智能網(wǎng)聯(lián)汽車結(jié)構(gòu)層次及技術分析

摘?要：隨著近些年無人駕駛技術的不斷革新，使智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展進度，成為了社會公眾關注的焦點。而國內(nèi)外的汽車廠商與信息企業(yè)為了搶占市場資源，紛紛著手智能網(wǎng)聯(lián)汽車的研發(fā)與測試，不僅開發(fā)了眾多的概念車型，還使部分智能網(wǎng)聯(lián)汽車進入到了量產(chǎn)階段，為居民今后的日常出行提供了更多的選擇。本文根據(jù)智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展現(xiàn)狀，淺談一下該類汽車的結(jié)構(gòu)層次及核心技術。

關鍵詞：智能網(wǎng)聯(lián)汽車;結(jié)構(gòu)層次;技術分析

引言：智能網(wǎng)聯(lián)汽車作為無人駕駛技術的載體，為社會居民的日常出行勾畫了一幅美好的藍圖，能夠讓汽車使用者從勞累專注的自駕模式轉(zhuǎn)變?yōu)闀r尚與科技相結(jié)合的無人駕駛模式，在滿足使用者位移需求的同時，減輕了使用者的駕駛負擔與精神壓力，為使用者帶來了更加優(yōu)質(zhì)的出行體驗。盡管智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展前景非常美好，但目前的技術情況與批量生產(chǎn)還存在著較大的差距。本文詳細探討了智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展現(xiàn)狀、結(jié)構(gòu)層次及核心技術，以此為探討智能網(wǎng)聯(lián)汽車的未來發(fā)展趨勢提供信息參考，具體的研究內(nèi)容如下。

一、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展現(xiàn)狀及結(jié)構(gòu)層次

1.發(fā)展現(xiàn)狀?，F(xiàn)如今的智能網(wǎng)聯(lián)汽車車型可分為已量產(chǎn)、測試和概念車三種，已量產(chǎn)的智能網(wǎng)聯(lián)汽車以特斯拉Model X、奔馳新E級、雷克薩斯G450h、沃爾沃S90、比亞迪C5和眾泰T600改裝版為代表。與傳統(tǒng)汽車相比，上述已量產(chǎn)的智能網(wǎng)聯(lián)汽車不僅具備自動變道、自動駕駛、自動巡航、自動泊車、APP操控車輛或路線預測等輔助功能，讓使用者的出行體驗變得更加智能便捷。還通過攝像頭、傳感器、智能車載交互系統(tǒng)和高度自動駕駛技術，令出行安全性大幅度提高。為智能網(wǎng)聯(lián)汽車使用者的生命經(jīng)濟財產(chǎn)，提供極為有利的保障[1]。

盡管已量產(chǎn)的智能網(wǎng)聯(lián)汽車車型并不多，但處于測試階段的汽車車型較多，且備受社會公眾的期待。比如，豐田、福特、谷歌、Uber、微軟、Conti、DELPHI、一汽、長安、長城、比亞迪和百度等多家汽車廠商均有正在測試的智能網(wǎng)聯(lián)汽車，有的車型已在無人干預的狀態(tài)下跑完測試道路全程，并已實現(xiàn)了自動變道的目標。還有的車型已完成行人檢測和行駛情況集成處理等智能功能，距離批量生產(chǎn)指日可待[2]。

與量產(chǎn)車型和測試車型相比，智能網(wǎng)聯(lián)汽車的概念車型尚處于天馬行空的創(chuàng)造優(yōu)化階段。它既融合了傳統(tǒng)汽車的設計理念和基本構(gòu)造，又納入智能網(wǎng)聯(lián)汽車的核心思想，以及量產(chǎn)車型和測試車型的先進技術。令其在滿足使用者行駛需求的基礎上，為使用者帶來別致的科技體驗，讓居民日常出行的安全性也得以提高?，F(xiàn)有的概念車型為奔馳F105、寶馬iVision Future、勞斯萊斯VISION NEXT100、豐田NS4、奧迪Prologue、RS7、大眾1.D、日產(chǎn)IDS、上汽iGS、法雷奧Cruise、樂視LeSEE、博泰Project N、小鵬汽車beta版和游俠X。而在上述概念車型中的自主學習功能、低速自動跟隨功能、以大數(shù)據(jù)為基礎的個性化服務備受關注，使智能網(wǎng)聯(lián)汽車變得更加智能化和人性化，為居民今后的日常出行提供便利[3]。

2.結(jié)構(gòu)層次。智能網(wǎng)聯(lián)汽車的結(jié)構(gòu)層次，主要包括感知層、決策性和控制層三個部分。其中，感知層作為智能網(wǎng)聯(lián)汽車的數(shù)據(jù)搜集結(jié)構(gòu)，能夠通過傳感器、GPS與雷達等設備技術，詳細了解汽車周邊的環(huán)境情況及汽車自身的行駛狀態(tài)。并依托通信交互功能將各項數(shù)據(jù)共享至決策層和控制層，從而達到發(fā)現(xiàn)障礙物和躲避障礙物的目的，為后續(xù)的正常行駛提供有利的信息依據(jù)。當決策層收到感知層的數(shù)據(jù)信息后，會根據(jù)具體的信息內(nèi)容及汽車目前的行駛狀態(tài)，向使用者發(fā)揮出預測和警告等作用，以此降低各類交通事故的發(fā)生概率，保障智能網(wǎng)聯(lián)汽車的有序運行[4]。就目前技術而言，智能網(wǎng)聯(lián)汽車的決策層除了能夠根據(jù)感知層的數(shù)據(jù)信息做出相應的決策，還可以擴展該類車輛的可控權限，令輔助駕駛的功能內(nèi)容變得更多，為智能網(wǎng)聯(lián)汽車使用者的日常出行提供更多的幫助。智能網(wǎng)聯(lián)汽車的控制層主要是參考感知層和決策層的數(shù)據(jù)信息，在行駛過程中對汽車的速度與方向進行優(yōu)化控制，有效避免了人為操作過程中的交通事故，讓使用者的行駛壓力大大減輕，令無人駕駛理念落到實處。

二、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的核心技術

1.環(huán)境感知技術與通信技術。智能網(wǎng)聯(lián)汽車的核心技術，包括環(huán)境感知技術、通信技術、車路協(xié)同技術、駕駛輔助技術和人工智能技術。其中，環(huán)境感知技術和通信技術是保障智能網(wǎng)聯(lián)汽車正常行駛的重要前提，也是改善使用者出行體驗的一大方向。環(huán)境感知技術通常是利用攝像頭、雷達傳感器和激光測速器等設備，搜集汽車使用過程中的具體位置、行駛速度、位移方向和各項設備參數(shù)，然后將搜集到的各項信息經(jīng)LTE-V2X或DSRC通信技術傳遞到?jīng)Q策層，為汽車駕駛工作提供針對性的輔助功能。LTE-V2X通信技術具有可擴展和安全可靠的優(yōu)勢，DSRC通信技術則在傳遞速度方面較為突出。而機器視覺與激光雷達技術作為智能網(wǎng)聯(lián)汽車環(huán)境感知技術的核心，具有精度高、穩(wěn)定性強、性能好和成本低的特點。將這兩種手段結(jié)合使用，能夠有效區(qū)分行駛過程中的行人、車輛和障礙物，為智能網(wǎng)聯(lián)汽車的正常行駛提供良好的指引。

2.車路協(xié)同技術與駕駛輔助技術。車路協(xié)同技術主要為車-車、車-路、車-云空間三個環(huán)節(jié)的信息交互提供支持，從而達到信息共享、危險警告和提前預警的功能，使智能網(wǎng)聯(lián)汽車根據(jù)道路行駛情況發(fā)揮出車道保持、轉(zhuǎn)向控制、泊車輔助、檢測障礙物、控制車距、檢測路面信息、自動巡航、安全駕駛輔助和網(wǎng)絡監(jiān)控跟蹤等作用，令使用者的出行安全性得到進一步的提高。駕駛輔助技術是車路協(xié)同技術的延伸手段，當車路協(xié)同技術完成各項數(shù)據(jù)的加工處理后，駕駛輔助技術即可依據(jù)相關信息進行辨識、偵測、追蹤、處理與警示，以此達到提高出行安全性、降低行駛操作強度和增強風險防范能力的多重效果，令使用者享受到更加優(yōu)質(zhì)的出行體驗。

3.人工智能技術與信息安全技術。與環(huán)境感知技術、通信技術、車路協(xié)同技術、駕駛輔助技術相比，人工智能技術發(fā)揮的作用更為廣泛。它是利用深度學習與模糊邏輯等方法，結(jié)合大數(shù)據(jù)處理手段，使機器達到自主學習的狀態(tài)，從而不斷完善對外界事物的理解程度、預判及決策準確率。使機器的工作效率和服務效果均顯著提高，讓智能網(wǎng)聯(lián)汽車更適用于復雜道路的行駛環(huán)境，為社會居民的日常出行提供便利。由于智能網(wǎng)聯(lián)汽車的日常行駛需要多項數(shù)據(jù)信息的搜集、處理與整合，所以信息安全技術在智能網(wǎng)聯(lián)汽車使用中的地位至關重要。通過防火墻、身份鑒別、電子身份標識和數(shù)字簽名等手段，能夠有效確保信息數(shù)據(jù)的安全傳輸，從而避免信息泄漏的情況發(fā)生，令智能網(wǎng)聯(lián)汽車的日常使用也變得更加放心。

結(jié)束語：綜上所述，智能網(wǎng)聯(lián)汽車由感知層、決策性和控制層三個層次構(gòu)成，通過環(huán)境感知技術、通信技術、車路協(xié)同技術、駕駛輔助技術、人工智能技術與信息安全技術，可以使智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)揮出自動變道、行人檢測、行駛情況集成處理、自動駕駛、自動巡航、自動泊車、APP操控車輛、路線預測和自主學習等功能，令使用者的出行體驗明顯改善，讓其出行安全性也大大增強，促進我國居民的生活質(zhì)量不斷提升。

參考文獻：

[1]魏靖超.智能網(wǎng)聯(lián)技術應用于混合動力汽車探析[J].汽車實用技術，2020：38-39.

[2]程赟，張磊.簡析智能網(wǎng)聯(lián)汽車行業(yè)及其發(fā)展方向[J].汽車世界，2020：0010-0010.

[3]張志國，陳艷梅，宋瑞.智能網(wǎng)聯(lián)技術在營運客車上的應用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢分析[J].汽車與配件，2020：63-65.

[4]潘霞，張慶余，張?zhí)K林.基于AUTOSAR的智能網(wǎng)聯(lián)汽車分層式結(jié)構(gòu)設計[J].時代汽車，2020：115-116.

作者簡介：余旭康（1989.08-），男，漢族，浙江杭州人，講師，碩士，主要從事新能源汽車技術研究。

（杭州職業(yè)技術學院校級科研課題 《基于LINUX/ROS校園智能網(wǎng)聯(lián)巡邏車的研究》課題號：ky202217）