人工智能時代下智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展與應(yīng)用探索

張海濤，張 敏，張繼文，趙 陽

（1.揚州航盛科技有限公司，江蘇 揚州 225009；2.揚州市職業(yè)大學(xué)，江蘇 揚州 225009）

近些年汽車制造技術(shù)在不斷的發(fā)展，目前汽車行業(yè)的發(fā)展趨勢主要是服務(wù)化、電動化、網(wǎng)聯(lián)化和智能化，人工智能技術(shù)可以很好地促進汽車智能化發(fā)展，為此汽車行業(yè)可以更多地研究人工智能技術(shù)，通過合理的方式來將人工智能技術(shù)運用在智能網(wǎng)聯(lián)汽車中。

1 人工智能技術(shù)概述

人工智能是現(xiàn)代新型的技術(shù)科學(xué)，人工智能技術(shù)科學(xué)融合了計算機、邏輯學(xué)、數(shù)學(xué)等學(xué)科的知識，其中人工智能在數(shù)學(xué)推理中的理論運用逐漸發(fā)展成熟，“圖靈機”理論為人工智能技術(shù)的創(chuàng)造與發(fā)展打下了良好的基礎(chǔ)，且技術(shù)人員可以在“圖靈機”理論的基礎(chǔ)上研發(fā)創(chuàng)造多樣化的人工智能系統(tǒng)，比如可以研發(fā)專家系統(tǒng)、語音識別系統(tǒng)、機器人系統(tǒng)等。人工智能技術(shù)可以在一定程度上模仿人的大腦，人工智能的運用能力在某種程度上可能要強于人的大腦，甚至于人工智能有可能會擁有比人類更強的思考能力。人工智能作為新一輪產(chǎn)業(yè)變革的核心驅(qū)動力，將催生新的技術(shù)、產(chǎn)品、產(chǎn)業(yè)、業(yè)態(tài)和模式，從而引發(fā)經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的重大變革，實現(xiàn)社會生產(chǎn)力的整體提升[1]。目前人工智能發(fā)展主要集中在專用智能方面，具有領(lǐng)域局限性。隨著科技的發(fā)展，各領(lǐng)域之間相互融合、相互影響，需要一種范圍廣、集成度高、適應(yīng)能力強的通用智能，提供從輔助性決策工具到專業(yè)性解決方案的升級。通用人工智能具備執(zhí)行一般智慧行為的能力，可以將人工智能與感知、知識、意識和直覺等人類的特征互相連接，減少對領(lǐng)域知識的依賴性、提高處理任務(wù)的普適性，這將是人工智能未來的發(fā)展方向。未來的人工智能將廣泛地涵蓋各個領(lǐng)域，消除各領(lǐng)域之間的應(yīng)用壁壘[2]。隨著類腦科技的發(fā)展，人工智能必然向認知智能時代邁進，即讓機器能理解會思考。所以智能網(wǎng)聯(lián)汽車想要從有人駕駛轉(zhuǎn)變?yōu)榘踩臒o人駕駛，智能網(wǎng)聯(lián)汽車需要依賴人工智能技術(shù)來進行創(chuàng)新。

2 智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)介紹

2.1 傳感器技術(shù)介紹

智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)是傳感器技術(shù)，傳感器是現(xiàn)代人們通過通信技術(shù)及計算機而研究出來的，傳感器是現(xiàn)代計算機綜合技術(shù)，傳感器技術(shù)可以運用在溫度、環(huán)境等數(shù)據(jù)的自動收集中。如今大部分現(xiàn)代傳感器都已經(jīng)做到了數(shù)字信號制式，傳感器可以先對濃度、濕度、溫度、光線和氣體等數(shù)據(jù)信息進行采集，然后再將模擬信號有效轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號，以此來提高數(shù)據(jù)信息處理的效率。

若一輛汽車具有較高的自動化程度，那這輛汽車會更加依賴傳感器?，F(xiàn)如今車載傳感器能夠按照裝備與目的的差異，分為傳統(tǒng)傳感器與智能傳感器，傳統(tǒng)傳感器主要是進一步提高單車信息化水平，智能傳感器主要是為無人駕駛系統(tǒng)提供有效支持。氣體傳感器、流量傳感器、加速度傳感器、溫度傳感器、位置傳感器和壓力傳感器等都屬于傳統(tǒng)傳感器，這些傳感器可以在車身控制系統(tǒng)、底盤系統(tǒng)、動力總系統(tǒng)中運用。當(dāng)智能網(wǎng)聯(lián)汽車現(xiàn)世后，智能網(wǎng)聯(lián)汽車除了需要這些傳統(tǒng)傳感器外，還需要充足的智能傳感器來作為支撐，運用智能傳感器來實現(xiàn)內(nèi)部人機交互與外部環(huán)境感知，攝像頭、超聲波雷達、毫米波雷達和激光雷達等都是現(xiàn)代常見的車載傳感器，這些車載傳感器的主要功能是環(huán)境感知。語音識別傳感器、駕駛員監(jiān)控攝像系統(tǒng)等都是車內(nèi)人員感知交互的常見傳感器。一般級別比較高的自動駕駛汽車會設(shè)置30 個左右的環(huán)境感知傳感器，隨著近些年智能網(wǎng)聯(lián)汽車的快速發(fā)展，智能網(wǎng)聯(lián)汽車還會需要越來越多的車載傳感器。

2.2 計算機技術(shù)介紹

計算機系統(tǒng)的組成包括許多部件，不同的計算機部件具有不同的技術(shù)內(nèi)容，常見的技術(shù)內(nèi)容包括信息輸入輸出技術(shù)、信息存儲技術(shù)、運算和控制技術(shù)等。目前計算機技術(shù)已經(jīng)廣泛運用在現(xiàn)代數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫開發(fā)產(chǎn)業(yè)、電子制造行業(yè)、芯片產(chǎn)業(yè)當(dāng)中，計算機系統(tǒng)已然在社會市場中形成一個生態(tài)系統(tǒng)。智能網(wǎng)聯(lián)汽車當(dāng)中運用了許多的芯片和傳感器技術(shù)，所以智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展需要依靠計算機技術(shù)。互聯(lián)網(wǎng)公司可以在技術(shù)上推動智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展，舉例百度、谷歌等公司具有扎實的車載操作系統(tǒng)開發(fā)實力，所以這些公司可以進一步推動智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展。智能網(wǎng)聯(lián)汽車對數(shù)據(jù)傳輸速度、故障診斷、圖像識別等方面的性能要求會越來越高，而計算機中央處理器（CPU）隨著技術(shù)發(fā)展而具備越來越先進的制造工藝，智能網(wǎng)聯(lián)汽車在日常使用過程中會出現(xiàn)大量數(shù)據(jù)，計算機CPU 可以實時、高效地處理智能網(wǎng)聯(lián)汽車的大量數(shù)據(jù)，所以計算機技術(shù)可以為智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展助力。

3 人工智能時代中智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展現(xiàn)狀

我國在推動智能汽車發(fā)展時，運用了鼓勵示范應(yīng)用、促進標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)、優(yōu)化頂層設(shè)計規(guī)劃等方式，以此來有效促進汽車轉(zhuǎn)型升級的發(fā)展。我國智能網(wǎng)聯(lián)汽車創(chuàng)新發(fā)展的特征呈現(xiàn)如下：第一，充分發(fā)揮我國產(chǎn)業(yè)發(fā)展優(yōu)勢，通過優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)的協(xié)同發(fā)展來促進智能網(wǎng)聯(lián)汽車的跨越式發(fā)展。第二，通過凝聚共識，有效探究與產(chǎn)業(yè)變革需求相匹配的發(fā)展道路。第三，構(gòu)建汽車、交通和智慧城市一起發(fā)展智能網(wǎng)聯(lián)汽車體系。在對智能網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng)架構(gòu)體系進行變革時，將會有效打破過去汽車產(chǎn)業(yè)垂直產(chǎn)業(yè)鏈的格局，能夠有效推動智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)的協(xié)同發(fā)展，使得智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)的綜合競爭實力得到顯著提升。

相關(guān)人員可以在基礎(chǔ)設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)、聯(lián)網(wǎng)運行標(biāo)準(zhǔn)、新體系結(jié)構(gòu)汽車產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，構(gòu)建和我國國情相匹配的智能網(wǎng)聯(lián)汽車信息物理架構(gòu)體系，有效融合網(wǎng)聯(lián)化和智能化發(fā)展特征，充分利用智能終端、新體系結(jié)構(gòu)汽車產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、車載計算基礎(chǔ)平臺和云系統(tǒng)架構(gòu)等，快速創(chuàng)建與我國發(fā)展相適應(yīng)的智能網(wǎng)聯(lián)汽車信息物理體系結(jié)構(gòu)，借助智能終端、云安全基礎(chǔ)、高精動態(tài)地圖、車載計算基礎(chǔ)和信息安全基礎(chǔ)等多個平臺，促進汽車一體化協(xié)同創(chuàng)新發(fā)展。

4 人工智能時代下智能網(wǎng)聯(lián)汽車的關(guān)鍵技術(shù)

4.1 環(huán)境感知技術(shù)

智能網(wǎng)聯(lián)汽車感知系統(tǒng)可以對靜態(tài)物體、路面與動態(tài)物體進行感知，可以為汽車提供有效的道路條件信息。環(huán)境感知技術(shù)會直接影響到汽車環(huán)境信息的準(zhǔn)確性和及時性，智能網(wǎng)聯(lián)汽車能夠運用各種傳感器來感知內(nèi)、外環(huán)境，其中所運用到的傳感器技術(shù)包含視覺傳感器、毫米波雷達、激光雷達、超聲波、轉(zhuǎn)向角度傳感器、微機械陀螺儀、加速度和輪速等。

4.2 無線通信技術(shù)

無線通信技術(shù)能夠運用電磁波來有效實現(xiàn)音頻與數(shù)據(jù)傳輸，能進一步促進智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展，可以讓信息實時交互的實效性得到進一步提高。無線通信技術(shù)包括發(fā)射裝置、傳輸介質(zhì)與接收裝置等。智能網(wǎng)聯(lián)汽車大多運用短距離或長距離無線通信，自動技術(shù)會集合4G 技術(shù)、V2V 技術(shù)與V2I 技術(shù)，有利于互通互聯(lián)的實現(xiàn)。

4.3 HMI 人機界面技術(shù)

HMI 人機界面技術(shù)的人工智能的關(guān)鍵操作技術(shù)，目前觸屏技術(shù)已有較為成熟的發(fā)展，觸屏已經(jīng)被廣泛運用在電視、手機、平板等設(shè)備中。汽車導(dǎo)航系統(tǒng)中還會運用到語音識別技術(shù)與手勢控制技術(shù)。因此智能網(wǎng)聯(lián)汽車在對HMI 人機接口技術(shù)進行運用時，能夠借助語音呼叫中心來開展遠程操作，并且利用汽車觸碰技術(shù)來有效控制汽車。HMI 人機界面功能技術(shù)的有效運用，能夠有效地控制與調(diào)節(jié)汽車狀態(tài)，使得汽車娛樂導(dǎo)航功能得到良好控制，增強用戶的駕駛體驗，使得車主能夠在駕駛智能網(wǎng)聯(lián)汽車過程中感受到舒適。

5 智能網(wǎng)聯(lián)汽車對人工智能技術(shù)的具體運用

5.1 運用于自動駕駛中

自動駕駛指的是通過計算機系統(tǒng)與傳感系統(tǒng)，使得汽車可以擺脫人的操作，實現(xiàn)無人智能駕駛，目前現(xiàn)實生活當(dāng)中已經(jīng)有車可運用自動駕駛技術(shù)。自動駕駛系統(tǒng)作為現(xiàn)代的智能自動化系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有較大的復(fù)雜性，該系統(tǒng)的運營會用到人工智能技術(shù)、信息技術(shù)、現(xiàn)代傳感技術(shù)和自動控制技術(shù)等。人工智能技術(shù)能夠運用在自動駕駛系統(tǒng)當(dāng)中的車輛控制、決策和規(guī)劃、環(huán)境感知等方面中，其中較為突出的是環(huán)境感知方面，自動駕駛系統(tǒng)充分借助人工智能的機器學(xué)習(xí)理論，相關(guān)技術(shù)人員在此基礎(chǔ)上設(shè)計了識別系統(tǒng)，使得汽車可以自動識別周邊的路況信息，從而為汽車的無人駕駛提供安全保障。

自動駕駛技術(shù)是智能網(wǎng)聯(lián)汽車的一個明顯特點，自動駕駛技術(shù)能夠分成4 個不同的階段，目前對自動駕駛的研究尚集中在輔助駕駛階段，這個階段也能夠稱為先進駕駛輔助系統(tǒng)，自動駕駛的完全實現(xiàn)必然需要先經(jīng)過先進駕駛輔助系統(tǒng)，先進駕駛輔助系統(tǒng)是自動駕駛技術(shù)完善的關(guān)鍵點?，F(xiàn)在我國已經(jīng)投入較多精力來開展先進輔助駕駛系統(tǒng)的研發(fā)工作，而先進輔助駕駛技術(shù)的關(guān)鍵點在于人工智能算法，人工智能技術(shù)可以有效處理與分析傳感器技術(shù)所收集的相關(guān)數(shù)據(jù)，再進行不同安全訴求的傳遞。若多個傳感器可以看作是先進輔助駕駛系統(tǒng)發(fā)揮作用的眼睛，那人工智能算法則可以看作是智能網(wǎng)聯(lián)汽車的大腦。

5.2 運用在人機交互中

目前有較多技術(shù)人員在研究人機交互，主要對系統(tǒng)與用戶之間存在的交互關(guān)系進行研究。系統(tǒng)的定義是不同類型的軟件、計算機系統(tǒng)與機器，用戶能夠借助人機交互界面來有效操作各個系統(tǒng)。人機交互中所運用到的人工智能技術(shù)包括機器人學(xué)與模式識別，相關(guān)的軟件系統(tǒng)和輸入輸出設(shè)備是順利完成人機交互的基礎(chǔ)，所以若想要人機交互技術(shù)得到進一步的提高，就需要同時讓軟件系統(tǒng)與硬件系統(tǒng)得到進一步提高。目前語音識別、手勢識別等都是當(dāng)代較為先進的人機交互模式，這些模式能夠進一步擴大人機交互技術(shù)在人們現(xiàn)實生活中的運用[3]。

5.3 運用在車路協(xié)同中

技術(shù)人員開發(fā)車路協(xié)同技術(shù)的根本目的是對路面路況信息進行更多的收集，具體收集信息包括道路有無出現(xiàn)堵塞、有無出現(xiàn)病害、有無出現(xiàn)障礙物等。車路協(xié)同技術(shù)所運用的原理是借助車載雷達技術(shù)來對有關(guān)的路況信息進行有效的探測，并將路況信息傳達到車載控制終端，繼而為用戶實時呈現(xiàn)路面信息。汽車想要真正實現(xiàn)智能駕駛，首先需具備完善的車路協(xié)同技術(shù)，現(xiàn)階段有許多車載雷達都配制了毫米波雷達，可以做到高效率的收集信息，并及時進行信息傳輸。

6 智能網(wǎng)聯(lián)汽車運用人工智能技術(shù)的發(fā)展前景

6.1 運用在智能倉儲物流當(dāng)中

目前我國物流行業(yè)已經(jīng)普遍運用人工智能技術(shù)，我國快遞行業(yè)有著比較快的發(fā)展速度，知名的京東倉儲物流當(dāng)中有在科學(xué)運用無人駕駛擺渡車，這些無人駕駛擺渡車可以自主進行路徑規(guī)劃與運動規(guī)劃，且無人駕駛車還可以自主躲避障礙，無人駕駛車可以按照設(shè)計的既定路線實施智能校正。同時智能倉儲物流領(lǐng)域當(dāng)中也逐漸開始運用人工智能技術(shù)，隨著我國物流行業(yè)在未來的深入發(fā)展，智能倉儲物流也會以較快的速度發(fā)展[4]。倉儲物流當(dāng)中科學(xué)合理地運用大數(shù)據(jù)算法，再結(jié)合有關(guān)高清地圖的運用，可以為物流駕駛員與車輛提供更加優(yōu)良的駕駛方案，以期實現(xiàn)真正意義上的無人駕駛。現(xiàn)如今我國已經(jīng)在泉州港碼頭物流當(dāng)中對5G 技術(shù)與人工智能技術(shù)進行了科學(xué)的運用，泉州港碼頭物流通過這些技術(shù)已做到了全自動無人駕駛集裝箱運載服務(wù)，這在一定程度上促進了泉州港碼頭物流的經(jīng)濟發(fā)展。

6.2 運用在復(fù)雜場景下的駕駛

由于我國土地遼闊，道路較多，因而我國交通運輸?shù)膱鼍拜^為復(fù)雜，舉例來說，我國交通運輸會運用在礦山特種設(shè)備運載、山體滑坡?lián)屝?、清運建筑垃圾等服務(wù)場景中。如果人在這些復(fù)雜的交通運輸場景中駕駛車輛，則駕駛?cè)藛T需要具備較強的技術(shù)，并且駕駛?cè)藛T在運輸過程中也可能會發(fā)生意外狀況，導(dǎo)致駕駛?cè)藛T的身體健康受到影響[5]。舉例來說，當(dāng)一輛車需要去支援突然發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的礦山時，在支援過程中有可能會再次出現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害，突如其來的災(zāi)害就很有可能會威脅到駕駛?cè)藛T的生命安全，車輛的安全性也會受到威脅。為了盡可能降低駕駛?cè)藛T的不良情況發(fā)生率，相關(guān)人員可以合理地運用無人駕駛[6-7]。

6.3 運用在自動避險當(dāng)中

汽車最重要的是安全，智能網(wǎng)聯(lián)汽車科學(xué)合理地運用人工智能技術(shù)，可以很好地實現(xiàn)自動避險，以此為智能網(wǎng)聯(lián)汽車的乘坐人員的人身安全提供有效保障，保護人員人身安全也是人工智能技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵目標(biāo)?，F(xiàn)如今已有多項較為發(fā)展完善的人工智能技術(shù)運用在自動避險服務(wù)當(dāng)中，舉例來說，V2X 技術(shù)科學(xué)結(jié)合移動互聯(lián)網(wǎng)，可以做到即時與外界信息進行互動，然后再運用人機交互來將信息傳達給人的大腦，從而能夠在第一時間提醒駕駛?cè)藛T進行避險。比如說當(dāng)?shù)缆非胺匠霈F(xiàn)滑坡、泥石流等情況，車載雷達可以及時探測出前方存在滑坡、泥石流等情況，并及時將路況信息反饋到車載大屏中，以此提醒駕駛?cè)藛T前方有突發(fā)狀況，使得駕駛?cè)藛T在接到提醒后及時注意避讓前方路障，確保車輛安全通過路段[8]。

6.4 運用智能場景技術(shù)

智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)可以根據(jù)駕乘人員的需求來調(diào)整車載場景，該技術(shù)可稱為智能場景技術(shù)。智能場景技術(shù)可以設(shè)置為娛樂場景、購物場景、會議場景與休息場景等，購物場景可以將車載空間有效轉(zhuǎn)換成人們熟悉的商場購物場景，駕乘人員能夠結(jié)合自身需求來挑選商品，車載智能系統(tǒng)還可以根據(jù)駕乘人員的搜索瀏覽記錄來推薦產(chǎn)品。娛樂場景可以將車載空間有效轉(zhuǎn)換為電影院、KTV、電玩城等生活場景，使得乘客在出行時能夠體驗到娛樂感、休閑感。會議場景可以讓駕乘人員在出行時兼顧工作，確保駕乘人員的工作效率。休息場景指的是汽車可以根據(jù)駕乘人員的需求來對車內(nèi)燈光、氣味與音樂等環(huán)境進行調(diào)節(jié)，使得駕乘人員的視覺、嗅覺與聽覺都有良好體驗，有利于駕乘人員放松身心。

6.5 運用軟件測試應(yīng)用技術(shù)

智能網(wǎng)聯(lián)汽車的移動網(wǎng)絡(luò)、信息安全等級與接入電子設(shè)備等會對軟件測試技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)造成影響，先進的軟件測試技術(shù)能夠有效保障智能網(wǎng)絡(luò)汽車的發(fā)展。相關(guān)部門需要重視軟件測試人才的引進與培養(yǎng)，根據(jù)智能網(wǎng)絡(luò)汽車的選裝標(biāo)準(zhǔn)來制定科學(xué)合理的測試方案，使得軟件問題得到良好解決。若將智能網(wǎng)聯(lián)汽車看作是一個大型的嵌入式儀器設(shè)備，其能夠分為嵌入式軟件、純軟件2 個模塊，運用相關(guān)硬件工具來對嵌入式軟件的性能進行準(zhǔn)確測試，并借助自動測試工具來對性能簡單的純軟件來進行有效檢測，借助手工測試方式來對復(fù)雜程度高的純軟件進行檢測。雖然智能網(wǎng)聯(lián)汽車從表面上看存在較為煩瑣的測試工作，但相關(guān)工作人員合理分解系統(tǒng)后，對智能網(wǎng)聯(lián)汽車開展全面檢測，最后再由質(zhì)檢員來完全檢驗整車。待汽車交付給車主日常使用后，政府監(jiān)管部門與汽車制造商能夠運用大數(shù)據(jù)技術(shù)來對智能網(wǎng)聯(lián)汽車的狀況進行實時監(jiān)測，并及時向車主反饋車輛的具體信息，高度智能化的軟件可以實現(xiàn)自主修護，并將車輛的具體使用和維修保養(yǎng)等情況反饋給車主，如此使得汽車的安全性得到有效提高。

7 結(jié)束語

綜合以上內(nèi)容可知，智能網(wǎng)聯(lián)汽車的核心技術(shù)有傳感器技術(shù)和計算機技術(shù)等，人工智能技術(shù)可以運用在智能網(wǎng)聯(lián)汽車的自動駕駛、人機交互、車路協(xié)同當(dāng)中，而在未來的發(fā)展中，智能網(wǎng)聯(lián)汽車可以運用人工智能技術(shù)來實現(xiàn)倉儲物流的智能化、復(fù)雜場景下的無人駕駛、自動避險，從而有效促進智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展。