智能交互在新能源汽車中的應(yīng)用及思考

孔春花 孫平文

摘 要：在科學(xué)技術(shù)革命的新潮中，基于網(wǎng)聯(lián)化的智能汽車已成為將先進(jìn)技術(shù)綜合應(yīng)用到汽車及相關(guān)領(lǐng)域中的代表汽車技術(shù)和工業(yè)現(xiàn)代化未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)的戰(zhàn)略高度的重要工具。我國(guó)目前正在大力推廣新能源汽車，以減少對(duì)原油的依賴并減少空氣污染。隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，新能源汽車正朝著智能化和網(wǎng)聯(lián)化的方向發(fā)展。其中，最重要，直接和有效的一種方式就是汽車與人之間的智能人機(jī)交互。本文介紹了新能源汽車的發(fā)展?fàn)顩r，未來(lái)智能互聯(lián)汽車將改善我們的生活。同時(shí)，探討智能交互在新能源汽車領(lǐng)域的應(yīng)用，總結(jié)智能交互的發(fā)展趨勢(shì)并提出思考。

關(guān)鍵詞：智能交互;新能源汽車;應(yīng)用;思考

隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，汽車保有量穩(wěn)步增長(zhǎng)。汽車的廣泛普及帶來(lái)了便捷的交通選擇，但同時(shí)也帶來(lái)了許多社會(huì)和環(huán)境問(wèn)題。近年來(lái)，中國(guó)的交通事故率一直很高，造成大量人員傷亡。另外，城市汽車交通的擁擠造成了巨大的直接和間接經(jīng)濟(jì)損失。同時(shí)，汽車消耗的石油資源繼續(xù)增加，嚴(yán)重影響了中國(guó)的能源安全。除了大量消耗化石能源之外，機(jī)動(dòng)車輛發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒所產(chǎn)生的廢氣也嚴(yán)重影響了環(huán)境。為了解決上述交通安全和能源安全問(wèn)題，已經(jīng)開發(fā)了各種技術(shù)方案。目前，智能汽車和新能源汽車的結(jié)合，以開發(fā)出能夠?qū)崿F(xiàn)綜合安全，舒適，節(jié)能和環(huán)保服務(wù)的下一代汽車系統(tǒng)，成為汽車研究機(jī)構(gòu)的關(guān)注重點(diǎn)。

智能交互涵蓋了廣泛的領(lǐng)域，前景誘人，這個(gè)新興學(xué)科的主要研究目標(biāo)是結(jié)合硬件和軟件的各種系統(tǒng)，例如：計(jì)算機(jī)，智能揚(yáng)聲器，新能源汽車等。認(rèn)知心理學(xué)研究過(guò)程中的信息傳遞過(guò)程和結(jié)果表達(dá)是用于定義模糊邊緣的人體工程學(xué)，用于優(yōu)化傳輸過(guò)程，使用多媒體技術(shù)，通過(guò)使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來(lái)提高可識(shí)別性，從而改善底線。新能源汽車公司提供全面的智能人機(jī)交互，可以改善用戶體驗(yàn)，從而提高其產(chǎn)品的整體競(jìng)爭(zhēng)力。因此，對(duì)智能交互的討論和研究非常重要，這對(duì)于新能源汽車智能化的發(fā)展具有重要意義。

1 智能化新能源汽車的發(fā)展現(xiàn)狀

新能源汽車在本質(zhì)上是無(wú)排放的汽車，沒(méi)有直接的污染物排放，間接污染物主要在發(fā)電過(guò)程中產(chǎn)生，并且可以通過(guò)集中處理得到控制。插電式混合動(dòng)力汽車因其較低的燃料消耗而可將二氧化碳排放量減少30%以上。中國(guó)的新能源汽車產(chǎn)業(yè)主要由政策驅(qū)動(dòng)，在國(guó)家和地方政府政策的支持下，中國(guó)的新能源汽車已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化和規(guī)?；l(fā)展。

近年來(lái)，政策支持一直是中國(guó)新能源汽車市場(chǎng)快速發(fā)展的關(guān)鍵因素。隨著新能源汽車產(chǎn)業(yè)從入門階段到成長(zhǎng)階段的轉(zhuǎn)變，中國(guó)的新能源汽車政策正在逐步適應(yīng)。國(guó)家的原則是維護(hù)補(bǔ)貼政策的總體穩(wěn)定性，調(diào)整和完善補(bǔ)貼方法，改善分配方法，增加制造公司和產(chǎn)品的進(jìn)入壁壘，并建立堅(jiān)實(shí)的監(jiān)管體系以促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步和支持推廣在財(cái)政方面的補(bǔ)貼，更好的將清潔產(chǎn)業(yè)投入到當(dāng)前的發(fā)展生活中，幫助綠色產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。同時(shí)，在新能源的汽車不斷的成熟后，財(cái)政的補(bǔ)貼機(jī)制和逐步的退出機(jī)制是必要的發(fā)展流程，但是為了行業(yè)能更加健康的發(fā)展，我們身邊的環(huán)境更好的凸顯，開發(fā)新能源的汽車，保證我們身邊的環(huán)境是大勢(shì)所趨。

未來(lái)中國(guó)新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要驅(qū)動(dòng)力包括：首先，盡管考慮到新能源汽車的補(bǔ)貼政策有所下降，但基于能源安全，環(huán)境保護(hù)和強(qiáng)大的汽車產(chǎn)業(yè)的考慮，該行業(yè)仍是中國(guó)未來(lái)專注于支持發(fā)展的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。其次，隨著新能源汽車的不斷發(fā)展，在電力為主的發(fā)展的新能源騎車中更好的凸顯了出來(lái)。原先人們一直在擔(dān)心電池的續(xù)航能力，現(xiàn)階段隨著我們國(guó)家的經(jīng)濟(jì)和科技實(shí)力的不斷發(fā)展，國(guó)產(chǎn)電池的續(xù)航能力和各項(xiàng)的性能和指標(biāo)在不斷的提升，已經(jīng)能更好的符合現(xiàn)代人們的發(fā)展需求;最后，在地方關(guān)于新能源汽車的管理政策中，管理消費(fèi)者的需求進(jìn)一步加強(qiáng)，能更好的凸顯新能源汽車的實(shí)力和水平。

智聯(lián)網(wǎng)汽車是人們進(jìn)行出行的關(guān)鍵性的改變，也是在行車環(huán)境和用戶體驗(yàn)感方面的飛躍提升，因此，在我們中國(guó)的智聯(lián)網(wǎng)汽車的發(fā)展中，已經(jīng)在多個(gè)智能試點(diǎn)開展實(shí)驗(yàn)工作，并且面臨著測(cè)試建設(shè)。中國(guó)第一個(gè)針對(duì)聯(lián)網(wǎng)汽車的智能測(cè)試系列已經(jīng)進(jìn)入測(cè)試階段。

智能網(wǎng)聯(lián)汽車配備了先進(jìn)的車輛傳感器，控件，執(zhí)行器和其他設(shè)備，并集成了現(xiàn)代通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)汽車與人，汽車，道路和背景之間的智能信息交換，可以執(zhí)行安全，舒適，節(jié)能和高效駕駛等功能。

智能互聯(lián)汽車結(jié)合了智能汽車和網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，涵蓋了汽車，信息通信和運(yùn)輸?shù)仍S多領(lǐng)域。技術(shù)架構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，主要分為智能聯(lián)網(wǎng)汽車涉及的車輛平臺(tái)和基礎(chǔ)設(shè)施，以及與車輛相關(guān)的技術(shù)，智能聯(lián)網(wǎng)汽車中的信息交互和基本支持。

2 智能人機(jī)交互概述

2.1 發(fā)展歷程

20世紀(jì)50年代，美國(guó)科學(xué)家首次提出了計(jì)算機(jī)控制臺(tái)設(shè)計(jì)的概念。這項(xiàng)工作主要討論了人們?nèi)绾问褂糜?jì)算機(jī)進(jìn)行全面管理，并建立了一個(gè)統(tǒng)一的控制中心，以減輕因不同形式的不同操作而造成的身心壓力。此后，另一位科學(xué)家在其研究基礎(chǔ)上又走了一步，闡明了人機(jī)工程學(xué)在人機(jī)工程學(xué)中的地位，并通過(guò)緊密連接用戶和計(jì)算機(jī)為人機(jī)之間交互界面的設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。

1969年召開的國(guó)際人機(jī)系統(tǒng)會(huì)議是發(fā)展人機(jī)交互的重要里程碑。第一本專業(yè)雜志《國(guó)際人機(jī)研究》也在同年發(fā)行。在1990年代，特別是1995年以后，人們?cè)诟鱾€(gè)垂直計(jì)算機(jī)領(lǐng)域了解了互聯(lián)網(wǎng)革命的發(fā)展，并且其發(fā)展成果很快在互聯(lián)網(wǎng)上得到了普及。個(gè)人和獨(dú)立的學(xué)術(shù)需求已被不同的生活和業(yè)務(wù)需求所取代，從容易滿足的人群到整個(gè)人類的人機(jī)交互，因此人機(jī)交互也在發(fā)展智能研究，如出現(xiàn)了虛擬交互，多模式交互等由人主導(dǎo)的新的研究方向。進(jìn)入21世紀(jì)，隨著物聯(lián)網(wǎng)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，智能交互應(yīng)用領(lǐng)域變得越來(lái)越廣泛，幾乎涵蓋了使用機(jī)器，計(jì)算機(jī)或軟件的所有行業(yè)和領(lǐng)域。

2.2 分類概況

新能源汽車領(lǐng)域的智能交互可分為三類，包括V2P，即汽車與人之間的交互。V2V，即車輛之間的信息交換和結(jié)果表達(dá)。V2X，即汽車與所有事物之間的交互，主要包括道路，交通信號(hào)，道路環(huán)境，周圍天氣等。

當(dāng)前，智能交互主要基于V2P-人車交互。人車交互又可以分為以下七個(gè)類別：體感交互，觸覺(jué)交互，視覺(jué)交互，嗅覺(jué)交互，語(yǔ)音交互，生物交互和情感交互。

3 智能交互在新能源汽車中的應(yīng)用

3.1 應(yīng)用背景

隨著智能駕駛技術(shù)變得越來(lái)越復(fù)雜和成熟，汽車不再僅僅是人們的交通工具，而是在不同情況下扮演著不同的角色?；诋?dāng)前的車輛控制主題，駕駛員可以基于精確的意識(shí)形態(tài)進(jìn)行智能交互，從而顯著減少對(duì)駕駛艙環(huán)境的干擾。因此，傳遞信息的人機(jī)對(duì)話，即語(yǔ)音交互和視覺(jué)交互多被用來(lái)表達(dá)結(jié)果。未來(lái)，無(wú)人駕駛汽車也可能成為居住的地方，在家庭或休閑場(chǎng)景中，交互方式，交互類型和交互內(nèi)容也將發(fā)生顯著變化。在這種情況下，單次交互遠(yuǎn)不能滿足人類需求。多峰混合交互已成為交互的主要形式。還有辦公室場(chǎng)景，在辦公室環(huán)境中，視頻會(huì)議和協(xié)作辦公室成為主流，并且相應(yīng)的視覺(jué)交互，語(yǔ)音交互和體感交互成為交互的主要形式。

3.2 智能信息交互系統(tǒng)

智能信息交互系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了車輛與行駛環(huán)境之間的信息交互，車輛對(duì)交通環(huán)境的識(shí)別以及多種信息的融合與處理。該系統(tǒng)包括車輛對(duì)車輛通信模塊，車輛對(duì)道路通信模塊，無(wú)線遠(yuǎn)程通信模塊，車載檢測(cè)系統(tǒng)和多源信號(hào)處理模塊，安裝在車輛上的檢測(cè)系統(tǒng)中的每個(gè)模塊和傳感器都以車輛中的一種總線交互。

車輛之間的通信是通過(guò)安裝在車輛上的V2V通信模塊進(jìn)行的，該模塊主要傳輸有關(guān)車輛自身運(yùn)動(dòng)和零部件工作的信息。車輛與道路間通信是通過(guò)安裝在車輛上的V2I通信模塊與道路基站之間的無(wú)線通信來(lái)實(shí)現(xiàn)的。車輛側(cè)發(fā)送與車輛的運(yùn)動(dòng)和部件的工作有關(guān)的信息，而道路側(cè)主要發(fā)送與交通流和道路有關(guān)的信息。無(wú)線遠(yuǎn)程通信模塊主要用于車輛與手機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)的通信。交互信息主要包括手機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控和遙控信息，基于互聯(lián)網(wǎng)的車輛系統(tǒng)更新信息，服務(wù)查詢信息等。集成的檢測(cè)系統(tǒng)配備有GPS，雷達(dá)，攝像頭，車輛運(yùn)動(dòng)傳感器和車輛部件傳感器可提供有關(guān)車輛本身以及收集車輛的行駛環(huán)境的信息。多源信號(hào)處理模塊主要基于多源信息，例如車輛之間通信，車輛與道路通信，遠(yuǎn)程無(wú)線通信和車輛傳感器系統(tǒng)。它執(zhí)行適當(dāng)?shù)亩嘣葱盘?hào)監(jiān)視和管理，并使用信息融合作為信號(hào)處理的理論基礎(chǔ)，提供準(zhǔn)確的信息，為便于進(jìn)行全面的車輛控制和駕駛員操作。

混合動(dòng)力電動(dòng)汽車可以改善汽車燃油消耗，并在一定程度上減少排放，解決當(dāng)前的能源和環(huán)境問(wèn)題，并已逐漸進(jìn)入工業(yè)化生產(chǎn)階段。然而，混合動(dòng)力車輛僅基于當(dāng)前車輛狀態(tài)執(zhí)行能量管理和能量分配，缺乏對(duì)交通信息的有效識(shí)別，并且在完整的運(yùn)行條件下，很難優(yōu)化系統(tǒng)的燃油消耗。應(yīng)用于智能混合動(dòng)力汽車的行駛環(huán)境信息交互系統(tǒng)主要用于識(shí)別車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，車間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和交通環(huán)境，包括雷達(dá)，攝像頭，車輛與道路通信模塊等。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上，智能交互在新能源汽車領(lǐng)域的應(yīng)用，首先改變是我們的出行方式，其次改變我們的行車環(huán)境，再次會(huì)改變我們的用車體驗(yàn)，并最終重新定義人和汽車生活的內(nèi)涵。智能化新能源汽車是未來(lái)汽車產(chǎn)品形式和汽車技術(shù)發(fā)展的亮點(diǎn)。它們是移動(dòng)互聯(lián)的智能終端，是城市智能交通系統(tǒng)以及中國(guó)汽車行業(yè)的轉(zhuǎn)型和現(xiàn)代化以及未來(lái)的工業(yè)生態(tài)和價(jià)值鏈的重要鏈接。智能化新能源汽車的發(fā)展是一個(gè)影響深遠(yuǎn)，極其復(fù)雜的系統(tǒng)項(xiàng)目，需要不同行業(yè)和領(lǐng)域的各方共同合作。這不僅包括汽車，交通，信息，通信，電子和城市發(fā)展等各個(gè)領(lǐng)域的重要技術(shù)突破，還要求國(guó)家，行業(yè)，公司和社會(huì)之間進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆止?，有效的互?dòng)和協(xié)同合作。在新一輪科學(xué)技術(shù)革命的機(jī)遇的重要階段，國(guó)家必須堅(jiān)持此關(guān)鍵的發(fā)展方向和把握技術(shù)核心競(jìng)爭(zhēng)力。

注：教育部“北創(chuàng)助教”基金課題“新能源汽車實(shí)訓(xùn)臺(tái)智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)應(yīng)用研究”課題組。

課題編號(hào)：2018A05024。

參考文獻(xiàn)：

[1]李嘉康.智能交互在新能源汽車中的應(yīng)用及思考[J].通訊世界，2018（09）：282-283.

[2]李克強(qiáng)，張書瑋，羅禹貢，王建強(qiáng).智能環(huán)境友好型車輛的概念及其最新進(jìn)展[J].汽車安全與節(jié)能學(xué)報(bào)，2013，4（02）：109-120.

[3]段佳藝. 電動(dòng)汽車新能源供給方式規(guī)劃研究[D].東華大學(xué)，2017.

[4]趙福全，劉宗巍.中國(guó)發(fā)展智能汽車的戰(zhàn)略價(jià)值與優(yōu)劣勢(shì)分析[J].現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)探討，2016（04）：49-53.

[5]張富忠，劉茹.新能源及智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展與電磁兼容[J].中國(guó)戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，2018（36）：8.