智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術與標準分析研究

韓博硯

摘 要：社會經(jīng)濟技術的發(fā)展推動了經(jīng)濟的進步，而經(jīng)濟的進步提供了產(chǎn)學研的快速的發(fā)展，科學技術也以前所未有的速度進行著變革，智能這一詞也開始出現(xiàn)在人們生活中，而與汽車相關的科技無非就是智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術的應用，這也是未來汽車的發(fā)展趨勢，因此由智能網(wǎng)聯(lián)汽車所帶動的產(chǎn)業(yè)變革也是最具想象空間的。本文簡單的分析了當下汽車智能化技術及其發(fā)展的四個階段和相關標準的制定。希望能為智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術發(fā)展提供一定的參考意見。

關鍵詞：智能網(wǎng)聯(lián)汽車（ICV） 駕駛輔助 人機共駕 無人駕駛

Analysis and Research on Intelligent Connected Vehicle Technology and Standard

Han Boyan

Abstract：The development of social-economic technology has promoted economic progress， and economic progress has promoted rapid development of industry， academia， and research. Science and technology are also undergoing changes at an unprecedented speed. The word intelligence has begun to appear in peoples lives. Automobile-related technology is nothing more than the application of intelligent connected vehicle technology， which is also the development trend of future automobiles， so the industrial transformation driven by intelligent connected vehicles is also the most imaginative. This article briefly analyzes the current four stages of automotive intelligent technology and its development and the formulation of related standards expecting to provide certain reference opinions for the development of intelligent networked automobile technology.

Key words：Intelligent Connected Vehicle （ICV）， driving assistance， man-machine co-driving， unmanned driving

1 引言

智能網(wǎng)聯(lián)汽車主要是針對感官單元技術的基礎應用，通過和控制器、操作器、以及現(xiàn)代通信工具的結(jié)合，以實現(xiàn)車輛能夠?qū)Νh(huán)境有采集功能、控制自主化、智能選擇化等各種復合型功能。搭建一個有效、便捷的信息傳輸渠道是當下智能網(wǎng)聯(lián)汽車的主要途徑，這樣可以保證安全駕駛的過程中，最大限度的降低車輛擁堵及車輛事故的發(fā)生。當下復雜的交通場景對智能網(wǎng)聯(lián)技術提出了新的要求。對它的技術進行研究以及制定標準是很有必要的。

2 汽車智能化與網(wǎng)聯(lián)化概述

2.1 環(huán)境感知技術

環(huán)境感知技術其實就是讓汽車有“眼”即讓汽車可以看見東西感知到周圍物體，這就離不開在汽車上裝備的攝像機、激光雷達、毫米波雷達、超聲波等設備，通過與這些車載傳感器來感知周圍的環(huán)境，提煉路況信息、發(fā)現(xiàn)障礙物等。當然光能看到東西是遠遠不夠的，人之所以能開車，不僅僅是因為人通過眼睛看到了周圍的物體，關鍵在于人能看懂。車輛在實際運行過程中的交通狀況遠比想象的要復雜，如果車輛通過車載傳感器只能看到路況及路障等信息是遠不能滿足要求的，車輛必須要通過車載感知設備來看懂路況，分辨不同物體的屬性和運動狀態(tài)等。這就對汽車和車載環(huán)境感知器件提出了更智能化的要求，而也正是我們在人工智能技術領域的突破性進展，使得汽車在環(huán)境感知技術方面的智能化有了可能。汽車利用深度學習的方式通過對復雜交通現(xiàn)實道路場景的不斷學習，具備了對車輛、路人、非機動車等各種道路事物的判斷能力。實現(xiàn)了從能看見到能看懂這個質(zhì)變。當下隨著各種車載傳感器的量產(chǎn)和技術迭代，成本的不斷降低，車載環(huán)境感知器件正越來越快速的布局到汽車上，成為標配。并且隨著道路的感知智能化，車聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，北斗高精度定位和高精度地圖應用的加持，汽車的感知能力和范圍將會不斷增強。

2.2 新一代移動通訊車聯(lián)網(wǎng)技術

車輛通過自身感知器件來感知周圍駕駛環(huán)境和人類駕駛員一樣總會受到一些局限，隨著移動通訊技術的發(fā)展，車輛利用通訊網(wǎng)絡實現(xiàn)車內(nèi)、車與路、車與車、車與人、車與服務平臺的全方位連接和數(shù)據(jù)交互，從而為車輛感知到更加全面的道路駕駛信息，提高行車智能，同時也能夠?qū)⒆陨碥囕v信息與其它道路交通要素進行分享，形成了一個綜合性的信息服務場景，實現(xiàn)了汽車、電子、信息通信、道路交通運輸?shù)纳疃热诤?。目前我們已?jīng)在車聯(lián)網(wǎng)生態(tài)中著重構(gòu)建以自動駕駛及輔助駕駛、車載電子產(chǎn)品關鍵技術、無線通信關鍵技術、面向車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)應用的LTE-V2X和5G-V2X等關鍵技術的研發(fā)和標準制定，逐步建設跨行業(yè)、跨領域、適應產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求的車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)標準體系。目前全國各地乃至世界各地也都在創(chuàng)建不同層級的車聯(lián)網(wǎng)應用示范區(qū)，推動車聯(lián)網(wǎng)及智慧交通的落地，加快推動現(xiàn)有信號燈、交通標識等道路基礎設施的信息化接口改造等工作。

2.3 大數(shù)據(jù)及云計算技術

目前我們建立了不同場景的大數(shù)據(jù)集，有了大數(shù)據(jù)的支撐為人工智能做了很大助力，也使得汽車在圖像識別和人機交互等各方面更智慧。大數(shù)據(jù)是對無法在一定時間范圍內(nèi)用常規(guī)軟件工具進行捕捉、管理和處理的數(shù)據(jù)集合，是通過新的處理模式才能具有更強的決策力、洞察發(fā)現(xiàn)力和流程優(yōu)化能力的海量、高增長率和多樣化的信息資產(chǎn)。通過車輛感知器件感知到的大量數(shù)據(jù)和道路等交通設施采集到的各種信息就是一個大數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)看似雜亂而信息量又十分巨大，但通過讓機器對于這些數(shù)據(jù)的不斷學習和深度挖掘使得機器有了直覺和智能，使得汽車的自動駕駛能力不斷提升。隨著車載數(shù)據(jù)量的不斷增加，車輛需要處理和計算的數(shù)據(jù)量也很大，需要的算法等支撐就更多，光靠車載自身硬件已經(jīng)很難滿足應用要求，這就需要遠端更強大的設備來支撐，這時云計算技術就能很好解決這樣的問題。智能網(wǎng)聯(lián)在高效的云計算助力下，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)存儲的規(guī)?；?，存儲數(shù)據(jù)更安全，有力保障了網(wǎng)聯(lián)化汽車的駕駛安全。

3 智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展的4個階段

當下智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展大致可分為四個階段，即L1—L2級別的自動駕駛輔助模式以及互聯(lián)網(wǎng)駕駛輔助模式，這一級別是目前應用較為廣泛且相對安全系數(shù)較好的駕駛輔助模式。然后是L3級別即人機共同駕駛車載模式，最后是高級別的智能駕駛模式L4-L5級別，L4實現(xiàn)了機器駕駛為主的有條件高級別自動駕駛，L5為完全的無人駕駛模式。目前雖然說L3和L4級別在技術方面已經(jīng)有了很大突破，但是因為涉及到機器為主的駕駛在倫理道德等方便還有不同的看法，所以進行大規(guī)模的應用還在不斷嘗試。總的來說目前全球范圍內(nèi)實行的智能駕駛模式是L1-L2級別人主控制車輛其他車載系統(tǒng)輔助，研究人員也在對人機共駕的模式進行研究突破。

3.1 自動駕駛輔助

當下我們把自己控制車輛行駛速度、行車道路并配合車載系統(tǒng)的感官單元完成行駛的方式叫做自主式先進駕駛輔助系統(tǒng)（advanced driver assistance systems，ADAS）因為這種技術難點的突破現(xiàn)已經(jīng)實現(xiàn)量產(chǎn)并投放到當下汽車市場中，大致可分為預警類和控制類。常見預警類系統(tǒng)包括車輛前方碰撞預警、車道偏離預警、盲區(qū)預警、疲勞駕駛預警、360°全景環(huán)視輔助、實時胎壓監(jiān)測等。常見控制類有車道保持、自主泊車、自動緊急剎車、自適應巡航等。

3.2 網(wǎng)聯(lián)式駕駛輔助

網(wǎng)聯(lián)式駕駛輔助通過對周圍來往車輛起到判定作用，從而改變駕駛中的駕駛員的操作并通過通信技術來完成網(wǎng)聯(lián)式的駕駛。這項技術主要通過通信網(wǎng)絡信息技術來實現(xiàn)連接車輛、馬路、路人之間的聯(lián)系，使每個個人都成為數(shù)據(jù)接受和發(fā)出者，從而形成智能的信息網(wǎng)絡，并對這些信息做到有效的處理運算，以實現(xiàn)準確的數(shù)學技術來規(guī)避行車安全問題。

3.3 人機共駕

人機共駕是一個高度分享駕車權限給駕駛輔助系統(tǒng)的過程，通過駕駛?cè)藛T的授權智能系統(tǒng)獲取駕車操作權，以人機互動的方式完成車輛的駕駛?cè)蝿铡Ｅc現(xiàn)用駕駛輔助相比，共駕模式則更為強調(diào)人與汽車共同承擔駕駛職能，對行車承擔駕駛功能，也相互制約彼此的駕駛，簡言之就是一車多人控制的模式，這對智能汽車提出了很高的技術要求，要能根據(jù)實時路況具有很高的自助判斷能力，并根據(jù)判斷結(jié)果與駕駛?cè)藛T達成行車一致，實現(xiàn)減輕駕駛?cè)藛T操作負荷或特定條件下完全替代駕駛?cè)巳ヱ{駛。

3.4 高度自動駕駛和無人駕駛

自動駕駛最終模式是駕駛員完全脫離駕駛，由車輛智能系統(tǒng)完成駕駛過程。這時的自動駕駛技術階段已達到L4級，一般情況下在駕駛?cè)藛T無法處理駕駛功能時智能系統(tǒng)可以通過獲取駕駛?cè)藛T授權來獲得駕駛權，如駕駛?cè)藛T無回應時，在保證行車安全的前提下，車輛會停駐的保守方式。更高級別的自動駕駛則是完全脫離人類駕駛，車輛完全無需獲取駕駛?cè)藛T授權，智能駕駛系統(tǒng)能完全自主的處理行車，并做到安全完成交通行為。當下有些公司跳過前面幾個階段，直接進行高度自動駕駛的嘗試，當然除了技術本身的問題外，更多的是倫理道德仍是難點，如行車安全中保證乘客安全為重，還是保證傷害基數(shù)為重，這都是未來高度自動駕駛需要突破的瓶頸。

4 智能網(wǎng)聯(lián)汽車標準體系構(gòu)建原則

當下智能網(wǎng)聯(lián)汽車許多技術仍處在探索階段，許多技術仍處于開發(fā)階段，雖然某些公司某些技術在某場景下已經(jīng)有了很大的進展和令興奮的突破。但這期間相應的準則也應在這一過程中不斷完善以及制定。為了更好的適應未來可持續(xù)的發(fā)展，智能網(wǎng)聯(lián)汽車應遵循智能化、持續(xù)化、多元化、模式化的原則。在實際智能網(wǎng)聯(lián)汽車標準體系構(gòu)建過程中，應綜合考慮網(wǎng)聯(lián)化、智能化兩個方面主要因素，依據(jù)汽車網(wǎng)聯(lián)化效能，訓練智能化對道路交通設施、交通參與者、基礎設施等外部節(jié)點實際價值進行分析。如汽車加裝信息接收設備以及處理技術，車輛通過對外部信息的分析處理，協(xié)調(diào)自身情況為更為安全的行駛方案。其次要把可持續(xù)發(fā)展觀的理念始終貫穿在智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展中，為保證后續(xù)智能交通提供支撐。目前在智能互聯(lián)中要求行業(yè)應該擁有一個更開放更多元的特點，以獲得更廣闊的發(fā)展空間。同時模式化也要求起到一個統(tǒng)一標準，制定行業(yè)相關準則，在踐行多樣發(fā)展的同時還能做到基礎的統(tǒng)一，以保證溯源及修訂時有相對應的條款進行約束，現(xiàn)在智能化的汽車標準仍然是一個探索、挑戰(zhàn)、機遇并存時期，其中“安全”二字是不變的和關注的核心主題，緊貼安全標準構(gòu)建才能適應長期的發(fā)展要求，高效便捷的智能網(wǎng)聯(lián)汽車才會有更長遠的發(fā)展。

5 結(jié)語

當下，智能網(wǎng)聯(lián)技術的應用是在突飛猛進中，L2級別的自動駕駛輔助系統(tǒng)的普及已經(jīng)很好的為智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展做了基礎支撐，大大的提高了行車安全。未來技術升級必將建立在更智能維度上，這也增加了智能化的應用訓練模式的多樣性以及高難度性。智能任然是一個新課題，結(jié)合當下的優(yōu)勢，運用更多維度算法實現(xiàn)高效安全行車。長遠來看，標準化的建設及制定對于汽車革命提供了最基礎的理論政策支持，最終實現(xiàn)智能交通的愿景。

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