智能網(wǎng)聯(lián)汽車概論 課件

智能網(wǎng)聯(lián)汽車概論主編：張

鵬CONTENTS目

錄智能網(wǎng)聯(lián)汽車概述智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)架構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)智能網(wǎng)聯(lián)汽車環(huán)境感知技術(shù)智能網(wǎng)聯(lián)汽車高精度地圖與導(dǎo)航定位技術(shù)第1章第2章第3章第4章智能網(wǎng)聯(lián)汽車智能決策技術(shù)智能網(wǎng)聯(lián)汽車控制執(zhí)行技術(shù)智能網(wǎng)聯(lián)汽車信息技術(shù)智能網(wǎng)聯(lián)汽車先進(jìn)駕駛輔助第5章第6章第7章第8章第一章

智能網(wǎng)聯(lián)汽車概述1.1汽車的產(chǎn)生早在1801年，法國(guó)化學(xué)家菲力普·勒本（PhilipsLebon）就制造了一種與蒸汽機(jī)工作原理截然不同的、讓燃料在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部燃燒的發(fā)動(dòng)機(jī)，人們后來(lái)稱這類發(fā)動(dòng)機(jī)為內(nèi)燃機(jī)。其采用煤干餾得到的煤氣和氫氣作燃料，將上述可燃?xì)怏w與空氣混合后點(diǎn)燃產(chǎn)生膨脹力來(lái)推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)，這項(xiàng)發(fā)明被譽(yù)為內(nèi)燃機(jī)發(fā)展史上具有開(kāi)拓性的一步。只可惜勒本英年早逝，使內(nèi)燃機(jī)的出現(xiàn)推遲了幾十年。法國(guó)技師艾提力·雷諾（EtienceLenor）在1860年研制了第一臺(tái)二沖程實(shí)用化煤氣機(jī)，讓燃料在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部燃燒，人們后來(lái)稱這類發(fā)動(dòng)機(jī)為內(nèi)燃機(jī)。從此開(kāi)始了內(nèi)燃機(jī)商品化生產(chǎn)。這臺(tái)內(nèi)燃機(jī)首次安裝了蓄電池供電的電火花點(diǎn)火系統(tǒng)。同時(shí)，由于發(fā)動(dòng)機(jī)在大氣壓下工作，點(diǎn)火前不對(duì)可燃?xì)膺M(jìn)行壓縮，因此功率和熱效率都很低。1866年，奧托研制出具有劃時(shí)代意義的立式活塞式四沖程奧托內(nèi)燃機(jī)。翌年，此物榮獲巴黎博覽會(huì)金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)隆?876年，奧托對(duì)四沖程內(nèi)燃機(jī)又作了改進(jìn)，試制出第一臺(tái)實(shí)用的活塞式四沖程內(nèi)燃機(jī)（見(jiàn)圖1-1）。1877年8月4日取得專利，并成批投入生產(chǎn)。不過(guò)，奧托的內(nèi)燃機(jī)以煤氣為燃料，體積較大，質(zhì)量約1t，還不適用于汽車。1.1.1汽車的誕生1.1汽車的產(chǎn)生1879年，德國(guó)工程師卡爾.本茨首次試驗(yàn)成功一臺(tái)二沖程試驗(yàn)性發(fā)動(dòng)機(jī)，并于1885年制成了第一輛本茨專利機(jī)動(dòng)車。該車為三輪汽車，采用一臺(tái)二沖程單缸工0.66kW的汽油機(jī)，此車具備了現(xiàn)代汽車的一些基本特點(diǎn)，如火花點(diǎn)火、水冷循環(huán)、鋼管車架、鋼板彈簧懸架后輪驅(qū)動(dòng)。前輪轉(zhuǎn)向和制動(dòng)手把等。與此同時(shí)，德國(guó)人戴姆勒在邁巴赫的協(xié)助下，于1886年在巴特坎施塔特制成了世界上第一一輛“無(wú)馬之車”。由此，本茨和戴姆勒成為人們公認(rèn)的以內(nèi)燃機(jī)為動(dòng)力的現(xiàn)代汽車的發(fā)明者，被尊稱為“汽車之父”，1886年被稱為汽車元年。汽車的誕生，逐漸形成以汽車為主圖1-1活塞式四沖程內(nèi)燃機(jī)1.1.1汽車的誕生1.1汽車的產(chǎn)生要交通工具的公路交通系統(tǒng)，是近代和現(xiàn)代史上的重要事件之一。19世紀(jì)末，法國(guó)的帕納爾--勒瓦索公司將發(fā)動(dòng)機(jī)裝在車前部，通過(guò)離合器、變速裝置和齒輪傳動(dòng)裝置把驅(qū)動(dòng)力傳到后輪，這種方案后來(lái)被稱為“帕納爾系統(tǒng)”?，F(xiàn)在人們常稱這種方案為前置后驅(qū)，目前還有一些汽車生產(chǎn)制造廠采用這種方案，其中大多數(shù)是生產(chǎn)大型汽車的廠家，如載貨汽車?！芭良{爾系統(tǒng)”的地位是1901年由當(dāng)時(shí)的戴姆勒發(fā)動(dòng)機(jī)公司真正確立起來(lái)的，它被安裝在威廉.邁巴赫設(shè)計(jì)的一輛汽車上，這種汽車成為全世界汽車制造的樣板。福特汽車公司于1908年10月1日推出的T型車，是世界上第一種以大量通用零部件進(jìn)行大規(guī)模流水線裝配作業(yè)的汽車，如圖1-2所示。亨利.福特的T型汽車是一種沒(méi)有先例的技術(shù)典型。構(gòu)造簡(jiǎn)單的四缸發(fā)動(dòng)機(jī)只有14.7千瓦（20馬力），工作容積為2884毫升，每分鐘轉(zhuǎn)速1600轉(zhuǎn)。工作負(fù)荷低，轉(zhuǎn)速慢，使得這種發(fā)動(dòng)機(jī)非常堅(jiān)固耐用，它可以用最低劣的汽油，甚至可以用煤油比例很大的混合油。直至1927年夏天T型車停售成為歷史，在生產(chǎn)的19年間共售出1500多萬(wàn)輛。T型車在全世界倍受青睞，1.1.1汽車的誕生1.1汽車的產(chǎn)生它成了便宜和可靠交通的象征。T型車的許多創(chuàng)新永遠(yuǎn)地改變了汽車制造業(yè)。流水組裝線是亨利.福特于1913年在福特海蘭公園工廠首創(chuàng)的。這不僅僅為汽車制造業(yè)，乃至整個(gè)工業(yè)界帶來(lái)了偉大的變革。由T型車推廣開(kāi)來(lái)的創(chuàng)新還有許多，如方向盤左置使乘客出入方便。T型車第一個(gè)將發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸體和曲軸箱做成單一鑄件，第一個(gè)使用可拿掉的汽缸蓋以利檢修，第一個(gè)大量使用由福特汽車公司自己生產(chǎn)的輕質(zhì)耐用的釩鋼合金。T型車靈巧的“行星“齒輪變速箱讓新手也覺(jué)得換擋輕松自如。諸如此類的創(chuàng)新和改進(jìn)，加之亨利.福特生產(chǎn)的T型車所固有的價(jià)值，使得它在世界進(jìn)一步趨于城市化之際成為最佳的個(gè)人交通工具。盡管在這段時(shí)間里汽車技術(shù)有了迅速的發(fā)展，但1.1.1汽車的誕生圖1-2福特汽車1.1汽車的產(chǎn)生它成了便宜和可靠交通的象征。T型車的許多創(chuàng)新永遠(yuǎn)地改變了汽車制造業(yè)。流水組裝線是亨利.福特于1913年在福特海蘭公園工廠首創(chuàng)的。這不僅僅為汽車制造業(yè)，乃至整個(gè)工業(yè)界帶來(lái)了偉大的變革。由T型車推廣開(kāi)來(lái)的創(chuàng)新還有許多，如方向盤左置使乘客出入方便。T型車第一個(gè)將發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸體和曲軸箱做成單一鑄件，第一個(gè)使用可拿掉的汽缸蓋以利檢修，第一個(gè)大量使用由福特汽車公司自己生產(chǎn)的輕質(zhì)耐用的釩鋼合金。T型車靈巧的“行星“齒輪變速箱讓新手也覺(jué)得換擋輕松自如。諸如此類的創(chuàng)新和改進(jìn)，加之亨利.福特生產(chǎn)的T型車所固有的價(jià)值，使得它在世界進(jìn)一步趨于城市化之際成為最佳的個(gè)人交通工具。盡管在這段時(shí)間里汽車技術(shù)有了迅速的發(fā)展，但這種汽車的技術(shù)仍沒(méi)有變化，這從今天的角度看是不同尋常的。其原因大概首先在于，這種設(shè)計(jì)并不要求汽車很體面，而只把它當(dāng)成一種“行駛的機(jī)器“。價(jià)格也起了很大的作用：福特T型汽車有一段時(shí)間只賣295美元，普通職業(yè)者也能買得起它。繼威廉.邁巴赫和亨利.福特之后，安德烈.雪鐵龍于1934年在法國(guó)樹(shù)起了汽車史上的第三個(gè)里程碑。1919年這位法國(guó)企業(yè)家第一個(gè)在歐洲實(shí)行汽車的流水線生產(chǎn)。不1.1.1汽車的誕生1.1汽車的產(chǎn)生久，雪鐵龍汽車公司就成了歐洲大型而又成功的廠家之一。20年代中期，汽車生產(chǎn)者討論了把驅(qū)動(dòng)作用從后輪移到前輪是否更好些的問(wèn)題。1934年3月24日，一種新型的汽車結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了：一款名叫7A的前驅(qū)動(dòng)汽車問(wèn)世。前輪驅(qū)動(dòng)、無(wú)底盤的車身結(jié)構(gòu)、通過(guò)扭桿實(shí)現(xiàn)單輪減振以及液壓制動(dòng)等等，這些都曾有人采用過(guò)的，但從未有人把這些集中在一輛汽車上，并且是成批生產(chǎn)的。受雪鐵龍委托的安德烈.勒費(fèi)弗爾及其助手莫里斯.圣蒂拉創(chuàng)造的這種汽車，其設(shè)計(jì)方案在60多年后的今天由于在安全性能方面證優(yōu)于其他驅(qū)動(dòng)形式，成為家用汽車的主流構(gòu)造方式。智能化和網(wǎng)聯(lián)化是未來(lái)汽車工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)日前，

智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展還處于初級(jí)階段.輔助駕駛、半自動(dòng)駕駛沈和全自動(dòng)駕敦智能網(wǎng)聯(lián)汽車逐漸成熟并得到泛應(yīng)用所必經(jīng)的階沒(méi)通過(guò)智能化和網(wǎng)聯(lián)化的發(fā)展提高汽車的安全性，

可以通過(guò)及時(shí)預(yù)警、合理的路徑規(guī)劃、主動(dòng)控制來(lái)避免交通事故、降低能源消耗、減輕交通擁堵壓力，滿足消費(fèi)者更多的安全、節(jié)能、舒適等功能需求，隨著各項(xiàng)技術(shù)的進(jìn)步.發(fā)展成熟以及消費(fèi)者日益提升的需求，汽車的智能化和網(wǎng)聯(lián)化勢(shì)在必行。1.1.1汽車的誕生1.1.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車的誕生1.1汽車的產(chǎn)生智能網(wǎng)聯(lián)汽車未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，從宏觀角度看，是一個(gè)非常重要的移動(dòng)終端。既滿足出行需求又提供了各類可能的交互場(chǎng)景：從微觀角度看，是.個(gè)具備高度集成化的智能移動(dòng)空間。新一代智能汽車的發(fā)展方向出現(xiàn)了新的趨勢(shì)，就是自主式的自動(dòng)駕駛和網(wǎng)聯(lián)汽車兩者的結(jié)合，所形成的ICV或CAV的新形式，我們稱之為智能網(wǎng)聯(lián)汽車。這是一種新產(chǎn)品，研發(fā)模式、開(kāi)發(fā)模式-一定會(huì)發(fā)生改變，隨之而來(lái)白用場(chǎng)景，包括一些增值服務(wù)等也會(huì)改變，對(duì)所有企業(yè)都是機(jī)遇和挑戰(zhàn)并存。智能網(wǎng)聯(lián)汽車已經(jīng)在全球進(jìn)入快速發(fā)展期，未來(lái)汽車智能化方向是不是百分之百的自動(dòng)駕駛、是不是高度自動(dòng)駕駛不重要，但是在現(xiàn)有汽車上，通過(guò)新一代移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)，讓它很好的具有基于連接方式的自動(dòng)化，定是一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)，在國(guó)際上仍然方興未艾。當(dāng)然，研究主體可能不僅僅是傳統(tǒng)汽車企業(yè)，也不僅僅是互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、ICT企業(yè)，可能兩類企業(yè)融合的企業(yè)生態(tài)是很好的發(fā)展模式。從汽車企業(yè)的角度看，輔助駕駛已經(jīng)取得突破，正在聚焦有條件自動(dòng)駕駛。但是真正意義上在各種工況、各種條件下的高度自動(dòng)駕駛還有很長(zhǎng)的路要走。高度自動(dòng)駕1.1.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車的誕生1.1汽車的產(chǎn)生駛特定的場(chǎng)景，比如代客泊車，在特定的區(qū)域、特定的場(chǎng)景，仍然是汽車量產(chǎn)化的競(jìng)爭(zhēng)點(diǎn)。智能網(wǎng)聯(lián)汽車是一種新的產(chǎn)品形式、新的商業(yè)模式.新的生態(tài)，跟傳統(tǒng)汽車發(fā)展模式不一樣可能會(huì)從出行服務(wù)的角度推進(jìn)發(fā)展，國(guó)際上系列企業(yè)，不管是傳統(tǒng)汽車

企業(yè)還是（CT企業(yè)。都在做這方面的探索。新一輪基于新一代移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)，包括大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、AI等技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入這個(gè)領(lǐng)域，對(duì)產(chǎn)品發(fā)展和開(kāi)發(fā)模式產(chǎn)生了很大的影響，需要再次強(qiáng)調(diào)的是汽車產(chǎn)品的安全問(wèn)題，包括各種功能安全問(wèn)題、信息安全問(wèn)題，也是發(fā)展的聚焦點(diǎn)。2017年12月29日，工信部網(wǎng)站發(fā)布了由工信部、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)共同制定的《國(guó)家車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南》（下簡(jiǎn)稱《指南》）系列文件中對(duì)智能網(wǎng)聯(lián)汽車標(biāo)準(zhǔn)體系柜架做出了規(guī)定，其中基礎(chǔ)類標(biāo)準(zhǔn)主要包括智能網(wǎng)聯(lián)汽車術(shù)語(yǔ)和定義、分類和編碼、標(biāo)識(shí)和符號(hào)等類。（1）術(shù)語(yǔ)和定義標(biāo)準(zhǔn)用于統(tǒng)智能網(wǎng)聯(lián)汽車相關(guān)的基本概念，為各相關(guān)行業(yè)協(xié)調(diào)妝容奠定基礎(chǔ)，同時(shí)為其他各部分標(biāo)準(zhǔn)的制定提供支撐。1.1.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車的誕生1.1汽車的產(chǎn)生（2）分類和編碼標(biāo)準(zhǔn)用于幫助各方統(tǒng)認(rèn)識(shí)和理解智能網(wǎng)聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)化的對(duì)象、邊界以及各部分的層級(jí)關(guān)系和內(nèi)在聯(lián)系。標(biāo)識(shí)和符號(hào)標(biāo)準(zhǔn)用于對(duì)智能網(wǎng)聯(lián)汽車中各類產(chǎn)品、技術(shù)和功能對(duì)象進(jìn)行標(biāo)識(shí)與解析、為人機(jī)界面的統(tǒng)一和簡(jiǎn)化奠定基礎(chǔ)。1.1.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車的誕生1.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車伴隨著第三次工業(yè)革命和信息革命，汽車技術(shù)逐漸從機(jī)械化向電子化.電控化方向轉(zhuǎn)。近年來(lái)，隨著電子技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)的應(yīng)用，汽車電子技術(shù)，電子控制技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展，大致經(jīng)歷了四個(gè)階段：初級(jí)階段，迅速發(fā)展階段、電子技術(shù)逐漸向智能化發(fā)展階段和電子技術(shù)向智能化，網(wǎng)聯(lián)化、自動(dòng)化發(fā)展階段。1．汽車電子技術(shù)發(fā)展的初級(jí)階段20世紀(jì)五六1年代是汽車電子技術(shù)發(fā)展的初級(jí)階段，該階段主要是一些汽車廠家開(kāi)始研發(fā)單一的電子零部件，用于改唐汽車某些機(jī)械部件的性能。此外，采用此簡(jiǎn)單的電

子設(shè)備取代以前的機(jī)械部件。這階段具有代表性的汽車電子器件主要有電子式間歇

刮水控制器、電壓調(diào)節(jié)器、晶體管無(wú)觸點(diǎn)點(diǎn)火裝置、電子閃光器等。2．汽車電子技術(shù)迅速發(fā)展階段20世紀(jì)七十年代初到八十年代中期是汽車電子技術(shù)迅速發(fā)展階段，該階段主要是開(kāi)發(fā)汽車各系統(tǒng)專用的獨(dú)立控制部分，將電子裝置應(yīng)用于某些機(jī)械裝置無(wú)法解決的復(fù)1.2.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展1.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車雜控制功能方面，如發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)、防抱死制動(dòng)（ABS）系統(tǒng)等。對(duì)于電動(dòng)汽車，電子控制技術(shù)還有整車控制、電機(jī)控制和電池管理等主要滿足用戶對(duì)能源利用率和汽車性能的需求。3．電子技術(shù)逐漸向智能化發(fā)展階段二十世紀(jì)八十年代中期到九十年代中期是微型計(jì)算機(jī)在汽車上應(yīng)用日趨成熟并向智能化發(fā)展階段。該階段主要是開(kāi)發(fā)可完成各種功能的綜合系統(tǒng)及各種汽車整體系統(tǒng)的微機(jī)控制，如果發(fā)動(dòng)機(jī)控制可自動(dòng)交速器控制為體的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)控制，防滑轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)等。4．電子技術(shù)向智能化、網(wǎng)聯(lián)化、自動(dòng)化發(fā)展階段20世紀(jì)九十年代中明至今是汽車電子技術(shù)向智能化網(wǎng)聯(lián)化、自動(dòng)化發(fā)展的階段。該階段微機(jī)運(yùn)算速度和存取位數(shù)大大提高，網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)迅速發(fā)展車輛的智能控制和網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。這階段具有代表性的系統(tǒng)主要有通信與導(dǎo)航協(xié)調(diào)系統(tǒng)、安全駕駛檢測(cè)與警告系統(tǒng)、自動(dòng)防追尾碰撞系統(tǒng)、自動(dòng)駕駛系統(tǒng)和電子地圖等。1.2.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展1.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車智能汽車的“智能”有兩種模式：1．智能汽車自主式智能汽車（AutonomousVehicle）：依靠自車所搭載的各類傳感器對(duì)車輛周圍環(huán)境進(jìn)行感知，依靠車載控制器進(jìn)行決策和控制并交由底層執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛。網(wǎng)聯(lián)式智能汽車（ConnectedVehicle）：車輛通過(guò)V2X通信的方式獲取外界的環(huán)境信息并幫助車輛進(jìn)行決策與控制。1.2.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車的定義及相關(guān)術(shù)語(yǔ)圖1-3圖1-41.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車這兩種智能的模式都在各自往前發(fā)展，同時(shí)也在融合，其融合的結(jié)果就是智能網(wǎng)聯(lián)汽車（IntelligentandConnectedVehicle）。并且當(dāng)“智能”和“網(wǎng)聯(lián)”一詞一起出現(xiàn)，“智能”一般做狹義理解，即“自主式智能”；當(dāng)“智能”單獨(dú)出現(xiàn)，一般做廣義理解，即涵蓋了“自主式智能”和“網(wǎng)聯(lián)式智能”。所以才有上文的智能汽車也就代表了智能網(wǎng)聯(lián)汽車一說(shuō)。2．車聯(lián)網(wǎng)以車內(nèi)網(wǎng)、車際網(wǎng)和車云網(wǎng)為基礎(chǔ)，按照約定的通信協(xié)議和數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)車與X（人、車、路、云等系統(tǒng)）之間進(jìn)行無(wú)線通訊和信息交換的大系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，是能夠?qū)崿F(xiàn)智能交通管理、智能動(dòng)態(tài)信息服務(wù)和車輛智能化控制的一體化網(wǎng)絡(luò)。車聯(lián)網(wǎng)包括了車內(nèi)網(wǎng)、車際網(wǎng)和車云網(wǎng)三個(gè)網(wǎng)絡(luò)層次，三網(wǎng)的融合才是一個(gè)完整的“車聯(lián)網(wǎng)”的概念。1.2.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車的定義及相關(guān)術(shù)語(yǔ)1.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車3．智能網(wǎng)聯(lián)汽車到現(xiàn)在你應(yīng)該很清楚智能網(wǎng)聯(lián)汽車由智能和網(wǎng)聯(lián)兩部分組成，現(xiàn)在就讓我們給智能網(wǎng)聯(lián)汽車下一個(gè)明確的定義吧。定義：搭載先進(jìn)的車載傳感器、控制器、執(zhí)行器的裝置，并融合了現(xiàn)代的通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。實(shí)現(xiàn)了車與X（人、車、路、云等系統(tǒng)）之間進(jìn)行智能化的信息交換、共享，具備復(fù)雜的環(huán)境感知、智能決策、協(xié)同控制等功能，可綜合實(shí)現(xiàn)安全、高效、舒適、節(jié)能行駛，并最終實(shí)現(xiàn)替代人類操作的新一代汽車。1.2.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車的定義及相關(guān)術(shù)語(yǔ)圖1-51.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車1．智能網(wǎng)聯(lián)汽車的定義《指南》明確了智能網(wǎng)聯(lián)汽車的定義：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，并融合現(xiàn)代通信與網(wǎng)絡(luò)投不，實(shí)現(xiàn)車與入（車、路、人云等）智能信息交換、共享，具備復(fù)雜環(huán)境感知智能決策、協(xié)同控制等功能，可實(shí)現(xiàn)“安全、高效、舒適、節(jié)能”行駛，并最終可實(shí)現(xiàn)替代人來(lái)操作的新-代汽車，如圖1-6所示。智能汽車是在一般的汽車上增加雷達(dá)、攝像頭等先進(jìn)傳感器、控制器、執(zhí)行器等裝1.2.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車的定義及相關(guān)術(shù)語(yǔ)圖1-61.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車置，通過(guò)車載環(huán)境感知系統(tǒng)和信息終端實(shí)現(xiàn)與車、路、人等的信息交換，使車輛具備智能環(huán)境感知能力，能夠自動(dòng)分析車輛行駛的安全及危險(xiǎn)狀態(tài)，并使車輛按照人的意愿到達(dá)目的地，最終實(shí)現(xiàn)替代人來(lái)操作的目的。智能汽車是智能交通的重要組成部分，智能汽車的初級(jí)階段是具有ADAS的汽車，終極目標(biāo)是無(wú)人駕駛汽車。2．無(wú)人駕駛汽車如圖1-7所示，無(wú)人駕駛汽個(gè)是通過(guò)個(gè)載環(huán)境感知系統(tǒng)、感知道路環(huán)境.自動(dòng)規(guī)劃和個(gè)別行年路線并控制車輛到達(dá)預(yù)定目標(biāo)的智能汽車。它是利用環(huán)境感知系統(tǒng)來(lái)感知車輛周圍境，并根據(jù)感知所獲得的道路狀況、車輛位置和障礙物信息等，控制車輛的行駛方向和度，從而使車輛能夠安全、可靠地行駛。無(wú)人駕駛汽車是傳感器、計(jì)算機(jī)、人工智能、無(wú)通信、導(dǎo)航定位、模式識(shí)別、機(jī)器視覺(jué)、智能控制等多種先進(jìn)技術(shù)融合的綜合體。無(wú)人駕汽車是汽車智能化、網(wǎng)聯(lián)化的終極發(fā)展目標(biāo)。1.2.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車的定義及相關(guān)術(shù)語(yǔ)1.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車3．IOV車聯(lián)網(wǎng)IOV是以車內(nèi)網(wǎng)、車際網(wǎng)和車載移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，按照約定的體系架構(gòu)及其通信協(xié)議和數(shù)據(jù)交互標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)V2X（V代汽車，X代表車、路、行人及應(yīng)用平臺(tái)等）無(wú)線通信和信息交換，以實(shí)現(xiàn)智能化交通管理、智能動(dòng)態(tài)信息服務(wù)和車輛智能化控制的一體化網(wǎng)絡(luò)，是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能交通無(wú)處不在的系統(tǒng)領(lǐng)域的延伸。1.2.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車的定義及相關(guān)術(shù)語(yǔ)圖1-71.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車車聯(lián)網(wǎng)是指通過(guò)應(yīng)用成熟的總線技術(shù)建立一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的整車網(wǎng)絡(luò)：車際網(wǎng)是指基于特定的無(wú)線馬域網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)；元車載移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)通過(guò)4G/5G等通信技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行無(wú)線連接，三網(wǎng)融合是車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)。IOV是智能交通系統(tǒng)與聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的融合產(chǎn)物，是智能交通系統(tǒng)的重要組成部分，目前主要停留在導(dǎo)航系統(tǒng)、電話系統(tǒng)、娛樂(lè)系統(tǒng)、自檢測(cè)系統(tǒng)等基礎(chǔ)階段，在信息安全和節(jié)能減排等方面還有待開(kāi)發(fā)。4．智能交通（ITS）ITS是未來(lái)交通系統(tǒng)的發(fā)展方向，它是將先進(jìn)的信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)處理機(jī)器術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)、傳感器技術(shù)、電子控制技術(shù)、運(yùn)籌學(xué)、人工智能等有效地集成運(yùn)用于整個(gè)地面交通管理系統(tǒng)而建立的一.種在大范圍內(nèi)、全方位發(fā)揮作用的，實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效的綜合交通運(yùn)輸管理系統(tǒng)。ITS是隨著車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、智能交通的發(fā)展面不斷發(fā)展的，聯(lián)網(wǎng)的終極目標(biāo)是智能交通。5．智能網(wǎng)聯(lián)汽車相關(guān)術(shù)語(yǔ)的關(guān)系從上文中可以發(fā)現(xiàn)智能網(wǎng)聯(lián)汽車、智能汽車、IOV、ITS有著密切相關(guān)性，它們之1.2.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車的定義及相關(guān)術(shù)語(yǔ)1.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車間的關(guān)系如圖1-8所示。智能網(wǎng)聯(lián)汽車是ITS中的智能汽車與IOV交集的產(chǎn)品。智能網(wǎng)聯(lián)汽車是IOV的重要組成部分。也是ITS的核心組成部分。智能網(wǎng)聯(lián)汽車是IOV體系的一個(gè)結(jié)點(diǎn)，通過(guò)車載信息終端實(shí)現(xiàn)與道路、行人、業(yè)務(wù)平臺(tái)等之間的無(wú)線通信和信息交換。智能網(wǎng)聯(lián)汽車的聚焦點(diǎn)是在車上，發(fā)展重點(diǎn)是提高汽車安全性，其終極目標(biāo)是無(wú)人駕駛汽車。IOV系統(tǒng)是智能網(wǎng)聯(lián)汽車、智能ITS汽車最重要的載體、只有充分利用聯(lián)技術(shù)才能保障智能網(wǎng)聯(lián)汽車真正擁有充分的智能和網(wǎng)聯(lián)。車聯(lián)網(wǎng)的聚焦點(diǎn)是建立一個(gè)比較大的交通體系，發(fā)展重點(diǎn)是給交通參與者提供信息服務(wù)，其終極目標(biāo)是智能交通系統(tǒng)。由此可見(jiàn)智能網(wǎng)聯(lián)汽車與車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)該并行推進(jìn)、協(xié)同發(fā)展，最終相互結(jié)合形成無(wú)人駕駛汽車。1.2.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車的定義及相關(guān)術(shù)語(yǔ)圖1-81.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車間的關(guān)系如圖1-8所示。一、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的主要功能從功能角度上講，智能網(wǎng)聯(lián)汽車與般汽車相比，主要增加了環(huán)境感知與定位系統(tǒng)、無(wú)線通信系統(tǒng)、年載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)等。1．環(huán)境感知與定位系統(tǒng)如圖1-9所示，環(huán)境感知與定位系統(tǒng)主要功能是通過(guò)各種傳感技術(shù)和定位技術(shù)感知車輛本身狀況和車輛周圍狀況，為車輛決策模塊提供數(shù)據(jù)。傳感器主要包括車輪轉(zhuǎn)速傳感器、加速度傳感器、微機(jī)械陀螺儀、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器、超聲波雷達(dá)、激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、視覺(jué)傳感器等，通過(guò)這些傳感器，感知車輛行駛速度、行駛方向、運(yùn)動(dòng)姿態(tài)、道路交通情況等。定位技術(shù)主要使用GPS、中國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展也很快，是中國(guó)大力推廣的位置定位系統(tǒng)。2．無(wú)線通信系統(tǒng)無(wú)線通信系統(tǒng)主要功能是各種數(shù)據(jù)和信息的傳輸，分為短距離無(wú)線通信和遠(yuǎn)距離無(wú)線通信，如圖1-10所示。短距離無(wú)線通信技術(shù)為車輛安全系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)響應(yīng)的保障并為1.2.3智能網(wǎng)聯(lián)汽車的功能及其技術(shù)分級(jí)1.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車基于位置信息服務(wù)提供有力支持。用于智能網(wǎng)絡(luò)汽車上的短距離無(wú)線通信技術(shù)沒(méi)有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，處于起步階段，但短距離無(wú)線通信技術(shù)在其他領(lǐng)域應(yīng)用比較廣泛，如藍(lán)牙技術(shù)、ZigBee技術(shù)、WiFi技術(shù)、UWB技術(shù)、60GHZ技術(shù)、IrDA技術(shù)、DFID技術(shù)、NFC技術(shù)、專用短程通信技術(shù)等。遠(yuǎn)距離無(wú)線通信技術(shù)用于提供即時(shí)的互聯(lián)網(wǎng)接入，主要有移動(dòng)通信技術(shù)、微博通信技術(shù)、衛(wèi)星通信技術(shù)等，在智能網(wǎng)聯(lián)汽車上的應(yīng)用主要是4G/5G技術(shù)。智能網(wǎng)聯(lián)汽車無(wú)線通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)有望世界統(tǒng)一。3．車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)車載自組織網(wǎng)絡(luò)依靠短距離無(wú)線通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)V2X之間的通信，它是在一定通信范1.2.3智能網(wǎng)聯(lián)汽車的功能及其技術(shù)分級(jí)圖1-9環(huán)境感知與定位系統(tǒng)與決策層的交互圖1-10無(wú)線通信系統(tǒng)1.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車圍內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)V2V、V2I、V2P之間相互交換各自的信息，并自動(dòng)連接建立起一個(gè)移動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)。典型應(yīng)用包括車輛行駛安全預(yù)警、輔助駕駛、分布式交通信息發(fā)布以及基于通信的縱向車輛行駛控制等。4．ADASADAS（見(jiàn)圖1-11）主要功能是提前感知車輛及其周圍情況，發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)及時(shí)報(bào)警，保障車輛安全行駛，是防止交通事故的新一代前沿技術(shù)，先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)是智能網(wǎng)絡(luò)汽車的重要組成部分，是無(wú)人駕駛汽車的關(guān)鍵技術(shù)。1.2.3智能網(wǎng)聯(lián)汽車的功能及其技術(shù)分級(jí)圖1-11ADAS1.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車二、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的分級(jí)2020年3月9日，工信部官網(wǎng)公示了《汽車駕駛自動(dòng)化分級(jí)》推薦性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)報(bào)批稿，擬于2021年1月1日開(kāi)始實(shí)施。自動(dòng)駕駛汽車將以5個(gè)要素為主要依據(jù)，被劃分為0級(jí)（應(yīng)急輔助）、1級(jí)（部分駕駛輔助）、2級(jí)（組合駕駛輔助）、3（有條件自動(dòng)駕駛）、4級(jí)（高度自動(dòng)駕駛）、5級(jí)（完全自動(dòng)駕駛）共6個(gè)不同的等級(jí)，見(jiàn)表1-4。和SAE分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)相比，兩者在整體分級(jí)思路和分級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)上大體一致，且都把汽車的自動(dòng)化程度劃分為6種不同的等級(jí)。對(duì)每一等級(jí)自動(dòng)駕駛汽車的具體界定，兩種標(biāo)準(zhǔn)也大體相同，僅在某些方面存在一些區(qū)別。智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展的4個(gè)階段如下。ICV的發(fā)展可大致分為：自主式駕駛輔助（對(duì)應(yīng)美國(guó)汽車工程師學(xué)會(huì)SAE分級(jí)L1~L2）、網(wǎng)聯(lián)式駕駛輔助（對(duì)應(yīng)SAE分級(jí)L1~L2）、人機(jī)共駕（對(duì)應(yīng)SAE分級(jí)L3）、高度自動(dòng)/無(wú)人駕駛（對(duì)應(yīng)SAE分級(jí)L4~L5）4個(gè)階段。目前在全球范圍內(nèi)，自主式駕駛輔助系統(tǒng)已經(jīng)開(kāi)始大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化，網(wǎng)聯(lián)化技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)進(jìn)入大規(guī)模測(cè)試和產(chǎn)業(yè)化前期準(zhǔn)備階段，人機(jī)共駕技術(shù)和無(wú)人駕駛技術(shù)還處于研1.2.3智能網(wǎng)聯(lián)汽車的功能及其技術(shù)分級(jí)1.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)和小規(guī)模測(cè)試階段。1．自主式駕駛輔助（ADAS）自主式駕駛輔助系統(tǒng)（AdvancedDriverAssistanceSystems，ADAS）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)（廣義上也包括網(wǎng)聯(lián)式駕駛輔助系統(tǒng)），目前已經(jīng)得到大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，主要可分為預(yù)警系統(tǒng)與控制系統(tǒng)兩類。其中，常見(jiàn)的預(yù)警類系統(tǒng)包括：前向碰撞預(yù)警（ForwardCollisionWarning，F(xiàn)CW）、車道偏離預(yù)警（LaneDepartureWarning，LDW）、盲區(qū)預(yù)警（BlindSpotDetection，BSD）、駕駛員疲勞預(yù)警（DriverFatigueWarning，DFW）、全景環(huán)視（TopViewSystem，TVS）、胎壓監(jiān)測(cè)（TirePressureMonitoringSystem，TPMS）等。常見(jiàn)的控制類系統(tǒng)包括：車道保持系統(tǒng)（LaneKeepingSystem，LKS）、自動(dòng)泊車輔助（AutoParkingSystem，APS）、自動(dòng)緊急剎車（AutoEmergencyBraking，AEB）、自適應(yīng)巡航（AdaptiveCruiseControl，ACC）等。美日歐等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)已經(jīng)開(kāi)始將ADAS系統(tǒng)引入了其相應(yīng)的新車評(píng)價(jià)體系。美1.2.3智能網(wǎng)聯(lián)汽車的功能及其技術(shù)分級(jí)1.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車國(guó)新車評(píng)價(jià)規(guī)程（UnitedStatesNewCarAssessmentProgram，USNCAP）從2011年起引入LDW與FCW作為測(cè)試加分項(xiàng)，美國(guó)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；而歐洲新車評(píng)價(jià)規(guī)程（EuropeanNewCarAssessmentProgram，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。2014年起，汽車駕駛輔助技術(shù)已經(jīng)成為獲取E-NCAP四星和五星的必要條件。中國(guó)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。在引入新車評(píng)價(jià)體系之外，各國(guó)也紛紛開(kāi)始制定強(qiáng)制法規(guī)推動(dòng)ADAS系統(tǒng)安裝。2015年11月開(kāi)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(guó)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(kāi)始，中國(guó)也將逐步在大型客車上開(kāi)始強(qiáng)制安裝LDW與AEB系統(tǒng)。從產(chǎn)業(yè)發(fā)展角度，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?tīng)柛?、天合、法雷奧等企業(yè)壟斷了大部分國(guó)內(nèi)1.2.3智能網(wǎng)聯(lián)汽車的功能及其技術(shù)分級(jí)1.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車市場(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等一些中國(guó)臺(tái)灣省企業(yè)也有一定市場(chǎng)份額。近年來(lái)，中國(guó)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)式駕駛輔助網(wǎng)聯(lián)式駕駛輔助系統(tǒng)是指依靠信息通信技術(shù)（InformationCommunicationTechnology，ICT）對(duì)車輛周邊環(huán)境進(jìn)行感知，并可對(duì)周圍車輛未來(lái)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)。通過(guò)現(xiàn)代通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，汽車、道路、行人等交通參與者都已經(jīng)不再是孤島，而是成了智能交通系統(tǒng)中的信息節(jié)點(diǎn)。在美國(guó)、歐洲、日本等汽車發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)，基于車一路通信（Vehicle-to-Infrastructure，V2I）/車-車通信（Vehicle-to-Vehicle，V2V）的網(wǎng)聯(lián)式駕駛輔助系統(tǒng)正在進(jìn)行實(shí)用性技術(shù)開(kāi)發(fā)和大規(guī)模試驗(yàn)場(chǎng)測(cè)試。典型的是美國(guó)在密歇根州安娜堡開(kāi)展的示范測(cè)試，在美國(guó)交通部與密歇根大學(xué)等支持下，SafetyPilot項(xiàng)目于2013年完成了第1期3000輛車的示范測(cè)試，目前正在開(kāi)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)。通過(guò)此示范測(cè)試，1.2.3智能網(wǎng)聯(lián)汽車的功能及其技術(shù)分級(jí)1.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車得到了車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠減少80%交通事故的結(jié)論，直接推動(dòng)了美國(guó)政府宣布將強(qiáng)制安裝車一車通信系統(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(kāi)始實(shí)施。美國(guó)交通部在2015年遞交國(guó)會(huì)的報(bào)告中預(yù)測(cè)，到2040年美國(guó)90%的輕型車輛將會(huì)安裝專用短距離通信（DedicatedShortRangeCommunication，DSRC）系統(tǒng)。除美國(guó)外，歐洲以及日本等都開(kāi)展了大量對(duì)車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研究與應(yīng)用示范。歐盟eCoMove項(xiàng)目展示了車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)于降低排放和提高通行效率的作用，綜合節(jié)油效果可達(dá)到20%，sim項(xiàng)目2014年起開(kāi)展「荷蘭—德國(guó)—奧地利」之間的跨國(guó)高速公路測(cè)試，驗(yàn)證基于車聯(lián)網(wǎng)的智能安全系統(tǒng)。日本Smartway系統(tǒng)2007年開(kāi)始使用，可提供導(dǎo)航、不停車收費(fèi)（ElectronicTollCollection，ETC）、信息服務(wù)、駕駛輔助等多種功能，基于車路協(xié)同的駕駛安全支援系統(tǒng)（DrivingSafetySupportSystems，DSSS）2011年開(kāi)始使用，可以提供盲區(qū)碰撞預(yù)警、信號(hào)燈預(yù)警、停止線預(yù)警等多種功能。中國(guó)清華大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、長(zhǎng)安汽車等高校與企業(yè)合作，在國(guó)家「八六三」高新技術(shù)研究開(kāi)發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目的支持下開(kāi)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，各汽車企業(yè)也在開(kāi)展初步研究。2015年開(kāi)始，在工業(yè)和信息化部支持下，上海、北京、1.2.3智能網(wǎng)聯(lián)汽車的功能及其技術(shù)分級(jí)1.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車重慶等多地都開(kāi)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(guó)華為、大唐等企業(yè)力推的車間通信長(zhǎng)期演進(jìn)技術(shù)（LongTermEvolution-Vehicle，LTE-V）系統(tǒng)相比DSRC，具有兼容蜂窩網(wǎng)、可平穩(wěn)過(guò)渡至5G系統(tǒng)等優(yōu)勢(shì)，目前已發(fā)展成為我國(guó)特色的車聯(lián)網(wǎng)通信系統(tǒng)，并在國(guó)際市場(chǎng)與DSRC形成了競(jìng)爭(zhēng)之勢(shì)。但中國(guó)內(nèi)地也存在缺少類似美日歐的大型國(guó)家項(xiàng)目支撐、各企業(yè)間未能形成合力等問(wèn)題，導(dǎo)致網(wǎng)聯(lián)式駕駛輔助系統(tǒng)發(fā)展相對(duì)較慢。3．人機(jī)共駕人機(jī)共駕指駕駛?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)。與一般的駕駛輔助系統(tǒng)相比，共駕型智能汽車由于人機(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)，因此要求系統(tǒng)具備更高的智能化水平，如圖1-12所示。系統(tǒng)不僅可以識(shí)別駕駛?cè)说囊鈭D，實(shí)現(xiàn)行車決策的步調(diào)一致，而且能夠增強(qiáng)駕駛?cè)说牟倏v能力，減輕其操作負(fù)荷。1.2.3智能網(wǎng)聯(lián)汽車的功能及其技術(shù)分級(jí)1.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車廣義的人機(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(guò)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，結(jié)果表明系統(tǒng)能夠在實(shí)際換道行為發(fā)生前3s有效預(yù)測(cè)駕駛?cè)藫Q道意圖。Thomas等人考1.2.3智能網(wǎng)聯(lián)汽車的功能及其技術(shù)分級(jí)圖1-12人機(jī)共駕1.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車慮交通管制和物理避障等約束，結(jié)合車輛非線性動(dòng)力學(xué)特性，根據(jù)模型預(yù)測(cè)控制方法提出預(yù)測(cè)軌跡引導(dǎo)模型，輔助駕駛員決策并利用人機(jī)交互進(jìn)行軌跡引導(dǎo)。人機(jī)共駕主要指控制層的控制互補(bǔ)，不同于傳統(tǒng)駕駛過(guò)程，人機(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(wú)人駕駛處于高度自動(dòng)/無(wú)人駕駛階段的智能汽車，駕駛員不需要介入車輛操作，車輛將會(huì)自動(dòng)完成所有工況下的自動(dòng)駕駛。其中高度自動(dòng)駕駛階段（對(duì)應(yīng)SAE分級(jí)L4），車輛在遇到無(wú)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。在無(wú)人駕駛階段（對(duì)應(yīng)SAE分級(jí)L5），車輛中可能已沒(méi)有駕駛員或乘客，無(wú)人駕駛系統(tǒng)需要處理所有駕駛工況，并保證安全。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(wú)人駕駛系統(tǒng)，而傳統(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，如圖1-13所示。1.2.3智能網(wǎng)聯(lián)汽車的功能及其技術(shù)分級(jí)1.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車當(dāng)前，以萬(wàn)物互聯(lián)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算和人工智能等為代表技術(shù)的新一輪科技變革

方興未艾，正在引領(lǐng)全球制造業(yè)的全面轉(zhuǎn)型升級(jí)，并引發(fā)產(chǎn)業(yè)格局和生態(tài)的重構(gòu)。面對(duì)這變局，世界各工業(yè)強(qiáng)國(guó)都制定了相應(yīng)的應(yīng)對(duì)策略，加大科技創(chuàng)新力度，推動(dòng)前沿技術(shù)發(fā)展，欲搶先建立智能制造體系，占得制造業(yè)未來(lái)發(fā)展的戰(zhàn)略先機(jī)。其中，具有代表性的包括德國(guó)的“工業(yè)4.0”、美國(guó)的“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”和日本的“機(jī)器人革命”等。在這些1.2.3智能網(wǎng)聯(lián)汽車的功能及其技術(shù)分級(jí)圖1-13谷歌人機(jī)共駕試車1.2.4智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展趨勢(shì)1.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展戰(zhàn)略中，汽車產(chǎn)業(yè)和技術(shù)都占據(jù)了至關(guān)重要的位置，各國(guó)紛紛選擇汽車產(chǎn)業(yè)作為制造業(yè)整體升級(jí)的突破口，依托汽車產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)性、關(guān)聯(lián)性和帶動(dòng)性，加快推進(jìn)制造業(yè)轉(zhuǎn)型。這一戰(zhàn)略指向帶動(dòng)全球汽車技術(shù)進(jìn)入了加速進(jìn)步和融合發(fā)展的新時(shí)期，并呈現(xiàn)出電動(dòng)化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化、共享化四大發(fā)展趨勢(shì)，如圖1-14所示。1．汽車技術(shù)發(fā)展趨于“四化”（1）電動(dòng)化1.2.4智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展趨勢(shì)圖1-14電動(dòng)化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化、共享化關(guān)系1.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車電動(dòng)化代表若汽車產(chǎn)業(yè)不斷降低能源消耗和污染物排放的技術(shù)趨勢(shì)。新月異的電池技術(shù)，越發(fā)嚴(yán)格的排放法規(guī)即將顛覆汽車行業(yè).電動(dòng)汽車將成為未來(lái)的主流。各國(guó)電動(dòng)化緊跟政策導(dǎo)向，市場(chǎng)取得飛躍式增長(zhǎng)。（2）智能化智能化代表者車載傳感器、控制器、執(zhí)行器等裝置為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)車輛對(duì)復(fù)雜環(huán)境感知、智能決策、協(xié)同控制等功能的技術(shù)趨勢(shì)。各級(jí)別的自動(dòng)駕駛技術(shù)、人工智能在汽車上的應(yīng)用都是這一趨勢(shì)的表征技術(shù)。（3）網(wǎng)聯(lián)化網(wǎng)聯(lián)化代表著以網(wǎng)絡(luò)、通信及電子技術(shù)為基礎(chǔ)，信息技術(shù)不斷在汽車產(chǎn)品上得到更多應(yīng)用的技術(shù)趨勢(shì)，這一趨勢(shì)實(shí)際上涵蓋了信息技術(shù)在汽車產(chǎn)品和汽車產(chǎn)業(yè)鏈整體兩方面的應(yīng)用，包括車聯(lián)網(wǎng)，基于網(wǎng)聯(lián)的設(shè)計(jì)/制造/服務(wù)一體化等技術(shù)。（4）共享化共享化代表著汽車整個(gè)生產(chǎn)鏈條都要貫穿始終，從研發(fā)到制造，從銷售到服務(wù)、到使用，各個(gè)環(huán)節(jié)都應(yīng)實(shí)現(xiàn)共享。汽車共享化的背后，帶來(lái)的是出行服務(wù)的巨大變革。1.2.4智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展趨勢(shì)1.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車2．四大趨勢(shì)間的關(guān)系汽車技術(shù)電動(dòng)化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化、共享化的發(fā)展趨勢(shì)是密切相關(guān)的。其中，阿聯(lián)化技術(shù)與智能化技術(shù)相互關(guān)聯(lián)，相互影響、網(wǎng)聯(lián)化是智能化的基礎(chǔ)，沒(méi)有充分的網(wǎng)聯(lián)化作為支撐，智能化就不可能達(dá)到較高的水平。反之智能化技術(shù)的應(yīng)用義對(duì)網(wǎng)聯(lián)化起到了促進(jìn)作用，使網(wǎng)聯(lián)化技術(shù)可網(wǎng)聯(lián)化以得到更好的效果。網(wǎng)聯(lián)化和智能化兩者共同指向高度網(wǎng)聯(lián)化共享化和高度智能化技術(shù)在汽車產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)品的有效集成，基于充分網(wǎng)聯(lián)的智能Ir和智能汽車是其最終的核心目標(biāo)。與此同時(shí)，網(wǎng)聯(lián)化和智能化又對(duì)電動(dòng)化具有極強(qiáng)的推進(jìn)作用，高度網(wǎng)聯(lián)智能的汽車產(chǎn)品將實(shí)現(xiàn)更大程度地節(jié)能減排，從而使汽車低碳化技術(shù)發(fā)揮更大的效用。汽車的“四化”中，電動(dòng)化是基礎(chǔ)，智能化是關(guān)鍵，網(wǎng)聯(lián)化是條件，共享化是趨勢(shì)。智能化主要體現(xiàn)在軟件.萬(wàn)物互聯(lián)的每個(gè)結(jié)點(diǎn)汽車的終端全部在互聯(lián)網(wǎng)上，

共享化是未來(lái)的生態(tài)，將出現(xiàn)汽車產(chǎn)業(yè)的重新“洗牌”。1.2.4智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展趨勢(shì)1.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車智能網(wǎng)聯(lián)汽車是以汽車為主體、利用環(huán)境感知技術(shù)實(shí)現(xiàn)車輛序安全行駛，通過(guò)無(wú)線信網(wǎng)絡(luò)等手段為用戶提供多樣化信總服務(wù)。智能網(wǎng)聯(lián)汽車由環(huán)境感知層、智能決策以及制執(zhí)行層組成，如圖1-15所示。1．環(huán)境感知層環(huán)境感知層的主要功能是通過(guò)車載環(huán)境感知技術(shù)、衛(wèi)星定位技術(shù)、4G/5G及V2X無(wú)線通信技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛自身屬性和車輛外在屬性（如道路、車輛和行人等）1.2.5智能網(wǎng)聯(lián)汽車的系統(tǒng)構(gòu)成圖1-15智能網(wǎng)聯(lián)汽車的系統(tǒng)構(gòu)成1.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車靜、動(dòng)態(tài)信息的提取和收集，并向智能決策層輸送信息。是車輛各類功能實(shí)現(xiàn)的前提。2．智能決策層智能決策層的主要功能是接收環(huán)境感知層的信息并進(jìn)行融合，對(duì)道路、車輛、行人、交通標(biāo)志和交通信號(hào)等進(jìn)行識(shí)別、決策分析和判斷車輛駕駛模式及將要執(zhí)行的操作，并向控制和執(zhí)行層輸送指令。是智能網(wǎng)聯(lián)汽車各項(xiàng)功能得以實(shí)現(xiàn)的核心。3．控制執(zhí)行層控制和執(zhí)行層的主要功能是按照智能決策層的指令，對(duì)車輛進(jìn)行操作和協(xié)同控制，并為聯(lián)網(wǎng)汽車提供道路交通信息、安全信息、娛樂(lè)信息、救援信息以及商務(wù)辦公、網(wǎng)上消費(fèi)等，保障汽車安全行駛、舒適駕駛以及智能交互等功能?？刂茍?zhí)行層主要依賴于車輛底盤（轉(zhuǎn)向、制動(dòng)、驅(qū)動(dòng)等）線控和車身電子電器（轉(zhuǎn)向燈、儀表等）。用于實(shí)現(xiàn)車輛的自動(dòng)及智能網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng)與車內(nèi)駕乘人員的交互。1.2.5智能網(wǎng)聯(lián)汽車的系統(tǒng)構(gòu)成本章總結(jié)本章主要講解了智能網(wǎng)聯(lián)汽車的定義與分級(jí)，智能網(wǎng)聯(lián)汽車的層次結(jié)構(gòu)、技術(shù)架構(gòu)和技術(shù)路線，智能網(wǎng)聯(lián)汽車的關(guān)鍵技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)，我國(guó)智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展總體思路、發(fā)展目標(biāo)、發(fā)展重點(diǎn)及關(guān)鍵零部件等，通過(guò)知識(shí)的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以較全面地掌握智能網(wǎng)聯(lián)汽車的基本知識(shí)。一、名詞解釋1．智能汽車2．網(wǎng)聯(lián)汽車

3．智能網(wǎng)聯(lián)汽車4．自動(dòng)駕駛汽車5．無(wú)人駕駛汽車二、填空題1．智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展的終極目標(biāo)是

。2．自動(dòng)駕駛汽車至少包括

、

、

、

，比較高級(jí)的車型還應(yīng)課后習(xí)題本章總結(jié)該配備

。3．我國(guó)把智能網(wǎng)聯(lián)汽車智能化劃分為5個(gè)等級(jí)，1級(jí)為

，2級(jí)為

，3級(jí)為

，4級(jí)為

，5級(jí)為

。4．我國(guó)把智能網(wǎng)聯(lián)汽車網(wǎng)聯(lián)化劃分為3個(gè)等級(jí)，1級(jí)為

；2級(jí)為

，3級(jí)為

。5．對(duì)應(yīng)美國(guó)SAE分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)人駕駛專指

、

階段，汽車能夠在限定環(huán)境乃至全部環(huán)境下完成全部的駕駛?cè)蝿?wù)。三、選擇題1．不屬于自動(dòng)駕駛汽車的是（

）。A．L0級(jí) B．L1級(jí) C．L2級(jí) D．L3級(jí)2．屬于無(wú)人駕駛汽車的是（

）。A．L1級(jí) B．L2級(jí) C．L3級(jí) D．L4級(jí)3．能夠?qū)崿F(xiàn)V2X通信的是（

）。A．藍(lán)牙 B．Wi-Fi C．DSRC D．4G本章總結(jié)4．不屬于智能網(wǎng)聯(lián)汽車關(guān)鍵零部件的是（

）。A．近距離超聲波雷達(dá) B．中程毫米波雷達(dá)C．激光雷達(dá) D．短程毫米波雷達(dá)5．自主式駕駛輔助不包括（

）。A．前向碰撞預(yù)警系統(tǒng) B．車道偏離預(yù)警系統(tǒng)C．盲區(qū)監(jiān)測(cè)系統(tǒng) D．車道內(nèi)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)四、問(wèn)答題1．智能汽車、智能網(wǎng)聯(lián)汽車、自動(dòng)駕駛汽車和無(wú)人駕駛汽車之間是什么關(guān)系？2．駕駛員對(duì)車輛控制權(quán)分幾種？本章總結(jié)3．智能網(wǎng)聯(lián)汽車“三橫兩縱”技術(shù)結(jié)構(gòu)具體包含哪些內(nèi)容？4．智能網(wǎng)聯(lián)汽車的關(guān)鍵零部件有哪些？5．智能網(wǎng)聯(lián)汽車的關(guān)鍵共性技術(shù)有哪些？

智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)架構(gòu)

及關(guān)鍵技術(shù)第二章

2.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車的產(chǎn)業(yè)構(gòu)架從國(guó)外看，智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)應(yīng)用可以追溯到20世紀(jì)80年代。80年代初美國(guó)就開(kāi)始智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)的軍事化應(yīng)用，例如，美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局（DefenseAdvancedResearchProjectsAgency，簡(jiǎn)稱DARPA）大規(guī)模資助了自動(dòng)駕駛陸地車輛的軍事化應(yīng)用研發(fā)。自2004年開(kāi)始，DARPA連續(xù)舉辦無(wú)人駕駛機(jī)器人挑戰(zhàn)賽，為智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)學(xué)研結(jié)合和產(chǎn)業(yè)技術(shù)合作交流開(kāi)辟了空間。歐洲從80年代中期開(kāi)始進(jìn)行自動(dòng)駕駛技術(shù)研發(fā)，初期比較強(qiáng)調(diào)單車自動(dòng)化和智能化的研究，并呈現(xiàn)“產(chǎn)學(xué)研”相結(jié)合的特點(diǎn)，開(kāi)發(fā)測(cè)試了不同程度的自動(dòng)化、智能化車輛，例如，戴姆勒集團(tuán)1987年在歐洲啟動(dòng)了普羅米修斯計(jì)劃，研發(fā)無(wú)人駕駛技術(shù)，該計(jì)劃持續(xù)到1995年，既定目標(biāo)在奔馳S600上完成。日本的自動(dòng)駕駛研發(fā)雖然略晚于歐美，但技術(shù)應(yīng)用較為領(lǐng)先，90年代末已開(kāi)始陸續(xù)將盲區(qū)監(jiān)測(cè)、車道保持等ADAS技術(shù)應(yīng)用到車輛上。2009年，美國(guó)科技巨頭谷歌宣布布局自動(dòng)駕駛，在全球范圍內(nèi)掀起了智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展熱潮。隨之，美、日、歐將智能網(wǎng)聯(lián)汽車創(chuàng)新發(fā)展上升到國(guó)家戰(zhàn)略，從國(guó)家、行業(yè)層面協(xié)作，形成頂層設(shè)計(jì)。2010年，美國(guó)交通運(yùn)輸部提出《ITS戰(zhàn)略計(jì)2.1.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車的產(chǎn)業(yè)發(fā)展2.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車的產(chǎn)業(yè)構(gòu)架劃2010～2014》，提出大力發(fā)展網(wǎng)聯(lián)技術(shù)及汽車應(yīng)用，將智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展上升到美國(guó)國(guó)家戰(zhàn)略。2014年，美國(guó)交通運(yùn)輸部與ITS聯(lián)合項(xiàng)目辦公室又共同提出《ITS戰(zhàn)略計(jì)劃2015～2019》，提出了美國(guó)ITS未來(lái)5年汽車網(wǎng)聯(lián)化與智能化的發(fā)展目標(biāo)和方向。此后，美國(guó)交通部強(qiáng)勢(shì)主導(dǎo)智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展，成立了交通變革研究中心進(jìn)行智能網(wǎng)聯(lián)汽車大規(guī)模示范測(cè)試，積極推動(dòng)智能網(wǎng)聯(lián)汽車法律法規(guī)及標(biāo)準(zhǔn)化工作。2010～2012年，歐盟委員會(huì)先后發(fā)布“Horizon2020”戰(zhàn)略、《一體化歐盟交通發(fā)展路線——競(jìng)爭(zhēng)能力強(qiáng)、資源高效的交通系統(tǒng)》白皮書、《歐盟未來(lái)交通研究與創(chuàng)新計(jì)劃》等，部署智能交通和智能汽車戰(zhàn)略目標(biāo)，推動(dòng)關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用研究。2013年，日本內(nèi)閣提出《創(chuàng)造世界領(lǐng)先IT國(guó)家宣言》，并啟動(dòng)《國(guó)家戰(zhàn)略性創(chuàng)新創(chuàng)造項(xiàng)目（SIP）計(jì)劃》，設(shè)立了自動(dòng)駕駛項(xiàng)目Adus，成立了包括內(nèi)閣府、警察廳、總務(wù)省、經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省、國(guó)土資源省在內(nèi)的推進(jìn)委員會(huì)推動(dòng)項(xiàng)目的實(shí)施，提出2020年自動(dòng)駕駛?cè)蝾I(lǐng)跑并引領(lǐng)全球自動(dòng)駕駛、車聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的戰(zhàn)略目標(biāo)。從國(guó)內(nèi)看，自20世紀(jì)90年代起，各高校和研究機(jī)構(gòu)已經(jīng)陸續(xù)開(kāi)展自動(dòng)駕駛的研2.1.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車的產(chǎn)業(yè)發(fā)展2.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車的產(chǎn)業(yè)構(gòu)架發(fā)工作，例如，國(guó)防科技大學(xué)先后研制了CITAVT-Ⅰ、CITAVT-Ⅱ型無(wú)人駕駛車，并在2011年7月與一汽合作完成長(zhǎng)沙到武漢286公里的紅旗HQ3車型的無(wú)人駕駛試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)化道路環(huán)境下單車智能化的技術(shù)儲(chǔ)備。自2009年以來(lái)，國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)舉辦“中國(guó)智能車未來(lái)挑戰(zhàn)賽”，吸引多個(gè)高校和研究機(jī)構(gòu)參與，為自動(dòng)駕駛技術(shù)的交流和發(fā)展起到了良好的促進(jìn)作用，同時(shí)，工信部、科技部、交通部等國(guó)家部委都以不同的方式支持智能汽車的發(fā)展。從2011年開(kāi)始，工信部連續(xù)多年發(fā)布物聯(lián)網(wǎng)專項(xiàng)，智能網(wǎng)聯(lián)汽車是其支持的重點(diǎn)領(lǐng)域之一；科技部在車路協(xié)同、車聯(lián)網(wǎng)等方面已經(jīng)進(jìn)行了多個(gè)“863計(jì)劃”的國(guó)家立項(xiàng)和政策支持；交通部要求“兩客一?！避囕v和貨運(yùn)車輛必須安裝符合規(guī)定的車聯(lián)網(wǎng)終端并上報(bào)數(shù)據(jù)，已形成了全國(guó)聯(lián)網(wǎng)的大型交通管理平臺(tái)。2015年，國(guó)務(wù)院發(fā)布《中國(guó)制造2025》，將發(fā)展智能網(wǎng)聯(lián)汽車上升為國(guó)家戰(zhàn)略重要發(fā)展方向之一，北汽、上汽、長(zhǎng)安等車企相繼公布智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展戰(zhàn)略，2016年以來(lái)，大批初創(chuàng)企業(yè)投身智能網(wǎng)聯(lián)汽車相關(guān)領(lǐng)域，中國(guó)智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)已2.1.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車的產(chǎn)業(yè)發(fā)展2.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車的產(chǎn)業(yè)構(gòu)架經(jīng)進(jìn)入爆發(fā)式增長(zhǎng)預(yù)備階段。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，擁有相互依存的價(jià)值鏈、技術(shù)鏈和產(chǎn)業(yè)鏈體系。1．智能網(wǎng)聯(lián)汽車的價(jià)值鏈智能網(wǎng)聯(lián)汽車在提高行車安全、減輕駕駛員負(fù)擔(dān)方面具有重要作用，并有助于節(jié)能環(huán)保和提高交通效率。研究表明，在智能網(wǎng)聯(lián)汽車的初級(jí)階段，通過(guò)先進(jìn)智能駕駛輔助技術(shù)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%。進(jìn)入智能網(wǎng)聯(lián)汽車的終極階段，即完全自動(dòng)駕駛階段，甚至可以完全避免交通事故，提升交通效率30%以上，并最終把人從枯燥的駕駛?cè)蝿?wù)中解放出來(lái)，這也是智能網(wǎng)聯(lián)汽車最吸引人的價(jià)值魅力所在。2.1.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車的產(chǎn)業(yè)發(fā)展2.1.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車的體系架構(gòu)2.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車的產(chǎn)業(yè)構(gòu)架2．智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)鏈從技術(shù)發(fā)展路徑來(lái)說(shuō)，智能汽車分為3個(gè)發(fā)展方向：網(wǎng)聯(lián)式智能汽車（ConnectedVehicle，CV）、自主式智能汽車（AutonomousVehicle，AV），及前二者的融合，即智能網(wǎng)聯(lián)汽車（ConnectedandAutomatedVehicle，CAV或ICV）。2.1.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車的體系架構(gòu)圖2-1中國(guó)智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)鏈全景圖譜2.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車的產(chǎn)業(yè)構(gòu)架智能網(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)：「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)，「兩縱」是指支撐智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展的車載平臺(tái)以及基礎(chǔ)設(shè)施條件。ICV的「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(jué)的圖像識(shí)別技術(shù)，利用雷達(dá)（激光、毫米波、2.1.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車的體系架構(gòu)圖2-2智能網(wǎng)聯(lián)汽車「三橫兩縱」技術(shù)架構(gòu)2.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車的產(chǎn)業(yè)構(gòu)架超聲波）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。控制執(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2.1.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車的體系架構(gòu)2.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車的產(chǎn)業(yè)構(gòu)架和物理存儲(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)。3．智能網(wǎng)聯(lián)汽車的產(chǎn)業(yè)鏈ICV的產(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2-3所示。2.1.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車的體系架構(gòu)圖2-3智能網(wǎng)聯(lián)汽車的3個(gè)產(chǎn)品層次2.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車的產(chǎn)業(yè)構(gòu)架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)鏈上下游關(guān)系主要包括：芯片廠商：開(kāi)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(kāi)發(fā)和供應(yīng)先進(jìn)的傳感器系統(tǒng)，包括機(jī)器視覺(jué)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(kāi)放車輛信息接口，進(jìn)行集成測(cè)試。平臺(tái)開(kāi)發(fā)與運(yùn)營(yíng)商：開(kāi)發(fā)車聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)、提供平臺(tái)運(yùn)營(yíng)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。（1）智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)鏈形態(tài)1）芯片/計(jì)算平臺(tái)供應(yīng)商。開(kāi)發(fā)和供應(yīng)智能網(wǎng)聯(lián)汽車感知、決策、控制所需的芯片2.1.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車的體系架構(gòu)2.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車的產(chǎn)業(yè)構(gòu)架計(jì)算平臺(tái)，支撐智能網(wǎng)聯(lián)汽車語(yǔ)音識(shí)別、圖像識(shí)別、不同等級(jí)自動(dòng)駕駛等算法的硬件資源提供CPU、GPU、ASIC等。2）先進(jìn)的傳感器供應(yīng)商開(kāi)發(fā)和供應(yīng)智能網(wǎng)聯(lián)汽車先進(jìn)的傳感器，主要包括機(jī)器視器（單目攝像頭、雙目攝像頭）、雷達(dá)（激光、毫米波、超聲波）、地圖與定位傳高精度地圖、位置數(shù)據(jù)）等。3）車載操作系統(tǒng)供應(yīng)商管理和控制車載硬件與車載軟件資源的底層程序系統(tǒng)，包括提供Linux、Android、QNX、IOS等。4）通信設(shè)備供應(yīng)商開(kāi)發(fā)和供應(yīng)車載移動(dòng)互聯(lián)設(shè)備、車載短程通信設(shè)備等，包括提供4G/5G通信模塊、V2V短程通信模塊等。5）信息安全方案供應(yīng)商提供覆蓋車聯(lián)網(wǎng)（端—管一云）和車輛（車載終端一車載網(wǎng)關(guān)—車內(nèi)網(wǎng)絡(luò)—車載控制器）縱深防御的信息安全解決方案，可實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵信息和一般信息的分域隔離。6）系統(tǒng)集成供應(yīng)商能夠提供智能網(wǎng)聯(lián)汽車自動(dòng)駕駛技術(shù)研發(fā)和集成、車載信息系2.1.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車的體系架構(gòu)2.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車的產(chǎn)業(yè)構(gòu)架統(tǒng)技術(shù)研發(fā)和集成的軟硬件供應(yīng)企業(yè)，包括提供自動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng)、自適應(yīng)巡航系統(tǒng)、底盤控制系統(tǒng)、車載信息系統(tǒng)等。7）整車企業(yè)，包括傳統(tǒng)車企和新興車企設(shè)計(jì)智能網(wǎng)聯(lián)汽車體系架構(gòu)，確定產(chǎn)品需求，構(gòu)建智能汽車開(kāi)發(fā)平臺(tái)，開(kāi)放車輛信息接口，進(jìn)行系統(tǒng)集成、匹配及測(cè)試，其中新興車企以新能源整車開(kāi)發(fā)為主。8）車聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商主要提供通信運(yùn)營(yíng)服務(wù)、車載平臺(tái)運(yùn)營(yíng)服務(wù)以及娛樂(lè)資訊服務(wù)等。9）出行服務(wù)提供商，指出行運(yùn)營(yíng)商主要提供共享出行服務(wù)。（2）智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)鏈特征1）傳統(tǒng)車企爭(zhēng)先發(fā)布智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展規(guī)劃，加快智能化、網(wǎng)聯(lián)化轉(zhuǎn)型與布局智能網(wǎng)聯(lián)汽車相關(guān)技術(shù)的快速發(fā)展，給傳統(tǒng)車企轉(zhuǎn)型升級(jí)帶來(lái)了緊迫感。寶馬、豐田、沃爾沃、通用等傳統(tǒng)車企為了維護(hù)其在傳統(tǒng)汽車制造業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈中的核心地位，相繼發(fā)布智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展規(guī)劃，明確PA級(jí)、CA級(jí)、HA級(jí)及以上智能化車輛的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，2.1.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車的體系架構(gòu)2.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車的產(chǎn)業(yè)構(gòu)架同時(shí)設(shè)立專門研發(fā)中心加大感知、決策和控制等技術(shù)的研發(fā)資金投入，與Tierl供應(yīng)商、互聯(lián)網(wǎng)科技企業(yè)、初創(chuàng)公司、通信設(shè)備商和運(yùn)營(yíng)商、高校及科研機(jī)構(gòu)等開(kāi)展多方合作，推動(dòng)智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。我國(guó)自主車企也緊隨其后，例如，一汽發(fā)布“摯途”技術(shù)戰(zhàn)略，明確了智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展的各階段的目標(biāo)，長(zhǎng)安汽車也制定了智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)發(fā)展規(guī)劃，明確搭建基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的設(shè)計(jì)、制造、服務(wù)一體化技術(shù)平臺(tái)；節(jié)能與新能源動(dòng)力總成與底盤機(jī)電一體化平臺(tái)；整車和總成電子控制嵌入式軟件技術(shù)平臺(tái)；汽車智能移動(dòng)技術(shù)平臺(tái)；D-Partner+信息服務(wù)技術(shù)平臺(tái)五大平臺(tái)。同時(shí)包含了手機(jī)叫車、擁堵跟車、自主泊車、自主駕駛等四項(xiàng)智能化功能。2）互聯(lián)網(wǎng)公司初創(chuàng)介業(yè)利用智能為智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)鏈重構(gòu)的重要公與名讓/芯片等各自優(yōu)勢(shì)加快智能網(wǎng)聯(lián)汽車的布局，成國(guó)家物聯(lián)網(wǎng)，本計(jì)月；大牧據(jù)移動(dòng)因特網(wǎng)等新代信息技術(shù)1代統(tǒng)汽車融合步伐的加新模式對(duì)汽車進(jìn)行顏覆性改造與革新它們：在高度智能化數(shù)據(jù)分析和決策軟硬件2.1.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車的體系架構(gòu)2.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車的產(chǎn)業(yè)構(gòu)架能力方面具有優(yōu)勢(shì)，開(kāi)將日光聚焦在智能網(wǎng)聯(lián)汽車年收感知、決策關(guān)鍵核心技術(shù)研發(fā)及驚體解決方茶上，谷職、單果、微軟等國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)區(qū)頭以及中國(guó)三大互聯(lián)網(wǎng)巨關(guān)BAT已著手布局智能網(wǎng)職汽傳感器、計(jì)算平臺(tái)、自動(dòng)檢驗(yàn)系統(tǒng)、高精度地圖等核心領(lǐng)域，Dmea.OrTO.京能科技，地平線機(jī)器人、的來(lái)汽車：趨勢(shì)、智行者等批國(guó)內(nèi)外初創(chuàng)企業(yè)也積極入局。它們已成為智能岡聯(lián)汽車發(fā)展的重要分與者甚至推動(dòng)者。3）傳統(tǒng)汽車零部件巨頭立足自身汽車電子技術(shù)優(yōu)勢(shì)不斷完善智能阿聯(lián)汽車感知/決策控制的戰(zhàn)略布局博世、大陸、電裝、德?tīng)柛５绕髽I(yè)被稱為傳統(tǒng)零部件供應(yīng)商，隨著智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)的快速發(fā)展，它們各自在智能網(wǎng)聯(lián)汽車自動(dòng)駕駛軟硬件技術(shù)解決方案領(lǐng)域進(jìn)行雄厚的技術(shù)儲(chǔ)備和戰(zhàn)略布局：例如，美國(guó)德?tīng)柛９?014年與卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的商業(yè)公司Otomanka進(jìn)行合作，利用Ottomatika的自動(dòng)駕駛軟件優(yōu)勢(shì)，結(jié)合德?tīng)柛５闹鲃?dòng)安全技術(shù)共同打造自動(dòng)駕駛技術(shù)平臺(tái)，增強(qiáng)自動(dòng)駕駛決策能力，加入寶馬-英特爾-Mobileye的自動(dòng)駕駛聯(lián)盟，股2.1.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車的體系架構(gòu)2.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車的產(chǎn)業(yè)構(gòu)架權(quán)投資激光雷達(dá)廠商Innoviz和Quanergy，可以看到，德?tīng)柛Ｔ诟兄?、決策、控制等自動(dòng)駕駛核心環(huán)節(jié)已形成比較完整的產(chǎn)業(yè)布局，為后續(xù)與整車企業(yè)之間的合作奠定基礎(chǔ)：被稱為汽車電子領(lǐng)域的帝國(guó)的博世，在智能網(wǎng)聯(lián)汽車領(lǐng)域也深耕多年，據(jù)統(tǒng)計(jì)，博世目前擁有約450項(xiàng)專利，涉及傳感器、控制、軟件等領(lǐng)域。從20世紀(jì)90年代起，電裝就開(kāi)始面向ADAS研發(fā)攝像頭、毫米波雷達(dá)等。近年來(lái)，隨著各家布局自動(dòng)駕駛的動(dòng)作越來(lái)越積極，電裝也加快了布局步伐，與東芝合作開(kāi)展自動(dòng)駕駛系統(tǒng)研發(fā)，收購(gòu)從事雷達(dá)研究企業(yè)富士通天股權(quán)等動(dòng)作：一方面，通過(guò)投資并購(gòu)的方式完善其自動(dòng)駕駛技術(shù)空白：另一方面，通過(guò)與其他企業(yè)合作來(lái)研發(fā)新技術(shù)。4）產(chǎn)業(yè)鏈跨界合作進(jìn)入深度整合期，各方合縱連橫、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。尋求在智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)鏈上的主導(dǎo)地位。智能網(wǎng)聯(lián)汽車是一個(gè)集環(huán)境感知、規(guī)劃決策、執(zhí)行控制等功能于一體的綜合系統(tǒng)，其高級(jí)形式的高度自動(dòng)駕駛/無(wú)人駕駛更是人工智能的重要應(yīng)用場(chǎng)景，產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)成錯(cuò)綜復(fù)雜，傳統(tǒng)4：金有強(qiáng)大的硬件制造能力及輔助駕駛系統(tǒng)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，零部件供應(yīng)商有強(qiáng)2.1.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車的體系架構(gòu)2.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車的產(chǎn)業(yè)構(gòu)架大的整車系統(tǒng)集成能力，出行服務(wù)商有流量和數(shù)據(jù)，互聯(lián)網(wǎng)科技巨頭在算法、芯片等方面技術(shù)領(lǐng)先，為了能在智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)鏈上占據(jù)主導(dǎo)地位，各方跨界合作動(dòng)作頻頻，整個(gè)智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)鏈正進(jìn)入深度整合期。2.1.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車的體系架構(gòu)2.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車關(guān)鍵性技術(shù)未來(lái)汽車的發(fā)展趨勢(shì)是智能網(wǎng)聯(lián)汽車。智能網(wǎng)聯(lián)汽車的終極目標(biāo)是大幅度降低駕駛員的勞動(dòng)程度，提高駕乘者的安全性、舒適度、便捷性，依靠科技技術(shù)力量提升汽車的安全、節(jié)能和環(huán)保性能。新一代科技革命驅(qū)動(dòng)汽車從交通工具向智能終端轉(zhuǎn)變，全球汽車產(chǎn)業(yè)正加速向新能源化、智能網(wǎng)聯(lián)化、高端化、綠色化發(fā)展，由此帶來(lái)產(chǎn)業(yè)形態(tài)、能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)、交通出行模式和社會(huì)運(yùn)行方式的深刻變革。2022年，新能源汽車的滲透率提高至22.6%，智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)規(guī)模將超3500億元。隨著中國(guó)政策扶持力度的不斷加大、相關(guān)技術(shù)的日趨成熟，我國(guó)智能網(wǎng)聯(lián)汽車進(jìn)入快速發(fā)展通道。結(jié)合國(guó)外技術(shù)發(fā)展路徑和服務(wù)能力的提升，可以劃分為三個(gè)階段，第一階段實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)性聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)，主要是定位導(dǎo)航、車載娛樂(lè)、遠(yuǎn)程管理和緊急救援等基本功能，第二階段實(shí)現(xiàn)安全預(yù)警、高寬帶業(yè)務(wù)和部分自動(dòng)駕駛服務(wù)，第三階段實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)駕駛和全部聯(lián)網(wǎng)，目前我國(guó)基本處于第二階段。智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展技術(shù)路線圖如圖

2-4所示。2.2.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)2.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車關(guān)鍵性技術(shù)1．智能網(wǎng)聯(lián)汽車控制系統(tǒng)發(fā)展歷程車載電腦和CAN總線：在過(guò)去，汽車電子電氣架構(gòu)一直遵循著“一個(gè)功能一個(gè)盒子”的分布式架構(gòu)模式，如今，一輛先進(jìn)的汽車上已經(jīng)存在超過(guò)70個(gè)電子控制器，電子控制器之間連接的總線網(wǎng)絡(luò)上傳遞著超過(guò)1200個(gè)信號(hào)。汽車域控制與中央控制（EE架構(gòu)）：在未來(lái)，分布式電子電氣架構(gòu)不再滿足未來(lái)智能網(wǎng)聯(lián)汽車的需求，將出現(xiàn)域控制器用于集成特定領(lǐng)域的功能特性，最終可能向基2.2.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)圖2-4智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展技術(shù)路線圖2.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車關(guān)鍵性技術(shù)于中央計(jì)算機(jī)的車輛集中式電子電氣架構(gòu)，甚至車-云協(xié)同控制發(fā)展。車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)：車輛網(wǎng)技術(shù)從車的內(nèi)部拓展到車的外部，包括車與車之間的通訊、車與路的通訊、車與云的通訊、車與外部人的通訊。2．智能網(wǎng)聯(lián)新能源汽車產(chǎn)品、產(chǎn)業(yè)、出行服務(wù)轉(zhuǎn)型方向新能源汽車技術(shù)產(chǎn)品轉(zhuǎn)型：純電動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、混合動(dòng)力增程系統(tǒng)、燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)、新型電動(dòng)底盤結(jié)構(gòu)。智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)產(chǎn)品轉(zhuǎn)型：高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)、環(huán)境感知決策控制、車路協(xié)同安全出行、智能座艙體驗(yàn)愉悅。智慧城市與出行服務(wù)轉(zhuǎn)型：網(wǎng)約車出行服務(wù)、公交車出行服務(wù)、移動(dòng)平臺(tái)商務(wù)服務(wù)、自動(dòng)駕駛移動(dòng)送貨。新能源與智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)發(fā)展主要分為自動(dòng)駕駛技術(shù)、智能輔助駕駛技術(shù)（ADAS）以及智能座艙。2.2.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)2.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車關(guān)鍵性技術(shù)3．智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展趨勢(shì)五大趨勢(shì)：人、車、生活融為一體；零事故，零違章，千人千面將成為未來(lái)智能網(wǎng)聯(lián)發(fā)展的方向；智能汽車從功能架構(gòu)向智能架構(gòu)發(fā)展，呈現(xiàn)出大集成、高安全、高體驗(yàn)，快迭代、低延時(shí)等特點(diǎn)；智能駕駛將圍繞高效便捷、安全輔助兩個(gè)維度，以及高速、城區(qū)、停車場(chǎng)三大場(chǎng)景持續(xù)發(fā)展；軟件定義汽車成為實(shí)現(xiàn)智能網(wǎng)聯(lián)汽車最關(guān)鍵手段。2.2.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)2.2.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車關(guān)鍵性技術(shù)智能阿聯(lián)汽車在傳統(tǒng)汽車技術(shù)基礎(chǔ)上融合大量信息感知、智能決策.車輛自動(dòng)控制、網(wǎng)絡(luò)通信等新技術(shù)。對(duì)相關(guān)技術(shù)發(fā)展提出了巨大挑戰(zhàn)。在諸多的技術(shù)中，新型電子電器信息架構(gòu)、多類別傳感器融合感知、新型智能終端、車載智能計(jì)算平臺(tái)、車用無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)、高精度地圖與定位、云控基礎(chǔ)平臺(tái)等七大共性關(guān)鍵技術(shù)的突破直接決定了我國(guó)智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)的整體發(fā)展水平。智能阿聯(lián)汽車在傳統(tǒng)汽車技術(shù)基礎(chǔ)上融合大量信息感知、智能決策車輛自動(dòng)控制、2.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車關(guān)鍵性技術(shù)2.2.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車關(guān)鍵性技術(shù)網(wǎng)絡(luò)通信等新技術(shù)。對(duì)相關(guān)技術(shù)發(fā)展提出了巨大挑戰(zhàn)。在諸多的技術(shù)中，新型電子電器信息架構(gòu)、多類別傳感器融合感知、新型智能終端、車載智能計(jì)算平臺(tái)、車用無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)、高精度地圖與定位、云控基礎(chǔ)平臺(tái)等七大共性關(guān)鍵技術(shù)的突破直接決定了我國(guó)智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)的整體發(fā)展水平。1．環(huán)境感知技術(shù)環(huán)境感知系統(tǒng)的任務(wù)是利用攝像頭、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)、超聲波雷達(dá)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(guò)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)由于車輛行轉(zhuǎn)環(huán)境復(fù)的。當(dāng)前感如技術(shù)在檢測(cè)與識(shí)別精度方面無(wú)法滿足自動(dòng)氣駛發(fā)展儒愛(ài)、深度學(xué)習(xí)被證明在復(fù)雜環(huán)境感知方面有巨大優(yōu)勢(shì)、許多學(xué)者采用“保度學(xué)習(xí)”方法對(duì)行人、自行車等傳統(tǒng)算法識(shí)別較為困難的目標(biāo)物的識(shí)別方法進(jìn)行了研究。

在傳感器領(lǐng)域，激光雷達(dá)由于具有分辨率高的優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)成為越來(lái)越多自動(dòng)駕駛車輛的標(biāo)配傳感器，低成本小型化的固態(tài)激光雷達(dá)成為研發(fā)熱點(diǎn)。此外，針對(duì)單-傳感器

2.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車關(guān)鍵性技術(shù)2.2.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車關(guān)鍵性技術(shù)

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。高精度地圖與定位技術(shù)也是車輛重要的環(huán)境信息來(lái)源。目前，我國(guó)幾大圖商都在積極推進(jìn)建設(shè)面向自動(dòng)駕駛的高精度地圖。基于北斗地基增強(qiáng)系統(tǒng)的高精度定位系統(tǒng)也已在我國(guó)開(kāi)展應(yīng)用，將為自動(dòng)駕駛車輛提供低成本廣覆蓋的高精度定位方案。針對(duì)復(fù)雜行駛環(huán)境下行人及騎車人的有效識(shí)別，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2-5所示。圖2-5行人及騎車人聯(lián)合識(shí)別架構(gòu)2.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車關(guān)鍵性技術(shù)2.2.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車關(guān)鍵性技術(shù)多示例目標(biāo)輸入圖像候選區(qū)域生成目標(biāo)分類與定位輸出識(shí)別結(jié)果行人及騎車人的聯(lián)合識(shí)別架構(gòu)主要包括圖像輸入、目標(biāo)候選區(qū)域選擇、目標(biāo)檢測(cè)、多目標(biāo)跟蹤及結(jié)果輸出等功能模塊：1）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(guò)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。2）目標(biāo)檢測(cè)模塊的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，使用綜合考慮案例提取、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。3）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(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定跟蹤。2.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車關(guān)鍵性技術(shù)2.2.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車關(guān)鍵性技術(shù)2．智能決策技術(shù)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。常用的決策方法包括有狀態(tài)機(jī)、決策樹(shù)、深度學(xué)習(xí)、增強(qiáng)學(xué)習(xí)等。確志幾種簡(jiǎn)便的決策方法。共用有問(wèn)因長(zhǎng)不決須機(jī)制，決策樹(shù)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)為個(gè)屬性上的測(cè)試，邊為測(cè)試的結(jié)果。決策樹(shù)具有可讀的結(jié)構(gòu)，同時(shí)可以通過(guò)樣本數(shù)據(jù)的訓(xùn)練來(lái)建立，但是有過(guò)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，如圖

2-6所示。圖2-6決策樹(shù)的剪枝2.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車關(guān)鍵性技術(shù)2.2.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車關(guān)鍵性技術(shù)深度學(xué)習(xí)與增強(qiáng)學(xué)習(xí)是熱門的機(jī)器學(xué)習(xí)方法在處理自動(dòng)駕我大最方面，它能通過(guò)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)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)是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現(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，如比例一積分微分（PID）控制，滑?？刂?、模糊控制，模型預(yù)測(cè)控制。自適應(yīng)控制、魯棒控制等這些控制方法性能可靠、計(jì)算效率高，已在主動(dòng)安全系統(tǒng)中得到應(yīng)用。對(duì)于現(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，線控執(zhí)行機(jī)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)車輛自動(dòng)控制的關(guān)鍵所在。國(guó)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?tīng)柛５葒?guó)外大型企業(yè)，在控制2.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車關(guān)鍵性技術(shù)2.2.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車關(guān)鍵性技術(shù)穩(wěn)定性、產(chǎn)品致性和市場(chǎng)規(guī)模方面仍有一定差距。（1）多目標(biāo)協(xié)同式自適應(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。目前的研究多針對(duì)單一功能的實(shí)現(xiàn)，未考慮三者之間的制約關(guān)系，以及車輛建模的不確定性和駕駛員行為的非線性，這導(dǎo)致現(xiàn)有的線性最優(yōu)控制方法難以解決三類功能之間的矛盾性。針對(duì)此問(wèn)題，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-ObjectiveCoordinatedAdaptiveCruiseControl，MOCACC）系統(tǒng)。其控制架構(gòu)如2-7所示。圖2-7MOCACC控制構(gòu)架2.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車關(guān)鍵性技術(shù)2.2.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車關(guān)鍵性技術(shù)仿真與實(shí)車實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所開(kāi)發(fā)的多目標(biāo)協(xié)調(diào)式自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)，在保障跟蹤性能的前提下可有效降低車輛油耗，且符合期望車距、動(dòng)態(tài)跟車和乘坐舒適性等多類駕駛員特性。圖2-8是MOCACC系統(tǒng)與傳統(tǒng)自適應(yīng)巡航控制（AdaptiveCruiseControl，ACC）系統(tǒng)的性能對(duì)比圖。其中：LQACC為線性二次型自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)。（2）多車隊(duì)列協(xié)同式控制車輛隊(duì)列化是將單一車道內(nèi)的相鄰車輛進(jìn)行編隊(duì)，根據(jù)相鄰車輛信息自動(dòng)調(diào)