对汽车智能化进程及其关键技术的思考

孙晓珑

摘 要：随着我国科学技术的飞速发展，以电动化、自动化及网联化为基础的智能汽车成为汽车行业发展一大趋势，而汽车智能化所带来的技术挑战性问题也成为人们关注的热点。从汽车自动化、智能化的发展进程来看，汽车智能化可分为驾驶辅助、半自动化、高度自动化和完全自动化4个阶段。本文对当前汽车智能化研究中以车企和IT行业所主导的技术路线进行介绍，深入分析了汽车智能化在各个发展阶段的特征和含义，并概括了汽车智能化所面临的多元信息融合感知、智能汽车控制架构协调决策控制、人机交互与拟人共驾等挑战性问题。最后，对中国汽车企业智能化发展提出建议。

关键词：智能汽车;智能化发展路线;关键技术

1 汽车智能化的技术路线

1.1 渐进提高驾驶自动化水平

以逐渐提高汽车自动化水平为目的的技术路线是汽车企业推动智能化进程的主要思路。从汽车技术的角度看，汽车自动化程度不断提高，向着辅助驾驶、半自动化驾驶、高度自动化驾驶和完全自动驾驶的智能化方向发展。在辅助驾驶阶段，车辆控制以驾驶员为主，机器辅助驾驶员，降低驾驶负担。而从驾驶权或者驾驶意图来看，驾驶员掌握最终的驾驶权。目前量产乘用车上裝有的辅助驾驶技术，有侧向稳定控制、电动助力转向控制，部分高档车装有自动泊车、自适应巡航、车道偏离预警系统等。在半自动化驾驶阶段，车辆的自动化水平得到进一步提高，在特定工况下可以有短时托管的能力，此时，汽车具有一定的自主决策的能力。目前，各大汽车公司投入巨资开发具有特定工况（低速）托管能力的半自动驾驶技术，有防撞紧急制动、手机遥控泊车、拥堵跟车、车道跟踪控制技术等。在高度自动化驾驶阶段和最终的完全自动驾驶阶段，车辆具有高度的自主性，汽车可以进行自主规划、决策和控制，可以实现复杂工况的托管能力甚至完全自动驾驶。

1.2 无人驾驶技术发展路线

无人驾驶技术是汽车智能化另一条技术路线，无人驾驶的主要特点是跳过汽车自动化逐级发展的思路，直接实现车辆的无人驾驶，其研究主要来自科研院所和IT企业，以展示技术为主，应用领域可以拓展到封闭半封闭的矿山、码头、大型物流场等特殊场景。近年来，美国、欧洲、日本等国家都进行了无人驾驶汽车的研究，且已经取得了一定进展。虽然无人驾驶技术已得到长期的关注和研究且已取得较大发展，但从实际推广和大批量应用的角度来看，无人驾驶汽车要想成为人类交通工具，将面临法律、事故责任、驾驶乐趣等问题。但无人驾驶技术在汽车智能化进程各阶段可发挥重要作用，如无人驾驶技术中的传感感知、车道跟踪、路径优化、主动避障等场景化的功能和技术，可以移植到渐进式发展路线中的特定阶段中。

2 汽车智能化进程中的网联化

2.1 汽车网联化

近年来，随着电子信息领域新技术的发展，物联网、云计算、大数据、移动互联等新技术正在向传统行业渗透。在汽车行业，与此对应的趋势称之为汽车网联化。汽车网联化是指基于通信互联，使汽车具有环境感知、决策和控制运动能力。而在车联网的环境当中，车辆位置、速度和路线等信息构成了巨大的交互网络。通过全球定位系统（GPS）、射频识别（RFID）、传感器、摄像头图像处理等装置，车辆可以完成自身环境和状态信息的采集;通过互联网技术，所有车辆可以将自身的各种信息传输汇聚到中央处理器;通过计算机技术，这些大量车辆的信息可以被分析和处理，进而被车辆所使用。从汽车的角度来看，车联网使得车与车、车与基站、基站与基站之间能够通信，从而获得实时路况、道路信息、行人信息等一系列交通信息，最终实现提高驾驶安全性、减少拥堵、提高交通效率、提供车载娱乐信息等功能。

2.2 网联化给智能化进程带来新机遇

从控制技术的角度纵观汽车智能化的发展，汽车智能化的技术主要由感知、规划、决策和控制几个部分组成。在感知和信息获取层面上，主要有车载式和网联式2种。在智能化发展的前期，通常不考虑车-车通信、车-路通信，自动化车辆的智能控制依赖于车载的雷达、摄像头等信息。车载式方案的局限性主要表现在不能充分获取周边行车环境信息，大规模应用成本较高，缺少城市环境的全方位扫描。

3 汽车智能化发展的关键技术

3.1 传感感知层面

在传感感知层面，主要有环境感知与多传感器信息融合技术、感知与在线智能检测技术、汽车行驶状态估计方法、交通车辆与行人行为预测、车载与网联信息融合技术、V2X通信模块集成技术等。在这一层面，主要的功能和目的是利用激光、毫米波、超声波雷达、摄像头等车载传感器和通过车联网获取的多元数据，为车辆提供规划决策所需的必要条件。而提高信息的可靠性、安全性及高精度和可信度也需要充分考虑。

3.2 决策与控制层面

决策与控制是汽车实现自主驾驶的核心部分，其中规划与决策的目的是对采集的信息进行进一步处理，根据所获取的信息进行规划和决策，实现辅助驾驶和自主驾驶。

4 结语

从汽车智能化发展进程来看，传统汽车厂商一直是推动汽车智能化的主力军，无论是人工驾驶到辅助驾驶还是从辅助驾驶到半自动化驾驶的过渡，都是解决固定工况下特定问题的过程。在智能化的前期，汽车的智能化控制都依赖于车载传感（雷达、摄像头等）的增加和底层控制的改善，而网络架构和控制架构并没有结构性的改变。但是随着汽车网联化程度的加深，汽车智能化进程显著加快，对于汽车产业而言，深入融合智能化和网联化的智能化升级是不同于以往的任何一次汽车技术升级，因为车联网、智能交通、大数据、云计算、智能决策等技术的融入意味着汽车的网络架构发生改变。因此，互联网制造汽车车企的兴起，给传统汽车厂商带来了空前的压力。然而，值得注意的是，汽车智能化进程的主体路线并没有改变，依然延续了“以车为本”的技术发展路线，逐渐完善汽车智能功能、提高自主驾驶程度仍是智能化发展的核心。而相比较互联网造车，传统车企具有明显的制造优势和技术积累。因此整车厂商在自动驾驶领域的影响力也必将超越互联网巨头和创业公司。

参考文献：

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[3]赵臻.基于电子信息与智能化技术在汽车中的运用分析[J].内燃机与配件，2019（16）：236-237.