐惡劣環境。汽車行駛環境復雜,有低于-40℃的極寒地區,有超過40℃的酷熱地區,也有海拔5000m以上的高原地區。因此,要求汽車傳感器具有極強的環境適應性,要能在這些特殊環境下正常工作。另外,汽車傳感器還應具有很好的密封性、耐潮濕性、抗腐蝕性等。

(2)抗干擾能力強。汽車傳感器除了能夠適應外界的惡劣環境之外,也要能夠抵抗來自汽車內部的各種干擾。例如,發動機工作時的高溫、汽車行駛時的振動、汽車電源產生的高壓電脈沖等,都會對傳感器信號產生干擾,因此汽車傳感器必須能夠抵抗汽車產生的各種干擾。(3)穩定性和可靠性高。汽車傳感器特性對汽車電子控制系統有非常大的影響,因此其必須具有高穩定性和高可靠性。

(4)性價比高,適應大批量生產。隨著汽車越來越電子化、智能化、網絡化、無人化,汽車所用傳感器越來越多,達到數百個,這就要求汽車傳感器必須性價比高,否則難以大批量生產、推廣使用。知識拓展汽車傳感器特點①適應性強，耐惡劣環境②抗干擾能力強③穩定性和可靠性高④性價比高，大批量生產汽車傳感器有很多種分類方法,如有按測量對象劃分的,有按工作原理劃分的,有按功能劃分的,有按使用區域劃分的,但目前還沒有統一的分類方法。1.按測量對象劃分

汽車傳感器按測量對象可以分為溫度傳感器、壓力傳感器、流量傳感器、氣體濃度傳感器、位置傳感器、轉速傳感器、加速度傳感器、距離傳感器等。

(1)溫度傳感器。溫度傳感器主要用于檢測發動機溫度、吸入氣體溫度、冷卻水溫度、燃油溫度、環境溫度等。二、汽車傳感器的分類(2)壓力傳感器。壓力傳感器主要用于檢測氣缸負壓、大氣壓、渦輪發動機升壓比、氣缸內壓、油壓等。

(3)流量傳感器。流量傳感器主要用于檢測發動機空氣流量和燃料流量等。(4)氣體濃度傳感器。氣體濃度傳感器主要用于檢測車輛內氣體和廢氣排放等。

(5)位置傳感器。位置傳感器主要用于檢測曲軸轉角、節氣門開度、制動踏板位置、車輛位置等。(6)轉速傳感器。轉速傳感器主要用于檢測發動機轉速、車輪轉速和行駛車速等。(7)加速度傳感器。加速度傳感器主要用于測量縱向加速度、橫向加速度、垂直加速度等。

(8)距離傳感器。距離傳感器主要用于測量汽車行駛的距離,以及汽車至障礙物的距離等。2.按工作原理劃分

汽車傳感器按工作原理可以分為電阻式傳感器、電容式傳感器、電感式傳感器、壓電式傳感器、電磁式傳感器、熱電式傳感器、光電式傳感器、電化學式傳感器等。(1)電阻式傳感器。電阻式傳感器是將被測量變化轉換成電阻變化的傳感器,如空氣流量傳感器、壓力傳感器、節氣門位置傳感器等。(2)電容式傳感器。電容式傳感器是將被測量變化轉換成電容量變化的傳感器,如機油傳感器、碰撞傳感器、燃油液位傳感器等。(3)電感式傳感器。電感式傳感器是將被測量變化轉換成電感量變化的傳感器,如位置傳感器、爆燃傳感器、加速度傳感器等。(4)壓電式傳感器。壓電式傳感器是將被測量變化轉換成由于材料受機械力產生靜電電荷或電壓變化的傳感器,如進氣壓力傳感器、減震器傳感器等。(5)電磁式傳感器。電磁式傳感器是指利用磁通量的變化,將被測量在導體中轉換成電信號變化的傳感器,它利用導體和磁場發生的相對運動而在導體兩端輸出感應電勢,如發動機轉速傳感器、車輪轉速傳感器、轉向盤轉角傳感器等。(6)熱電式傳感器。熱電式傳感器是將被測量變化轉換成熱生電動勢變化的傳感器,如水溫傳感器、空氣流量傳感器、進氣溫度傳感器等。(7)光電式傳感器。光電式傳感器是將光通量轉換成電量的傳感器,如曲軸位置傳感器、紅外傳感器等。

(8)電化學式傳感器。電化學式傳感器是利用被測量的電化學反應,將其變化轉換成電位或者電導率變化的傳感器,如氧傳感器、濕度傳感器等。3.按功能劃分

汽車傳感器按功能可以分為汽車控制用傳感器和汽車性能檢測用傳感器。(1)汽車控制用傳感器。汽車控制用傳感器又可以分為發動機控制系統用傳感器,如流量傳感器、壓力傳感器、氣體濃度傳感器、溫度傳感器、爆燃傳感器等;底盤控制系統用傳感器,如懸架控制用傳感器、防抱死制動系統傳感器、驅動防滑系統(accelerationslipregulation,ASR)傳感器、車身電子穩定系統(electronicstabilityprogram,ESP)傳感器、自適應巡航控制系統傳感器、車道偏離預警系統傳感器、車道保持輔助系統傳感器、汽車并線輔助系統傳感器、汽車自動緊急制動輔助系統傳感器、自動泊車輔助系統傳感器等;車身控制用傳感器,如汽車姿態控制傳感器、智能空調傳感器、安全氣囊傳感器、汽車自適應前照明系統傳感器、汽車夜視輔助系統傳感器、汽車平視顯示系統傳感器等;導航控制用傳感器,如微機械陀螺儀、電子羅盤等。汽車控制用傳感器經常把一個傳感器用于多個控制系統。(2)汽車性能檢測用傳感器。汽車性能檢測用傳感器主要包括汽車動力性能檢測傳感器、汽車燃料經濟性檢測傳感器、汽車制動性能檢測傳感器、汽車操縱穩定性檢測傳感器、汽車行駛平順性檢測傳感器、汽車燈光檢測傳感器、輪胎壓力檢測傳感器等。4.按使用區域劃分

汽車傳感器按使用區域可以分為發動機傳感器、底盤傳感器、車身傳感器、電氣傳感器、導航傳感器等。

(1)發動機傳感器。如流量傳感器、壓力傳感器、氣體濃度傳感器、溫度傳感器、爆燃傳感器等。(2)底盤傳感器。如懸架控制用傳感器、ABS傳感器、ASR傳感器、ESP傳感器。(3)車身傳感器。如汽車姿態控制傳感器、智能空調傳感器、安全氣囊傳感器、汽車自適應前照明系統傳感器、汽車夜視輔助系統傳感器、汽車平視顯示系統傳感器等。(4)電氣傳感器。如智能空調傳感器、環境溫度傳感器、汽車燈光檢測傳感器等。

(5)導航傳感器。如微機械陀螺儀、電子羅盤等。未來汽車傳感器技術研究領域將主要涉及力學傳感器技術、影像傳感器技術、安全防衛傳感器技術、電化學或磁方法傳感器技術等方面。汽車傳感器技術的發展趨勢是微型化、多功能化、集成化、智能化、網絡化。(1)微型化。微型傳感器具有體積小、成本低、可靠性高等優點,而且它還可以通過微機械加工技術和微米/納米技術,將微傳感器、微執行器,以及信號和數據處理裝置集成在一個微系統中,以提高系統測試精度,使測量變得更加精準。三、汽車傳感器的發展趨勢(2)多功能化。多功能化是指一個傳感器能檢測2個或2個以上的特性參數或者化學參數,從而減少汽車傳感器數量,提高系統可靠性。(3)集成化。集成化是指利用集成電路制造技術和精細加工技術制作成集成式傳感器。(4)智能化。智能化是指傳感器與大規模集成電路相結合,帶有CPU,具有智能作用,以減少ECU的復雜程度,減小其體積,并降低成本。(5)網絡化。隨著