智能汽車及其新技術(shù)發(fā)展研究

鄭寶成

摘 要：互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展進一步為車載物聯(lián)網(wǎng)的普及提供了技術(shù)支撐，而智能汽車就是在網(wǎng)絡環(huán)境下利用信息技術(shù)與控制技術(shù)實現(xiàn)汽車的智能。文章簡要介紹了智能汽車的特點和發(fā)展狀況，并闡述了發(fā)展智能汽車的必要性及現(xiàn)有技術(shù)。

關(guān)鍵詞：智能汽車；互聯(lián)網(wǎng)；重要性

前言

隨著經(jīng)濟水平的提升以及互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的發(fā)展，汽車保有量和道路建設(shè)需求逐漸增加，交通事故、擁堵、污染、土地資源緊缺等一系列目前汽車技術(shù)和管理無法解決的問題日益突出。伴隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，智能汽車技術(shù)現(xiàn)階段正被視為最有效的解決辦法。

1 汽車智能化的含義

智能車輛技術(shù)主要包含智能控制與模式識別等學科前沿重點研究領(lǐng)域，其發(fā)展及應用具有重要的理論和現(xiàn)實意義[1]。從道路交通安全方面來講，由無人駕駛車輛研究形成的輔助安全駕駛技術(shù)，可以通過傳感器準確、可靠地感知車輛自身及周邊環(huán)境信息，及時向駕駛員提供環(huán)境感知結(jié)果，從而有效地協(xié)助提高行車安全，也能降低駕駛員對車輛駕駛管理的復雜度，提高單車的運行效率，可以緩解我國城市道路擁堵、交通系統(tǒng)運行效率較低的現(xiàn)狀。

2 汽車智能化發(fā)展現(xiàn)狀

隨著汽車電子技術(shù)的發(fā)展，汽車智能化技術(shù)正在逐步得到應用，這種技術(shù)使汽車的操縱越來越簡單，動力和經(jīng)濟性越來越高，行駛安全性越來越好，因此，智能化是未來汽車發(fā)展的趨勢。

目前，汽車行業(yè)正在與互聯(lián)網(wǎng)巨頭加速融合。更為關(guān)鍵的是，物聯(lián)網(wǎng)在悄無聲息中，已經(jīng)滲透至汽車生產(chǎn)制造各個環(huán)節(jié)，并逐步向創(chuàng)造價值環(huán)節(jié)滲透，尤其是滲透到產(chǎn)品研發(fā)、制造領(lǐng)域。目前互聯(lián)網(wǎng)巨頭造車尚處于計劃階段，最終到產(chǎn)品面世或許需要很久。但是互聯(lián)網(wǎng)對汽車產(chǎn)品以及制造環(huán)節(jié)的影響，在目前來看已經(jīng)很深入?，F(xiàn)階段人們對于汽車的形象已經(jīng)逐步從“四個輪子兩個沙發(fā)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤八膫€輪子一臺計算機”。如今，“智能化”已經(jīng)成為未來汽車主要技術(shù)發(fā)展趨勢，越來越多的車型將智能化作為主打技術(shù)。寶馬、通用、奧迪、觀致、比亞迪等已將未來的競爭力鎖定在這一領(lǐng)域。

2.1 汽車智能化內(nèi)容

汽車的智能化內(nèi)容主要是在原有傳統(tǒng)汽車技術(shù)上融入互聯(lián)網(wǎng)智能技術(shù)以及智能控制技術(shù)，最終要做的就是把人從汽車的駕駛中解救出來，使汽車操控更方便、安全性得到更好的保障、更加環(huán)保、實現(xiàn)車聯(lián)網(wǎng)，并最終實現(xiàn)整個智能汽車的生態(tài)圈。目前針對智能汽車主要研發(fā)的重點技術(shù)有智能汽車操作系統(tǒng)和無人駕駛技術(shù)。

2.2 無人駕駛汽車技術(shù)

無人駕駛汽車開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)主要有兩個方面[2]：車輛定位和車輛控制技術(shù)。（1）車輛定位技術(shù)，車輛定位常用的技術(shù)有視覺導航和磁導航等。（2）車輛控制技術(shù)，車輛常用的方法是神經(jīng)網(wǎng)絡PD，智能PD算法，模糊PD等。

除以上提到的兩方面，無人駕駛汽車還需要其他一些高端技術(shù)的支持，比如人機交互系統(tǒng)、車輛調(diào)度系統(tǒng)和通訊系統(tǒng)等。

現(xiàn)有技術(shù)主要有[3]：（1）ABS，即防抱死制動系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以實時監(jiān)控輪胎運行情況，判斷車輪何時即將鎖死，并及時調(diào)整剎車。設(shè)備的反應時機比駕駛員把握得更加精準。（2）牽引力或穩(wěn)定控制系統(tǒng)。牽引和穩(wěn)定控制系統(tǒng)與ABS不同的是，該設(shè)備非常復雜，實際為各種系統(tǒng)的集成工作，防止車輛失控。（3）自動泊車系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以代替駕駛員實時觀察周圍狀況，及時做出反應，使汽車安全泊車。

逐步發(fā)展的新技術(shù)有：（1）雷達，目前高端汽車已經(jīng)標配了雷達，通常為安裝在前后保險杠旁邊，在監(jiān)測到障礙物時會發(fā)出警報。（2）車道保持，工作方式主要為擋風玻璃上的照相機實時識別車道標志線，當監(jiān)測出汽車開離自己的車道時，方向盤通常會通過振動提醒駕駛者。（3）激光雷達，以車頂光探測和測距系統(tǒng)為例，實時發(fā)射出幾十束激光，并且該設(shè)備以每分鐘上千轉(zhuǎn)的速度向上發(fā)射，在上方形成點云，從而賦予了汽車360度無死角視野。（4）紅外照相機，既汽車夜視系統(tǒng)，工作方式主要是用兩盞紅外燈向道路前方投射紅外光，在擋風玻璃上的照相機實時監(jiān)測紅外信號，智能系統(tǒng)檢測出危險區(qū)域時會在儀表盤顯示區(qū)標示出。（5）立體視覺，將兩臺安裝在擋風玻璃上的照相機構(gòu)成前方道路的實時3D圖像，實時預測行車路況并實現(xiàn)行車預測，避免潛在的行車危險。（6）智能導航，輸入目的地，導航系統(tǒng)實時監(jiān)測汽車的動向及為汽車動態(tài)規(guī)劃行車路線，還有的配備了電子狗，為用戶提供更多的增值服務。（7）計速功能，將傳感器安裝于車輪上，通過車輪的轉(zhuǎn)速實時監(jiān)測車速。

2.3 汽車智能操作系統(tǒng)

與傳統(tǒng)三屏——智能手機、平板電腦和個人PC相比較，由于車載系統(tǒng)得益于汽車較長的使用年限和更高的成本預算，已經(jīng)成為軟件商家側(cè)重進軍的領(lǐng)域。傳統(tǒng)汽車操作系統(tǒng)主要是以GPS為中心，提供導航服務，嚴格意義來說算不上是汽車智能。

目前的汽車智能車載操作系統(tǒng)還不像科幻電影描述的那樣，可為用戶提供驚奇的功能，但是擁有智能操作系統(tǒng)的汽車卻可以給用戶帶來更多的駕駛操控性能和娛樂體驗。現(xiàn)階段車載操作系統(tǒng)的發(fā)展更多的是向智能手機和電腦靠攏，比如高分辨率的觸控屏幕，擁有車內(nèi)WiFi、導航、行車監(jiān)控、遠程控制、智能自助停車以及多媒體娛樂設(shè)施等。

3 未來汽車智能化的發(fā)展

現(xiàn)階段，IT行業(yè)已經(jīng)成為科技發(fā)展的代名詞，而隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，該行業(yè)已成為高科技技術(shù)應用最多的行業(yè)之一，因此汽車制造業(yè)與IT行業(yè)的進一步結(jié)合也就理所當然。當前傳統(tǒng)電腦和手機操作系統(tǒng)的開發(fā)技術(shù)已經(jīng)非常成熟，而汽車操作系統(tǒng)作為一個新的空缺領(lǐng)域，各大軟件制造商正在竭盡全力爭奪汽車儀表板及其智能系統(tǒng)占有率。在汽車智能化越發(fā)普及的今天，車載操作系統(tǒng)也被賦予了全新的意義。

綠色汽車及其智能化是相輔相成的，且共同發(fā)展。綠色汽車的主要標志是低排放和零排放，主要發(fā)展趨勢是以電驅(qū)動為標志，其結(jié)果是汽車電氣化。汽車的電氣化為汽車的智能化的發(fā)展奠定了必要的技術(shù)基礎(chǔ)，傳統(tǒng)汽車向智能汽車的轉(zhuǎn)變需要在多項技術(shù)上實現(xiàn)大的突破。汽車智能化需要以眾多前沿性高科技術(shù)為前提和向?qū)?。例如GPS，通過GPS可實現(xiàn)對車的實時定位并智能地指出行駛路線，與此同時還可利用各種超聲波和視覺傳感器精確探測汽車周圍的環(huán)境，利用電信設(shè)備判定本車與其他交通設(shè)施的關(guān)系，最后通過人工智能作出判斷并自動執(zhí)行各種命令操作，如轉(zhuǎn)向、加速、停車等。

4 結(jié)束語

汽車的智能化是未來整個汽車行業(yè)的發(fā)展趨勢，也是二十一世紀汽車技術(shù)迅速發(fā)展的標志?，F(xiàn)階段針對汽車智能化的研究主要在于進一步提升汽車駕駛的安全性、操控舒適性，以及為用戶提供智能車載操作系統(tǒng)和良好的人機交互界面?，F(xiàn)階段汽車的智能化已成為整個世界汽車工業(yè)的熱點研究領(lǐng)域，大多數(shù)發(fā)達國家都已將此研究項目納入到其重點發(fā)展的智能化交通系統(tǒng)中。汽車的智能化正進一步從科幻走向了現(xiàn)實。隨著技術(shù)進一步的發(fā)展，在不久的未來我們必定會領(lǐng)略到智能汽車的風采及其帶給我們的生活便利。

參考文獻

[1]楊劍.汽車智能化迎面而來[EB/OL].[2013-08-28]./http：//tech.sina.com.cn/i/10462175717.shtml.

[2]上海市隧道工程軌道交通設(shè)計研究院，上海申通軌道交通研究咨詢有限公司.上海市軌道交通應用無人駕駛系統(tǒng)研究論證報告[R].2005.

[3]王晨.無人駕駛智能車控制與規(guī)劃系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D].上海：上海交通大學，2009.

[4]夏長明.現(xiàn)代汽車維修與保養(yǎng)[M].北京：機械工業(yè)出版社，2010.