汽車智能輔助駕駛系統(tǒng)的發(fā)展與展望

郝俊

摘 要：智能汽車是在普通汽車的基礎上增加了傳感器等裝置，通過車載傳感系統(tǒng)和信息終端實現(xiàn)車與人、車與車等的智能信息交換，使汽車能夠自動分析行駛的安全狀態(tài)和危險狀態(tài)。輔助駕駛系統(tǒng)是智能汽車的初級階段，無人駕駛是其發(fā)展的終極階段。

關鍵詞：智能汽車；輔助駕駛系統(tǒng)；傳感系統(tǒng)；車聯(lián)網

中圖分類號：U461.99 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.24.039

目前，我國汽車產銷量已達到2 000多萬輛，每年有將近6萬人因碰撞的交通意外而失去了他們寶貴的生命，還有大約20萬人在交通意外中受傷，安全性是人們對汽車駕駛最重要的要求。當前，汽車智能化和網絡化已成為全球汽車發(fā)展的重要方向，而輔助駕駛系統(tǒng)是實現(xiàn)兩者的基礎。

智能汽車就是在普通汽車的基礎上增加了先進的傳感器（雷達、攝像）、控制器、執(zhí)行器等裝置，通過車載傳感系統(tǒng)和信息終端實現(xiàn)車與X（人、車、路、云等）的智能信息交換，使汽車具備智能的環(huán)境感知能力，能夠自動分析汽車行駛的安全狀態(tài)和危險狀態(tài)，使汽車按照人的意志到達目的地，最終實現(xiàn)替代人來操作的目的。智能汽車的目的是通過使用當前飛速發(fā)展的信息技術，有效利用現(xiàn)有設施，將車輛、道路和駕駛者和諧地統(tǒng)一起來。

智能汽車自動駕駛有兩種方式，即自主式（僅靠車載傳感器）和協(xié)同式（需要借助通信技術，與車聯(lián)網集成）。自主式自動駕駛包括環(huán)境感知系統(tǒng)（攝像頭、激光雷達、GPS等）、智能決策系統(tǒng)、協(xié)同控制與執(zhí)行系統(tǒng)（制動與驅動、電動助力轉向等）；而網聯(lián)式自動駕駛基于移動互聯(lián)網，要求像人一樣具有環(huán)境感知和決策控制能力，包括協(xié)同環(huán)境感知系統(tǒng)（DSRC、4G/5G、GPS）、云計算、底層控制系統(tǒng)；車聯(lián)網其實是車內網、車載移動互聯(lián)網和車際網“三網”的融合，具有提供信息服務、促進節(jié)能減排和保障行駛安全等功能。

1 我國汽車智能輔助駕駛系統(tǒng)的發(fā)展

1.1 自主式輔助駕駛技術

目前，自主式輔助駕駛技術已得到廣泛應用，處于普及和推廣階段，并由豪華車下沉至B級車。

1.1.1 前碰撞預警系統(tǒng)

前碰撞預警系統(tǒng)可以在發(fā)生碰撞危險前2.7 s發(fā)出警報，提醒剎車，避免追尾。日立公司已與歌樂電子企業(yè)有限公司合作開發(fā)了碰撞預警系統(tǒng)，可根據行人的移動實時、快速預判，計算優(yōu)化速度模式，從而保證行車安全。

1.1.2 疲勞預警系統(tǒng)

疲勞預警系統(tǒng)首先由攝像頭采集連續(xù)的數字圖像信號，檢測人臉位置，獲取駕駛員的面部特征，然后確定眼睛、瞳孔、眼瞼等關鍵特征的位置、大小，再根據所獲取的面部運動規(guī)律、眨眼幅度、眨眼頻率和瞳孔變動規(guī)律等判斷駕駛員當前的疲勞狀況。當疲勞程度超過設定值時，報警器將啟動報警。

1.1.3 車道偏離軌道警示系統(tǒng)

車道偏離軌道警示系統(tǒng)可減少26%的交通事故。該系統(tǒng)包括駕駛員提醒、駕駛員操作失誤判斷、緊急剎車等，利用視頻傳感器識別道路標線并探測無意的車道偏離，通過視覺、聲覺或觸覺信號提醒駕駛員。這些技術是無人駕駛技術的前期階段。下一階段，將借助ABS、ESP執(zhí)行器，當識別到偏離之后，汽車可自動調整到正確的車道上。

1.2 半自動輔助駕駛技術

近年來，半自動輔助駕駛技術逐漸被應用于高端車上，比如自適應巡航控制技術。世界汽車巨頭們正致力于第三個層次——高度自動駕駛技術的實用化研發(fā)和產業(yè)化（自動轉向、自動加減速、自動停車等）。蘇州智華汽車電子公司已建成汽車行駛智能安全系統(tǒng)生產線，并將其推廣應用于多個整車企業(yè)。車道偏離軌道警示系統(tǒng)在2012年商用車市場量產，供貨廈門金龍汽車集團股份有限公司和鄭州宇通集團有限公司；同時，該系統(tǒng)相關產品參與了長安先期開發(fā)，產品性能得到認可，已進入配套體系。

1.3 車聯(lián)網技術

車聯(lián)網（V2X）技術能夠使汽車與周圍環(huán)境通信，預測路況對通勤的影響，調整導航系統(tǒng)，擴展駕駛員的視野范圍。輔助駕駛系統(tǒng)與V2X技術的協(xié)同工作，可以大大減少交通安全事故、提升交通效率、提高燃油經濟性、減少排放。歐洲和北美都已在幾年前在政府的支持下開展V2X研究項目，包括INTERSAFE、eCoMove、ConnectedVehicle等，涉及技術、法規(guī)、標準、信息安全、系統(tǒng)可靠性（安全）等方面的內容。作為輔助駕駛系統(tǒng)終極目標的無人駕駛技術，近期在國際范圍內掀起了新一輪浪潮，例如美國DARPA的無人車競賽，國際IT、汽車公司等推出的無人駕駛原型車。

2 智能汽車的弊端

智能汽車發(fā)展的最理想狀態(tài)是無人駕駛汽車，實現(xiàn)無人駕駛。具體過程為：首先收集行車過程中的道路信息、交通規(guī)則、障礙物信息等，然后汽車對傳感器收集的信號進行識別、判斷，最終通過駕駛員與汽車協(xié)作，控制車輛，實現(xiàn)安全駕駛。當然，無人駕駛汽車也存在一些弊端：①智能駕駛科技含量越高，給人提供的便利就越大，駕駛員的依賴性也越強，從而降低了人的安全意識；②輔助駕駛與無人駕駛的道德困境——發(fā)生交通事故時的責任歸屬問題、保險賠付問題和優(yōu)先保護誰的問題；③如何保護無人駕駛汽車用戶的行駛數據，使用戶在駕駛過程中不被黑客攻擊或受到遠程控制；④調查顯示，社會民眾對汽車無人駕駛的接受度較低，尤其是年齡較長者。

3 對我國智能網聯(lián)汽車的發(fā)展建議

針對我國智能網聯(lián)汽車未來的發(fā)展，筆者提出以下幾點建議：①智能網聯(lián)汽車是實現(xiàn)汽車產業(yè)升級，解決能源、環(huán)保和交通安全問題的必然選擇。因此，在發(fā)展智能網聯(lián)汽車的過程中，首先要確立智能網聯(lián)汽車國家發(fā)展戰(zhàn)略。②根據我國交通方面的實際情況，確定符合我國實際的正確的技術發(fā)展路線。③美國、歐洲、日本等國家正在積極推進智能汽車技術的普及和應用，以法規(guī)強制裝配，使智能網聯(lián)汽車成為了不可逆轉的發(fā)展趨勢。我國汽車生產廠家雖然從市場的角度在盲點檢測、360°倒車全景、電子穩(wěn)定系統(tǒng)、制動輔助系統(tǒng)、前撞預警系統(tǒng)、車道偏離軌道警示系統(tǒng)、倒車輔助系統(tǒng)等方面積極推進，但本行業(yè)還沒有系統(tǒng)地規(guī)劃和編制國家標準，因此要加快我國智能網聯(lián)汽車標準和規(guī)范建設。④總結傳統(tǒng)汽車發(fā)展的經驗，加強部門行業(yè)協(xié)同，推動汽車產業(yè)與交通、電子信息產業(yè)的融合。⑤目前，網聯(lián)汽車并未實現(xiàn)真正“互聯(lián)”，各類企業(yè)級平臺與政府監(jiān)管平臺數據互不聯(lián)通?；A數據交互平臺通過標準的數據交互方式，與各企業(yè)級平臺和行業(yè)管理平臺實現(xiàn)互聯(lián)互通，實現(xiàn)大數據共享，提供基礎數據服務，從而有利于優(yōu)化資源配置，提高行業(yè)監(jiān)管效率。

〔編輯：劉曉芳〕