智能車輛系統(tǒng)發(fā)展及其關(guān)鍵技術(shù)淺析

王承平

摘要：本文主要以智能車輛系統(tǒng)發(fā)展及其關(guān)鍵技術(shù)淺析為重點(diǎn)進(jìn)行闡述，結(jié)合當(dāng)下智能車輛系統(tǒng)組成實(shí)際情況為依據(jù)，首先分析智能車輛系統(tǒng)發(fā)展結(jié)構(gòu)，包括膨脹警示與司機(jī)信息勸告體系、車輛配合駕駛體系、車輛自動(dòng)化處理體系、自制體系和合作控制體系，其次從傳感器技術(shù)、測(cè)量信息處理技術(shù)、通訊技術(shù)幾個(gè)方面深入說(shuō)明并探討智能車輛系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)，進(jìn)一步凸顯智能車輛系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀與關(guān)鍵技術(shù)，為智能車輛體系的發(fā)展提供動(dòng)力支撐，旨在為相關(guān)研究提供參考資料。

關(guān)鍵詞：智能車輛;系統(tǒng)發(fā)展;關(guān)鍵技術(shù);對(duì)應(yīng)措施

0 ?引言

智能車輛系統(tǒng)為智能交通體系的重要組成部分，包含傳感器、信號(hào)加工、通訊以及計(jì)算機(jī)等技術(shù)，分辨車輛處于的具體環(huán)境以及狀態(tài)，同時(shí)結(jié)合各個(gè)傳感器獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效判斷，司機(jī)得到勸告與報(bào)警消息，提醒司機(jī)關(guān)注危險(xiǎn)的規(guī)避，減少事故出現(xiàn)幾率，確保車輛可以在安全的環(huán)境中運(yùn)作。智能車輛系統(tǒng)的創(chuàng)設(shè)，能夠增強(qiáng)交通安全性以及增加道路使用效率，廣泛的存在于汽車、公交以及軍用等諸多領(lǐng)域之內(nèi)，所以新時(shí)期下要格外關(guān)注智能車輛系統(tǒng)的發(fā)展，確保其關(guān)鍵技術(shù)的存在效用充分彰顯，具體如下。

1 ?智能車輛系統(tǒng)發(fā)展結(jié)構(gòu)

針對(duì)智能車輛系統(tǒng)，主要涉及三個(gè)組成部分，首先是司機(jī)警示勸告或者預(yù)警信息系統(tǒng)，包括車輛碰撞;其次是車輛控制體系，包括輔助化駕駛體系以及緊急狀態(tài)下干預(yù)情況;最后是車輛全過(guò)程操作，稱之為車輛自動(dòng)化，包括車輛在公路中的自動(dòng)化駕駛。

1.1 膨脹警示與司機(jī)信息勸告體系

此種體系通過(guò)車輛中存有的多種類型傳感器，及時(shí)監(jiān)督車輛附近的具體行駛環(huán)境，同時(shí)給予獲取的信息加以研究，在發(fā)生危及到車輛安全運(yùn)作的情況，立即發(fā)布報(bào)警信息以及勸告信息，要求對(duì)應(yīng)司機(jī)進(jìn)行處理[1]。報(bào)警信息體系涉及到追尾碰撞、盲區(qū)、變道與離道等報(bào)警，還包含交叉道口、司機(jī)狀態(tài)監(jiān)督和后碰撞等報(bào)警模塊，最終的目標(biāo)便是檢驗(yàn)危險(xiǎn)，確保在第一時(shí)間內(nèi)將車輛的危險(xiǎn)提示給司機(jī)，降低車輛安全事故的產(chǎn)生幾率。

1.2 車輛配合駕駛體系

配合駕駛體系主要是在特定狀態(tài)下，給予車輛執(zhí)行自動(dòng)化管理的一種智能體系，在車輛內(nèi)部的碰撞提示體系檢驗(yàn)到碰撞隱患時(shí)，給司機(jī)發(fā)送報(bào)警信息以及勸告消息，若司機(jī)不能在第一時(shí)間內(nèi)處理報(bào)警信息，碰撞規(guī)避體系會(huì)自動(dòng)化對(duì)車輛加以控制，以制動(dòng)、油門(mén)調(diào)整以及駕駛等操作，確保車輛恢復(fù)在安全環(huán)境中。

配合駕駛體系涉及到自適應(yīng)查詢控制、車輛保持體系以及停車體系[2]。自適應(yīng)查詢控制體系主要是配置在車輛中的一種毫米波雷達(dá)，將現(xiàn)有的車輛以及行駛在此車輛之前的車輛之間保持距離，同時(shí)按照某種車速進(jìn)行行駛的一種車輛管理體系，其確保車輛足夠安全，控制車輛追尾事件的出現(xiàn);車道維持體系通過(guò)視角傳感器以及安置在路面之下的相關(guān)磁釘，確保車輛一直圍繞車道線加以行駛，以免車輛由于和車道產(chǎn)生偏離造成交通事故;停車體系通過(guò)配置在車輛附近的近距離類型傳感器，尤其是超聲傳感器，檢驗(yàn)車輛的附近環(huán)境，促使車輛在短小的空間之內(nèi)安全停車。

1.3 車輛自動(dòng)化處理體系

以減少車輛司機(jī)的勞累，以免較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)枯燥的進(jìn)行車輛操作動(dòng)作，創(chuàng)作多種類型的車輛自動(dòng)化處理體系，替換人工層面的操作，比如可以在交通擁擠的場(chǎng)合中，車輛停留在運(yùn)行以及停止兩種狀態(tài)過(guò)渡期間，相應(yīng)司機(jī)不斷的進(jìn)行相同動(dòng)作，在此種模式之下，低速為主的自動(dòng)化能夠替換司機(jī)具體操作，從事此種單一化與枯燥的操作要點(diǎn)。小間距的車列體系，通過(guò)車輛和車輛之間存有的通訊體系，實(shí)效性把前車輛目前的運(yùn)行狀態(tài)和下一步將要進(jìn)行的方案以及目的地等消息傳遞給后面的車輛，促使后面的車輛一直和前面的車輛保持一定車距，這樣車列的整個(gè)體系中相關(guān)車輛的間距可以控制在幾米或者幾十米之間，所以其可以較大程度上增強(qiáng)道路通行運(yùn)作水平以及道路的利用效率[3]。借助GPS以及數(shù)字地圖等形成電子導(dǎo)航體系，控制好車輛處于隔離狀態(tài)或者封閉區(qū)域狀態(tài)下的運(yùn)作問(wèn)題，體現(xiàn)車輛處理體系的自動(dòng)化與實(shí)效性。

1.4 自制體系和合作控制體系

以上類型的體系一方面可以和多種類型儀表以及智能體系形成的自治體系，還能夠和道路數(shù)據(jù)體系以及其他車輛形成合作控制體系以及協(xié)調(diào)控制體系，車-路體系通過(guò)安排路面標(biāo)志以及路邊通信基礎(chǔ)設(shè)施，給車輛提供數(shù)據(jù);車-車體系通過(guò)車間通信體系，把前車重點(diǎn)參數(shù)以及意圖信息傳遞給后方的車輛，控制車輛之間的距離，增強(qiáng)道路實(shí)際使用效率。

2 ?智能車輛系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

2.1 傳感器技術(shù)

其一，機(jī)器角度。在圖像加工技術(shù)的迅速進(jìn)展之下，特別是多種類型特殊的集成電路產(chǎn)生，機(jī)器角度的技術(shù)在諸多領(lǐng)域內(nèi)取得較好的應(yīng)用。智能車輛體系在此期間獲取效益，對(duì)于安裝以及價(jià)格的視角上，圖像傳感器展現(xiàn)出固有的競(jìng)爭(zhēng)力，作用在車道檢測(cè)、道路篩查與障礙物的排查上，存在的缺點(diǎn)便是測(cè)量精確度難以保障，通常來(lái)講在測(cè)量范圍的不斷增加之下，測(cè)量精確度呈現(xiàn)降低趨勢(shì)，能見(jiàn)度有所減少[5]，繼而測(cè)量范圍隨之縮小。

其二，雷達(dá)體系。雷達(dá)體系存在遠(yuǎn)距離的測(cè)距水平，其可以保存車輛前方道路信息以及目標(biāo)車輛的方位信息，激光雷達(dá)因?yàn)楣鈱W(xué)體系脆弱性，包括不容易維護(hù)、容易受到環(huán)境的制約等，智能車輛體系的存在受到障礙。并且智能車輛體系目前往往選擇毫米波雷達(dá)技術(shù)，毫米波的具體工作不需要思考環(huán)境因素，甚至是下雨以及黑夜情況都不會(huì)影響到毫米波的傳遞，確保毫米波雷達(dá)在多種環(huán)境下安全運(yùn)作。

除此之外毫米波雷達(dá)體系的頻率以76-77GHz為主，同時(shí)在單片微波集成技術(shù)的產(chǎn)生過(guò)程中，毫米波雷達(dá)實(shí)際價(jià)格以及外型尺寸有效的降低，成為此種體系在智能車輛體系中大范圍應(yīng)用的關(guān)鍵因素。毫米波雷達(dá)存在的不足主要是識(shí)別能力的降低，通過(guò)單束毫米波雷達(dá)以及多束雷達(dá)，在區(qū)別轉(zhuǎn)彎車輛以及換道過(guò)程車輛操作中存在難度。

其三，磁釘。磁信號(hào)可以提供可靠性的指示車道界限手段，通過(guò)路面下鋪設(shè)的現(xiàn)有磁釘以及機(jī)器視角進(jìn)行融合，能夠完成車輛道路的全過(guò)程跟蹤[6]?，F(xiàn)階段商用類型的磁車道路正在使用磁釘，因?yàn)榇裴斝枰嬖谟诼访嬷?，所以要預(yù)先將其配置在道路建設(shè)上，在一定程度上控制傳感器的具體使用。

2.2 測(cè)量信息處理技術(shù)

其一，信息融合技術(shù)。

不同類型的傳感器存有不同特點(diǎn)以及不同運(yùn)用空間，目前為止尚未產(chǎn)生作用在智能車輛體系中的全能傳感器類型，并且單一化的傳感器相關(guān)數(shù)據(jù)存有固定的條件，結(jié)合其進(jìn)行正確判斷。所以在提升目標(biāo)分辨以及估計(jì)水平的基礎(chǔ)上，要通過(guò)相關(guān)信息技術(shù)，給予存在于不同區(qū)域內(nèi)的多類型傳感器信息加以融合，去除多個(gè)傳感器之間信息的沖突化，彰顯傳感器信息互補(bǔ)特征，減少測(cè)量數(shù)值存在的不穩(wěn)定性，構(gòu)建體系與環(huán)境統(tǒng)一化的感知結(jié)構(gòu)，促使整個(gè)系統(tǒng)決策運(yùn)作規(guī)范性的提升。現(xiàn)階段相關(guān)人員已經(jīng)通過(guò)激光雷達(dá)以及毫米波雷達(dá)技術(shù)整合信息，結(jié)果便是增強(qiáng)目標(biāo)追蹤性能，然而針對(duì)具體的系統(tǒng)來(lái)講，增加相關(guān)傳感器的數(shù)量，會(huì)引起整個(gè)體系運(yùn)作成本的增加，因此要思考到整體系統(tǒng)的性價(jià)比提升[7]。

其二，濾波估計(jì)技術(shù)。

智能化車輛體系在完成智能化性能展現(xiàn)期間，重點(diǎn)思考多種類型傳感器測(cè)量的前車以及已車之間相對(duì)距離和速度數(shù)據(jù)，所有的數(shù)據(jù)在實(shí)際測(cè)量期間因?yàn)閭鞲衅髯陨泶嬖诘臒嵩肼曇约肮ぷ鳝h(huán)境干擾等，表現(xiàn)出一定的誤差結(jié)果。所以要設(shè)計(jì)切合實(shí)際的濾波算法，更加準(zhǔn)確的發(fā)揮智能車輛體系的綜合性能。此種技術(shù)經(jīng)歷多種領(lǐng)域的應(yīng)用和實(shí)踐，凸顯其在處理諸多問(wèn)題上具備的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)廣泛的存在智能車輛體系多個(gè)傳感器以及融合單位的信息處理上，然而此種濾波需要統(tǒng)計(jì)噪聲信息，所以噪聲信息的統(tǒng)計(jì)要成為智能車輛體系發(fā)展的一個(gè)研究重點(diǎn)。需要注意的是，因?yàn)榫唧w應(yīng)用濾波技術(shù)測(cè)量方程為非線性方程，但是常規(guī)擴(kuò)展模式可能會(huì)引起較大程度的濾波誤差，因此非線性濾波模式為此領(lǐng)域內(nèi)另外的分析重點(diǎn)。

2.3 通訊技術(shù)

車輛行駛過(guò)程中不僅要受到自身?xiàng)l件的制約，還會(huì)受到環(huán)境的制約，為了確保車輛穩(wěn)定安全的運(yùn)作，增強(qiáng)道路具體使用效率，需要實(shí)效性的把前方道口情況，包括交通情況、路面性質(zhì)和特點(diǎn)等，以及前方車輛的實(shí)際運(yùn)作傾向，按照通訊技術(shù)傳遞信息，便于已車處理好對(duì)應(yīng)的項(xiàng)目[8]。與此同時(shí)和傳感器工作情況有所差異，通訊體系的工作不會(huì)在環(huán)境以及氣候環(huán)境的制約下出現(xiàn)變動(dòng)，完成全天候運(yùn)作操作。換言之研發(fā)簡(jiǎn)單易行與可靠性強(qiáng)的車輛通訊體系，勢(shì)必為車輛智能體系創(chuàng)新的發(fā)展方向。

3 ?結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，智能車輛系統(tǒng)發(fā)展及其關(guān)鍵技術(shù)研究課題的開(kāi)展具有十分重要的意義與價(jià)值，智能車輛系統(tǒng)的形成帶動(dòng)著國(guó)家經(jīng)濟(jì)水平的增長(zhǎng)，在具體的組成結(jié)構(gòu)上，涉及到膨脹警示與司機(jī)信息勸告體系、車輛配合駕駛體系、車輛自動(dòng)化處理體系、自制體系和合作控制體系，借助此系統(tǒng)的技術(shù)類型指明智能車輛體系的整合與優(yōu)化方向，如傳感器技術(shù)、測(cè)量信息處理技術(shù)、通訊技術(shù)等，健全完整的智能車輛結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，為車輛整體運(yùn)作效益的提升給予動(dòng)力，從而為國(guó)家持續(xù)發(fā)展提供支撐。

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