智能汽车及其新技术发展研究

智能汽车及其新技术发展研究

智能汽车及其新技术发展研究 摘要：互联网的发展进一步为车载物联网的普及提供了技术支 撑，而智能汽车就是在网络环境下利用信息技术与控制技术实现汽车 的智能。文章简要介绍了智能汽车的特点和发展状况，并阐述了发展 智能汽车的必要性及现有技术。 关键词：智能汽车；互联网；重要性 前言 随着经济水平的提升以及互联网行业的发展，汽车保有量和道路 建设需求逐渐增加，交通事故、拥堵、污染、土地资源紧缺等一系列 目前汽车技术和管理无法解决的问题日益突出。伴随着互联网的发 展，智能汽车技术现阶段正被视为最有效的解决办法。 1 汽车智能化的含义 智能车辆技术主要包含智能控制与模式识别等学科前沿重点研 究领域，其发展及应用具有重要的理论和现实意义[1]。从道路交通 安全方面来讲，由无人驾驶车辆研究形成的辅助安全驾驶技术，可以 通过传感器准确、可靠地感知车辆自身及周边环境信息，及时向驾驶 员提供环境感知结果，从而有效地协助提高行车安全，也能降低驾驶 员对车辆驾驶管理的复杂度，提高单车的运行效率，可以缓解我国城 市道路拥堵、交通系统运行效率较低的现状。 2 汽车智能化发展现状 随着汽车电子技术的发展，汽车智能化技术正在逐步得到应用， 这种技术使汽车的操纵越来越简单，动力和经济性越来越高，行驶安 全性越来越好，因此，智能化是未来汽车发展的趋势。 目前，汽车行业正在与互联网巨头加速融合。更为关键的是，物 联网在悄无声息中，已经渗透至汽车生产制造各个环节，并逐步向创 造价值环节渗透，尤其是渗透到产品研发、制造领域。目前互联网巨 头造车尚处于计划阶段，最终到产品面世或许需要很久。但是互联网 对汽车产品以及制造环节的影响，在目前来看已经很深入。现阶段人 们对于汽车的形象已经逐步从“四个轮子两个沙发”转变为“四个轮 子一台计算机”。如今，“智能化”已经成为未来汽车主要技术发展 趋势，越来越多的车型将智能化作为主打技术。宝马、通用、奥迪、 观致、比亚迪等已将未来的竞争力锁定在这一领域。 2.1 汽车智能化内容 汽车的智能化内容主要是在原有传统汽车技术上融入互联网智 能技术以及智能控制技术，最终要做的就是把人从汽车的驾驶中解救 出来，使汽车操控更方便、安全性得到更好的保障、更加环保、实现 车联网，并最终实现整个智能汽车的生态圈。目前针对智能汽车主要 研发的重点技术有智能汽车操作系统和无人驾驶技术。 2.2 无人驾驶汽车技术 无人驾驶汽车开发的关键技术主要有两个方面[2]：车辆定位和 车辆控制技术。（1）车辆定位技术，车辆定位常用的技术有视觉导 航和磁导航等。（2）车辆控制技术，车辆常用的方法是神经网络 PD， 智能 PD 算法，模糊 PD 等。 除以上提到的两方面，无人驾驶汽车还需要其他一些高端技术的 支持，比如人机交互系统、车辆调度系统和通讯系统等。 现有技术主要有[3]：（1）ABS，即防抱死制动系统。该系统可 以实时监控轮胎运行情况，判断车轮何时即将锁死，并及时调整刹车。 设备的反应时机比驾驶员把握得更加精准。（2）牵引力或稳定控制 系统。牵引和稳定控制系统与 ABS 不同的是，该设备非常复杂，实 际为各种系统的集成工作，防止车辆失控。（3）自动泊车系统，该 系统可以代替驾驶员实时观察周围状况，及时做出反应，使汽车安全 泊车。 逐步发展的新技术有：（1）雷达，目前高端汽车已经标配了雷 达，通常为安装在前后保险杠旁边，在监测到障碍物时会发出警报。 （2）车道保持，工作方式主要为挡风玻璃上的照相机实时识别车道 标志线，当监测出汽车开离自己的车道时，方向盘通常会通过振动提 醒驾驶者。（3）激光雷达，以车顶光探测和测距系统为例，实时发 射出几十束激光，并且该设备以每分钟上千转的速度向上发射，在上 方形成点云，从而赋予了汽车 360 度无死角视野。（4）红外照相机， 既汽车夜视系统，工作方式主要是用两盏红外灯向道路前方投射红外 光，在挡风玻璃上的照相机实时监测红外信号，智能系统检测出危险 区域时会在仪表盘显示区标示出。（5）立体视觉，将两台安装在挡 风玻璃上的照相机构成前方道路的实时 3D 图像，实时预测行车路况 并实现行车预测，避免潜在的行车危险。（6）智能导航，输入目的 地，导航系统实时监测汽车的动向及为汽车动态规划行车路线，还有 的配备了电子狗，为用户提供更多的增值服务。（7）计速功能，将 传感器安装于车轮上，通过车轮的转速实时监测车速。 2.3 汽车智能操作系统 与传统三屏——智能手机、平板电脑和个人 PC 相比较，由于车 载系统得益于汽车较长的使用年限和更高的成本预算，已经成为软件 商家侧重进军的领域。传统汽车操作系统主要是以 GPS 为中心，提 供导航服务，严格意义来说算不上是汽车智能。 目前的汽车智能车载操作系统还不像科幻电影描述的那样，可为 用户提供惊奇的功能，但是拥有智能操作系统的汽车却可以给用户带 来更多的驾驶操控性能和娱乐体验。现阶段车载操作系统的发展更多 的是向智能手机和电脑靠拢，比如高分辨率的触控屏幕，拥有车内 WiFi、导航、行车监控、远程控制、智能自助停车以及多媒体娱乐设 施等。 3 未来汽车智能化的发展 现阶段，IT 行业已经成为科技发展的代名词，而随着汽车工业的 发展，该行业已成为高科技技术应用最多的行业之一，因此汽车制造 业与 IT 行业的进一步结合也就理所当然。当前传统电脑和手机操作 系统的开发技术已经非常成熟，而汽车操作系统作为一个新的空缺领 域，各大软件制造商正在竭尽全力争夺汽车仪表板及其智能系统占有 率。在汽车智能化越发普及的今天，车载操作系统也被赋予了全新的 意义。 绿色汽车及其智能化是相辅相成的，且共同发展。绿色汽车的主 要标志是低排放和零排放，主要发展趋势是以电驱动为标志，其结果 是汽车电气化。汽车的电气化为汽车的智能化的发展奠定了必要的技 术基础，传统汽车向智能汽车的转变需要在多项技术上实现大的突 破。汽车智能化需要以众多前沿性高科技术为前提和向导。例如 GPS， 通过 GPS 可实现对车的实时定位并智能地指出行驶路线，与此同时 还可利用各种超声波和视觉传感器精确探测汽车周围的环境，利用电 信设备判定本车与其他交通设施的关系，最后通过人工智能作出判断 并自动执行各种命令操作，如转向、加速、停车等。 4 结束语 汽车的智能化是未来整个汽车行业的发展趋势，也是二十一世纪 汽车技术迅速发展的标志。现阶段针对汽车智能化的研究主要在于进 一步提升汽车驾驶的安全性、操控舒适性，以及为用户提供智能车载 操作系统和良好的人机交互界面。现阶段汽车的智能化已成为整个世 界汽车工业的热点研究领域，大多数发达国家都已将此研究项目纳入 到其重点发展的智能化交通系统中。汽车的智能化正进一步从科幻走 向了现实。随着技术进一步的发展，在不久的未来我们必定会领略到 智能汽车的风采及其带给我们的生活便利。