淺談汽車智能化技術

董梅　王學軍　孫長勇　蘇艷東

摘 要：智能汽車是運用了計算機、現(xiàn)代傳感、信息融合、通訊、人工智能及自動控制技術的高新技術綜合體。目前對智能車輛的研究主要致力于提高汽車的安全性、舒適性，以及提供優(yōu)良的人車互交界面。現(xiàn)代智能化車輛的特點不僅體現(xiàn)在后視鏡防盲區(qū)功能、自動報警功能、語音操作功能的創(chuàng)新還體現(xiàn)在對無人駕駛方面的研究。智能車輛已經(jīng)成為世界車輛工程領域研究的熱點和汽車工業(yè)增長的新動力。

關鍵詞：高新技術綜合體;后視鏡;智能化;創(chuàng)新

中圖分類號：U463.85+6 ?文獻標識碼：A ?文章編號：1671-7988（2020）11-244-03

Abstract：?Intelligent automobile is a high-tech complex which uses computer， modern sensing， information fusion， communication， artificial intelligence and automatic control technology. At present， the research on intelligent vehicles is mainly devoted to improving the safety and comfort of vehicles， as well as providing excellent human and vehicle interaction interface. The characteristics of modern intelligent vehicles are not only reflected in the function of the blind area of the rearview mirror， the automatic alarm function， the optimization of the voice operation function， but also in the but also in the study of unmanned driving. Intelligent vehicle has become a hot spot in the field of vehicle engineering in the world and a new driving force for the growth of automobile industry.

Keywords： High-tech complex;?Rearview mirror;?Intelligence;?Innovation

CLC NO.： U463.85+6 ?Document Code： A ?Article ID：?1671-7988（2020）11-244-03

1 汽車智能化技術概述

“智能汽車”是通過AI代替人為操作，利用AI來控制傳感器識別技術（如雷達、攝像等）、自動駕駛技術、人工智能技術、ADAS及執(zhí)行器等技術，來實現(xiàn)信息交換，從而進一步使車輛具備能夠自動分析車輛行駛的狀況和及時發(fā)現(xiàn)并處理突發(fā)狀況的能力。

說起智能汽車，大多數(shù)人的理解都將它誤認為是自動駕駛，實際上自動駕駛只是屬于汽車智能化中的智能駕駛系部分，而具體的智能汽車可預期的功能和系統(tǒng)主要有安全防護系統(tǒng)、智能駕駛系統(tǒng)、定位系統(tǒng)、生活服務系統(tǒng)以及用車服務系統(tǒng)等。目前，各國企業(yè)制造商也將上述智能系統(tǒng)和功能作為研究方向來開發(fā)和設計“智能車輛”。

2 汽車智能化的發(fā)展現(xiàn)狀

汽車行業(yè)的每次改革與革命都是跟隨著時代的進步，隨著時代不斷向前發(fā)展，產(chǎn)品競爭日漸激烈，為了滿足消費者不斷增長的新的需求，汽車制造由“自動化”向“智能化”改革變型?，F(xiàn)如今，經(jīng)過改革開放洗禮后的中國也正在進入自主創(chuàng)新發(fā)展的新階段。

我國現(xiàn)作為全球最大的汽車市場，對智能汽車有巨大的需求。同時，近年來乘用車自主品牌逐漸崛起，為智能汽車的發(fā)展奠定了一定的基礎。在智能化研究方面：2019年華為發(fā)布全球首個支持V2X（車與外界信息交換）及自動駕駛的車載多模5G芯片巴龍5000。同年5月底，華為正式成立了智能汽車解決方案部門，瞄準智能汽車ICT部件和解決方案，加大向智能網(wǎng)聯(lián)汽車、自動駕駛等領域的戰(zhàn)略投入。傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)巨頭騰訊，在汽車高速發(fā)展和轉型階段，積極投資新勢力造車企業(yè)，并在自動駕駛領域提供完整的技術解決方案包括高精度地圖平臺，自動駕駛數(shù)據(jù)云平臺，模擬仿真平臺，為車企提供完整自動駕駛技術解決方案。2019年7月19日，騰訊與寶馬在中國宣布深化合作，騰訊將發(fā)揮云計算、大數(shù)據(jù)、安全等領域優(yōu)勢，支持其自動駕駛研發(fā)和技術創(chuàng)新，助力寶馬建立高性能數(shù)據(jù)驅動開發(fā)平臺。

3 汽車后視鏡的智能化技術

汽車智能化技術不僅體現(xiàn)在轎車上，在中、重型貨車上也有很大體現(xiàn)。如今，國民經(jīng)濟高速增長帶來公路貨運需求大幅度增長，從而促進貨車的需求增長，最終導致中、重型貨車的數(shù)量逐年增加。因此，也必須重視起對于中、重型貨車的智能化技術的研究。我們不難發(fā)現(xiàn)，生活中由貨車引發(fā)的交通事故案例很多。究其原因，無非是由于貨車噸位較大，慣性大，導致不能夠及時的剎車或轉向;或者是因為貨車體積較大，在轉向時會形成較大的視野盲區(qū)而造成交通事故。

市場對轎車后視鏡安全性、操作方便性、經(jīng)久耐用性及豪華美觀性等方面提出了更高的要求。特別是汽車電子技術的發(fā)展，給后視鏡產(chǎn)品的功能升級帶來了更大的空間。自動化系統(tǒng)發(fā)展的一個主要趨勢，是控制器功能的集成化，以及通訊的集成化。目前汽車電動后視鏡的功能逐步實現(xiàn)智能化，也從側面反映了現(xiàn)代汽車智能化技術產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍。

如今，關于中、重型貨車的后視鏡防盲區(qū)研究隨著汽車產(chǎn)品市場觀念的不斷變化而更新。傳統(tǒng)的汽車后視鏡由左右車門鏡組成，它只能為駕駛員提供車后約52°的視野，其他視角則成為盲區(qū)。通常車內(nèi)、車外后視鏡組成的三面鏡片的后視鏡系統(tǒng)有很大的設計缺陷。傳統(tǒng)的汽車后視鏡系統(tǒng)存在車門鏡、廣角鏡存在視覺誤差。現(xiàn)在車輛安裝的無論是平面鏡還是球狀凸面鏡，都存在不同程度的盲區(qū)，都會在車輛在轉彎、超速、變道時產(chǎn)生所謂的盲區(qū)，會威脅人的生命安全，影響行車的安全性和舒適性。

目前也有很多人對后視鏡產(chǎn)生很多異議：一些人認為現(xiàn)在的行車記錄儀可以放置在車內(nèi)后視鏡上，因為行車記錄儀可以語音控制、播放音樂、導航、視頻播放、提供證據(jù)記錄材料等功能，但在實際使用過程中這些功能都會在駕駛員操作時分散駕駛員的精力，而且后視鏡原配是白色平光鏡，行車記錄儀多是曲面，這樣一來不僅會讓駕駛員產(chǎn)生眩暈感，而且也會導致駕駛員誤判前后車車距而發(fā)生交通事故。近年來關于后視鏡的話題越來越多，關于后視鏡的優(yōu)化也越來越多，例如流行的后視鏡防霧膜和防雨膜、后視鏡折疊化、后視鏡導航儀等等。各國制造商正努力挖掘汽車后視鏡的潛力，欲做到最大程度發(fā)揮它的作用。

4 汽車后視鏡創(chuàng)新型發(fā)展

4.1 后視鏡的加熱功能運用

當汽車在行駛過程中遇到雨雪天或冬天積霜天氣，就會造成兩側后視鏡模糊，這就需要駕駛員時不時地伸出車窗外擦拭后視鏡。這樣既不方便，駕駛員的行車安全也將會受到嚴重的影響。后視鏡獲得短暫清晰后，雨水和霧氣又會馬上使它變的模糊不清。為解決這一困擾，后視鏡具有加熱功能，后視鏡通過加熱鑲嵌于鏡片后的電熱絲，從而提高后視鏡的溫度，確保鏡面清晰。遇雨雪天氣時，按下汽車后視鏡加熱開關后，后視鏡會在幾分鐘內(nèi)升高到一個固定的溫度，霧氣慢慢消失，同時，后視鏡鏡面上的水珠也會因溫度升高而越來越小，從而起到對后視鏡鏡片加熱，消霧除水除霜的效果，這樣大大提高了后視鏡的清晰度，從而極大地保障了駕駛員的安全。

4.2 液晶后視鏡的應用及普及

隨著科技的飛速發(fā)展，各種高科技的運用，創(chuàng)新制造已成為各個廠家的重點研究方向。汽車也已經(jīng)不僅是簡單的代步工具，液晶后視鏡或許會成為汽車未來發(fā)展的一個新方向。液晶后視鏡即在車內(nèi)兩側a柱的下面配有兩塊液晶顯示屏，以顯示車身外兩側的視角，與傳統(tǒng)的后視鏡玻璃相比較，液晶后視鏡不僅美觀，而且擁有更小的體積。當駕駛員操縱車輛倒車或轉向時，為提供更加寬廣的視角，系統(tǒng)會自動增強區(qū)域內(nèi)的顯示，駕駛員的視線就不會局限于有限的視角內(nèi)，有效地消除視野盲區(qū)。這相比于傳統(tǒng)的后視鏡，可以獲得更加寬廣的視野，另外，駕駛員可以根據(jù)自己實際情況，通過手動調(diào)節(jié)成像顯示，直至滿足自己的視線的需求。

5 汽車智能化技術的完善

5.1 汽車的自動報警功能

很多時候，人們會把車停在路邊，或者停車場，當駕駛員不在車身邊時，汽車會遇到各種各樣的情況，比如車身遭到頑皮小孩的擦畫，遭到旁邊其他行駛車的蹭刮，或者遭到盜賊破窗盜竊的情況，這些情況都讓駕駛員頭疼不已，為此，如果汽車擁有自動報警功能，當汽車受到不正常形式的碰撞時，會自動向車主人發(fā)送短信，來提醒車主人，車子遭受到不正常形式的碰撞，這樣就會解決很多問題，將汽車與車主人的手機聯(lián)系在一起，從而提高車身的保護功能。

5.2 汽車的語音操作功能

汽車語音，首先是通過傳感器，收集聲音信號，然后把聲音信號轉化為電信號最后通過控制電信號，來控制汽車功能語音系統(tǒng)， 汽車的語音操作功能是指駕駛員可以通過語音操作來打開或關閉車門，后車門，汽車的天窗、空調(diào)等功能，通過駕駛員的語音來控制這些功能，從而方便快捷，節(jié)省時間，使汽車的功能，更加人性化，簡單化，使駕駛員雙手不用離開方向盤，視線不用離開路面，提升了安全性。

5.3 汽車無人駕駛技術

智能汽車的發(fā)展將經(jīng)歷兩個階段：第一階段是智能汽車的初級發(fā)展階段，第二階段是智能汽車的終極完成階段。在經(jīng)濟和科技等各方面高速發(fā)展的21世紀，作為初級階段特征表現(xiàn)的輔助駕駛技術已經(jīng)基本得到實現(xiàn)，但離汽車智能化的終極階段還尚有距離，仍需我們不斷創(chuàng)新探索。無人駕駛將是汽車智能化技術未來的發(fā)展目標，一旦實現(xiàn)定將會成為主流。

無人駕駛汽車是可自動規(guī)劃行車路線，并通過車載傳感系統(tǒng)感知道路環(huán)境，同時控制車輛到達預定目標的智能汽車。車載傳感器可感知車輛周圍環(huán)境，如道路、車輛位置和障礙物信息，根據(jù)周圍環(huán)境控制車輛的速度和轉向，從而使車輛能夠安全、可靠地在道路上行駛。拉動無人駕駛車需求增長的主要因素是安全系數(shù)。每年，駕駛員們的疏忽大意都會導致許多事故，如駕駛員疲勞駕駛、酒駕等問題，汽車的無人駕駛或許會成為汽車未來發(fā)展的一個新方向，同時促進了汽車技術的發(fā)展。另一方面，汽車即將失控側滑或翻車時，穩(wěn)定和牽引控制系統(tǒng)不斷讀取汽車的行駛方向、速度以及輪胎與地面的接觸狀態(tài)，穩(wěn)定和牽引控制系統(tǒng)可以探測到險情，并進行干預及時啟動防止事故發(fā)生。穩(wěn)定和牽引控制系統(tǒng)與駕駛員不同，相對來說，駕駛員經(jīng)常會在緊急情況下操作失當，調(diào)整過度，穩(wěn)定和牽引控制系統(tǒng)可以對各輪胎單獨實施制動，增大或減少動力輸出，相比同時對四個輪胎進行操作，無人駕駛技術會更加準確，安全。

汽車智能化將在不久的將來代替駕駛員駕駛，這樣一來車輛的控制系統(tǒng)能夠確保車輛行駛的安全暢通、高效，可以大大減少交通事故的發(fā)生，對于消費者來說不僅方便了出行，安全性也得到了保障。實現(xiàn)汽車智能化是未來汽車發(fā)展的必然趨勢。

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