浅谈我国智能汽车现状与发展

任熠，周梦菲

（武汉理工大学汽车工程学院，湖北 武汉 430000）

前言

因为人们对出行方式便利的需求越来越高，同时伴随着不断增加的人均纯收入，汽车的保有量也呈现逐年增加的趋势。根据国家环保局的相关数据统计，2018年全国机动车保有量与2017年相比增长了5.5%，3.27亿是2018年达到的机动车保有量数目[1]。汽车保有量的逐年增加带来的是能源更快速地消耗、交通越发的拥堵、环境污染加剧、交通安全保障难度增加等诸多问题，解决这一系列问题的有效途径是有效研发智能汽车。与此同时，智能汽车的发展不仅可以显著提高驾驶的舒适性，而且有利于实现科教兴国和人才强国的国家战略目标。

互联网技术、传感器技术、5G等先进技术的发展，为智能汽车的发展提供了技术支持。智能汽车相对于传统汽车而言，它将各个领域先进的技术融合在一起，在汽车行驶过程中需要对周围复杂环境进行感知，通过电脑计算做出相应路程的规划与决策，多级辅助驾驶员进行驾驶，最终目的是实现替代人类操纵机动车。

1 我国智能汽车现状

我国智能汽车现在主要是处于早期发展的阶段，L1级部分汽车已经实现了实用化与市场化，最典型的案例就是小鹏汽车的自动泊车系统；L2级同样也是只有部分汽车能够达到，例如吉利汽车的缤越能够自适应巡航等；L3级在市面上更是极少数能够达到，国产汽车长安UNI-T将于六月上市；而L4、L5级因为受到技术的限制并没有形成市场化[2]。

1.1 智能汽车产业

智能汽车与传统的汽车现阶段相比而言，主要存在以下的几个特点。

首先，智能汽车结构只是在传统汽车上改进，没有特别显著的区别。因为L3、L4和L5级受到较大的技术限制，现在市面上的智能汽车更像是在传统汽车上增加了部分产品，使汽车更加智能化，更好辅助驾驶员驾驶。新款奥迪 A8达到 L3级别，但也只是在部分条件下实现自动驾驶，驾驶过程中仍然需要驾驶员在必要时做出人为干涉，以保证行车安全。

其次，智能汽车行业体现了多领域交叉融合，形成了多方跨界合作的特点。多领域是指智能汽车的制造不再只是依靠汽车企业和部分其他领域的企业，更多的需要互联网技术和人工智能产业的支持，汽车制造的工艺流程由链状变成网状。例如小鹏汽车是国内智能汽车第一梯队的成员，企业的主要人员大部分来自于互联网巨头企业如腾讯、小米等公司。互联网公司与车企共同合作，共同研发智能汽车的多项服务，人工智能的深度学习使汽车能更准确地模拟人类的驾驶规则与习惯，使驾驶过程更加安全舒适，提高乘客的乘坐品质。图1是小鹏汽车部分合作伙伴。

图1 小鹏汽车部分合作公司

最后，智能化水平较高的智能汽车，其市场化的水平却很低。究其原因是在现在的技术条件下，制造一辆 L3级别及以上的汽车成本较高，例如2019款的奥迪A8L官方网站给出的价格区间为87.1-264.8万，由此可以看出，制造一辆L4或L5的智能汽车成本也就更高。

1.2 智能汽车关键技术

1.2.1 汽车定位技术

汽车定位与汽车控制是智能汽车的关键技术[3]。智能汽车的最终目的是实现机器驾驶，其中车辆的定位就需要依赖高精度地图和高精度仪器对周围环境的感知。高精度地图相较于现在的普通地图来说，有着更高的分辨率并且存在分层架构，分辨率可达厘米级，同时可以将误差缩小到 10～15米之内。高精度的分层架构是由静态数据和动态数据两部分构成的，它将驾驶道路附近环境的交通指示牌、交通指示灯、实时路况、交通事件等信息进行记录。由此可见，高精度地图是实现自动驾驶车辆必不可少的一部分，它能辅助智能汽车进行环境感知、路径规划、定位与控制。目前我国真正能够制作高精度地图的有百度地图、思维图新、高德地图、凯立德和易图通五家公司[4]，在未来都有极大可成为为智能汽车制造企业的深度合作伙伴。

智能汽车的环境感知技术是对行驶路径的识别、周边物体的感知、驾驶状态的检测和驾驶环境的检测，利用传感器或自组织网络进行感知。目前已应用的感知方法有利用超声波传感器进行感知、利用毫米波雷达进行感知、融合传感等。

例如当智能汽车行驶到城市某位置时，高精度地图解决“我在哪”的问题，环境感知技术对周围环境的行人、车辆、路标和道路等进行感知，将得到的信息传到控制系统中，并根据驾驶员的行驶要求对智能汽车发出指令，使智能汽车完成相应的指令去满足驾驶员要求。

1.2.2 汽车控制技术

关于汽车运动的控制理论，有经典控制理论与现代控制理论两种。在现代实际工程问题中，经典的PID（比例-积分-微分）控制理论应用最多。现代控制理论大概有七种，分别为：线性二次型最优控制、模糊控制、自适应控制、模型预测控制、神经网络控制、滑模控制和鲁棒控制[5]。智能汽车的控制包括横向控制和纵向控制。现在，有许多先进的控制系统都已应用于智能汽车上：

（1）自动泊车系统：要求智能汽车前后保险杠上安装雷达或者摄像头，通过感知周围环境实现自动泊车的系统。典型的就是小鹏汽车在最新款 P7的全自动代客泊车技术，解决泊车困难的问题；

（2）ABS防抱死制动系统：在刹车过程中，自动控制制动力的大小，使智能汽车的车轮不抱死。这一系统现在几乎存在于所有的汽车，用于保护汽车轮胎，避免事故的发生；

（3）交通标志识别系统：对道路两旁的交通标志的识别，有利于向驾驶员提供实时的道路交通信息，引导驾驶员规划合理的路线，保证行车安全。

图2是智能汽车外部感知介绍图。

1.3 智能汽车与智慧城市

智能汽车对行驶环境具有一定的要求，结构化道路比非结构化道路更能够对驾驶路径进行一个更好的规划，所以智慧城市的建设也就更加重要。智慧城市有两个小概念就是建设智慧交通与生态城市，智能汽车对这两方面的建设都有着巨大的作用。

智能汽车的发展离不开智慧交通的发展，二者相辅相成，一定程度上能起到互相促进的作用。智能汽车的较高的行车效率和安全性为智慧交通添砖加瓦；反过来，智慧交通又为智能汽车提供便利，使智能汽车能够更好的规划行车路径。同时，因为智能汽车是通过信息技术手段规划行程，所以也具有一定的交通调节作用。

智能汽车因为具有更先进的传感器和尾气处理装置并且能够更合理地控制汽车行驶速度，以减少因驾驶操作不正确带来的排放等，相较于传统汽车，对环境更友好，能够为生态城市建设做出有效贡献。

2 我国智能汽车未来展望

我国智能汽车发展虽然处于早期发展阶段，但是智能汽车市场与先进技术发展都表现出了强大的活力和无限的潜力。

2.1 智能汽车行业发展

第一，智能汽车行业仍然会继续呈多领域交叉融合和多方跨界合作的趋势[2]，产业链不再是链状结构而是交织更多的网状结构。更多其他领域的公司会加入到汽车公司中，参与智能汽车的制造，让智能汽车更加贴近生活，更加便利。

第二，智能汽车更加“个性化”。智能汽车不再只是一个交通工具，更多的是给消费者提供休闲娱乐的工具。在满足消费者出行需求的同时，它还能提供“个性化”的娱乐项目，例如移动KTV、移动饮料机等，使得智能汽车更偏向于“个性化”与“定制化”。

第三，智能汽车更加大众化。目前，智能汽车大部分处在中高档水平，随着先进技术进一步发展，一些重要零件制作成本降低。重要零件成本降低，智能汽车整车的成本也会大幅度降低，更多的消费者也有足够的经济能力拥有一辆属于自己的智能汽车。

2.2 智能汽车技术发展

运用在智能汽车上的先进技术更加多样化和智能化。在满足不同消费者使用需求时，要求智能汽车能够具有一定针对性，在足够了解消费者需求的前提下，按照消费者的不同标准满足这些需求。这种类似“人车对话”场景的实现，需要大力推动先进技术的创新发展。

2.2.15G技术

现在我国有望大力推崇的5G技术对智能汽车的智能化起着巨大的推动作用。在未来的交通行业，要求“人-车-路-云”高度协同工作[6]，5G技术无疑是一个巨大的进步。5G基站覆盖程度比4G更广，基站的数目也更多，同时具有超低延时等诸多优点[7]。在5G技术支持下的车联网功能也就更强大，可以为智能汽车提供更高精度的定位，更快速的计算，保证智能汽车做出更为合理的路径规划和拥有更快的紧急情况处理能力，保障乘客的人身安全。由此可见，随着5G技术的不断发展，能进一步加快其应用到智能汽车的脚步，也能进一步推动智能汽车市场的发展。

2.2.2 高精度地图

现在部分汽车已经能够达到 L3级别的自动驾驶，高精度地图市场化的需求因此更加迫切。高档车企若能与高精度地图制作公司达成合作，能极大地提高智能汽车的市场竞争力。高精度地图最大的特点就是实时性，静态数据更新约为一个月，而动态数据的更新约为几秒钟，在智能汽车驾驶过程中能够更快地对路径进行规划，对可能发生的事故进行预判和规避。

目前来说，百度公司是我国唯一能够有能力自主研发高精度地图，采集车能够采集全景和高精两种。将高精度地图完成后会成为推动智能汽车发展的极大推力。

2.2.3 人工智能技术

人工智能在智能汽车领域有着很大的发展空间。首先，使智能汽车的设计更加智能化。人工智能具有大数据分析更快、更准，对设计过程中出现的错误能够更快发现。其次，人工智能运用于智能汽车上，汽车与人更能够交互，使智能汽车对人的需求做出判断与满足。特别是人工智能语音对话功能，不仅将人的指令传达给智能汽车，而且可以与人进行交流。

2.2.4 其他技术

除此之外，ADAS、传感技术等进一步发展也为智能汽车的发展起推动作用。特别是基于视觉高效、低成本的环境感知将成为智能汽车未来产业化的主要方向。

2.3 智能汽车伦理问题的发展

当智能汽车发生意外时，事故追责是关键。当无人驾驶汽车在道路上遇到突发情况而造成财产损失或人员伤亡时，对责任的追查很重要，是智能汽车责任、普通汽车责任、行人责任、汽车生产厂家责任还是汽车系统开发者的责任，这个问题需要尽快做出准确判断。因此，国家需要对这类问题进行分类制定相应的法律法规，对人、智能汽车、制造商进行约束。

同时，智能汽车发展会使部分人失去工作，如何去平衡智能汽车技术的发展与就业问题也是很重要的。

伦理方面不仅仅只是事故追责和就业问题，还有生态伦理、交通权利等。在追求智能汽车发展的同时，也要建立健全的关于智能汽车伦理的法律法规体系。

3 结论

（1）智能汽车的发展有巨大的市场。智能汽车能够带给乘客更舒适、轻松的体验；带给驾驶员更安全、高效的驾驶，避免驾驶员疲劳驾驶带来生命危险；对生态环境友好，能够减少有害物质的排放。智能汽车的优越性使它在市场上有很大的优势；

（2）促进高精度地图、5G技术等先进技术的发展。更智能的智能汽车因为需要满足消费者对美好生活的向往，所以对相关的先进技术和先进传感器的需求更迫切并且要求更严格；

（3）智能汽车所带来的伦理问题需要重视。智能汽车所涉及的伦理问题范围更广，涉及的权利与道德更加多层次、多元化，因此，相关的法律法规也应更加具体与全面；

（4）智慧城市的建设为智能汽车提供更好的驾驶环境；智能汽车同时也为智慧城市的建设作出贡献。