浅谈互联智能汽车相关问题

侯丽春 李新伟

摘 要：本文从智能汽车的定义、发展、技术要求和研究手段等方面做了简要的介绍，是对互联智能汽车的通识性的研究。

关键词：智能汽车;网络技术;传感器;研究手段

1 概述

随着汽车的普及，人们对汽车的要求不再局限于代步，而是追求更加舒适、便捷，同时能源与环境也向汽车产业提出了更高的要求，智能汽车应运而生。受益于物联网的飞速发展，智能汽车迎来重大利好，呈现蓬勃发展之势。从被动安全到主动安全、从驾驶员辅助到自动驾驶，伴随技术的不断更迭，汽车亦逐渐被赋予了更多权利，走向智能化。

智能汽车的英文解释是Intelligent vehicle，意味着复杂的人工智能，有人说智能汽车是基于互联网+的移动信息物理融合系统。汽车智能化是要将车与互联网、车间网（路况、信号灯、交通标识、周围车辆与行人）、车内网三个网络系统的有效融合，从而实现人、车、路等的智能信息交换。各种车身控制技术、智能车载系统，正在不断刷新智能汽车的能力边界。零排放、零堵塞、零事故死亡，应该说是智能汽车的终极目标。

2 智能汽车的发展

美国高速公路安全管理局将智能汽车定义为以下五个层次，也是智能汽车发展的四个阶段，目前我国处于第二阶段，正向第三阶段发展。

2.1 具有特殊功能的智能化阶段，该阶段汽车具有一个或多个特殊自动控制功能，通过警告防范车祸于未然，可称之为“辅助驾驶阶段”。这一阶段的技术涉及如车道偏离警告系统（LDW）、正面碰撞警告系统（FCW）、盲点信息（BLIS）系统等。

2.2 具有多项功能的智能化阶段，该阶段汽车具有将至少两个原始控制功能融合在一起实现的系统，完全不需要驾驶员对这些功能进行控制，可称之为“半自动驾驶阶段”。这一阶段的汽车会智能地判断司机是否对警告的危险状况做出响应，如果没有，则替司机采取行动，比如紧急自动刹车系统（AEB）、紧急车道辅助系统（ELA）。

2.3 具有限制条件的无人驾驶阶段，该阶段汽车能够在某个特定的驾驶交通环境下让驾驶员完全不用控制汽车，而且汽车可以自动检测环境的变化以判断是否返回驾驶员驾驶模式，可称之为“高度自动驾驶阶段”。目前，谷歌无人驾驶汽车基本处于这个层次。

2.4 全工况无人驾驶阶段，该阶段汽车完全自动控制车辆，全程检测交通环境，能够实现所有的驾驶目标，驾驶员只需提供目的地或者输入导航信息，在任何时候都不需要对车辆进行操控，可称之为“完全自动驾驶阶段”或者“无人驾驶阶段”。

3 互联智能汽车技术与研究手段

要实现智能化，首先要具备智能的环境感知能力，能够自动分析车辆行驶的安全及危险状态。这需要在车辆上安装多种智能传感器，对于传感器的要求是全天候、全方位、高精度;传感控制实现空间距、时间距、信息距（图像、通讯、指令、状态等）。传感器分级应用于乘员状态、车辆状态、托管与接管，人机交互界面等方面。目前智能汽车分级传感涉及到光学摄像头、毫米波雷达、激光雷达、超声波雷达、红外摄像头、GPS北斗、地图传感定位、D-BOX、T-BOX等。光学摄像头能够有效地识别车辆周围物体的大小，但不能识别距离，而且对于黄色车道线识别不理想，动态范围有待扩大。毫米波雷达能够判断最大的距离为200m，但不能判断物体具体的大小。激光雷达可以实现3D成像，而且可以从成像的颜色判断出距离的远近，将是未来比较重要的传感器，但是其受气候、环境的影响较大，目前价格较贵。超声波雷达、红外摄像头、GPS北斗、地图传感定位使用技术相对技术比较成熟。D-BOX又称为DSRC（Dedicated Short Range Communications）是短程通讯，实际是一种车网络通信系统，它只关心周围的环境;T-BOX是实现手机与车辆关联，目前是有一定的发展。

车内网的智能化主要通过总线网络实现，目前涉及的总线有：Ethernet、CAN、LIN、MOST、FlexRay、LVDS等。其中，LIN应用于传感器/执行器领域，传输速率为0.02Mbit/s;CAN应用于各领域，传输速率可达到10Mbit/s;MOST应用于信息娱乐领域，传输速率有25/50/150Mbit/s，三者的标准稳定性高。FlexRay应用于安全相关的领域，传输速率为10Mbit/s，V2.1标准稳定，V3.0尚未稳定。Ethernet应用于各领域，传输速率有10/100/1000Mbit/s，有些標准已稳定，有些标准尚未稳定;LVD应用于视频数据传输领域，标准正在开发。最近，还出现了CAN-FD（CAN with Flexible Data-Rate），它是在现有CAN协议基础上通过更改CAN通信频率及CAN协议定义，降低总线负载，提高CAN通信能力的一项新技术。2013年Bosch推出支持CAN-FD协议的量产控制器芯片。未来Ethernet和CAN-FD是智能汽车网络技术重点关注的总线网络。

现阶段互联智能汽车的研究手段有软件仿真、平台试验、实车路试验证等，相应的法律法规也在健全和完善。从2010年开始，智能汽车相关法规在美国、欧洲、日本等国开始相继制定，2013年欧洲在N/M类车辆强制实施，预计2020年前还会出现自动驾驶技术相关的法规。我国相关法规建设需要收集和制定牌照发放条件及使用限制、专用道路/区域管理办法、实车路试管理办法和责任认定及保险要求等。

4 结语

智能汽车发展对汽车企业信息化提出了三大核心任务：信息的收集与分析，实时动态了解用户与市场需求;利用互联网革新营销模式，实现广域传播和精准营销;设计、制造、服务流程再造，实现数据整合与消费。未来汽车企业应学会强强联合，学会引领规则，学会创建新的盈利模式，努力完成上述三大核心任务，才能走向成功。

参考文献：

[1]黄杰.基于模糊控制的智能车辆设计[J].中国科技信息，2010.20.

[2]吴黎明.数字控制技术[M].科学出版社，2009.11.

[3]李瀚霖，等.智能小车研究与设计[J].科技致富向导，2011（26）.