智能機(jī)械車輛發(fā)展趨勢研究

禹小磊 鄭廣杰 趙哲 呂放

摘要：隨著現(xiàn)階段科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新和升級(jí)，智能化技術(shù)的誕生為智能時(shí)代的發(fā)展提供了有利的條件基礎(chǔ)，將這一先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械車輛當(dāng)中，能夠有效的提高機(jī)械車輛自身的智能化水平，并能夠充分提高機(jī)械車輛自身的性能。作為時(shí)代發(fā)展的必然趨勢，智能時(shí)代不僅為社會(huì)生產(chǎn)帶來了很大的便利，而且還對(duì)人們的日常生活產(chǎn)生了很大的影響，不斷滿足著人們對(duì)生活質(zhì)量的需求，智能化技術(shù)與機(jī)械車輛的有效結(jié)合為機(jī)械車輛的廣泛應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)，本文就以智能機(jī)械車輛為主要的研究對(duì)象，分析了其智能化技術(shù)應(yīng)用的現(xiàn)狀，并對(duì)智能機(jī)械車輛未來的發(fā)展趨勢進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：智能機(jī)械車輛;智能化技術(shù);發(fā)展趨勢

引言

在智能化時(shí)代背景下，交通運(yùn)輸業(yè)的迅速發(fā)展暴露出了其中人為因素的劣勢，因此為了能夠有效的提高車輛自身的行駛安全性和穩(wěn)定性，就需要利用現(xiàn)階段發(fā)達(dá)的科學(xué)技術(shù)對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，通過有效運(yùn)用這些智能化技術(shù)進(jìn)一步促進(jìn)交通運(yùn)輸業(yè)在智能化時(shí)代的發(fā)展，為社會(huì)的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供充分的條件。在智能機(jī)械車輛當(dāng)中，需要將各種關(guān)鍵性的智能化技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械車輛，并且需要對(duì)相應(yīng)的控制理論進(jìn)行運(yùn)用，這樣才能充分將智能化技術(shù)與機(jī)械車輛有效融合。

1.智能化技術(shù)在機(jī)械車輛當(dāng)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1環(huán)境感知技術(shù)

智能化技術(shù)當(dāng)中的環(huán)境感知技術(shù)主要是對(duì)攝像頭和激光雷達(dá)等先進(jìn)設(shè)備的運(yùn)用，從而能夠幫助各種設(shè)備開展環(huán)境感知的工作，將其應(yīng)用到機(jī)械車輛當(dāng)中，能夠使機(jī)械車輛有效的對(duì)行駛路況以及道路當(dāng)中的障礙物等進(jìn)行感知，從而能夠使機(jī)械車輛在行駛過程當(dāng)中通過相應(yīng)的操作來避免這些情況的影響，為機(jī)械車輛的工作的安全性和穩(wěn)定性提供有力的保障。在對(duì)機(jī)械車輛進(jìn)行正常使用的過程當(dāng)中，由于路況的復(fù)雜性可能會(huì)使得駕駛?cè)藛T無法有效掌握路況的信息，這是就需要對(duì)環(huán)境感知技術(shù)進(jìn)行運(yùn)用，但是只依靠這種技術(shù)是無法滿足現(xiàn)階段對(duì)各方面數(shù)據(jù)信息的獲取需求的，因此就現(xiàn)階段的環(huán)境感知技術(shù)在智能機(jī)械車輛當(dāng)中的應(yīng)用需要進(jìn)一步從感知的范圍以及感知的精度上去進(jìn)行自動(dòng)駕駛的開發(fā)和研究，從而能夠讓只能機(jī)械車輛在復(fù)雜的行駛環(huán)境當(dāng)中充分展現(xiàn)感知技術(shù)的優(yōu)勢。智能機(jī)械車輛如果要想實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛，還需要對(duì)激光雷達(dá)進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化，在激光雷達(dá)技術(shù)現(xiàn)階段的應(yīng)用當(dāng)中，高分辨率使其基本的要求，而傳感器領(lǐng)域當(dāng)中的激光雷達(dá)技術(shù)雖然在智能機(jī)械車輛當(dāng)中應(yīng)用越來越廣泛，但是這種程度上的激光雷達(dá)技術(shù)面對(duì)科學(xué)技術(shù)日新月異的形勢，還是需要進(jìn)行改進(jìn)的，這樣才能夠不斷滿足社會(huì)對(duì)智能機(jī)械車輛更高的要求。除此之外，在智能機(jī)械車輛方面對(duì)環(huán)境進(jìn)行感知時(shí)，還需要對(duì)相應(yīng)的地圖精度和定位準(zhǔn)確性提出要求，利用相應(yīng)的定位系統(tǒng)能夠有效的保證智能機(jī)械車輛在自動(dòng)駕駛過程中安全順利的運(yùn)行。

1.2控制執(zhí)行技術(shù)

在智能機(jī)械車輛當(dāng)中應(yīng)用的控制執(zhí)行技術(shù)主要分為多目標(biāo)協(xié)調(diào)式自適應(yīng)巡航控制執(zhí)行技術(shù)和協(xié)同式多車列控制執(zhí)行技術(shù)。

對(duì)于多目標(biāo)協(xié)調(diào)式自適應(yīng)巡航控制執(zhí)行技術(shù)在智能機(jī)械車輛當(dāng)中的應(yīng)用，能夠讓機(jī)械車輛具備一定的自動(dòng)跟車功能，對(duì)于其自身的燃油消耗來說有一定的降低作用，而且還能夠充分提高機(jī)械車輛行駛過程當(dāng)中的安全性，降低駕駛?cè)藛T出現(xiàn)疲勞駕駛的概率，保證行車的穩(wěn)定性。

協(xié)同式多車列控制執(zhí)行技術(shù)在智能機(jī)械車輛當(dāng)中的應(yīng)用，主要的智能控制系統(tǒng)是一種具有動(dòng)態(tài)性特點(diǎn)的系統(tǒng)，在對(duì)多個(gè)具有一定的獨(dú)立性自主能力的智能體以及對(duì)相關(guān)的信息拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的有效結(jié)合和作用下發(fā)揮作用的。利用這種控制執(zhí)行技術(shù)能夠有效的幫助機(jī)械車輛在行駛過程當(dāng)中降低燃油的消耗，并能夠在相應(yīng)的車輛隊(duì)列模型的建立下，充分保障機(jī)械車輛行駛的效率和安全性。

2.智能機(jī)械車輛發(fā)展趨勢

在我國綜合實(shí)力不斷增強(qiáng)的情況下，機(jī)械車輛的廣泛使用為其發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，并且隨著智能化技術(shù)的有效運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)了智能機(jī)械車輛的目標(biāo)，使得機(jī)械車輛得到了進(jìn)一步的發(fā)展，智能機(jī)械車輛當(dāng)中智能化技術(shù)的應(yīng)用在現(xiàn)階段還需要進(jìn)行相應(yīng)的創(chuàng)新和改善，并且還需要加強(qiáng)其與其他先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的有效融合，不斷提高智能機(jī)械車輛的技術(shù)含量。在智能機(jī)械車輛未來發(fā)展趨勢上，可以從智能機(jī)械車輛運(yùn)用的控制系統(tǒng)和智能化技術(shù)兩個(gè)方面進(jìn)行分析。

2.1智能機(jī)械車輛控制系統(tǒng)

從智能機(jī)械車輛運(yùn)用的控制系統(tǒng)方面來分析，其未來的發(fā)展趨勢主要包括以下幾個(gè)方面：（1）運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。在機(jī)械車輛本身的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)方面，對(duì)動(dòng)力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)模型、停車控制等方面的研究是智能機(jī)械車輛未來發(fā)展需要重點(diǎn)關(guān)注的，在運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)方面進(jìn)行機(jī)械車輛的智能化升級(jí)是重要性的途徑;（2）安全系統(tǒng)。智能機(jī)械車輛的行駛安全不僅能夠保障駕駛?cè)藛T的人身安全，而且還保證了道路交通的安全，因此對(duì)于智能機(jī)械車輛安全系統(tǒng)的研究是關(guān)鍵的核心內(nèi)容，安全系統(tǒng)的研究可以分成主動(dòng)和被動(dòng)兩種，在對(duì)安全系統(tǒng)進(jìn)行研究的情況下可以有效的促進(jìn)智能機(jī)械車輛的快速發(fā)展;（3）預(yù)警系統(tǒng)。對(duì)于預(yù)警系統(tǒng)來說主要包括對(duì)駕駛?cè)藛T精神狀態(tài)的判斷和對(duì)行駛環(huán)境的判斷兩種，駕駛?cè)藛T精神狀態(tài)主要是需要根據(jù)其日常駕車的習(xí)慣來進(jìn)行可靠的分析和判斷，從而能夠在駕駛?cè)藛T不利于駕駛車輛的情況下做出相應(yīng)的反饋，對(duì)駕駛環(huán)境的判斷則是機(jī)械車輛形式的過程當(dāng)中可以對(duì)感知范圍內(nèi)的環(huán)境進(jìn)行識(shí)別，在道路有一定的障礙物的情況下發(fā)揮相應(yīng)的警報(bào)，為智能機(jī)械車輛自動(dòng)駕駛功能的實(shí)現(xiàn)奠定基礎(chǔ);（4）快速反應(yīng)系統(tǒng)。對(duì)這一系統(tǒng)的研究主要針對(duì)的是智能機(jī)械車輛行駛于惡劣環(huán)境中，出現(xiàn)一定的狀況時(shí)做出快速的反應(yīng)，防止出現(xiàn)相應(yīng)的安全事故，保證駕駛?cè)藛T的安全。

2.2智能化技術(shù)

從智能機(jī)械車輛當(dāng)中應(yīng)用的智能化技術(shù)方面分析，其發(fā)展的趨勢主要包括以下幾點(diǎn)：（1）頂層設(shè)計(jì)的引進(jìn)和加強(qiáng)。在智能機(jī)械車輛作為新興的智能化產(chǎn)品為社會(huì)各行業(yè)服務(wù)的過程中，需要根據(jù)國家相關(guān)的智能化汽車產(chǎn)業(yè)規(guī)劃來推進(jìn)機(jī)械車輛智能化的發(fā)展，準(zhǔn)確的對(duì)智能機(jī)械車輛定義、功能、目標(biāo)進(jìn)行定位，從而能夠充分提高智能機(jī)械車輛的發(fā)展速度，在以國家發(fā)展規(guī)劃為主要的引導(dǎo)下，需要不斷加強(qiáng)對(duì)環(huán)境感知技術(shù)的應(yīng)用，運(yùn)用相關(guān)的通信技術(shù)以及高精準(zhǔn)度的定位技術(shù)等頂層設(shè)計(jì)來幫助機(jī)械車輛完成自動(dòng)駕駛的目標(biāo)，在不斷加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)的情況下，能夠有效的促進(jìn)智能機(jī)械車輛廣泛的應(yīng)用，為社會(huì)各行業(yè)提供有力的支持，促進(jìn)智能化生態(tài)環(huán)境城市的建設(shè);（2）人工智能技術(shù)的應(yīng)用。對(duì)于現(xiàn)階段的人工智能技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械車輛當(dāng)中是具有很重要的意義的，在這一技術(shù)的有力支持下能夠進(jìn)一步提高機(jī)械車輛在環(huán)境感知等方面的功能。在利用人工智能技術(shù)加強(qiáng)推進(jìn)智能機(jī)械車輛的過程中，需要建立相應(yīng)的樣本數(shù)據(jù)庫，在有效融合其他科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)上能夠提高這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用的可靠性，保障其能夠?yàn)闄C(jī)械車輛提供更強(qiáng)大的服務(wù)，就現(xiàn)階段的人工智能技術(shù)在機(jī)械車輛當(dāng)中的應(yīng)用，在芯片處理等方面依然存在著一定的制約效果，因此對(duì)于這些方面還應(yīng)當(dāng)不斷進(jìn)行拓展和開發(fā);（3）網(wǎng)聯(lián)式系統(tǒng)的應(yīng)用。在智能機(jī)械車輛當(dāng)中應(yīng)用網(wǎng)聯(lián)式系統(tǒng)不僅能夠有效的加強(qiáng)機(jī)械車輛對(duì)環(huán)境感知能力，而且還能夠促進(jìn)這種感知能力的有效加強(qiáng)，打破時(shí)間和空間的限制，為機(jī)械車輛各方面運(yùn)行提供有力的基礎(chǔ)。從環(huán)境感知能力的時(shí)間上來分析，車輛與外界信息交換的通信技術(shù)可以幫助機(jī)械車輛對(duì)周圍車輛進(jìn)行操作信息的具體獲取和分析，并且還能夠有效的對(duì)擁堵路段等信息進(jìn)行預(yù)測，從而幫助機(jī)械車輛的行駛過程順暢性的提高，從環(huán)境感知能力的空間上分析，車輛外界信息交換的通信技術(shù)能夠幫助機(jī)械車輛對(duì)交叉路口盲區(qū)或者車輛行駛盲區(qū)的快速感知，從而能夠有效的促進(jìn)機(jī)械車輛行駛的安全性和可靠性。在對(duì)網(wǎng)聯(lián)式系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用的過程中，需要有效結(jié)合自主式智能技術(shù)，二者長短互補(bǔ)能夠充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢，為更加智能的機(jī)械車輛發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ);（4）自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的應(yīng)用。在車輛自動(dòng)駕駛領(lǐng)域是具有廣闊發(fā)展前途的，將其應(yīng)用到機(jī)械車輛當(dāng)中，能夠有效的幫助車輛在行駛過程中對(duì)各種標(biāo)識(shí)等進(jìn)行辨別和確認(rèn)，從一定程度上來講是有利于機(jī)械車輛實(shí)現(xiàn)全面智能化目標(biāo)的，因此在自動(dòng)駕駛系統(tǒng)方面需要不斷加強(qiáng)科研力度，將其應(yīng)用到機(jī)械車輛當(dāng)中，不斷增強(qiáng)機(jī)械車輛的功能性。

3.結(jié)束語

綜上所述，智能化技術(shù)的有效發(fā)展，為社會(huì)各領(lǐng)域帶來了前所未有的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，將其應(yīng)用于機(jī)械車輛當(dāng)中，能夠充分發(fā)揮智能化技術(shù)自身強(qiáng)大的優(yōu)勢，不僅能夠有效的提高機(jī)械車輛智能化水平，而且還能夠充分的促進(jìn)機(jī)械車輛使用的有效性，為其廣泛的被運(yùn)用提供了可靠的支持，同時(shí)在智能機(jī)械車輛目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)情況下，能夠帶動(dòng)社會(huì)各領(lǐng)域的綜合發(fā)展，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平的有效提升奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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（作者單位：遼寧工業(yè)大學(xué)）