網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)

一、智能網(wǎng)聯(lián)汽車基本內(nèi)涵1）概念層面的理解汽車是指?jìng)鹘y(tǒng)意義的汽車，包含今天廣義上的新能源汽車；網(wǎng)聯(lián)汽車是指在汽車的基礎(chǔ)上，彼此能通信的汽車；智能網(wǎng)聯(lián)汽車是指網(wǎng)聯(lián)汽車基礎(chǔ)上，具備智慧（有學(xué)習(xí)、判斷、決策）能力的汽車。理解：汽車還是汽車，這是沒有改變的部分；智能網(wǎng)聯(lián)汽車是新時(shí)代的汽車，這是變的部分。傳統(tǒng)汽車由人駕駛，彼此之間沒有“會(huì)話”（通信）功能，更沒有判斷（決策）能力。2）術(shù)語層面的表述智能網(wǎng)聯(lián)汽車是指搭載先進(jìn)的車載傳感器、控制器、執(zhí)行器等裝置（注：硬件系統(tǒng)），并融合現(xiàn)代通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)車與 X（車、路、人、云等）智能信息交換、共享（注：對(duì)外通信系統(tǒng)），具備復(fù)雜環(huán)境感知、智能決策、協(xié)同控制等功能（注：軟件系統(tǒng)），可實(shí)現(xiàn)安全、高效、舒適、節(jié)能行駛，并最終實(shí)現(xiàn)替代人來操作的新一代汽車（注：功能）。理解：智能網(wǎng)聯(lián)汽車由軟件和硬件兩部分組成，i）硬件細(xì)分3個(gè)部分：傳感器、控制器、執(zhí)行器等裝置；ii）軟件：在現(xiàn)代通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的支持下，具有環(huán)境感知、智能決策、協(xié)同控制等功能；發(fā)展智能網(wǎng)聯(lián)汽車最終目的是：實(shí)現(xiàn)替代人工操作的新一代汽車；發(fā)展智能網(wǎng)聯(lián)汽車的基本要求：安全、高效、舒適、節(jié)能二、智能網(wǎng)聯(lián)汽車概念的位置關(guān)系智能網(wǎng)聯(lián)汽車、智能汽車與車聯(lián)網(wǎng)、智能交通等概念間的相互關(guān)系，如圖 1 所示。智能汽車隸屬于智能交通，智能網(wǎng)聯(lián)汽車是智能交通與車聯(lián)網(wǎng)的交集。圖 1 智能網(wǎng)聯(lián)汽車是智能交通與車聯(lián)網(wǎng)的交集理解：智能網(wǎng)聯(lián)汽車、智能汽車與車聯(lián)網(wǎng)、智能交通是4個(gè)概念，不能混淆；智能交通是一個(gè)種概念，智能汽車、智能網(wǎng)聯(lián)汽車是智能交通2個(gè)屬概念，智能交通與車聯(lián)網(wǎng)彼此之間有交集，這個(gè)部分是智能網(wǎng)聯(lián)汽車。三、發(fā)展智能網(wǎng)聯(lián)汽車的時(shí)代意義智能網(wǎng)聯(lián)汽車是國際公認(rèn)的是未來的發(fā)展方向；智能網(wǎng)聯(lián)汽車的初級(jí)階段，有助于減少 30% 左右的交通事故，交通效率提升 10%，油耗與排放分別降低 5%；智能網(wǎng)聯(lián)汽車的終極階段，完全避免交通事故，提升交通效率 30% 以上，并最終能把人從枯燥的駕駛?cè)蝿?wù)中解放出來。一句話，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。四、智能網(wǎng)聯(lián)汽車4個(gè)發(fā)展階段及技術(shù)特點(diǎn)1）自主式駕駛輔助階段及技術(shù)特點(diǎn)自主式駕駛輔助系統(tǒng)是指依靠車載傳感系統(tǒng)進(jìn)行環(huán)境感知并對(duì)駕駛員進(jìn)行駕駛操作輔助的系統(tǒng)。（1）技術(shù)特點(diǎn)：環(huán)境感知，運(yùn)用傳感系統(tǒng)技術(shù)是主要技術(shù)特點(diǎn)。（2）技術(shù)分類：有預(yù)警系統(tǒng)與控制系統(tǒng)兩大類。預(yù)警系統(tǒng)細(xì)分：i）前向碰撞預(yù)警（Forward Collision Warning，F(xiàn)CW）；ii）車道偏離預(yù)警（Lane Departure Warning，LDW）；iii）盲區(qū)預(yù)警（Blind Spot Detection，BSD）；iv）駕駛員疲勞預(yù)警（Driver Fatigue Warning，DFW）；v）全景環(huán)視（Top View System，TVS）；vi）胎壓監(jiān)測(cè)（Tire Pressure Monitoring System，TPMS）等6大系統(tǒng)；控制類系統(tǒng)有：i）車道保持系統(tǒng)（Lane Keeping System，LKS）；ii）自動(dòng)泊車輔助（Auto Parking System，APS）；iii）自動(dòng)緊急剎車（Auto Emergency Braking，AEB）；iv）自適應(yīng)巡航（Adaptive Cruise Control，ACC）等4大系統(tǒng)。（3）技術(shù)發(fā)展水平美日歐等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)已經(jīng)開始將 ADAS 系統(tǒng)引入了其相應(yīng)的新車評(píng)價(jià)體系。美國新車評(píng)價(jià)規(guī)程（United States New Car Assessment Program，USNCAP）從 2011 年起引入 LDW 與 FCW 作為測(cè)試加分項(xiàng)，美國公路安全保險(xiǎn)協(xié)會(huì)（IIHS）從 2013 年起將 FCW 系統(tǒng)作為評(píng)價(jià)指標(biāo)之一；歐洲新車評(píng)價(jià)規(guī)程（European New Car Assessment Program，E-NCAP）也從 2014 年起引入了 LDW/LKA 與 AEB 系統(tǒng)的評(píng)價(jià)，2016 年增加了行人防撞 AEB 的測(cè)試，并將在 2018 年加入自動(dòng)車防撞 AEB 系統(tǒng)的測(cè)試。2016年中國的 C-NCAP 已將 LDW/FCW/AEB 等駕駛輔助系統(tǒng)納入其評(píng)價(jià)體系之中。（4）發(fā)展態(tài)勢(shì)目前在全球范圍內(nèi)，自主式駕駛輔助系統(tǒng)（Advanced Driver Assistance Systems，ADAS）已經(jīng)開始大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化。2015 年 11 月開始，歐洲新生產(chǎn)的重型商用車將強(qiáng)制安裝車道偏離警告系統(tǒng)（LDW）及車輛自動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng)（(AEB）。2016 年 5 月起，美國各車企將被強(qiáng)制要求對(duì)其生產(chǎn)的 10% 的車輛安裝后視攝像頭，這一比例在隨后 2 年中將快速提升至 40% 與 100%。而從 2017 年開始，中國也將逐步在大型客車上開始強(qiáng)制安裝 LDW 與 AEB 系統(tǒng)。（5）中國企業(yè)的差距目前 ADAS 核心技術(shù)與產(chǎn)品仍掌握在境外公司手中，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、天合、法雷奧等企業(yè)壟斷了大部分國內(nèi)市場(chǎng)，Mobileye 等新興的高技術(shù)公司在環(huán)境感知系統(tǒng)方面占據(jù)了全球大部分市場(chǎng)；TTE 等產(chǎn)品，中國臺(tái)灣省企業(yè)也有一定市場(chǎng)份額。近年來，中國內(nèi)地也涌現(xiàn)了一批 ADAS 領(lǐng)域的自主企業(yè)，在某些方面與境外品牌形成了一定競(jìng)爭(zhēng)，但總體仍有較大差距。2）網(wǎng)聯(lián)式駕駛輔助階段及技術(shù)特點(diǎn)網(wǎng)聯(lián)式駕駛輔助系統(tǒng)（Information Communication Technology，ICT）是指依靠信息通信技術(shù),對(duì)車輛周邊環(huán)境進(jìn)行感知，并可對(duì)周圍車輛未來運(yùn)動(dòng)進(jìn)行預(yù)測(cè)，進(jìn)而對(duì)駕駛員進(jìn)行駕駛操作輔助的系統(tǒng)。（1）主要技術(shù)特點(diǎn)：對(duì)環(huán)境的感知技術(shù)，在傳感器的基礎(chǔ)上，加上信息通信技術(shù)；可對(duì)周圍車輛未來運(yùn)動(dòng)進(jìn)行預(yù)測(cè)。技術(shù)分類基于（車-路）通信（Vehicle-to-Infrastructure，V2I）；（車-車）通信（Vehicle-to-Vehicle，V2V）。（3）技術(shù)發(fā)展水平網(wǎng)聯(lián)式駕駛輔助系統(tǒng)正在進(jìn)行實(shí)用性技術(shù)開發(fā)和大規(guī)模試驗(yàn)場(chǎng)測(cè)試。（4）發(fā)展態(tài)勢(shì)在美國交通部與密歇根大學(xué)等支持下，2013 年Safety Pilot 項(xiàng)目 完成了第 1 期 3000 輛車的示范測(cè)試；目前，正在開展第 2 期 9000 輛以上規(guī)模的示范測(cè)試，并建設(shè)了智能汽車模擬城市（M-City），作為智能網(wǎng)聯(lián)汽車的專用測(cè)試場(chǎng)。美國政府宣布將強(qiáng)制安裝（車-車）通信系統(tǒng)以提高行駛安全，預(yù)計(jì)相關(guān)強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)將于 2020 年左右開始實(shí)施。美國交通部在 2015 年遞交國會(huì)的報(bào)告中預(yù)測(cè)，到 2040 年美國 90% 的輕型車輛將會(huì)安裝專用短距離通信（Dedicated Short Range Communication，DSRC）系統(tǒng)。在國家八六三高新技術(shù)研究開發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目的支持下， 中國清華大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、長安汽車等高校與企業(yè)合作，開展了車路協(xié)同技術(shù)應(yīng)用研究，并進(jìn)行了小規(guī)模示范測(cè)試。2015 年開始，在工業(yè)和信息化部支持下，上海、北京、重慶等多地都開始積極建設(shè)智能網(wǎng)聯(lián)汽車測(cè)試示范區(qū)，網(wǎng)聯(lián)式駕駛輔助系統(tǒng)均為測(cè)試區(qū)設(shè)計(jì)時(shí)考慮的重要因素。中國華為、大唐等企業(yè)力推的車間通信長期演進(jìn)技術(shù)（Long Term Evolution-Vehicle，LTE-V）系統(tǒng)相比 DSRC，具有兼容蜂窩網(wǎng)、可平穩(wěn)過渡至 5G 系統(tǒng)等優(yōu)勢(shì)，目前已發(fā)展成為我國特色的車聯(lián)網(wǎng)通信系統(tǒng)。（5）中國企業(yè)差距缺少類似美日歐的大型國家項(xiàng)目支撐，中國內(nèi)地各企業(yè)間未能形成合力，目前網(wǎng)聯(lián)式駕駛輔助系統(tǒng)發(fā)展相對(duì)較慢。3）人機(jī)共駕階段及技術(shù)特點(diǎn)人機(jī)共駕是指駕駛?cè)撕椭悄芟到y(tǒng)同時(shí)在環(huán)，分享車輛控制權(quán)，人機(jī)一體化協(xié)同完成駕駛?cè)蝿?wù)。（1）技術(shù)特點(diǎn)人機(jī)同為控制實(shí)體，雙方受控對(duì)象交聯(lián)耦合，狀態(tài)轉(zhuǎn)移相互制約，具有雙環(huán)并行的控制結(jié)構(gòu)。（2）技術(shù)分層廣義人機(jī)共駕包含感知層、決策層和控制層 3 個(gè)層次：感知層：主要是利用特定傳感器（如：超聲波雷達(dá)、攝像頭、紅外熱釋電等）向人提供環(huán)境信息，增強(qiáng)人的感知能力。例如：Mulder 等通過方向盤的力反饋，協(xié)助駕駛?cè)诉M(jìn)行車道保持，既減輕了駕駛負(fù)擔(dān)又提高了車輛安全性。決策層：主要技術(shù)包括：駕駛?cè)藳Q策意圖識(shí)別、駕駛決策輔助和軌跡引導(dǎo)。例如：Morris 和 Doshi 等人采用多層壓縮方法，建立基于實(shí)際道路的駕駛?cè)藫Q道意圖預(yù)測(cè)模型?？刂茖樱喝藱C(jī)共駕中狹義的人和系統(tǒng)同時(shí)在環(huán)，駕駛?cè)瞬倏貏?dòng)力學(xué)與智能系統(tǒng)操控動(dòng)力學(xué)互相交叉，交互耦合，具有雙環(huán)交叉的特點(diǎn)。4）高度自動(dòng)/無人駕駛階段及技術(shù)特點(diǎn)高度自動(dòng)/無人駕駛階段的智能汽車是指車輛將會(huì)自動(dòng)完成所有工況下的自動(dòng)駕駛，不要駕駛員不需要介入車輛操作。（1）技術(shù)特點(diǎn)車輛中可能已沒有駕駛員或乘客。車輛在遇到無法處理的駕駛工況時(shí)，會(huì)提示駕駛員是否接管，如駕駛員不接管，車輛會(huì)采取如靠邊停車等保守處理模式，保證安全。（2）發(fā)展水平無人駕駛技術(shù)還處于研發(fā)和小規(guī)模測(cè)試階段。（3）發(fā)展態(tài)勢(shì)目前，以谷歌為代表的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)公司，其發(fā)展思路是跨越人機(jī)共駕階段，直接推廣高度自動(dòng)/無人駕駛系統(tǒng)；傳統(tǒng)汽車企業(yè)大多數(shù)還是按照漸進(jìn)式發(fā)展路線逐級(jí)發(fā)展思路。五、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的體系架構(gòu)智能網(wǎng)聯(lián)汽車集中運(yùn)用了汽車工程、人工智能、計(jì)算機(jī)、微電子、自動(dòng)控制、通信與平臺(tái)等技術(shù)，是一個(gè)集環(huán)境感知、規(guī)劃決策、控制執(zhí)行、信息交互等于一體的高新技術(shù)綜合體。1）發(fā)展智能汽車的 3 種技術(shù)路徑（見圖2）一步一步向前推進(jìn)，立足發(fā)展自主式系統(tǒng)的智能汽車、拓展網(wǎng)聯(lián)式系統(tǒng)的智能汽車，最后沖刺智能網(wǎng)聯(lián)汽車；彎道超車發(fā)展智能網(wǎng)聯(lián)汽車；融合自主系統(tǒng)和網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng)的的技術(shù)積累。圖 2 智能汽車的 3 種技術(shù)路徑智能網(wǎng)聯(lián)汽車三橫兩縱技術(shù)架構(gòu)（見圖 3）智能網(wǎng)聯(lián)汽車融合了自主式智能汽車與網(wǎng)聯(lián)式智能汽車的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，涉及汽車、信息通信、交通等諸多領(lǐng)域，其技術(shù)架構(gòu)較為復(fù)雜，可劃分為三橫兩縱式技術(shù)架構(gòu)：圖 3 智能網(wǎng)聯(lián)汽車三橫兩縱技術(shù)架構(gòu)（1）兩縱是指智能網(wǎng)聯(lián)汽車主要涉及車載平臺(tái)和基礎(chǔ)設(shè)施；（2）三橫是指智能網(wǎng)聯(lián)汽車主要涉及的車輛、信息交互與基礎(chǔ)支撐 3 個(gè)領(lǐng)域技術(shù)。三橫架構(gòu)涉及的 3 個(gè)領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)可以細(xì)分為以下 9 種：環(huán)境感知技術(shù)包括利用機(jī)器視覺的圖像識(shí)別技術(shù)，利用雷達(dá)（激光、毫米波、超聲波）的周邊障礙物檢測(cè)技術(shù)，多源信息融合技術(shù)，傳感器冗余設(shè)計(jì)技術(shù)等。智能決策技術(shù)包括危險(xiǎn)事態(tài)建模技術(shù)，危險(xiǎn)預(yù)警與控制優(yōu)先級(jí)劃分，群體決策和協(xié)同技術(shù)，局部軌跡規(guī)劃，駕駛員多樣性影響分析等?？刂茍?zhí)行技術(shù)包括面向驅(qū)動(dòng)/制動(dòng)的縱向運(yùn)動(dòng)控制，面向轉(zhuǎn)向的橫向運(yùn)動(dòng)控制，基于驅(qū)動(dòng)/制動(dòng)/轉(zhuǎn)向/懸架的底盤一體化控制，融合車聯(lián)網(wǎng)（V2X）通信及車載傳感器的多車隊(duì)列協(xié)同和車路協(xié)同控制等。V2X 通信技術(shù)包括車輛專用通信系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)車間信息共享與協(xié)同控制的通信保障機(jī)制，移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，多模式通信融合技術(shù)等。云平臺(tái)與大數(shù)據(jù)技術(shù)包括智能網(wǎng)聯(lián)汽車云平臺(tái)架構(gòu)與數(shù)據(jù)交互標(biāo)準(zhǔn)，云操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)高效存儲(chǔ)和檢索技術(shù)，大數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)分析和深度挖掘技術(shù)等。信息安全技術(shù)包括汽車信息安全建模技術(shù)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、傳輸與應(yīng)用三維度安全體系，汽車信息安全測(cè)試方法，信息安全漏洞應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制等。高精度地圖與高精度定位技術(shù)包括高精度地圖數(shù)據(jù)模型與采集式樣、交換格式和物理存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)，基于北斗地基增強(qiáng)的高精度定位技術(shù)，多源輔 助定位技術(shù)等。標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)包括 ICV 整體標(biāo)準(zhǔn)體系，以及涉及汽車、交通、通信等各領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。測(cè)試評(píng)價(jià)包括 ICV 測(cè)試評(píng)價(jià)方法與測(cè)試環(huán)境建設(shè)。六、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的產(chǎn)業(yè)鏈1）產(chǎn)品體系可分為傳感系統(tǒng)、決策系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng) 3 個(gè)層次，分別可類比人類的感知器官、大腦以及手腳，如圖 4 所示。圖 4 智能網(wǎng)聯(lián)汽車的 3 個(gè)產(chǎn)品層次2）上下游關(guān)系ICV 的產(chǎn)業(yè)鏈涉及汽車、電子、通信、互聯(lián)網(wǎng)、交通等多個(gè)領(lǐng)域，按照產(chǎn)業(yè)鏈可以分：芯片廠商：開發(fā)和提供車規(guī)級(jí)芯片系統(tǒng)，包括環(huán)境感知系統(tǒng)芯片、車輛控制系統(tǒng)芯片、通信芯片等。傳感器廠商：開發(fā)和供應(yīng)先進(jìn)的傳感器系統(tǒng)，包括機(jī)器視覺系統(tǒng)、雷達(dá)系統(tǒng)（激光、毫米波、超聲波）等。汽車電子/通信系統(tǒng)供應(yīng)商：能夠提供智能駕駛技術(shù)研發(fā)和集成供應(yīng)的企業(yè)，如自動(dòng)緊急制動(dòng)、自適應(yīng)巡航、V2X 通信系統(tǒng)、高精度定位系統(tǒng)等。整車企業(yè)：提出產(chǎn)品需求，提供智能汽車平臺(tái)，開放車輛信息接口，進(jìn)行集成測(cè)試。平臺(tái)開發(fā)與運(yùn)營商：開發(fā)車聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)、提供平臺(tái)運(yùn)營與數(shù)據(jù)挖掘分析服務(wù)。內(nèi)容提供商：高精度地圖、信息服務(wù)等的供應(yīng)商。七、智能網(wǎng)聯(lián)汽車關(guān)鍵技術(shù)介紹1）環(huán)境感知系統(tǒng)技術(shù)（1）環(huán)境感知系統(tǒng)任務(wù)是利用攝像頭、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)、超聲波等主要車載傳感器以及 V2X 通信系統(tǒng)感知周圍環(huán)境，通過提取路況信息、檢測(cè)障礙物，為智能網(wǎng)聯(lián)汽車提供決策依據(jù)。（2）環(huán)境感知技術(shù)在傳感器領(lǐng)域，激光雷達(dá)已經(jīng)成為越來越多自動(dòng)駕駛車輛的標(biāo)配傳感器；針對(duì)單一傳感器感知能力有限，目前涌現(xiàn)了不同車載傳感器融合的方案，用以獲取豐富的周邊環(huán)境信息，具有優(yōu)良的環(huán)境適應(yīng)能力；高精度地圖與定位也是車輛重要的環(huán)境信息來源。i）面向自動(dòng)駕駛的高精度地圖；ii）基于北斗地基增強(qiáng)系統(tǒng)的高精度定位系統(tǒng)。清華大學(xué)環(huán)境感知技術(shù)實(shí)例清華大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)建立了基于車載圖像的行人及騎車人聯(lián)合識(shí)別方法，其架構(gòu)如圖 5 所示。圖 5 行人及騎車人聯(lián)合識(shí)別架構(gòu)行人及騎車人的聯(lián)合識(shí)別架構(gòu)主要包括：i）圖像輸入；ii）目標(biāo)候選區(qū)域選擇；iii）目標(biāo)檢測(cè)；iv多目標(biāo)跟蹤；v）結(jié)果輸出等功能模塊：目標(biāo)候選區(qū)域選擇模塊的作用：是從輸入圖像中選出可能包含待檢測(cè)目標(biāo)的區(qū)域，該過程要在盡量少地選擇背景區(qū)域的前提下，保證較高的目標(biāo)召回率。目標(biāo)檢測(cè)模塊主要作用：是在保證盡量少誤檢和漏檢的同時(shí)，將這些候選區(qū)域正確分類為待檢測(cè)目標(biāo)與背景，并進(jìn)一步優(yōu)化目標(biāo)定位。該模塊基于快速區(qū)域卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)檢測(cè)框架，使用綜合考慮難例提取、多層特征融合、多目標(biāo)候選區(qū)域輸入等多種改進(jìn)方法的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型，可以將輸入目標(biāo)候選區(qū)域?qū)?yīng)的行人、騎車人及背景清楚區(qū)分，并實(shí)現(xiàn)檢測(cè)目標(biāo)定位的回歸優(yōu)化。多目標(biāo)跟蹤模塊的作用：是綜合連續(xù)時(shí)間內(nèi)的目標(biāo)檢測(cè)結(jié)果，先借助 P-N 專家在線學(xué)習(xí)方法，實(shí)現(xiàn)單個(gè)跟蹤目標(biāo)的在線學(xué)習(xí)與檢測(cè)，再在粒子濾波目標(biāo)跟蹤方法的基礎(chǔ)上，融合離線檢測(cè)器及在線檢測(cè)器的檢測(cè)結(jié)果，實(shí)現(xiàn)多類型目標(biāo)的長時(shí)間穩(wěn)定跟蹤。2）自主決策技術(shù)（1）決策系統(tǒng)的任務(wù)是根據(jù)全局行車目標(biāo)、自車狀態(tài)及環(huán)境信息等，決定采用的駕駛行為及動(dòng)作的時(shí)機(jī)。決策機(jī)制應(yīng)在保證安全的前提下適應(yīng)盡可能多的工況，進(jìn)行舒適、節(jié)能、高效的正確決策。（2）常用的決策方法包括有狀態(tài)機(jī)、決策樹、深度學(xué)習(xí)、增強(qiáng)學(xué)習(xí)等。狀態(tài)機(jī)是一種簡(jiǎn)便的決策方法其用有向圖表示決策機(jī)制。目前的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)多針對(duì)部分典型工況，狀態(tài)遷移不是特別復(fù)雜，故采用狀態(tài)機(jī)方法進(jìn)行決策的案例較多。i）狀態(tài)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)在于：具有高可讀性，能清楚表達(dá)狀態(tài)間的邏輯關(guān)系，在狀態(tài)明確且較少時(shí)，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單；ii）缺點(diǎn)在于：需要人工設(shè)計(jì)，在狀態(tài)復(fù)雜時(shí)性能不易保證，不能用機(jī)器學(xué)習(xí)。決策樹是一種簡(jiǎn)單但是廣泛使用的分類器從根到葉子節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)分類，每個(gè)非葉子節(jié)點(diǎn)為一個(gè)屬性上的測(cè)試，邊為測(cè)試的結(jié)果。決策樹具有可讀的結(jié)構(gòu)，同時(shí)可以通過樣本數(shù)據(jù)的訓(xùn)練來建立，但是有過擬合的傾向，需要廣泛的數(shù)據(jù)訓(xùn)練。在部分工況的自動(dòng)駕駛上應(yīng)用，效果與狀態(tài)機(jī)類似。 深度學(xué)習(xí)與增強(qiáng)學(xué)習(xí)方法在處理自動(dòng)駕駛決策方面，它能通過大量的學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜工況的決策，并能進(jìn)行在線的學(xué)習(xí)優(yōu)化；但是其綜合性能不易評(píng)價(jià)，對(duì)未知工況的性能也不易明確。深度學(xué)習(xí)由于需要較多的計(jì)算資源，一般是計(jì)算機(jī)與互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域研究自動(dòng)駕駛采用的熱門技術(shù)。3）控制執(zhí)行技術(shù)控制系統(tǒng)的任務(wù)控制車輛的速度與行駛方向，使其跟蹤規(guī)劃的速度曲線與路徑?，F(xiàn)有自動(dòng)駕駛汽車多數(shù)針對(duì)常規(guī)工況，因而較多采用傳統(tǒng)的控制方法，如下：的控制方法性能可靠、計(jì)算效率高，已在主動(dòng)安全系統(tǒng)中得到應(yīng)用。i）比例-積分-微分（Proportion-Integral-Derivative，PID）控制；ii）滑模控制；iii）模糊控制；iv）模型預(yù)測(cè)控制；v）自適應(yīng)控制；vi）魯棒控制等。現(xiàn)有控制器的難點(diǎn)：現(xiàn)有的控制器，工況適應(yīng)性是一個(gè)難點(diǎn)，可行的方法是：根據(jù)工況參數(shù)進(jìn)行控制器參數(shù)的適應(yīng)性設(shè)計(jì)，如根據(jù)車速規(guī)劃與參考路徑曲率調(diào)整控制器參數(shù)，可靈活地調(diào)整不同工況下的性能。車輛自動(dòng)控制的關(guān)鍵車輛自動(dòng)控制的關(guān)鍵是在線控執(zhí)行機(jī)構(gòu)。國內(nèi)目前對(duì)制動(dòng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)已有一定研發(fā)基礎(chǔ)，但是相比博世、德爾福等國外大型企業(yè)，在控制穩(wěn)定性、產(chǎn)品一致性和市場(chǎng)規(guī)模方面仍有較大差距。 多目標(biāo)協(xié)調(diào)式自適應(yīng)巡航控制自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)中，同時(shí)具備自動(dòng)跟車行駛、低燃油消耗和符合駕駛員特性三類功能，對(duì)于全面提升行車安全性、改善車輛燃油經(jīng)濟(jì)性、減輕駕駛疲勞強(qiáng)度具有重要的意義。清華大學(xué)多目標(biāo)協(xié)調(diào)式自適應(yīng)巡航控制清華大學(xué)李克強(qiáng)課題組的研究首次提出并建立了車輛多目標(biāo)協(xié)調(diào)式自適應(yīng)巡航控制：（Multi-Objective Coordinated Adaptive Cruise Control，MOCACC）系統(tǒng)，其控制架構(gòu)，如圖 6 所示。圖 6 MOCACC 控制構(gòu)架協(xié)同式多車隊(duì)列控制協(xié)同式多車隊(duì)列控制模式，如圖 7 所示。圖 7 車輛隊(duì)列的四元素模型4）人機(jī)共駕技術(shù)控制層的控制互補(bǔ)是目前人機(jī)共駕領(lǐng)域的核心關(guān)注點(diǎn)。（1）人機(jī)共駕技術(shù)分類控制層的人機(jī)共駕技術(shù)按照系統(tǒng)功能，可以分為共享型控制和包絡(luò)型控制：共享型控制是指人機(jī)同時(shí)在線，駕駛?cè)伺c智能系統(tǒng)的控制權(quán)隨場(chǎng)景轉(zhuǎn)移，人機(jī)控制并行存在。主要解決因控制冗余造成的人機(jī)沖突，以及控制權(quán)分配不合理引起的負(fù)荷加重等問題。包絡(luò)型控制是指通過獲取狀態(tài)空間的安全區(qū)域和邊界條件形成控制包絡(luò)，進(jìn)而對(duì)行車安全進(jìn)行監(jiān)管，當(dāng)其判定可能發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)時(shí)進(jìn)行干預(yù)，從而保證動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性和避免碰撞事故。（2）人機(jī)共駕技術(shù)發(fā)展態(tài)勢(shì)德國亞琛工業(yè)大學(xué)學(xué)者，模仿人馬共駕過程，提出了松、緊兩種共駕模式，探討了控制權(quán)，隨場(chǎng)景轉(zhuǎn)移的分配機(jī)制。美國斯坦福大學(xué)學(xué)者，提出構(gòu)造穩(wěn)定性安全區(qū)域和碰撞性安全區(qū)域，研究了共駕汽車臨界危險(xiǎn)的預(yù)防和干預(yù)機(jī)制。中國的清華大學(xué)、吉林大學(xué)和第一汽車集團(tuán)公司等高校與企業(yè)合作，開展了共享控制型的人機(jī)共駕研究。5）車載通信系統(tǒng)技術(shù)通過網(wǎng)聯(lián)無線通信技術(shù)，車載通信系統(tǒng)將更有效地獲得的駕駛員信息、自車的姿態(tài)信息和汽車周邊的環(huán)境數(shù)據(jù)，進(jìn)行整合與分析。依據(jù)通信的覆蓋范圍可分為車內(nèi)通信、車際通信和廣域通信：車內(nèi)通信：從藍(lán)牙技術(shù)發(fā)展到 Wi-Fi 技術(shù)和以太網(wǎng)通信技術(shù)；車際通信：包括專用的短程通信（DSRC）技術(shù)和正在建立標(biāo)準(zhǔn)的車間通信長期演進(jìn)技術(shù)（LTE-V），LTE-V 也是 4G 通信技術(shù)在汽車通信領(lǐng)域的一個(gè)演化版本；廣域通信：指目前廣泛應(yīng)用在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的 3G、4G 等通信方式?；谠瓶仄脚_(tái)的汽車節(jié)能駕駛系統(tǒng)框架，如圖8所示。圖 8 基于云控平臺(tái)的汽車節(jié)能駕駛系統(tǒng)框架6）信息安全技術(shù)汽車信息系統(tǒng)（1）信息安全技術(shù)汽車信息系統(tǒng)包括：數(shù)據(jù)存儲(chǔ)安全、傳輸安全、應(yīng)用安全三維度的數(shù)據(jù)安全體系。（2）信息安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)目前，國際上已經(jīng)有 ISO26262 等汽車安全相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；美國也已形成SAEJ3061/IEEE1609.2 等系列標(biāo)準(zhǔn)；歐洲 EVITA 研究項(xiàng)目也提供了相關(guān)汽車信息安全指南；中國政府在 2014 年國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十二個(gè)五年規(guī)劃中首次將汽車信息安全作為關(guān)鍵基礎(chǔ)問題進(jìn)行研究。7）智能網(wǎng)聯(lián)汽車推廣應(yīng)用有利條件及可選場(chǎng)景（1）激光雷達(dá)等先進(jìn)傳感器，加速向低成本、小型化發(fā)展激光雷達(dá)相對(duì)于毫米波雷達(dá)等其他傳感器具有分辨率高、識(shí)別效果好等優(yōu)點(diǎn)，已越來越成為主流的自動(dòng)駕駛汽車用傳感器；過去因其體積大、成本高，同時(shí)也更易受雨雪等天氣條件影響，難以大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用。但是目前激光雷達(dá)正在向著低成本、小型化的固態(tài)掃描或機(jī)械固態(tài)混合掃描形式發(fā)展，一些技術(shù)難點(diǎn)，如：光學(xué)相控陣易產(chǎn)生旁瓣影響探測(cè)距離和分辨率、繁復(fù)的精密光學(xué)調(diào)裝影響量產(chǎn)規(guī)模和成本等問題，下一步會(huì)持續(xù)解決。（2）自主式智能與網(wǎng)聯(lián)式智能技術(shù)融合加速網(wǎng)聯(lián)式系統(tǒng)能從時(shí)間和空間維度突破自主式系統(tǒng)對(duì)于車輛周邊環(huán)境的感知能力。網(wǎng)聯(lián)式智能技術(shù)與自主式智能技術(shù)相輔相成，互為補(bǔ)充，正在加速融合發(fā)展。在時(shí)間維度上。通過 V2X 通信，系統(tǒng)能夠提前獲知周邊車輛的操作信息、紅綠燈等交通控制系統(tǒng)信息以及氣象條件、擁堵預(yù)測(cè)等更長期的未來狀態(tài)信息。在空間維度上。通過 V2X 通信，系統(tǒng)能夠感知交叉路口盲區(qū)、彎道盲區(qū)、車輛遮擋盲區(qū)等位置的環(huán)境信息，從而幫助自動(dòng)駕駛系統(tǒng)更全面的掌握周邊交通態(tài)勢(shì)。（3）高速公路與低速區(qū)域（如：公交車）自動(dòng)駕駛系統(tǒng)將率先應(yīng)用高速公路與城市低速區(qū)域?qū)⑹亲詣?dòng)駕駛系統(tǒng)率先應(yīng)用的 2 個(gè)場(chǎng)景。特斯拉等自動(dòng)駕駛汽車就是 L1 L2 級(jí)自動(dòng)駕駛技術(shù)的典型應(yīng)用。高速公路上的應(yīng)用高速公路的車道線、標(biāo)示牌等結(jié)構(gòu)化特征清晰，交通環(huán)境相對(duì)簡(jiǎn)單，適合車道偏離報(bào)警（LDW）、車道保持系統(tǒng)（LKS）、自動(dòng)緊急制動(dòng)（AEB）、自適應(yīng)巡航控制（ACC）等駕駛輔助系統(tǒng)的應(yīng)用。在特定的城市低速區(qū)域內(nèi)可提前設(shè)置好高精度定位、V2X 等支撐系統(tǒng)，采集好高精度地圖，利于實(shí)現(xiàn)在特定區(qū)域內(nèi)的自動(dòng)駕駛，如自動(dòng)物流運(yùn)輸車、景區(qū)自動(dòng)擺渡車、園區(qū)自動(dòng)通勤車、公交場(chǎng)站車輛調(diào)度與管理等。8）如何測(cè)試自動(dòng)駕駛汽車？引入普通