智能汽車簡介

智能車輛是一個集環境感知、規劃決策、多等級輔助駕駛等功能于一體的綜合系統，它集中運用了計算機、現代傳感、信息融合、通訊、人工智能及自動控制等技術，是典型的高新技術綜合體。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，以及提供優良的人車交互界面。近年來，智能車輛己經成為世界車輛工程領域研究的熱點和汽車工業增長的新動力，很多發達國家都將其納入到各自重點發展的智能交通系統當中。

智能汽車的基本結構

從具體和現實的方面來看，智能汽車較為成熟的和可預期的功能和系統主要是包括智能駕駛系統、生活服務系統、安全防護系統、位置服務系統以及用車服務系統等，各個參與企業也主要是圍繞上述這些功能系統進行發展的。

這其中，各個系統實際上又包括一些細分的系統和功能，比如智能駕駛系統就是一個大的概念，也是一個最復雜的系統，它包括了：智能傳感系統、智能計算機系統、輔助駕駛系統、智能公交系統等；生活服務系統包括了影音娛樂，信息查詢以及各類生物服務等功能；而像位置服務系統，除了要能提供準確的車輛定位功能外，還要讓汽車能與另外的汽車實現自動位置互通，從而實現約定目標的行駛目的。

智能汽車有了這些系統的共同作用，相當于給汽車裝上了“眼睛”、“大腦”和“腳”的電視攝像機、電子計算機和自動操縱系統之類的裝置。

智能汽車功能結構示意圖

智能汽車體系架構

通過車載傳感系統，智能汽車本身具備主動的環境感知能力，此外，它也是智能交通系統（ITS）的核心組成部分，是車聯網體系的一個結點，通過車載信息終端實現與人、車、路、互聯網等之間的無線通訊和信息交換。因此，智能汽車集中運用了計算機、現代傳感、信息融合、模式識別、通訊及自動控制等技術，它是一個集環境感知、規劃決策、多等級駕駛輔助等于一體的高新技術綜合體，擁有相互依存的價值鏈、技術鏈和產業鏈。

1、智能汽車的價值鏈

如果說車聯網在汽車安全、節能、環保方面的價值是間接、基礎性的，那么智能汽車在提高行車安全、減輕駕駛員負擔方面的核心價值則是直接、顯而易見的，并有助于節能和環保。研究表明，在智能汽車的初級階段，通過先進智能駕駛輔助技術有助于減少50%～80%的道路交通安全事故。在智能汽車的終極階段，即無人駕駛階段，甚至可以完全避免交通事故，把人從駕駛過程中解放出來，這也是智能汽車最吸引人的價值魅力所在。

2、智能汽車的技術鏈

智能技術系統一般由傳感器、控制器、執行器三大關鍵技術組成，主要包括：1）先進傳感技術，包括利用機器視覺技術的檢測，如激光測距系統、紅外攝像技術，以及利用雷達（激光、厘米波、毫米波、超聲波）檢測前行車輛。2）通信技術（GPS、DSRC、3G/4G），包括數臺智能汽車之間協調行駛必須的技術、車路協調通信技術，以及相應的車聯網通訊技術。3）橫向控制，包括利用引導電纜、磁氣標志列、機器視覺技術、具有雷達反射性標識帶的橫向控制。4）縱向控制，包括利用激光雷達、毫米波雷達、機器視覺技術測車間距離的縱向控制，以及利用車間通信及車間距離雷達的車隊列行駛縱向控制。

3、智能汽車的產業鏈

車聯網、智能交通系統（ITS）為智能汽車提供了智能化的基礎設施、道路及網絡環境，隨著汽車智能化層次的提高，反過來也要求車聯網、智能交通系統同步發展。

智能汽車的產業鏈可以描述如下：1）車聯網的產業鏈，包括上游的元器件和芯片生產企業，中游的汽車廠商、設備廠商和軟件平臺開發商，以及下游的系統集成商、通信服務商、平臺運營商和內容提供商等。2）先進傳感器廠商：開發和供應先進的機器視覺技術，包括激光測距系統、紅外攝像，以及雷達（厘米波、毫米波、超聲波）等。3）汽車電子供應商：能夠提供智能駕駛技術研發和集成供應的汽車電子供應商，如博世、德爾福、電裝等。

智能汽車特點

1、高科技

智能汽車是一種正在研制的新型高科技汽車，這種汽車不需要人去駕駛，人只舒服地坐在車上享受這高科技的成果就行了。因為這種汽車上裝有相當于汽車的“眼睛”、“大腦”和“腳”的電視攝像機、電子計算機和自動操縱系統之類的裝置，這些裝置都裝有非常復雜的電腦程序，所以這種汽車能和人一樣會“思考”、“判斷”、“行走”，可以自動啟動、加速、剎車，可以自動繞過地面障礙物。在復雜多變的情況下，它的“大腦”能隨機應變，自動選擇最佳方案，指揮汽車正常、順利地行駛。

2、重要標志

無人駕駛的智能汽車將是新世紀汽車技術飛躍發展的重要標志。可喜的是，智能汽車已從設想走向實踐。隨著科技的飛速發展，相信不久的將來，我們都可以領略到智能汽車的風采。

所以，智能汽車實際上是智能汽車和智能公路組成的系統，主要是智能公路的條件還不具備，而在技術上已經可以解決。在智能汽車的目標實現之前，實際上已經出現許多輔助駕駛系統，已經廣泛應用在汽車上，如智能雨刷，可以自動感應雨水及雨量，自動開啟和停止；自動前照燈，在黃昏光線不足時可以自動打開；智能空調，通過檢測人皮膚的溫度來控制空調風量和溫度；智能懸架，也稱主動懸架，自動根據路面情況來控制懸架行程，減少顛簸；防打瞌睡系統，用監測駕駛員的眨眼情況，來確定是否很疲勞，必要時停車報警……計算機技術的廣泛應用，為汽車的智能化提供了廣闊的前景。

智能汽車發展現狀

1、IT巨頭與汽車企業采用完全不同的技術路線

寶馬曾表示：“我們比IT企業更了解汽車的參數，更能確保汽車行駛中的安全。你可以允許蘋果手機死機，但決不能允許寶馬車在半路?死機?。”這或許反映了IT企業與汽車企業的不同思路，前者憑借強大的后臺數據、網絡技術、智能軟件的支持，能夠很好地實現汽車與云端的互聯；而汽車企業則更多地考慮到車輛的實用性和安全性，他們“固守”汽車本身的優勢。

2012年8月，谷歌宣布其研發的無人駕駛汽車已經在電腦的控制下安全行駛了30萬英里。谷歌無人駕駛汽車依靠激光測距儀、視頻攝像頭、車載雷達、傳感器等獲得環境感知和識別能力，確保行駛路徑遵循谷歌街景地圖預先設定的路線。其裝置價格昂貴，大約需30萬美元，難以大規模推廣應用，其本質符合軍用智能車的技術特點。

與IT企業不同，沃爾沃、奧迪、奔馳、寶馬、豐田、日產、福特等汽車巨頭均選擇了更具實用性的民用智能車技術路線。在技術裝置方面主要采用常規的雷達（厘米波、毫米波、超聲波）、相機（立體、彩色、紅外）、傳感器（雷達、激光、超聲波）、攝像機等進行環境感知和識別，通過基于車聯網的協同式輔助駕駛技術進行智能信息交互，結合GPS導航實現路徑規劃，并且更加注重機電一體化系統動力學及控制技術的研發，成本低廉，便于大規模推廣應用。

2、世界汽車巨頭正致力于“高度自動駕駛技術”的研發和產業化

智能汽車前兩個層次的“輔助駕駛技術”和“半自動駕駛技術”已經得到廣泛應用，并成為提升產品檔次和市場競爭力的重要手段。智能汽車第一層級的輔助駕駛技術包括自主式輔助駕駛技術和協同式輔助駕駛技術兩種，通過警告讓司機防患車禍于未然。其中，包括前碰撞預警（FCW）、車道偏離預警（LDW）、車道保持系統（LKS）、自動泊車輔助（APA）等在內的自主式輔助駕駛技術已經得到廣泛應用，處于普及推廣階段，并由豪華車下沉至B級車。汽車輔助駕駛技術成為獲取E-NCAP四星和五星的必要條件。在美國、歐洲、日本等汽車發達國家和地區，基于車聯網V2I/V2V技術的協調式輔助駕駛技術正在進行實用性技術開發和大規模試驗場測試。半自動駕駛技術在高端車上逐漸獲得應用，比如已經獲得廣泛應用的自適應巡航控制系統（ACC）。

世界汽車巨頭們正致力于第三個層次“高度自動駕駛技術”的實用化研發和產業化，即將實現量產上市。沃爾沃將率先量產全球第一個自動駕駛技術——堵車輔助系統。該系統是自適應巡航控制和車道保持輔助系統的集成與延伸，它可以使汽車在車流行駛速度低于50公里/小時的情況下，自動跟隨前方車輛行進。此外，奧迪、凱迪拉克、日產、豐田等都計劃推出諸如自動轉向、加減速、車道引導、自動停車、自適應巡航控制等技術的汽車，它們大多屬于第三層次的智能駕駛技術。

3、“全工況無人駕駛”前路漫漫

由于車聯網V2X技術涵蓋汽車、IT、交通、通訊等多個行業，相關技術標準法規仍不健全，協調式輔助駕駛技術目前尚未得到大規模推廣應用。谷歌無人駕駛汽車還離不開人的操控，只能按預定程序行進，在霧雪天氣還會受到干擾，并且在加速、減速及轉向時銜接不太好。總之，全工況的無人駕駛技術仍處于研發階段，最終的實用性測試和驗證還需要很長時間。

4、智能汽車將對交通運輸業產生深遠而革命性的影響

智能汽車將大幅減少交通安全事故。汽車交通事故在很大程度上取決于人為因素，無人駕駛汽車由行車電腦精確控制，可以有效減少酒駕、疲勞駕駛、超速等人為不遵守交通規則導致的交通事故。

智能汽車將提高車輛利用率，降低汽車總銷量，減輕汽車對環境的污染。根據谷歌無人駕駛汽車團隊的統計，傳統汽車在大部分時間內（96%）處于空閑狀態，利用率較低。無人駕駛汽車可以按照時間順序依次供需要的人使用，因此可以更好地統籌安排家庭內車輛使用，提高車輛的使用效率，減少車輛消費總量，有效減少碳排放。另一方面，智能汽車可以根據實時路況自動選擇到達目的地的最優路徑，能源消耗更少。

智能汽車將改變當前汽車交通基礎設施狀況，影響汽車運輸相關產業的發展。智能汽車的運行需要配套的交通基礎設施，當前的基礎設施建設情況將不再適用。例如由于無人駕駛汽車靠傳感器感知路面障礙，或者通過4G/DSRC與道路設施通信，因此需要在交叉路口、路側、彎道等布置引導電纜、磁氣標志列、雷達反射性標識、傳感器、通信設施等。隊列行駛也是智能汽車的另一種形式，即有人駕駛領頭車輛，后面跟隨著無人駕駛車輛編隊，這一技術將提高汽車運輸的自動化程度。

智能汽車未來預測

美國電氣和電子工程師協會（IEEE）預測，本世紀中葉前，無人駕駛汽車將占據全球汽車保有量的75%，汽車交通系統概念將迎來變革，交通規則、基礎設施都將隨著無人駕駛汽車的出現而發生劇變，智能汽車可能顛覆當前的汽車交通運輸產業運作模式。汽車行業著名咨詢機構IHS發布預測報告稱，“通過電腦系統實現無人駕駛的智能汽車”，其發展速度正在趕超純電動汽車，2025年左右將走進尋常百姓家，2035年銷量將達到1180萬輛，占同期全球汽車市場總銷量的9%。以往在科幻大片中才能見到的無人駕駛汽車似乎離我們的現實生活越來越近了。

汽車智能化發展趨勢

隨著智能汽車電子技術的發展，汽車智能化技術正在逐步得到應用，這種技術使汽車的操縱越來越簡單，動力性和經濟性越來越高，行駛安全性越來越好。如果將智能汽車電子化定義為功能機時代，那汽車智能化將步入智能機時代。

汽車行業面臨革新，智能化趨勢明顯。近年來，汽車行業發生著翻天覆地的變化，汽車不再僅作為一種基本的交通工具，伴隨著“中國制造2025”中關于汽車智能化的戰略部署、主力消費群體年齡結構的變化，人們對于汽車的訴求和定義更為寬廣，互動互聯、智能便捷這些演變成新時代下汽車的標簽，工業4.0汽車智能化時代已然來臨。

目前智能汽車前兩個層次的“輔助駕駛技術”和“半自動駕駛技術”已經得到廣泛應用，并成為提升產品檔次和市場競爭力的重要手段，世界汽車巨頭們正致力于第三個層次“高度自動駕駛技術”的實用化研發和產業化，即將實現量產上市。沃爾沃將率先量產全球第一個自動駕駛技術——堵車輔助系統。該系統是自適應巡航控制和車道保持輔助系統的集成與延伸，它可以使汽車在車流行駛速度低于50公里/小時的情況下，自動跟隨前方車輛行進。此外，奧迪、凱迪拉克、日產、豐田等都計劃推出諸如自動轉向、加減速、車道引導、自動停車、自適應巡航控制等技術的汽車，它們大多屬于第三層次的智能駕駛技術。