基于互联网平台的智能网联汽车系统研究

黄将诚 孙畅 傅喜龙

（重庆电子工程职业学院 重庆沙坪坝 401331）

一、引言

为与国际先进智能网联汽车技术水平保持同步发展，2016年，工信部组织行业加紧制定智能网联汽车的发展战略、技术路线图和标准体系，交通部在实行“两客一微”车辆管理方面也已经在智能交通管理积累了丰富经验。2018年，由上海市经信委、市公安局和市交通委联合制订的《上海市智能网联汽车道路测试管理办法(试行)》正式发布。“将传统优势和前沿优势结合起来能加快汽车产业的发展。”工业和信息化部部长苗圩此前表示，鼓励非传统汽车产业的企业与当下的汽车制造商开展合作，促进创新，增强竞争。

智能网联汽车即是指搭载了先进的车载传感器、控制器、执行器等装置，并与现代通信与网络技术相融合的新一代汽车，可实现车与人、车、路、云等智能信息交换、共享，具备复杂环境感知、智能决策、协同控制等功能[1]。

二、系统总体框架

基于互联网平台的智能网联汽车系统采用“监控中心-局域控制-信息采集”3层结构，通过IOT服务云作为底层设备控制中心，将服务端与设备端通过IOT通信协议链接，系统总体框架如图1所示。近场通信将IOT设备、汽车控制器以及工业摄像头之间相互通信，由IOT服务云将车辆和道路信息传输到数据网联中心，网联中心对数据进行操作后传输给APP和web系统，实现对无人汽车的控制和监测。

图1 系统总体框架

三、系统技术架构

为满足智能网联汽车系统在协同道路对低延迟、高可靠通信网络的需求，设计智能网联汽车系统的技术架构如图2所示。

图2 系统技术架构

其中数据增值主要以数据分析、深度挖掘数据以及智能网联汽车服务协同互联网云平台来体现数据价值，在拥有安全机制下的云服务集群中使用控制协同、信息共享、数据采集和OTA升级等技术处理汽车数据信息，实现汽车信息的管理[2]。在通信网关的作用下将汽车与智能设备接入智能网联汽车协同互联网云平台，实现无人车系统对车路的管理和控制。

（一）无人车总体架构

智能网联汽车系统中无人车的设计架构主要分为两部分，即无人车控制系统和硬件设备，无人车总体架构如图3所示。

图3 无人车总体架构

①无人车控制系统采用ROS开源机器人控制系统，它可以提供硬件抽象、底层设备控制、常用功能实现、进程间消息以及数据包管理，主要用于实现车辆动态控制、导航等功能[3]。

②硬件设备包括车辆驱动控制器、传感器、SLAM激光雷达以及工业摄像头，主要用于检测车辆参数、车速控制、防碰撞、电池电量等[4]。

（二）无人车网联系统

无人车网联系统主要由道路设备展示、车辆信息显示、路况信息展示和IOT服务器四部分组成。

①系统展示道路红绿灯、车标等路况信息，实现无人车行驶过程中对路况信息全面掌握。

②车辆信息显示将车辆参数、车速、电池电量等车辆数据展示在可视化界面，全面准确的掌握无人车状态。

③工业摄像头将无人车行驶过程中的道路状况信息传输到IOT云服务器中，经过数据处理，将实时路况信息呈现在系统上。

④道路设备信息、路况信息以及车辆信息之间利用设备将数据传输到IOT服务器上进行设备通信。

服务器处理设备提供的数据进行冗余和互补，并将其加以综合，形成更完整精准的无人车行驶信息，降低不确定性，提高了决策、规划和反应的快速性，提高了无人车行驶的精确性[5]。

四、场景搭建

通过模拟某个道路环境，搭建各种交通元素、交通信号等设施，提供公交、物流等多种应用场景，实现对现实世界的仿真模拟。

图4 场景模拟

在模拟场景中融合现代通信和网络技术，实现车与车、车与路、车与云端对周边复杂环境信息交换和共享，设计更完善的智能网联汽车系统。

五、结束语

本文对智能网联汽车系统的总体框架和总体技术架构分别进行了描述，阐述了无人车和网联系统的组成部分和各功能。采用IOT服务云与设备端、服务端相融合，底层设备控制中心将汽车控制器、传感器等信息传输到数据网联中心，经过处理将其展示在APP和web系统界面，实时监测和管理无人车行驶状况，提高了智能网联汽车系统的准确性、决策的正确性[6]。通过仿真和实验，验证系统的稳定性和精确性，具有较高的社会价值。