车联网关键技术分析及应用前瞻

冉捷 武汉软件工程职业学院

1.各项技术齐发展，车联网正稳步迈向市场化

车联网使用无线通信、传感探测等技术收集车辆、道路、环境等信息，通过车-车（V2V）、车-路（V2R）信息交互和共享，使车和基础设施之间智能协同与配合，从而实现智能交通管理控制、车辆智能化控制和智能动态信息服务的一体化网络。真正的智能互联汽车包含汽车联网、自动驾驶、车内及车际通讯、智能交通基础设施等要素，融合了传感器、RFID识别、雷达、gps定位、摄像头和图像处理、AI等等技术。通过汽车连网，再把无数的汽车相连，从而实现规避高峰车流，提高出行效率，减少交通事故等目标，是智能互联汽车的意义之所在。

图1 智能互联汽车

图2 V2X技术

2.核心技术分析

车联网是物联网技术在智能交通系统领域的延伸。其安全应用系统架构包含感知层、通讯层与应用层，感知层通过光学雷达与影像传感器等，收集周边环境信息；通讯层，分为车外通讯、车载通讯（in-vehicle communicaTIon）、车间通讯（vehicle to vehicle communicaTIon）与 车 路 通 讯（vehicle to road communicaTIon）等四部分。车联网的核心技术应该包含：V2X、自动驾驶、车机系统。

2.1 V2X技术

V2X（vehicle to everything），是指车对外界的信息交换，是一系列车载通讯技术的总称。V2X包含汽车对汽车（V2V）、汽车对路侧设备（V2R）、汽车对基础设施（V2I）、汽车对行人（V2P）、汽车对机车（V2M）及汽车对公交车（V2T）等六大类（见图2）。既是车联网技术的核心，也是开发网联汽车的重中之重。中国汽车工程学会和C-ITS已经在制定V2X应用层和应用数据交互标准，另外TIAA（车载信息服务产业应用联盟）也在开展V2X频谱的可行性研究，随着政府层面陆续颁布V2X各项相关协议和标准，预计到2025年国内嵌入有V2X模块的乘用车配售率将达30%，2030年智能交通系统基础设施将基本建设好。

2.2 自动驾驶

刚刚结束的2018 全球人工智能与机器人峰会（CCF-GAIR）上，学术界、工业界及投资界的大咖们达成一个共识——人工智能将改革城市交通与物联网络，而自动驾驶则定义未来的汽车。在激光雷达出现之前，自动驾驶经过了漫长的萌芽期，而今，自动驾驶飞速发展进入爆发期。预测到2020年，中国拥有驾驶员辅助系统和可进行部分自动驾驶的乘用车配售率将达50%；2025年，有上述特征的车辆将占据稳定的市场份额，并出现更高级别的自动驾驶汽车，配售率大约在10%～20%之间。技术腾飞是市场化的基石，自动驾驶技术包含定位感知、道路规划、控制等许多方面：车在驾驶的过程就是产生数据的过程，传感器、雷达、摄像头属于小数据；云端定义的车把小数据导成大数据；然后大数据导成小智能，让汽车变得更高效、更舒服，让汽车在真实的物理世界里驾驶得更加平稳、舒适。

2.3 车机系统

移动互联网高速发展和4G网络的迅速普及，带动车机系统与手机的互联是网联汽车的另一关键。除了市场上已有的车联网解决方案：Apple CarPlay、Andriod Auto、Baidu CarLife之外，无论传统车企、零部件企业，还是跨界造车的新兴企业，都在开发自己的车机系统。在此趋势下，未来几年能和手机互联的车机系统所占据的市场份额将继续扩大，到2020年，能和手机互联的车机系统占据的市场份额与不能和手机互联的车机系统将持平。目前全球市场总共有44家车企使用Apple CarPlay，50家车企和5家供应商使用Andriod Auto，均为外资企业。16家车企和15家供应商使用Baidu CarLife，其中五家为国内企业。

3.信息娱乐和网联技术进一步云端化 智能天线出现

事实上，车载信息娱乐系统和网联技术发展到现在已经经历了四代。第一代是1998年以前，那时还没有网联的说法。第二代1998～2006年，车上硬件处理能力普遍较弱，需要不同的硬件保证不同的功能，车内的分离部件比较多。2005-2010年是第三代，此时处理器的能力逐渐强大，汽车头部单元集成扮演主要角色，导航和功放单元为辅；2010年到现在则是第4代，除了车机系统，增加了联网功能，通过基于本地和手机APP的混合解决方案，连接性电子控制单元的车联网解决方案，运用3G和4G网络使车连接到云端，实现对车辆的控制。预计2018年以后，车联网技术将进一步“云端化”，并将出现智能天线。实现信息娱乐、头部单元、车联网电子控制单元、安全系统、车身电子系统、底盘系统等都由云端来管控，其中前三项通过智能天线与云端连接，后三项则通过以太网连接到智能天线里，最终连接云端，对车进行升级。

4.结束语

车联网已形成一个上下游的产业链，上游包括核心零部件、车规级的人工智能、车载计算机，既有云平台、大数据、人工智能的算法，也有5G通讯和NB-IoT；下游有共享出行，无人测试基地、高精地图，也包括政策法规等等。网络化、自动化、智能化，让行车生活更加高效、便捷和愉悦，是车联网的发展趋势。