行業|智能網聯汽車的關鍵技術

遠特科技 ? 2019-03-21

智能汽車是在一般汽車上增加雷達、攝像頭等先進傳感器、控制器、執行器等裝置,通過車載環境感知系統和信息終端實現與車、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,最終實現替代人來做駕駛決策及操作的目的。

智能汽車的初級階段是具有先進駕駛助系統( Advanced Driver Assistance Systems,ADAS)的汽車,智能汽車與網絡相連便成為智能網聯汽車。

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結點,通過車載信息終端實現與車、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安全性,其終極目標是無人駕駛汽車。

因此,智能網聯汽車( Intelligent Connected Vehicle,ICV)屬于一種跨技術、跨產業域的新興汽車體系。

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,但終極目標都是可上路安全行駛的無人駕駛汽車。

從狹義上上講,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絡技術,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,并最終可替代人來操作的新一代汽車。

從廣義上講,智能聯汽車是以車輛為主體和主要節點,融合現代通信和網路技術,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。

知道了智能網聯汽車的概念之后,接下來一起了解一下智能網聯汽車都有哪些關鍵技術?

(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包括行駛速度、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;

行人感知主要判斷車輛行駛前方是否有行人,包括白天行人識別、夜晚行人識別、被障得物遺擋的行人識別等;

交通信號感知主要是自動識別交又路口的信號燈、如何高效通過交又路口等;

交通標識感知主要是識別道路兩側的各種交通標志,如限速、彎道等,及時提醒駕駛員注意;

交通狀況感知主要是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,避免發生碰撞,也包括交叉路口被障礙物遮擋的車輛。

在復雜的路況交通環境下,單一傳感器無法完成環境感知的全部,必須整合各種類型的傳感器,利用傳感器融合技術,使其為智能網聯汽車提供更加真實可靠的路況環境信息。

(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。短距離通信技術有專用短程通信技術(DSRC)、藍牙、WiFi等,其中DSRC重要性較高且亟須發展,它可以實現在特定區域內對高速運動下移動目標的識別和雙向通信,例如V2V、V2I雙向通信,實時傳輸圖像、語音和數據信息等。

(3)智能互聯技術

當兩個車輛距離較遠或被障礙物遮擋,導致直接通信無法完成時,兩者之間的通信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通信技術實現V2V和V2I之間的通信,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、交叉路口協助駕駛、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,如ADAS、360度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。以太網最有可能進入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,從面可以很容易地將現有的應用入到新的系統中。

(5)先進駕駛輔助技術

先進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

信息融合技術是指在一定準則下利用計算機技術對多源信息分析和綜合以實現不同應用的分類任務而進行的處理過程,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,智能同聯汽車采集和傳輸的信息種類多、數量大,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格的同時,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,必重視信息安全與隱私保護技術的研究。

(8)人機界面技術(HMI)

人機界面技術,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。全球領先的汽車制造商,如奧迪、寶馬、奔馳、福特以及菲亞特等都在研究人機界面技術。

不同國家汽車人機界面技術發展重點也不盡相同。美國和日本側重于是遠程控制,主要通過呼叫中心實現;德國則把精力放在車主對車輛的中央控制系統,主要是奧迪的MMI、寶馬的iDrive、奔馳的 COMMAND。

智能網聯汽車人機界面的設計,其最終目的在于提供好的用戶體驗,增強用戶的駕駛樂趣或駕駛過程中的操作體驗,它更加注重駕駛的安全性,這樣使得人機界面的設計必須在好的用戶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、導航系統、車載電話等多項功能,方便駕駛員快捷地從中查詢、設置、切換車輛系統的各種信息,從面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,通過使用不同的技術允許消費者能夠根據不同的操作、不同的功能進行自由切換。

(9)高精度地圖與定位技術

(10)異構網絡融合關鍵技術

(11)交通大數據處理與分析關鍵技術

(12)交通云計算與云存儲關鍵技術

 

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