汽車智能技術(shù) 課件 -模塊一 智能汽車的關(guān)鍵技術(shù)

汽車智能技術(shù)高等職業(yè)教育汽車類專業(yè)活頁(yè)式新形態(tài)創(chuàng)新教材目錄模塊一智能汽車的關(guān)鍵技術(shù)模塊二發(fā)動(dòng)機(jī)智能技術(shù)模塊三汽車電氣系統(tǒng)智能技術(shù)模塊四底盤智能技術(shù)模塊五汽車智能空調(diào)系統(tǒng)河南電機(jī)職業(yè)學(xué)院模塊

一

智能汽車的

關(guān)鍵技術(shù)模塊一智能汽車的關(guān)鍵技術(shù)一、項(xiàng)目描述

智能車輛是一個(gè)集環(huán)境感知、規(guī)劃決策、多等級(jí)輔助駕駛等功能于一體的綜合系統(tǒng)，它集中運(yùn)用了計(jì)算機(jī)、現(xiàn)代傳感、信息融合、通訊、人工智能及自動(dòng)控制等技術(shù)，是典型的高新技術(shù)綜合體。對(duì)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)良的人車交互界面。近年來，智能車輛己經(jīng)成為世界車輛工程領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)和汽車工業(yè)增長(zhǎng)的新動(dòng)力，很多發(fā)達(dá)國(guó)家都將其納入到各自重點(diǎn)發(fā)展的智能交通系統(tǒng)當(dāng)中?，F(xiàn)在出行不只是從A點(diǎn)到B點(diǎn)的移動(dòng)，出行也可以是享受在路上的時(shí)光。駕駛中的可靠安全，停泊時(shí)的簡(jiǎn)單便捷，人車交互時(shí)的默契配合，還有注目時(shí)的一見傾心……為了讓更多人擺脫出行的負(fù)擔(dān)，智能汽車結(jié)合前瞻科技智慧與人性美學(xué)，從駕駛、泊車、智慧互聯(lián)、燈光科技等維度，全面提升用戶的汽車生活體驗(yàn)，更輕松、更直觀、更安心、更愉悅。不止于技術(shù)，更關(guān)于需求，關(guān)乎生活；用智慧點(diǎn)亮科技，用關(guān)愛連接人心。河南電機(jī)職業(yè)學(xué)院項(xiàng)目描述1.智駕管家

從城市道路到高速公路，無論目的地在哪，只要在路上，請(qǐng)安心舒享你的旅途。IQ.Drive智駕管家集成了可靠的安全駕駛輔助功能，智能、便捷、全面，讓你坐享行程無負(fù)擔(dān)如圖1-1所示。河南電機(jī)職業(yè)學(xué)院項(xiàng)目描述（1）自適應(yīng)巡航系統(tǒng)它可以調(diào)節(jié)速度，并管理您與前方車輛之間的距離，以適應(yīng)您所處的路況如圖1-2所示。（2）前部防碰撞自動(dòng)剎車系統(tǒng)當(dāng)您高速行駛且前方有潛在的碰撞風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，它將首先發(fā)出視聽警報(bào)。如有必要，它會(huì)采用自動(dòng)剎車以幫助減輕或避免碰撞如圖1-3所示。河南電機(jī)職業(yè)學(xué)院圖1-2自適應(yīng)巡航系統(tǒng)

圖1-3所示前部防碰撞自動(dòng)剎車系統(tǒng)項(xiàng)目描述（3）車道保持輔助系統(tǒng)您以更高的速度行駛時(shí)，它可以幫助您避免越線如圖1-4所示。（4）變道輔助系統(tǒng)變道輔助功能為駕駛員提供變道支持。無論是否想要變道，它都會(huì)指示該區(qū)域內(nèi)對(duì)變道存在重要影響的所有車輛。對(duì)應(yīng)后視鏡中的符號(hào)持續(xù)亮起，以警告駕駛員潛在的風(fēng)險(xiǎn)如圖1-5所示。河南電機(jī)職業(yè)學(xué)院圖1-4車道保持輔助系統(tǒng)

圖1-5變道輔助系統(tǒng)項(xiàng)目描述（5）后方交通穿行提示它能夠幫助駕駛者密切關(guān)注車輛后方的情況，在檢測(cè)到可能導(dǎo)致碰撞的汽車和摩托車時(shí)提醒您，并在緊急時(shí)刻自動(dòng)剎車如圖1-6所示。（6）緊急制動(dòng)助手一旦傳感器檢測(cè)到駕駛員沒有轉(zhuǎn)向、制動(dòng)或加速，系統(tǒng)就會(huì)啟動(dòng)不同階段的應(yīng)急措施。首先它會(huì)通過方向盤急速抖動(dòng)來警示駕駛員，隨后開啟緊急制動(dòng)。危險(xiǎn)警告閃光燈自動(dòng)激活，汽車輕微轉(zhuǎn)向，以提醒其他道路使用者注意危險(xiǎn)情況。全速域駕駛輔助可防止與前方交通發(fā)生碰撞。最后，車輛將持續(xù)制動(dòng)至靜止?fàn)顟B(tài)如圖1-7所示。河南電機(jī)職業(yè)學(xué)院圖1-6后方交通穿行提示

圖1-7緊急制動(dòng)助手項(xiàng)目描述（7）交通標(biāo)志識(shí)別交通標(biāo)志識(shí)別是一種車輛安全系統(tǒng)，幫助駕駛員注意到限速和其他道路標(biāo)志如圖1-8所示。河南電機(jī)職業(yè)學(xué)院項(xiàng)目描述2.智能導(dǎo)視

目視前方，即可自在掌控。你只需關(guān)注前方道路，視野所及處即可呈現(xiàn)你需要的關(guān)鍵駕駛信息。部分車型更具備增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示功能，可在道路前方的增強(qiáng)顯示區(qū)域中，以3D形式動(dòng)態(tài)呈現(xiàn)導(dǎo)航信息、碰撞預(yù)警、電量警示等智能駕駛輔助提示如圖1-9所示。智能導(dǎo)視系統(tǒng)將特定的符號(hào)疊印到外部窗口，并實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)顯示。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)抬頭顯示屏將重要信息投射到擋風(fēng)玻璃上，來自輔助系統(tǒng)的信息和來自導(dǎo)航系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向箭頭、起點(diǎn)和目的地都將顯示在這個(gè)遠(yuǎn)距離的窗口上。抬頭顯示屏將速度或?qū)Ш綀D標(biāo)等關(guān)鍵信息直接投射到駕駛員的主要視野中。這種投影可以使駕駛員的眼睛在關(guān)注速度等信息的同時(shí)保持專注于道路交通。駕駛員可以自行決定顯示哪些信息：當(dāng)前速度、限速、導(dǎo)航指示、輔助系統(tǒng)信息和警告等如圖1-10所示。河南電機(jī)職業(yè)學(xué)院圖1-9智能導(dǎo)視圖1-10抬頭顯示屏項(xiàng)目描述3.泊車管家

到達(dá)前的最后一步，擺脫手忙腳亂的局促。無論是平行泊車還是垂直泊車，IQ.泊車管家都可輕松接管，無需再進(jìn)行換擋、剎車等復(fù)雜操作。停下，享受好心情如圖1-11所示?！た蓪?shí)現(xiàn)平行車位停車及垂直車位停車。·低速經(jīng)過車位時(shí)，車輛會(huì)識(shí)別滿足條件的車位，駕駛員可手動(dòng)開啟自動(dòng)泊車如圖1-12所示。河南電機(jī)職業(yè)學(xué)院圖1-11泊車管家都可輕松接管泊車

圖1-12開啟自動(dòng)泊車項(xiàng)目描述4.360全景

無論是泊車停駐還是行駛在復(fù)雜路況，多個(gè)超廣角高清攝像頭都可為你保駕護(hù)航，提供“鳥瞰式”全局視角，直觀了解車身周圍情況。360o的全景影像，360度的安全感如圖1-13所示。多個(gè)超廣角高清攝像頭集成車身周圍影像于中控大屏，并可根據(jù)需求只單獨(dú)展示其中部分視角如圖1-14所示。河南電機(jī)職業(yè)學(xué)院

圖1-13360o的全景影像

圖1-14多個(gè)超廣角高清攝像頭集成車身周圍影像于中控大屏項(xiàng)目描述5.矩陣大燈

車輛標(biāo)徽、迎賓照地?zé)簟⑶按鬅簟⒑笪矡?.....這是一場(chǎng)與光的邂逅，有驚鴻一瞥時(shí)的心動(dòng)，更有智慧科技中的貼心。貫穿一體式前后燈，動(dòng)態(tài)光影中蓄勢(shì)待發(fā)。聰明的矩陣式大燈，在不同環(huán)境和天氣下提供清晰有效的視野。近光模式可根據(jù)車速和場(chǎng)景自動(dòng)調(diào)整，讓夜間行車更加智慧安全。更精準(zhǔn)的遠(yuǎn)光燈，自動(dòng)防炫目功能，守護(hù)你也在守護(hù)你的“同路中人”，看似無心，實(shí)則貼心。具有可自動(dòng)開啟的矩陣式LED動(dòng)態(tài)遠(yuǎn)光功能、高低自動(dòng)調(diào)節(jié)功能，包含AFS轉(zhuǎn)向輔助燈和全天候自適應(yīng)大燈如圖1-15所示。全天候自適應(yīng)大燈，根據(jù)車速和場(chǎng)景自動(dòng)輸出各種近光模式:城鎮(zhèn)模式、經(jīng)典模式、高速模式等，為夜間行車安全帶來保障。矩陣式動(dòng)態(tài)遠(yuǎn)光輔助功能:開啟該功能后可在不造成前方車輛炫目的同時(shí)，為駕駛員提供比近光燈更遠(yuǎn)更寬的燈光范圍如圖1-16所示。河南電機(jī)職業(yè)學(xué)院

圖1-15矩陣式LED

圖1-16矩陣式動(dòng)態(tài)遠(yuǎn)光輔助功能項(xiàng)目描述6.燈光精靈

你的每個(gè)舉動(dòng)，都會(huì)得到心有靈犀的回應(yīng)。不只是解鎖時(shí)的歡迎和上鎖時(shí)的告別，車輛啟動(dòng)、掛檔、導(dǎo)航轉(zhuǎn)向……橫向貫穿駕駛艙的IQ.燈光精靈會(huì)隨著不同操作變幻燈帶色彩及動(dòng)效，這種場(chǎng)景表現(xiàn)的新視覺語(yǔ)言清新、易懂，幫助你更直觀的了解車輛狀態(tài)，歡迎體驗(yàn)感官新享受如圖1-17所示。燈光精靈是橫向貫穿駕駛艙的燈帶，具有場(chǎng)景表現(xiàn)功能，車主僅通過顏色和燈光動(dòng)態(tài)效果即刻直觀感知車輛狀態(tài)，降低信息讀取的復(fù)雜度如圖1-18所示。河南電機(jī)職業(yè)學(xué)院

圖1-17燈光精靈場(chǎng)景表現(xiàn)

圖1-18通過顏色和燈光動(dòng)態(tài)效果即刻直觀感知車輛狀態(tài)項(xiàng)目描述7.語(yǔ)音精靈

導(dǎo)航出行、播放音樂、接打電話、調(diào)節(jié)溫度......是時(shí)候放棄復(fù)雜的物理按鍵和觸控操作了，你無需在駕駛過程中手忙腳亂，IQ.語(yǔ)音精靈通通可以搞定！它很聰明，聽的明白、反應(yīng)迅速，還能持續(xù)對(duì)話。任何場(chǎng)景，言出即行！解放雙手，讓行車更安全，行動(dòng)更高效如圖1-19所示。語(yǔ)音聲控，導(dǎo)航、聽音樂、調(diào)節(jié)空調(diào)溫度、查看天氣等功能，統(tǒng)統(tǒng)可以以語(yǔ)音進(jìn)行控制。采用先進(jìn)的語(yǔ)音識(shí)別相關(guān)技術(shù)，精準(zhǔn)理解，快速反饋，并支持多輪互動(dòng)對(duì)話，無需重復(fù)喚醒如圖1-20所示。河南電機(jī)職業(yè)學(xué)院

圖1-19語(yǔ)音精靈語(yǔ)音聲控

圖1-20先進(jìn)的語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)項(xiàng)目描述8.智慧車聯(lián)

智慧車聯(lián)提供優(yōu)質(zhì)線上服務(wù)。語(yǔ)音、導(dǎo)航、出行、生態(tài)、遠(yuǎn)程控制……超越常規(guī)的出行新體驗(yàn)，無論駕乘途中還是靜歇片刻，讓車的可能性超出想象。強(qiáng)大的車載互聯(lián)系統(tǒng)，便捷又充滿樂趣！·智能語(yǔ)音：多種喚醒方式，多種方言識(shí)別等，綜合的智能語(yǔ)音系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)流暢溝通。·智慧導(dǎo)航：不只是指引至目的地，更提供智慧預(yù)測(cè)等一站式出行建議方案?！ぶ窍砩鷳B(tài)：音樂、電臺(tái)、廣播、智能家居，智享車上信息生活?！ぶ侨こ鲂校航M隊(duì)出行、預(yù)約服務(wù)、車載WIFI等多維體驗(yàn)，讓出行也充滿趣味。·智聯(lián)控車：是車更是智能移動(dòng)終端，支持空調(diào)、充電等遠(yuǎn)程操控如圖1-21所示。河南電機(jī)職業(yè)學(xué)院

圖1-21智聯(lián)控車項(xiàng)目描述

智能車輛就是在一般車輛上增加了先進(jìn)的傳感器（如雷達(dá)、攝像頭等）、控制器、執(zhí)行器等裝置，通過車載環(huán)境感知系統(tǒng)和信息終端，實(shí)現(xiàn)與人、車、路等的信息交換，使車輛具備智能環(huán)境感知能力，能夠自動(dòng)分析車輛行駛的安全及危險(xiǎn)狀態(tài)，并使車輛按照人的意愿到達(dá)目的地，最終實(shí)現(xiàn)替代人來操作的目的的汽車。總的來說，智能汽車是搭載先進(jìn)傳感系統(tǒng)、決策系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)，運(yùn)用信息通信、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等新技術(shù)，具有部分或完全自動(dòng)駕駛功能，由單純交通運(yùn)輸工具逐步向智能移動(dòng)空間轉(zhuǎn)變的新一代汽車。智能汽車技術(shù)與一般所說的自動(dòng)駕駛技術(shù)有所不同，它指的是利用多種傳感器和智能公路技術(shù)實(shí)現(xiàn)的汽車自動(dòng)駕駛。智能技術(shù)系統(tǒng)一般由傳感器、控制器、執(zhí)行器三大關(guān)鍵技術(shù)組成，主要包括：河南電機(jī)職業(yè)學(xué)院項(xiàng)目描述（1）先進(jìn)傳感技術(shù)，包括利用機(jī)器視覺技術(shù)的檢測(cè)，如激光測(cè)距系統(tǒng)、紅外攝像技術(shù)，以及利用雷達(dá)（激光、厘米波、毫米波、超聲波）檢測(cè)前行車輛。（2）通信技術(shù)（GPS、DSRC、3G/4G），包括數(shù)臺(tái)智能汽車之間協(xié)調(diào)行駛必須的技術(shù)、車路協(xié)調(diào)通信技術(shù)，以及相應(yīng)的車聯(lián)網(wǎng)通訊技術(shù)。（3）橫向控制，包括利用引導(dǎo)電纜、磁氣標(biāo)志列、機(jī)器視覺技術(shù)、具有雷達(dá)反射性標(biāo)識(shí)帶的橫向控制。（4）縱向控制，包括利用激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、機(jī)器視覺技術(shù)測(cè)車間距離的縱向控制，以及利用車間通信及車間距離雷達(dá)的車隊(duì)列行駛縱向控制。河南電機(jī)職業(yè)學(xué)院項(xiàng)目描述9.無人駕駛汽車

無人駕駛汽車又稱自動(dòng)駕駛汽車、電腦駕駛汽車、或輪式移動(dòng)機(jī)器人，是一種通過電腦系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無人駕駛的智能汽車。在20世紀(jì)已有數(shù)十年的歷史，21世紀(jì)初呈現(xiàn)出接近實(shí)用化的趨勢(shì)。自動(dòng)駕駛汽車依靠人工智能、視覺計(jì)算、雷達(dá)、監(jiān)控裝置和全球定位系統(tǒng)協(xié)同合作，讓電腦可以在沒有任何人類主動(dòng)的操作下，自動(dòng)安全地操作機(jī)動(dòng)車輛。無人駕駛技術(shù)包括視頻攝像頭、雷達(dá)傳感器以及激光測(cè)距器來了解周圍的交通狀況，并通過一個(gè)詳盡的地圖（通過有人駕駛汽車采集的地圖）對(duì)前方的道路進(jìn)行導(dǎo)航。這一切都通過谷歌的數(shù)據(jù)中心來實(shí)現(xiàn)，谷歌的數(shù)據(jù)中心能處理汽車收集的有關(guān)周圍地形的大量信息。就這點(diǎn)而言，自動(dòng)駕駛汽車相當(dāng)于谷歌數(shù)據(jù)中心的遙控汽車或者智能汽車。汽車自動(dòng)駕駛技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用之一如圖1-22所示。河南電機(jī)職業(yè)學(xué)院項(xiàng)目描述

無人駕駛汽車根據(jù)自動(dòng)化水平的高低區(qū)分了四個(gè)無人駕駛的階段：駕駛輔助、部分自動(dòng)化、高度自動(dòng)化、完全自動(dòng)化。（1）駕駛輔助系統(tǒng)（DAS）：目的是為駕駛者提供協(xié)助，包括提供重要或有益的駕駛相關(guān)信息，以及在形勢(shì)開始變得危急的時(shí)候發(fā)出明確而簡(jiǎn)潔的警告。如“車道偏離警告”（LDW）系統(tǒng)等。（2）部分自動(dòng)化系統(tǒng)：在駕駛者收到警告卻未能及時(shí)采取相應(yīng)行動(dòng)時(shí)能夠自動(dòng)進(jìn)行干預(yù)的系統(tǒng)，如“自動(dòng)緊急制動(dòng)”（AEB）系統(tǒng)和“應(yīng)急車道輔助”（ELA）系統(tǒng)等。（3）高度自動(dòng)化系統(tǒng)：能夠在或長(zhǎng)或短的時(shí)間段內(nèi)代替駕駛者承擔(dān)操控車輛的職責(zé)，但是仍需駕駛者對(duì)駕駛活動(dòng)進(jìn)行監(jiān)控的系統(tǒng)。（4）完全自動(dòng)化系統(tǒng)：可無人駕駛車輛、允許車內(nèi)所有乘員從事其他活動(dòng)且無需進(jìn)行監(jiān)控的系統(tǒng)。這種自動(dòng)化水平允許乘從事計(jì)算機(jī)工作、休息和睡眠以及其他娛樂等活動(dòng)。河南電機(jī)職業(yè)學(xué)院項(xiàng)目描述

要想學(xué)好汽車智能技術(shù)，在學(xué)習(xí)過程中必須學(xué)習(xí)傳感技術(shù)、通信技術(shù)（GPS、DSRC、3G/4G）技術(shù)、橫向控制技術(shù)、縱向控制技術(shù)如圖1-22所示。河南電機(jī)職業(yè)學(xué)院學(xué)習(xí)目標(biāo)二、學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)：1.能正確掌握和理解車聯(lián)網(wǎng)2.能正確掌握和理解智能網(wǎng)聯(lián)汽車，3.能正確理解智能交通系統(tǒng)，4.能掌握智能網(wǎng)聯(lián)汽車的分級(jí)方法，5.能掌握智慧車聯(lián)，技能目標(biāo)：1.能正確分析和掌握智駕管家，2.能正確分析和掌握傳感技術(shù)，3.能正確分析和掌握通信技術(shù)，4.掌握汽車駕駛輔助系統(tǒng)（DAS），5.正確掌握無人駕駛汽車技術(shù)。河南電機(jī)職業(yè)學(xué)院學(xué)習(xí)目標(biāo)素養(yǎng)目標(biāo)：1.嚴(yán)格執(zhí)行汽車底盤故障診斷規(guī)范，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的工作態(tài)度。2.養(yǎng)成團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。3.能夠“最大化”利用有限時(shí)間，4.閱讀資料劃出關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)歸納整流做出故障診斷方法，5.能夠找出“簡(jiǎn)單”的技術(shù)系統(tǒng)診斷方法，6.能夠清晰、友好且有趣地向他人口頭轉(zhuǎn)述信息，7.能夠解決棘手的任務(wù)，8.樹立目標(biāo)并制定實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的計(jì)劃，9.客觀公正自評(píng)和評(píng)價(jià)他人，10.能夠與合作伙伴良好地交流和相互理解，11.能夠養(yǎng)成自覺遵守技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和要求規(guī)定、規(guī)范操作、安全、環(huán)保、“6S”作業(yè)的好習(xí)慣。能夠養(yǎng)成勞動(dòng)光榮、創(chuàng)造偉大的正確思維和創(chuàng)新意識(shí)。河南電機(jī)職業(yè)學(xué)院相關(guān)知識(shí)任務(wù)一、智能汽車技術(shù)

智能車輛是一個(gè)集環(huán)境感知、規(guī)劃決策、多等級(jí)輔助駕駛等功能于一體的綜合系統(tǒng)，它集中運(yùn)用了計(jì)算機(jī)、現(xiàn)代傳感、信息融合、通訊、人工智能及自動(dòng)控制等技術(shù)，是典型的高新技術(shù)綜合體。對(duì)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)良的人車交互界面。近年來，智能車輛己經(jīng)成為世界車輛工程領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)和汽車工業(yè)增長(zhǎng)的新動(dòng)力，很多發(fā)達(dá)國(guó)家都將其納入到各自重點(diǎn)發(fā)展的智能交通系統(tǒng)當(dāng)中。智能車輛就是在一般車輛上增加了先進(jìn)的傳感器（如雷達(dá)、攝像頭等）、控制器、執(zhí)行器等裝置，通過車載環(huán)境感知系統(tǒng)和信息終端，實(shí)現(xiàn)與人、車、路等的信息交換，使車輛具備智能環(huán)境感知能力，能夠自動(dòng)分析車輛行駛的安全及危險(xiǎn)狀態(tài)，并使車輛按照人的意愿到達(dá)目的地，最終實(shí)現(xiàn)替代人來操作的目的的汽車如圖1-23所示。河南電機(jī)職業(yè)學(xué)院相關(guān)知識(shí)

總的來說，智能汽車是搭載先進(jìn)傳感系統(tǒng)、決策系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)，運(yùn)用信息通信、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等新技術(shù)，具有部分或完全自動(dòng)駕駛功能，由單純交通運(yùn)輸工具逐步向智能移動(dòng)空間轉(zhuǎn)變的新一代汽車。智能汽車技術(shù)與一般所說的自動(dòng)駕駛技術(shù)有所不同，它指的是利用多種傳感器和智能公路技術(shù)實(shí)現(xiàn)的汽車自動(dòng)駕駛。（一）無人駕駛汽車

無人駕駛汽車(Self-DrivingVehicle)是通過車載環(huán)境感知系統(tǒng)來感知道路環(huán)境、自動(dòng)規(guī)劃和識(shí)別行車路線并控制車輛到達(dá)預(yù)定目標(biāo)的智能汽車。它利用環(huán)境感知系統(tǒng)來感知車輛周圍環(huán)境，并根據(jù)感知所獲得的道路狀況、車輛位置和障礙物信息等，控制車輛的行駛方向和速度，從而使車輛能夠安全、可靠地在道路上行駛。無人駕駛汽車是傳感器、計(jì)算機(jī)、人工智能、無線通信、導(dǎo)航定位、模式識(shí)別、機(jī)器視覺、智能控制等各種先進(jìn)技術(shù)融合的綜合體。與一般的智能汽車相比，無人駕駛汽車需要具有更先進(jìn)的環(huán)境感知系統(tǒng)、中央決策系統(tǒng)以及底層控制系統(tǒng)。河南電機(jī)職業(yè)學(xué)院相關(guān)知識(shí)

無人駕駛汽車能夠?qū)崿F(xiàn)完全自動(dòng)控制，全程檢測(cè)交通環(huán)境，能夠?qū)崿F(xiàn)所有的駕駛目標(biāo)。駕駛員只需提供目的地或者輸入導(dǎo)航信息，在任何時(shí)候均不需要對(duì)車輛進(jìn)行操控。無人駕駛汽車是汽車智能化、網(wǎng)絡(luò)化的終極發(fā)展目標(biāo)如圖1-24所示。百度無入駕駛微循環(huán)車“阿波龍”如圖1-25所示。河南電機(jī)職業(yè)學(xué)院相關(guān)知識(shí)（二）車聯(lián)網(wǎng)

車聯(lián)網(wǎng)(InternetofVehicle,loV)是以車內(nèi)網(wǎng)、車際網(wǎng)和車載移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，按照約定的體系架構(gòu)及其通信協(xié)議和數(shù)據(jù)交互標(biāo)準(zhǔn)，通過V2X(V代表汽車，X代表車、路、行人及應(yīng)用平臺(tái)等）進(jìn)行無線通信和信息交換，以實(shí)現(xiàn)智能化交通管理、智能動(dòng)態(tài)信息服務(wù)和車輛智能化控制的一體化網(wǎng)絡(luò)。它是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能交通系統(tǒng)領(lǐng)域的延伸。車內(nèi)網(wǎng)是指通過應(yīng)用成熟的總線技術(shù)建立一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的整車網(wǎng)絡(luò)；車際網(wǎng)是指基于特定無線局域網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)；車載移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)是指車載單元通過4G/5G等通信技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行無線連接；三網(wǎng)融合是車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)。車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)主要面向道路交通，為交通管理者提供決策支待，為車輛與車輛、車輛與道路提供協(xié)同控制，為交通參與者提供信息服務(wù)。車聯(lián)網(wǎng)是智能交通系統(tǒng)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的融合產(chǎn)物，是智能交通系統(tǒng)的重要組成部分，更多表現(xiàn)在汽車基于現(xiàn)實(shí)中的場(chǎng)景應(yīng)用，目前主要停留在導(dǎo)航和娛樂系統(tǒng)的基礎(chǔ)功能階段。車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)示意圖如圖1-26所示。河南電機(jī)職業(yè)學(xué)院相關(guān)知識(shí)（三）智能網(wǎng)聯(lián)汽車

智能網(wǎng)聯(lián)汽車(IntelligentConnectedVehicle,ICV)是一種跨技術(shù)、跨產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的新興汽車體系，從不同角度、不同背景對(duì)它進(jìn)行理解是有差異的。各國(guó)對(duì)智能網(wǎng)聯(lián)汽車的定義不同，叫法也不盡相同，但終極目標(biāo)是一樣的，即可上路安全行駛的無人駕駛汽車。從狹義上講，智能網(wǎng)聯(lián)汽車是搭載先進(jìn)的車載傳感器、控制器、執(zhí)行器等裝置，并融合現(xiàn)代通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)V2X智能信息交換共享，具備復(fù)雜的環(huán)境感知、智能決策、協(xié)同控制和執(zhí)行等功能，可實(shí)現(xiàn)安全、舒適、節(jié)能、高效行駛，并最終可替代人來操作的新一代汽車。智能網(wǎng)聯(lián)汽車概念示意圖如圖1-27所示。河南電機(jī)職業(yè)學(xué)院相關(guān)知識(shí)（四）智能交通系統(tǒng)

智能交通系統(tǒng)(IntelligentTrafficSystem,ITS)是未來交通系統(tǒng)的發(fā)展方向，它是將先進(jìn)的信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)處理技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)、傳感器技術(shù)、電子控制技術(shù)、運(yùn)籌學(xué)、人工智能等有效地集成運(yùn)用千整個(gè)地面交通管理系統(tǒng)而建立的一種在大范圍內(nèi)、全方位發(fā)揮作用的，實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效的綜合交通運(yùn)輸管理系統(tǒng)如圖1-28所示。1.車輛控制系統(tǒng)

指輔助駕駛員駕駛汽車或替代駕駛員自動(dòng)駕駛汽車的系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過安裝在汽車前部和旁側(cè)的雷達(dá)或紅外探測(cè)儀，可以準(zhǔn)確地判斷車與障礙物之間的距離，遇緊急情況，車載電腦能及時(shí)發(fā)出警報(bào)或自動(dòng)剎車避讓，并根據(jù)路況自己調(diào)節(jié)行車速度，人稱“智能汽車”。河南電機(jī)職業(yè)學(xué)院相關(guān)知識(shí)2.交通監(jiān)控系統(tǒng)

該系統(tǒng)類似于機(jī)場(chǎng)的航空控制器，它將在道路、車輛和駕駛員之間建立快速通訊聯(lián)系。哪里發(fā)生了交通事故。哪里交通擁擠，哪條路最為暢通，該系統(tǒng)會(huì)以最快的速度提供給駕駛員和交通管理人員。3.運(yùn)營(yíng)車輛高度管理系統(tǒng)

該系統(tǒng)通過汽車的車載電腦、高度管理中心計(jì)算機(jī)與全球定位系統(tǒng)衛(wèi)星聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)駕駛員與調(diào)度管理中心之間的雙向通訊，來提供商業(yè)車輛、公共汽車和出租汽車的運(yùn)營(yíng)效率。該系統(tǒng)通訊能力極強(qiáng)，可以對(duì)全國(guó)乃至更大范圍內(nèi)的車輛實(shí)施控制。4.旅行信息系統(tǒng)

是專為外出旅行人員及時(shí)提供各種交通信息的系統(tǒng)。該系統(tǒng)提供信息的媒介是多種多樣的，如電腦、電視、電話、路標(biāo)、無線電、車內(nèi)顯示屏等，任何一種方式都可以。無論你是在辦公室、大街上、家中、汽車上，只要采用其中任何一種方式，你都能從信息系統(tǒng)中獲得所需要的信息。有了該系統(tǒng)，外出旅行者就可以眼觀六路、耳聽八方了。智能交通系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的綜合性的系統(tǒng)，從系統(tǒng)組成的角度可分成以下一些子系統(tǒng)：河南電機(jī)職業(yè)學(xué)院相關(guān)知識(shí)（1）先進(jìn)的交通信息服務(wù)系統(tǒng)(ATIS)ATIS是建立在完善的信息網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上的。交通參與者通過裝備在道路上、車上、換乘站上、停車場(chǎng)上以及氣象中心的傳感器和傳輸設(shè)備，向交通信息中心提供各地的實(shí)時(shí)交通信息；ATIS得到這些信息并通過處理后，實(shí)時(shí)向交通參與者提供道路交通信息、公共交通信息、換乘信息、交通氣象信息、停車場(chǎng)信息以及與出行相關(guān)的其他信息；出行者根據(jù)這些信息確定自己的出行方式、選擇路線。更進(jìn)一步，當(dāng)車上裝備了自動(dòng)定位和導(dǎo)航系統(tǒng)時(shí)，該系統(tǒng)可以幫助駕駛員自動(dòng)選擇行駛路線。（2）先進(jìn)的交通管理系統(tǒng)(ATMS)ATMS有一部分與ATIS共用信息采集、處理和傳輸系統(tǒng)，但是ATMS主要是給交通管理者使用的，用于檢測(cè)控制和管理公路交通，在道路、車輛和駕駛員之間提供通訊聯(lián)系。它將對(duì)道路系統(tǒng)中的交通狀況、交通事故、氣象狀況和交通環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)視，依靠先進(jìn)的車輛檢測(cè)技術(shù)和計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)，獲得有關(guān)交通狀況的信息，并根據(jù)收集到的信息對(duì)交通進(jìn)行控制，如信號(hào)燈、發(fā)布誘導(dǎo)信息、道路管制、事故處理與救援等。河南電機(jī)職業(yè)學(xué)院相關(guān)知識(shí)（3）先進(jìn)的公共交通系統(tǒng)(APTS)APTS的主要目的是采用各種智能技術(shù)促進(jìn)公共運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展，使公交系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)安全便捷、經(jīng)濟(jì)、運(yùn)量大的目標(biāo)。如通過個(gè)人計(jì)算機(jī)、閉路電視等向公眾就出行方式和事件、路線及車次選擇等提供咨詢，在公交車站通過顯示器向候車者提供車輛的實(shí)時(shí)運(yùn)行信息。在公交車輛管理中心，可以根據(jù)車輛的實(shí)時(shí)狀態(tài)合理安排發(fā)車、收車等計(jì)劃，提高工作效率和服務(wù)質(zhì)量。（4）先進(jìn)的車輛控制系統(tǒng)(AVCS)AVCS的目的是開發(fā)幫助駕駛員實(shí)行本車輛控制的各種技術(shù)，從而使汽車行駛安全、高效。AVCS包括對(duì)駕駛員的警告和幫助，障礙物避免等自動(dòng)駕駛技術(shù)。（5）貨運(yùn)管理系統(tǒng)這里指以高速道路網(wǎng)和信息管理系統(tǒng)為基礎(chǔ)，利用物流理論進(jìn)行管理的智能化的物流管理系統(tǒng)。綜合利用衛(wèi)星定位、地理信息系統(tǒng)、物流信息及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有效組織貨物運(yùn)輸，提高貨運(yùn)效率。河南電機(jī)職業(yè)學(xué)院相關(guān)知識(shí)（6）電子收費(fèi)系統(tǒng)(ETC)ETC是世界上最先進(jìn)的路橋收費(fèi)方式。通過安裝在車輛擋風(fēng)玻璃上的車載器與在收費(fèi)站ETC車道上的微波天線之間的微波專用短程通訊，利用計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與銀行進(jìn)行后臺(tái)結(jié)算處理，從而達(dá)到車輛通過路橋收費(fèi)站不需停車而能交納路橋費(fèi)的目的，且所交納的費(fèi)用經(jīng)過后臺(tái)處理后清分給相關(guān)的收益業(yè)主。在現(xiàn)有的車道上安裝電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)，可以使車道的通行能力提高3~5倍。（7）緊急救援系統(tǒng)(EMS)EMS是一個(gè)特殊的系統(tǒng)，它的基礎(chǔ)是ATIS、ATMS和有關(guān)的救援機(jī)構(gòu)和設(shè)施，通過ATIS和ATMS將交通監(jiān)控中心與職業(yè)的救援機(jī)構(gòu)聯(lián)成有機(jī)的整體，為道路使用者提供車輛故障現(xiàn)場(chǎng)緊急處置、拖車、現(xiàn)場(chǎng)救護(hù)、排除事故車輛等服務(wù)。河南電機(jī)職業(yè)學(xué)院相關(guān)知識(shí)任務(wù)二、智能汽車關(guān)鍵技術(shù)

讓汽車擺脫人的操作，就是我們熟悉的自動(dòng)駕駛技術(shù)。作為一種通過電腦系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無人駕駛的智能汽車，自動(dòng)駕駛汽車依靠人工智能、視覺計(jì)算、雷達(dá)、監(jiān)控裝置和全球定位系統(tǒng)協(xié)同合作，讓電腦在沒有任何人類主動(dòng)的操作下，自動(dòng)安全地操作機(jī)動(dòng)車輛。自動(dòng)駕駛的關(guān)鍵技術(shù)依次可以分為：環(huán)境感知，行為決策，路徑規(guī)劃和運(yùn)動(dòng)控制四大部分。環(huán)境感知技術(shù)作為自動(dòng)駕駛的基礎(chǔ)，傳感器對(duì)環(huán)境信息和車內(nèi)信息的采集與處理，是智能車輛自主行駛的前提。獲取周圍環(huán)境信息，涉及到道路邊界檢測(cè)、車輛檢測(cè)、行人檢測(cè)等技術(shù)，所用到的傳感器一般有激光測(cè)距儀、視頻攝像頭、車載雷達(dá)、速度和加速度傳感器等。由于傳感器在設(shè)計(jì)的時(shí)候有各自的局限性，單個(gè)傳感器滿足不了各種工況下的精確感知，并且感知技術(shù)并不是以傳感器數(shù)量取勝，想要車輛在各種環(huán)境下平穩(wěn)運(yùn)行，就需要運(yùn)用到多傳感器融合技術(shù)，該技術(shù)也是環(huán)境感知這一大類技術(shù)的關(guān)鍵所在如圖1-29所示。河南電機(jī)職業(yè)學(xué)院相關(guān)知識(shí)

有了感知系統(tǒng)收集的數(shù)據(jù)，接下來就需要對(duì)感知系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析、判斷、決策。選用合適的工作模型，制定對(duì)應(yīng)的駕駛模式。這就是給智能汽車下達(dá)的任務(wù)指令。加減速，保持車道、車距，障礙繞行，緊急停車等，并且智能駕駛系統(tǒng)需要根據(jù)其他車輛、車道、行人等物體的運(yùn)動(dòng)軌跡，預(yù)測(cè)它們?cè)谖磥硪欢螘r(shí)間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，再根據(jù)決策理論，調(diào)整本車的駕駛模式如圖1-30所示。智能車輛有了行駛?cè)蝿?wù)，智能車輛的路徑規(guī)劃就是在進(jìn)行環(huán)境信息感知，并確定車輛在環(huán)境中的位置的基礎(chǔ)上，按照一定的搜索算法，找出一條可通行的路徑，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)智能車輛的自主導(dǎo)航如圖1-31所示。河南電機(jī)職業(yè)學(xué)院相關(guān)知識(shí)

路徑規(guī)劃的方法根據(jù)智能車輛工作環(huán)境信息的完整程度，可分為兩大類：基于完整環(huán)境信息的全局路徑規(guī)劃方法。例如，從鄭州到北京有很多條路，規(guī)劃出一條作為行駛路線即為全局規(guī)劃?；趥鞲衅鲗?shí)時(shí)獲取環(huán)境信息的局部路徑規(guī)劃方法。例如，在全局規(guī)劃好的南京到北京的那條路線上會(huì)有其他車輛或者障礙物，想要避過這些障礙物或者車輛，需要轉(zhuǎn)向調(diào)整車道，這就是局部路徑規(guī)劃。規(guī)劃好了行駛路徑，接下來就需要控制車輛沿著期望的軌跡行駛，這就是運(yùn)動(dòng)控制部分需要完成的內(nèi)容。河南電機(jī)職業(yè)學(xué)院相關(guān)知識(shí)

運(yùn)動(dòng)控制包括橫向控制和縱向控制，簡(jiǎn)單來說就是，橫向控制給定一個(gè)速度，通過控制轉(zhuǎn)向達(dá)到車輛沿著預(yù)定軌跡行駛的目的；而縱向控制目的是為了滿足車輛行駛過程中的速度要求，有時(shí)候還需要配合橫向控制達(dá)到滿足車輛在軌跡跟蹤的同時(shí)，還需要滿足安全性、穩(wěn)定性和舒適性的目的。因?yàn)檐囕v是一個(gè)特別復(fù)雜的系統(tǒng)，橫向、縱向和垂向都有耦合關(guān)系的存在，因此就需要對(duì)智能車輛進(jìn)行橫、縱向，甚至橫、縱、垂向的協(xié)同控制。由于其耦合關(guān)系的復(fù)雜性，所以說智能車輛運(yùn)動(dòng)控制的協(xié)同控制技術(shù)，也是該部分的技術(shù)難點(diǎn)如圖1-32所示。河南電機(jī)職業(yè)學(xué)院相關(guān)知識(shí)

自動(dòng)駕駛技術(shù)分為L(zhǎng)1（輔助駕駛）、L2（部分自動(dòng)化）、L3（有條件自動(dòng)化）、L4（高度自動(dòng)化）、L5（完全自動(dòng)化），五個(gè)級(jí)別，目前推出的智能汽車只能達(dá)到L2和L3的自動(dòng)駕駛級(jí)別。如果科技公司和智能汽車企業(yè)能夠?qū)⒏兄夹g(shù)、決策技術(shù)、路徑規(guī)劃和運(yùn)動(dòng)控制這四項(xiàng)技術(shù)完美結(jié)合，那么自動(dòng)駕駛汽車的時(shí)代就將到來。技術(shù)的創(chuàng)新引領(lǐng)時(shí)代的進(jìn)步，企業(yè)的發(fā)展需要技術(shù)的迭代升級(jí)，企業(yè)和科研團(tuán)隊(duì)以市場(chǎng)技術(shù)需求為導(dǎo)向緊密結(jié)合在一起，才能創(chuàng)造更大的社會(huì)價(jià)值和商業(yè)價(jià)值如圖1-33所示。河南電機(jī)職業(yè)學(xué)院相關(guān)知識(shí)（一）智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)當(dāng)前智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展十分迅速，其技術(shù)主要包括以下幾個(gè)方面：1.環(huán)境感知技術(shù)

環(huán)境感知包括車輛本身狀態(tài)感知、道路感知、行人感知、交通信號(hào)感知、交通標(biāo)識(shí)感知、交通狀況感知、周圍車輛感知等。其中車輛本身狀態(tài)感知包括行駛速度、行駛方向、行駛狀態(tài)、車輛位置等；道路感知包括道路類型檢測(cè)、道路標(biāo)線識(shí)別、道路狀況判斷、是否偏離行駛軌跡等；行人感知主要判斷車輛行駛前方是否有行人，包括白天行人識(shí)別、夜晚行人識(shí)別、被障礙物阻擋的行人識(shí)別等；交通信號(hào)感知主要是自動(dòng)識(shí)別交叉路口的信號(hào)燈、如何高效通過交叉路口等；交通標(biāo)識(shí)感知主要是識(shí)別道路兩側(cè)的各種交通標(biāo)志，如限速、轉(zhuǎn)彎等，及時(shí)提醒駕駛員注意；交通狀況感知主要是檢測(cè)道路交通擁堵情況、是否發(fā)生交通事故等，以便車輛選擇通暢的路線行駛；周圍車輛感知主要檢測(cè)車輛前方、后方、側(cè)方的車輛悄況，避免發(fā)生碰擂，也包括交叉路口被陀礙物遮擋的車輛。環(huán)境感知技術(shù)示意圖如圖1-34所示。在復(fù)雜路況交通環(huán)境下，單一傳感器無法完成環(huán)境感知的全部，必須整合各種類型的傳感器，利用傳感器融合技術(shù)，使其為智能網(wǎng)聯(lián)汽車提供更加真實(shí)可靠的路況環(huán)境信息。河南電機(jī)職業(yè)學(xué)院相關(guān)知識(shí)2.無線通信技術(shù)長(zhǎng)距離無線通信技術(shù)用于提供即時(shí)的互聯(lián)網(wǎng)接入，主要采用4G/5G技術(shù)，特別是5G技術(shù)，有望成為車載長(zhǎng)距離無線通信專用技術(shù)。短距離通信技術(shù)有專用短程通信技術(shù)(DSRC)、藍(lán)牙、Wi一和等，其中DSRC重要程度高且急需發(fā)展，它可以實(shí)現(xiàn)在特定區(qū)域內(nèi)對(duì)高速運(yùn)動(dòng)下移動(dòng)目標(biāo)的識(shí)別和雙向通信，例如V2V、V2I雙向通信，實(shí)時(shí)傳輸圖像、語(yǔ)音和數(shù)據(jù)信息等如圖1-35所示。河南電機(jī)職業(yè)學(xué)院相關(guān)知識(shí)3.智能互聯(lián)技術(shù)

當(dāng)兩個(gè)車輛距離較遠(yuǎn)或被障礙物遮擋，直接通信無法完成時(shí)，兩者之間的通信可以通過路側(cè)單元進(jìn)行信息傳遞，構(gòu)成一個(gè)無中心、完全自組織的車載自組織網(wǎng)絡(luò)。車載自組織網(wǎng)絡(luò)依靠短距離通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)V2V和V2I之間的通信，它使在一定通信范圍內(nèi)的車輛可以相互交換各自的車速、位擋等信息和車載傳感器感知的數(shù)據(jù)，并自動(dòng)連接建立起一個(gè)移動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)。典型的應(yīng)用包括行駛安全預(yù)警、交叉路口協(xié)助駕駛、交通信息發(fā)布以及基于通信的縱向車輛控制等。智能互聯(lián)技術(shù)示意圖如圖1-36所示。河南電機(jī)職業(yè)學(xué)院相關(guān)知識(shí)4.車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

目前汽車上廣泛應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)有CAN、LIN和MOST總線等，它們的特點(diǎn)是傳輸速率小，帶寬窄。隨著越來越多的高清視頻應(yīng)用進(jìn)入汽車，如ADAS、360o全景泊車系統(tǒng)等，這些車載網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率和帶寬已無法滿足需要。以太網(wǎng)最有可能在智能網(wǎng)聯(lián)汽車環(huán)境下工作，它采用星形連接架構(gòu)，每一個(gè)設(shè)備或每一條鏈路都可以專享100M帶寬，且傳輸速率能達(dá)到萬兆級(jí)。同時(shí)以太網(wǎng)還可以順應(yīng)未來汽車行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，即開放性、兼容性原則，從而可以很容易地將現(xiàn)有的應(yīng)用嵌入新系統(tǒng)中如圖1-37所示。河南電機(jī)職業(yè)學(xué)院相關(guān)知識(shí)5.高級(jí)駕駛輔助技術(shù)高級(jí)駕駛輔助技術(shù)示意圖如圖1-38所示。高級(jí)駕駛輔助技術(shù)通過車輛環(huán)境感知技術(shù)和自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)道路、車輛、行人、交通標(biāo)志、交通信號(hào)等進(jìn)行檢測(cè)和識(shí)別，對(duì)識(shí)別信號(hào)進(jìn)行分析處理，傳輸給執(zhí)行機(jī)構(gòu)，保障車輛安全行駛。高級(jí)駕駛輔助技術(shù)是智能網(wǎng)聯(lián)汽車重點(diǎn)發(fā)展的技術(shù)，其成熟程度和使用多少代表了智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)水平，是其他關(guān)鍵技術(shù)的具體應(yīng)用體現(xiàn)。河南電機(jī)職業(yè)學(xué)院相關(guān)知識(shí)6.信息融合技術(shù)信息融合技術(shù)是指在一定準(zhǔn)則下利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)多源信息進(jìn)行分析和綜合，以實(shí)現(xiàn)不同應(yīng)用的分類任務(wù)。該技術(shù)主要用于對(duì)多源信息進(jìn)行采集、傳輸、分析和綜合，將不同數(shù)據(jù)源在時(shí)間和空間上的冗余或互補(bǔ)信息依據(jù)某種準(zhǔn)則進(jìn)行組合，產(chǎn)生出完整、準(zhǔn)確、及時(shí)、有效的綜合信息。智能網(wǎng)聯(lián)汽車采集和傳輸?shù)男畔⒎N類多、數(shù)批大，必須采用信息融合技術(shù)才能保障實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性如圖1-39所示。河南電機(jī)職業(yè)學(xué)院相關(guān)知識(shí)7.信息安全與隱私保護(hù)技術(shù)智能網(wǎng)聯(lián)汽車接入網(wǎng)絡(luò)的同時(shí)，也帶來了信息安全的問題。在應(yīng)用中，每輛車及其車主的信息都將隨時(shí)隨地地傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)中被感知，這種暴露在網(wǎng)絡(luò)中的信息很容易被竊取、干擾甚至修改等，從而直接影響智能網(wǎng)聯(lián)汽車體系的安全，因此在智能網(wǎng)聯(lián)汽車中，必須重視信息安全與隱私保護(hù)技術(shù)的研究如圖1-40所示。河南電機(jī)職業(yè)學(xué)院相關(guān)知識(shí)8.人機(jī)交互技術(shù)人機(jī)交互技術(shù)，尤其是語(yǔ)音控制、手勢(shì)識(shí)別和觸摸屏技術(shù)，在全球未來汽車市場(chǎng)上將被大世采用。全球領(lǐng)先的汽車制造商，如奧迪、寶馬、奔馳、福特以及菲亞特等都在研究人機(jī)交互技術(shù)。不同國(guó)家汽車人機(jī)交互技術(shù)的發(fā)展重點(diǎn)也不同，美國(guó)和日本側(cè)重于遠(yuǎn)程控制，主要通過呼叫中心實(shí)現(xiàn)；德國(guó)則把精力放在車輛的中央控制系統(tǒng)，主要是奧迪的MMI、寶馬的iDrive、奔馳的MBUX。智能網(wǎng)聯(lián)汽車人機(jī)界面的設(shè)計(jì)，其最終目的在于提供良好的用戶體驗(yàn)，增強(qiáng)用戶的駕駛樂趣或駕駛過程中的操作體驗(yàn)。它更加注重駕駛的安全性，這樣使得人機(jī)界面的設(shè)計(jì)必須在好的用戶體驗(yàn)和安全之間做平衡，很大程度上安全始終是第一位的。智能網(wǎng)聯(lián)汽車入機(jī)界面應(yīng)集成車輛控制、功能設(shè)定、信息娛樂、導(dǎo)航系統(tǒng)、車載電話等多項(xiàng)功能，方便駕駛員快捷地從中查詢、設(shè)覺、切換車輛系統(tǒng)的各種信息，從而使車輛達(dá)到理想的運(yùn)行和操縱狀態(tài)。車輛顯示系統(tǒng)和智能手機(jī)將無縫連接，人機(jī)界面提供的輸入方式將會(huì)有多種選擇，通過使用不同的技術(shù)允許消費(fèi)者能夠根據(jù)不同的操作、不同的功能進(jìn)行自由切換如圖1-41所示。河南電機(jī)職業(yè)學(xué)院相關(guān)知識(shí)奔馳MBUX智能人機(jī)交互系統(tǒng)率先采用了AI人工智能科技，擁有出眾的學(xué)習(xí)能力，它能夠?qū)W習(xí)你的習(xí)慣和喜好，并基于對(duì)你的了解在特定時(shí)刻提出合理建議。它還擁有自然語(yǔ)音識(shí)別功能的“讀心語(yǔ)音助理”，能夠識(shí)別更口語(yǔ)化的表達(dá)方式，無需指令式語(yǔ)言來控制，以此成為駕乘者的智能貼心好友。除了普通話，它還可以識(shí)別四川話和廣東話等方言如圖1-42所示。MBUX智能人機(jī)交互系統(tǒng)擁有全球首創(chuàng)的應(yīng)用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)的“實(shí)景穿越導(dǎo)航”，將眼前的實(shí)景道路環(huán)境和虛擬的導(dǎo)航指示信息疊加，讓你更容易搜索特定的房屋號(hào)碼或找到正確的轉(zhuǎn)彎路徑，特地增加了顯示小區(qū)名稱的功能。河南電機(jī)職業(yè)學(xué)院相關(guān)知識(shí)智能數(shù)字大燈還將強(qiáng)化最先進(jìn)的駕駛輔助系統(tǒng)的功能，在駕駛員視野內(nèi)直接呈現(xiàn)出特定信息，促進(jìn)駕駛員與外界環(huán)境之間的通信：如智能數(shù)字大燈可向路面投射高清晰度的符號(hào)，包括引導(dǎo)線、行人標(biāo)志、車道保持符號(hào)等，還能針對(duì)特定危險(xiǎn)情況，向駕駛員發(fā)出警告，并提供道路相關(guān)信息。它還可以顯示路標(biāo)信號(hào)，提醒路人或是其它車輛，使他們盡量避免出現(xiàn)危險(xiǎn)如圖1-43所示。9.高精度地圖與定位技術(shù)高精度地圖技術(shù)將大扭的行車輔助信息存儲(chǔ)為結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，這些信息可以分為兩類。第一類是道路數(shù)據(jù)，比如車道線的位登、類型、寬度、坡度和曲率等車道信息。第二類是車道周邊的固定對(duì)象信息，比如交通標(biāo)志、交通信號(hào)燈、道路限高、下水道口、障礙物及其他道路細(xì)節(jié)，還包括高架、防護(hù)欄、道路邊緣類型、路邊地標(biāo)等基礎(chǔ)設(shè)施信息。以上這些信息都有地理編碼，導(dǎo)航系統(tǒng)可以準(zhǔn)確定位地形、物體和道路輪廓，從而引導(dǎo)車輛行駛。河南電機(jī)職業(yè)學(xué)院相關(guān)知識(shí)其中最重要的是對(duì)路網(wǎng)精確的＝維表征（厘米級(jí)精度），比如路而的幾何結(jié)構(gòu)、道路標(biāo)示線的位登、周邊道路環(huán)境的點(diǎn)云模型等。有了這些高精度的三維表征，自動(dòng)駕駛系統(tǒng)可以通過比對(duì)車載的GPS、慣性測(cè)扯單元(IMU)、激光雷達(dá)(LiDAR)或攝像頭的數(shù)據(jù)精確確認(rèn)自己當(dāng)前的位牲。另外，高精度地圖中包含有豐富的語(yǔ)義信息，比如交通信號(hào)燈的位置和類型、道路標(biāo)示線的類型，以及哪些路面可以行使等。高精度地圖具有動(dòng)態(tài)化、高精度和高豐富度的特點(diǎn)。不論是動(dòng)態(tài)化，還是精度和豐富度，最終目的都是為了保證自動(dòng)駕駛的安全與高效率。動(dòng)態(tài)化保證了自動(dòng)駕駛能夠及時(shí)地應(yīng)對(duì)突發(fā)狀況，選擇最優(yōu)的路徑行駛。高精度確保了機(jī)器自動(dòng)行駛的可行性，保證了自動(dòng)駕駛的順利實(shí)現(xiàn)。高豐富度與機(jī)器的更多邏輯規(guī)則相結(jié)合，進(jìn)一步提升了自動(dòng)駕駛的安全性。高精度地圖示意圖如圖1-44所示。河南電機(jī)職業(yè)學(xué)院相關(guān)知識(shí)10．異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合技術(shù)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合是一項(xiàng)較為關(guān)鍵的技術(shù)。所謂異構(gòu)是指兩個(gè)或以上的無線通信系統(tǒng)采用了不同的接入技術(shù)，或者是采用相同的無線接入技術(shù)但屬于不同的無線運(yùn)營(yíng)商，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1-45所示。在智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展的過程中，多域多網(wǎng)絡(luò)共存問題日漸凸顯，這無疑會(huì)給智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展和建設(shè)帶來極大困難。多網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域重疊、通信協(xié)議不一致、缺乏統(tǒng)一的服務(wù)管控網(wǎng)絡(luò)格局，使得用戶面臨更加復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。未來通信網(wǎng)絡(luò)的前景是異構(gòu)融合的網(wǎng)絡(luò)模式，多接入方式并存，多節(jié)點(diǎn)協(xié)同工作，支持不同程度的無縫移動(dòng)特性，同時(shí)它又是一個(gè)智能化的無線通信系統(tǒng)，能夠隨時(shí)感知外界環(huán)境，并根據(jù)當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)狀況自配置以響應(yīng)動(dòng)態(tài)自適應(yīng)環(huán)境和操作的改變。5G網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)主要特征就是能夠提供多種不同無線接入技術(shù)之間的互操作，無線局域網(wǎng)(WLAN)和4G網(wǎng)絡(luò)的恐合、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)(AdHoc)網(wǎng)絡(luò)與蜂窩網(wǎng)絡(luò)的融合都是無線異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合的重要模式。網(wǎng)絡(luò)融合技術(shù)可極大地提升蜂窩網(wǎng)絡(luò)的性能，在支持傳統(tǒng)業(yè)務(wù)的同時(shí)也為引入新的服務(wù)創(chuàng)造了條件，成為支待異構(gòu)互連和協(xié)同應(yīng)用的新一代無線移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的熱點(diǎn)技術(shù)。無線異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合近年來受到了業(yè)界的高度重視和研究。河南電機(jī)職業(yè)學(xué)院相關(guān)知識(shí)11.交通大數(shù)據(jù)處理的關(guān)鍵技術(shù)交通大數(shù)據(jù)具有種類繁多、異質(zhì)性、時(shí)空尺度跨越大、動(dòng)態(tài)多變、高度隨機(jī)性、局部性和生命周期較短等特征，智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展離不開大數(shù)據(jù)技術(shù)的支持，隨著城市的發(fā)展，交通數(shù)據(jù)采栠址必然成倍增長(zhǎng)，形成海鹽、動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)的交通大數(shù)據(jù)如圖1-46所示。因此，以大數(shù)據(jù)處理技術(shù)為支撐的交通信息服務(wù)將成為未來智能交通發(fā)展的增長(zhǎng)點(diǎn)。交通所涉及的大數(shù)據(jù)技術(shù)總結(jié)起來大致包括如下內(nèi)容。(1)基于Hadoop框架的MapReduce模式技術(shù)Hadoop是一個(gè)能夠?qū)Υ笈鷶?shù)據(jù)進(jìn)行分布式處理的軟件框架，而MapReduce是Hadoop的核心計(jì)算模型，它將復(fù)雜的運(yùn)行于大規(guī)模集群上的并行計(jì)算過程高度抽象到了兩個(gè)函數(shù)。Hadoop實(shí)現(xiàn)了一個(gè)分布式文件系統(tǒng)(HadoopDistributedFileSystem,HDFS)。HDFS有著高容錯(cuò)性的特點(diǎn)，可部署在低成本的硬件上。而且它能提供高傳輸率來訪問應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)，適合那些有著超大數(shù)據(jù)集的應(yīng)用程序。河南電機(jī)職業(yè)學(xué)院相關(guān)知識(shí)(2)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)技術(shù)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)是決策支持系統(tǒng)(DSS)和聯(lián)機(jī)分析應(yīng)用數(shù)據(jù)源的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)環(huán)境，研究和解決從數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取信息等問題。數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的特征在于面向主題、集成性、穩(wěn)定性和時(shí)變性。其主要功能是將組織通過資訊系統(tǒng)的聯(lián)機(jī)交易處理(OLTP)經(jīng)年累月所累積的大批資料、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)理論所特有的資料存儲(chǔ)架構(gòu)進(jìn)行系統(tǒng)的分析整理，以利于各種分析方法如線上分析處理(OLAP)、數(shù)據(jù)挖掘(DataMining)的進(jìn)行，進(jìn)而支持決策支持系統(tǒng)、主管資訊系統(tǒng)(EIS)等系統(tǒng)的創(chuàng)建，幫助決策者快速、有效地從大拔數(shù)據(jù)資料中分析出有價(jià)值的信息，以利于決策擬定及快速回應(yīng)外在環(huán)境變動(dòng)，幫助構(gòu)建商業(yè)智能如圖1-47所示。河南電機(jī)職業(yè)學(xué)院相關(guān)知識(shí)(3)中央數(shù)據(jù)登記薄技術(shù)中央數(shù)據(jù)登記拖系統(tǒng)是平臺(tái)數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理、綜合交通信息服務(wù)的基礎(chǔ)，包括與交通信息有關(guān)的數(shù)據(jù)表示和交互以及交通信息服務(wù)、適合千綜合交通環(huán)境的數(shù)據(jù)字典和消息模板、交通數(shù)據(jù)項(xiàng)定義規(guī)則、注冊(cè)和管理機(jī)制等。(4)平臺(tái)GIS-T應(yīng)用技術(shù)平臺(tái)GIS-T應(yīng)用技術(shù)是交通地理信息系統(tǒng)的支撐技術(shù)，可為交通信息服務(wù)提供高效的信息查詢功能、海鹽的存儲(chǔ)功能，包括出租車、公交車、綜合交通視頻信息等數(shù)據(jù)；還能夠提供優(yōu)秀用戶體驗(yàn)的WebGIS引擎，讓用戶享受基于瀏覽器的交通信息服務(wù)。(5)基于非序列性數(shù)據(jù)操作技術(shù)基于非序列性數(shù)據(jù)操作技術(shù)包括虛擬化環(huán)境以及流數(shù)據(jù)處理技術(shù)，通過網(wǎng)絡(luò)將大量服務(wù)器的內(nèi)存空間統(tǒng)合在一起，使之形成一個(gè)超大型的虛擬內(nèi)存，然后在其上進(jìn)行數(shù)據(jù)配凳，可實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)有設(shè)備資源的最大使用效率，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)即時(shí)性數(shù)據(jù)的反饋能力。河南電機(jī)職業(yè)學(xué)院相關(guān)知識(shí)(6)視頻大數(shù)據(jù)處理技術(shù)視頻大數(shù)據(jù)處理技術(shù)將目前各個(gè)專用性的視頻監(jiān)控系統(tǒng)有機(jī)地整合在一起，實(shí)現(xiàn)視頻資源統(tǒng)一接入、統(tǒng)一轉(zhuǎn)碼、統(tǒng)一分發(fā)、統(tǒng)一管理和統(tǒng)一運(yùn)營(yíng)的“五統(tǒng)一“目標(biāo)。它可整合包括交通視頻、站臺(tái)視頻、客運(yùn)站視頻、高速公路視頻、社會(huì)治安視頻、車載視頻等在內(nèi)的多種視頻資源，提高整體視頻監(jiān)控的效率，且基于視頻監(jiān)控基礎(chǔ)設(shè)施之上創(chuàng)造更多增值性的應(yīng)用，從而實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的最大化效用如圖1-48所示。(7)大數(shù)據(jù)處理技術(shù)大數(shù)據(jù)處理技術(shù)是將接入平臺(tái)的數(shù)據(jù)根據(jù)具體的業(yè)務(wù)規(guī)則進(jìn)行進(jìn)一步的處理，包括對(duì)接入的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效性的檢驗(yàn)、大數(shù)據(jù)清洗等。大數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理技術(shù)從數(shù)據(jù)庫(kù)中取出經(jīng)過清洗后的數(shù)據(jù)，根據(jù)業(yè)務(wù)規(guī)則將外部系統(tǒng)的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)化為平臺(tái)定義的標(biāo)準(zhǔn)格式。河南電機(jī)職業(yè)學(xué)院相關(guān)知識(shí)(8)大數(shù)據(jù)融合處理技術(shù)大數(shù)據(jù)融合處理技術(shù)是指采用多源交通信息恥合方法，結(jié)合特征融合技術(shù)（識(shí)別／分類、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、貝葉斯網(wǎng)絡(luò)等）、目標(biāo)機(jī)動(dòng)信息處理技術(shù)（自適應(yīng)噪聲模型等）及多目標(biāo)跟蹤的信息融合技術(shù)，提高信息系統(tǒng)的魯棒性及可靠性。多源交通大數(shù)據(jù)信息融合分為3級(jí)：基礎(chǔ)級(jí)是數(shù)據(jù)級(jí)融合，它只完成數(shù)據(jù)的預(yù)處理和簡(jiǎn)單關(guān)聯(lián)；第二級(jí)是特征級(jí)融合，就是根據(jù)現(xiàn)有數(shù)據(jù)的特征預(yù)測(cè)交通參數(shù)；第三級(jí)是狀態(tài)級(jí)融合，根據(jù)當(dāng)前交通流信息判斷交通狀態(tài)。交通流信息融合的基本過程包括多源信息提取、信息預(yù)處理、融合處理以及目標(biāo)參數(shù)獲取和狀態(tài)估計(jì)。(9)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分發(fā)訂閱技術(shù)海證交通大數(shù)據(jù)具有數(shù)據(jù)址大、更新頻繁、時(shí)效性高等特點(diǎn)，往往需要來自其他系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)來支待其業(yè)務(wù)邏輯，比如浮動(dòng)車輛的GPS數(shù)據(jù)、目前城市道路的路況分析和收費(fèi)站排隊(duì)監(jiān)控分析、省級(jí)路政衛(wèi)星定位聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的上報(bào)、營(yíng)運(yùn)車輛安全監(jiān)管系統(tǒng)等監(jiān)控分析系統(tǒng)需要向外單位共享的數(shù)據(jù)。(10)大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)多源交通大數(shù)據(jù)挖掘是一個(gè)多步驟的過程，可以分為間題定義、數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、數(shù)據(jù)分析、模式評(píng)估等基本階段。河南電機(jī)職業(yè)學(xué)院相關(guān)知識(shí)（二）智能網(wǎng)聯(lián)汽車智能網(wǎng)聯(lián)汽車主要由3個(gè)層次組成，即環(huán)境感知層、智能決策層以及控制和執(zhí)行層。其系統(tǒng)構(gòu)成如圖1-49所示。河南電機(jī)職業(yè)學(xué)院相關(guān)知識(shí)1.環(huán)境感知層環(huán)境感知層的主要功能是通過車載環(huán)境感知技術(shù)、衛(wèi)星定位技術(shù)、4G/5G及V2X無線通信技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛自身屈性和車輛外在屈性（如道路、車輛和行人等）靜態(tài)、動(dòng)態(tài)信息的提取和收集，并向智能決策層輸送信息。環(huán)境感知層使用的傳感器包括車輪轉(zhuǎn)速傳感器、加速度傳感器、微機(jī)械陀螺儀、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器、超聲波傳感器、激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、視覺傳感楛等，通過這些傳感器來感知車輛行駛速度、行駛方向、運(yùn)動(dòng)姿態(tài)、道路交通悄況。定位技術(shù)主要使用全球定位系統(tǒng)(CPS)、中國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(BDS)以及云技術(shù)如圖1-50所示。河南電機(jī)職業(yè)學(xué)院相關(guān)知識(shí)2.智能決策層智能決策層的主要功能是接收環(huán)境感知層的信息并進(jìn)行副合，對(duì)道路、車輛、行入、交通標(biāo)志和交通信號(hào)等進(jìn)行識(shí)別，決策分析和判斷車輛駕駛模式和將要執(zhí)行的操作，并向控制和執(zhí)行層輸送指令如圖1-51所示。3.控制和執(zhí)行層控制和執(zhí)行層的主要功能是按照智能決策層的指令，對(duì)車輛進(jìn)行操作和協(xié)同控制，并為聯(lián)網(wǎng)汽車提供道路交通信息、安全信息、娛樂信息、救援信息以及商務(wù)辦公、網(wǎng)上消費(fèi)等，保障汽車安全行駛和舒適駕駛?cè)鐖D1-52所示。河南電機(jī)職業(yè)學(xué)院圖1-51智能決策層

圖1-52智能汽車控制和執(zhí)行層相關(guān)知識(shí)（三）智能網(wǎng)聯(lián)汽車的分級(jí)自動(dòng)駕駛技術(shù)根據(jù)系統(tǒng)的智能程度可以分為多個(gè)等級(jí)。目前，業(yè)界主要采用美國(guó)國(guó)家公路交通安全管理局和美國(guó)高速公路安全管理局對(duì)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的定義，主要分為L(zhǎng)0、L1、L2、L3、L4和L5，即從無自動(dòng)化到完全自動(dòng)化。1.NHTSA分級(jí)(1)無自動(dòng)駕駛階段(0級(jí)）在無自動(dòng)駕駛階段，駕駛員擁有車輛的全部控制權(quán)。在任何時(shí)刻，駕駛員都單獨(dú)控制汽車的運(yùn)動(dòng)，包括制動(dòng)、轉(zhuǎn)向、加速和減速等。(2)駕駛員輔助階段(1級(jí)）在駕駛員輔助階段，駕駛員擁有車輛的全部控制權(quán)。車輛具備一種或多種輔助控制技術(shù)，例如倒車影像與倒車?yán)走_(dá)、電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)、車道偏離報(bào)警系統(tǒng)、正面碰撞預(yù)警系統(tǒng)、定速巡航系統(tǒng)以及汽車并線輔助系統(tǒng)等。這些輔助控制系統(tǒng)獨(dú)立工作，在特定情況下，通過對(duì)車輛運(yùn)行狀況及運(yùn)行環(huán)境的監(jiān)測(cè)，提示駕駛員駕駛相關(guān)的信息或警告駕駛員駕駛中可能出現(xiàn)的危險(xiǎn)，方便駕駛員在接到提示或警告后及時(shí)做出反應(yīng)。相對(duì)于其他發(fā)展階段，該階段的技術(shù)發(fā)展已很成熟，已經(jīng)成為一些汽車的標(biāo)準(zhǔn)配置。隨著成本的降低，其應(yīng)用范圍將逐步擴(kuò)大。河南電機(jī)職業(yè)學(xué)院相關(guān)知識(shí)(3)部分自動(dòng)駕駛階段(2級(jí)）在部分自動(dòng)駕駛階段，駕駛員和車輛共享對(duì)車輛的控制權(quán)。車輛至少有兩種高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS),而且這些系統(tǒng)能同時(shí)工作，例如自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)和車道保持輔助系統(tǒng)的功能結(jié)合，在一定程度上協(xié)助駕駛員控制車輛。這一階段也是當(dāng)前處于快速發(fā)展的階段，未來幾年中，將有更多的高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)應(yīng)用在批產(chǎn)車上。2級(jí)和1級(jí)的主要區(qū)別是：2級(jí)在特殊操縱條件下，自動(dòng)操縱模式可以讓駕駛員脫離對(duì)汽車的操縱，而1級(jí)在任何條件下都不能離開駕駛員對(duì)汽車的操縱。(4)高度自動(dòng)駕駛階段(3級(jí)）在高度自動(dòng)駕駛階段，車輛和駕駛員共享對(duì)車輛的控制權(quán)。在特定的道路環(huán)境下（高速公路、城郊或市區(qū)），駕駛員完全不用控制車輛，車輛完全自動(dòng)行駛，而且可以自動(dòng)檢測(cè)環(huán)境的變化以判斷是否返回駕駛員駕駛模式。現(xiàn)階段已經(jīng)提出的高度自動(dòng)駕駛技術(shù)有堵車輔助系統(tǒng)、高速公路自動(dòng)駕駛系統(tǒng)和泊車引導(dǎo)系統(tǒng)等。3級(jí)和2級(jí)的主要區(qū)別是：3級(jí)在自動(dòng)駕駛條件下，駕駛員不必時(shí)常監(jiān)視道路，而且以自動(dòng)駕駛為主，駕駛員駕駛為輔；2級(jí)在自動(dòng)駕駛條件下，駕駛員必須監(jiān)視道路，而且以駕駛員駕駛為主，自動(dòng)駕駛為輔。河南電機(jī)職業(yè)學(xué)院相關(guān)知識(shí)(5)完全自動(dòng)駕駛階段(4級(jí)）在完全自動(dòng)駕駛階段，車輛擁有車輛的全部控制權(quán)，駕駛員在任何時(shí)候都不能獲得控制權(quán)。駕駛員只需提供目的地信息或者進(jìn)行導(dǎo)航輸入，整個(gè)駕駛過程無須駕駛員參與。車輛能在全工況、全天候環(huán)境下完全掌控所有與安全有關(guān)的駕駛功能，并監(jiān)視道路環(huán)境。完全自動(dòng)駕駛的實(shí)現(xiàn)將意味著自動(dòng)駕駛汽車真正駛?cè)肴藗兊纳?，也將使駕駛員從根本上得到解放。駕駛員可以在車上從事其他活動(dòng)，如上網(wǎng)、辦公、娛樂和休息等。目前，完全自動(dòng)駕駛汽車受到政策、法律等相關(guān)條件的制約，真正量產(chǎn)還任重而道遠(yuǎn)。駕駛級(jí)別越高，應(yīng)用的高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)越多，車輛系統(tǒng)的集成與融合度越高，軟件控制的重要性越大。2.國(guó)內(nèi)分級(jí)中國(guó)把智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展劃分為5個(gè)階段，即輔助賀駛階段(DA)、部分自動(dòng)駕駛階段(PA)、有條件自動(dòng)駕駛階段(CA)、高度自動(dòng)駕駛階段(HA)和完全自動(dòng)駕駛階段(FA)。(1)輔助駕駛階段(DA)通過環(huán)境信息對(duì)行駛方向和加減速中的一項(xiàng)操作提供支援，其他駕駛操作都由駕駛員完成。DA適用于車道內(nèi)正常行駛、高速公路無車道干涉路段行駛和無換道操作等。河南電機(jī)職業(yè)學(xué)院相關(guān)知識(shí)(2)部分自動(dòng)駕駛階段(PA)通過環(huán)境信息對(duì)行駛方向和加減速中的多項(xiàng)操作提供支援，其他駕駛操作都由駕駛員完成。PA適用于變道以及泊車、環(huán)島等市區(qū)簡(jiǎn)單工況；還適用于高速公路及市區(qū)無車道干涉路段進(jìn)行換道、泊車、環(huán)島繞行、擁堵跟車等操作。(3)有條件自動(dòng)駕駛階段(CA)由無人駕駛系統(tǒng)完成所有駕駛操作，根據(jù)系統(tǒng)請(qǐng)求，駕駛員需要提供適當(dāng)?shù)馗深A(yù)。CA適用于高速公路正常行駛工況；還適用于高速公路及市區(qū)無車道干涉路段進(jìn)行換道、泊車、環(huán)島繞行、擁堵跟車等操作。(4)高度自動(dòng)駕駛階段(HA)由無人駕駛系統(tǒng)完成所有駕駛操作，特定環(huán)境下系統(tǒng)會(huì)向駕駛員提出響應(yīng)請(qǐng)求，駕駛員可以對(duì)系統(tǒng)請(qǐng)求進(jìn)行響應(yīng)。HA適用于有車道干涉路段（交叉路口、車流匯入、擁堵區(qū)域、人車混雜交通流等市區(qū)復(fù)雜工況）進(jìn)行的全部操作。(5)完全自動(dòng)駕駛階段(FA)無人駕駛系統(tǒng)可以完成駕駛員能夠完成的所有道路環(huán)境下的操作，不需要駕駛員介入。FA適用于所有行駛工況下進(jìn)行的全部操作。無論怎樣分級(jí)，從駕駛員對(duì)車輛控制權(quán)角度來看，可以分為駕駛員擁有車輛全部控制權(quán)、駕駛員擁有部分車輛控制權(quán)、駕駛員不擁有車輛控制權(quán)三種形式。其中，駕駛員擁有部分車輛控制權(quán)時(shí)，根據(jù)車輛ADAS的配備和技術(shù)成熟程度，決定駕駛員擁有車輛控制權(quán)的多少，ADAS裝備越多，技術(shù)越成熟，駕駛員擁有車輛控制權(quán)越少，車輛自動(dòng)駕駛程度越高。河南電機(jī)職業(yè)學(xué)院相關(guān)知識(shí)3.從無自動(dòng)化到完全自動(dòng)化現(xiàn)階段各廠商和研究組織主要專注于L2-L4的研究，當(dāng)然也會(huì)聽說L2.5、L2+的概念，它們是介于L2和L3之間的分級(jí)。高級(jí)別的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)主要包括建圖和定位、感知、規(guī)劃和控制這四大模塊，另外無人駕駛系統(tǒng)還會(huì)安裝各種傳感器。一輛具備高級(jí)別自動(dòng)駕駛功能的車輛會(huì)安裝各種傳感器，包括相機(jī)、激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、慣性導(dǎo)航等。相機(jī)可以提供場(chǎng)景中豐富的紋理信息，激光雷達(dá)可以提供更加精確距離信息，毫米波雷達(dá)可以對(duì)雨霧等極端天氣進(jìn)行更穩(wěn)定的觀測(cè)，慣性導(dǎo)航設(shè)備可以提供更高頻率的車輛位姿信息。不同傳感器之間特性互補(bǔ)、互為冗余，就像人類使用不同感官去感受周圍世界一樣如圖1-53所示。河南電機(jī)職業(yè)學(xué)院相關(guān)知識(shí)（1）建圖和定位模塊建圖和定位模塊主要通過不同傳感器信息來解決“我在哪兒”的問題，定位依賴于地圖信息，而地圖信息也依賴于定位信息去構(gòu)建和更新地圖。這里的地圖是一種具有高精度的地圖表示形式，包含車道標(biāo)識(shí)、路口、交通指示牌、道路曲率等信息。地圖對(duì)于和真實(shí)世界比較的絕對(duì)精度以及局部區(qū)域的相對(duì)精度都有很高的要求，基本會(huì)達(dá)到分米級(jí)甚至厘米級(jí)的精度；除了精度，地圖還要保證即時(shí)更新，也就是所謂的地圖“鮮度”。在真實(shí)場(chǎng)景，比如車道信息等發(fā)生變化時(shí)，需要即時(shí)更新高精地圖數(shù)據(jù)如圖1-54所示。河南電機(jī)職業(yè)學(xué)院相關(guān)知識(shí)在現(xiàn)階段高級(jí)別自動(dòng)駕駛智能系統(tǒng)中，高精地圖是一個(gè)重要的技術(shù)依賴，各廠商所走的技術(shù)路線主要包括幾類：·在自動(dòng)駕駛運(yùn)營(yíng)范圍內(nèi)進(jìn)行自主采集、構(gòu)建、更新地圖。這條路線運(yùn)營(yíng)成本相對(duì)較高，比較適合有限區(qū)域或者特定場(chǎng)景內(nèi)的自動(dòng)駕駛，比如固定園區(qū)、機(jī)場(chǎng)等?！だ弥T多終端車輛進(jìn)行眾包建圖。這些終端車輛為云端服務(wù)器構(gòu)建、更新高精地圖的數(shù)據(jù)，同時(shí)也共享更高質(zhì)量的高精地圖服務(wù)，形成數(shù)據(jù)閉環(huán)。這條路線比較適用于當(dāng)前比較火熱的Robotaxi或者乘用車領(lǐng)域。·一種比較激進(jìn)的路線，即自動(dòng)駕駛系統(tǒng)不會(huì)過度依賴高精地圖，車輛具有很高的局部區(qū)域感知能力，結(jié)合道路級(jí)的普通地圖就可以支撐自動(dòng)駕駛功能，特斯拉是這條路線的代表之一。（2）感知模塊感知模塊主要通過傳感器信息解決“周圍環(huán)境是什么樣”的問題。當(dāng)前火熱的深度學(xué)習(xí)技術(shù)推動(dòng)了感知技術(shù)的發(fā)展，感知技術(shù)又可以細(xì)分為檢測(cè)、跟蹤、預(yù)測(cè)。河南電機(jī)職業(yè)學(xué)院相關(guān)知識(shí)檢測(cè)主要是將不同傳感器的觀測(cè)信息輸給深度學(xué)習(xí)模型，可以檢測(cè)出車輛、行人、交通標(biāo)識(shí)等目標(biāo)物；跟蹤的作用是給每個(gè)目標(biāo)物一個(gè)trackID(目標(biāo)的唯一標(biāo)識(shí))，以實(shí)現(xiàn)對(duì)這個(gè)目標(biāo)的持續(xù)觀測(cè)，進(jìn)而計(jì)算出這個(gè)目標(biāo)的速度以及預(yù)測(cè)未來軌跡。預(yù)測(cè)基于時(shí)序上的檢測(cè)和跟蹤結(jié)果，結(jié)合道路信息預(yù)估目標(biāo)物未來可能的運(yùn)動(dòng)軌跡，可以為路徑規(guī)劃提供更多的信息，也使系統(tǒng)更加智能如圖1-55所示。河南電機(jī)職業(yè)學(xué)院相關(guān)知識(shí)（3）規(guī)劃和控制模塊規(guī)劃和控制模塊主要解決“我該如何去某個(gè)目的地”的問題。規(guī)劃技術(shù)根據(jù)上游的定位和感知模塊輸出，結(jié)合高精地圖信息給出路徑規(guī)劃結(jié)果，這比較類似于我們使用導(dǎo)航軟件看到的規(guī)劃軌跡。不同的是，自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的規(guī)劃模塊不僅要提供全局的路徑規(guī)劃還需要提供局部的路徑規(guī)劃，根據(jù)周邊環(huán)境執(zhí)行避讓、超車等駕駛操作。控制技術(shù)控制車輛在規(guī)劃的路徑上行駛，將規(guī)劃的路徑轉(zhuǎn)換成車輛方向盤、油門和剎車的控制量。根據(jù)研究，優(yōu)秀的規(guī)劃和控制技術(shù)可以使自動(dòng)駕駛比人類駕駛更加安全高效如圖1-56所示。河南電機(jī)職業(yè)學(xué)院相關(guān)知識(shí)（4）仿真技術(shù)除了傳感器、定位、感知、規(guī)劃和控制幾大核心技術(shù)之外，還有仿真技術(shù)，它是自動(dòng)駕駛技術(shù)中容易忽略的一部分。仿真技術(shù)中一個(gè)很重要的應(yīng)用就是可以虛擬化很多逼真的場(chǎng)景，為深度學(xué)習(xí)模型的訓(xùn)練提供海量數(shù)據(jù)，而且可以針對(duì)一些不常見的極端場(chǎng)景進(jìn)行足夠的數(shù)據(jù)生產(chǎn)，從訓(xùn)練樣本的數(shù)量和多樣性給予深度學(xué)習(xí)模型足夠的支撐如圖1-57所示。此外，仿真技術(shù)還有很多其他應(yīng)用，比如可以模擬一些危險(xiǎn)的駕駛場(chǎng)景，包括碰撞、各種交通事故等，一定程度上使得自動(dòng)駕駛系統(tǒng)測(cè)試不再?gòu)?qiáng)依賴于真實(shí)場(chǎng)景的測(cè)試驗(yàn)證，很大幅度降低測(cè)試驗(yàn)證成本、提升效率。河南電機(jī)職業(yè)學(xué)院相關(guān)知識(shí)1）建立仿真場(chǎng)景場(chǎng)景是仿真體系的開端，它在整個(gè)體系扮演著極其重要的角色，但其重要性相比于仿真系統(tǒng)卻相對(duì)容易被忽略。而且隨著仿真系統(tǒng)和評(píng)價(jià)體系的逐漸完善，越往后期，場(chǎng)景在整個(gè)體系中扮演的角色越重要。場(chǎng)景之所以有此地位，本質(zhì)是因?yàn)槠涫菍?duì)自動(dòng)駕駛相關(guān)數(shù)據(jù)的一種價(jià)值提煉，是發(fā)揮數(shù)據(jù)價(jià)值的必須且高效的途徑之一。基于場(chǎng)景的測(cè)試方法可以彌補(bǔ)基于里程的測(cè)試方法的局限性，在提高系統(tǒng)開發(fā)效率、產(chǎn)品落地效率方面都有重要作用如圖1-58所示。河南電機(jī)職業(yè)學(xué)院相關(guān)知識(shí)從具體元素的角度看待場(chǎng)景內(nèi)容，可將元素分為靜態(tài)元素和動(dòng)態(tài)元素（半動(dòng)態(tài)）兩部分。靜態(tài)場(chǎng)景元素的分析和提取相對(duì)較簡(jiǎn)單，主要包括道路、基礎(chǔ)交通設(shè)施（交通標(biāo)線、交通標(biāo)志、交通信號(hào)燈以及抽象的交通規(guī)則等）、天氣、光照、其他建筑物基礎(chǔ)設(shè)施等，難點(diǎn)在于一些連續(xù)量（如光照和雨量）的取值范圍分析，以及不同靜態(tài)場(chǎng)景元素之間的約束關(guān)系。動(dòng)態(tài)場(chǎng)景元素的提煉和轉(zhuǎn)化相對(duì)較為困難。主要原因如下：·除了靜態(tài)場(chǎng)景元素固有的連續(xù)值取值范圍和多約束問題外，交通行為是在一個(gè)高度復(fù)雜的存在多種約束條件的環(huán)境下的高交互性行為；·交通參與者類型眾多，包括重卡、輕卡、乘用車、電動(dòng)車、行人等，每種交通參與者都有自己特定的動(dòng)態(tài)行為模式；·具體的動(dòng)態(tài)行為模式有多種類型：帶時(shí)間戳的軌跡數(shù)據(jù)、基于行為分類的數(shù)據(jù)（如跟車、換道等）、基于Agent的動(dòng)態(tài)行為；河南電機(jī)職業(yè)學(xué)院相關(guān)知識(shí)·在實(shí)際提取動(dòng)態(tài)交通數(shù)據(jù)時(shí)，需要考慮采集車自身的影響，即考慮處理交互性；簡(jiǎn)單動(dòng)態(tài)交通元素的分析以及大規(guī)模復(fù)雜交通元素的提取和具體形式有較多不同，需要不同的技術(shù)手段如圖1-59所示。2）仿真軟件單就自動(dòng)駕駛仿真軟件而言，Prescan、VTD、Panosim、51simOne、GaiA等商業(yè)自動(dòng)駕駛仿真軟件，CARLA、lgsvl、Airsim等開源自動(dòng)駕駛仿真軟件，稍微粗糙一些的DeepDrive、一些基于ROS構(gòu)建的自動(dòng)駕駛仿真平臺(tái)，就都有各自的可取之處如圖1-60所示。河南電機(jī)職業(yè)學(xué)院相關(guān)知識(shí)在交通流仿真方面有Vissim、SUMO、High-env等；在動(dòng)力學(xué)仿真方面有CarSim、Trucksim、Carmaker等軟件；在靜態(tài)場(chǎng)景仿真方面有一些大規(guī)模城市構(gòu)建仿真軟件；在構(gòu)建復(fù)雜交通流場(chǎng)景方面也有一些軟件。這些軟件都可以納入到整個(gè)自動(dòng)駕駛仿真體系里來如圖1-61所示。河南電機(jī)職業(yè)學(xué)院相關(guān)知識(shí)3）被測(cè)對(duì)象根據(jù)被測(cè)對(duì)象的不同，業(yè)界常用的仿真工具鏈包括模型在環(huán)（MIL）、軟件在環(huán)（SIL）、硬件在環(huán)（HIL）、整車在環(huán)（VIL）。目前SIL在各類公司應(yīng)用范圍最廣，但其他各類也都有自己的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)和測(cè)試必要性；按照自然開發(fā)的流程，完整的測(cè)試過程也確實(shí)需要兼顧這幾種平臺(tái)。站在具體實(shí)踐角度，每種在環(huán)仿真平臺(tái)有適配于自己的仿真軟件和技術(shù)棧，其中部分要掌握的技術(shù)如下：·MIL與SIL相似，最基礎(chǔ)的問題是通信環(huán)境構(gòu)建，往上進(jìn)一步則需要研究仿真效率、實(shí)時(shí)性、同步性等；·HIL需要補(bǔ)充實(shí)時(shí)機(jī)與硬件通信接口的知識(shí)；·VIL是大工程，需要投入大量人力物力來搭建專門的實(shí)驗(yàn)室，目前一般都應(yīng)用于駕駛員在環(huán)仿真。河南電機(jī)職業(yè)學(xué)院相關(guān)知識(shí)4）交通流模塊幾種動(dòng)態(tài)場(chǎng)景構(gòu)建方式如圖1-62所示：·典型交通行為建模，如啟動(dòng)、跟車、換道、超車、十字路口處理等。這部分主要可以使用DBM相關(guān)方法進(jìn)行分析。·利用AI技術(shù)生成駕駛模型，在虛擬世界中設(shè)置AI車輛自動(dòng)行駛，AI可以學(xué)習(xí)交通流的特性，尤其在行人仿真方面有比較好的成效。這部分主要可以使用模仿學(xué)習(xí)、強(qiáng)化學(xué)習(xí)來完成；·導(dǎo)入交通學(xué)中的交通流模型，并引入數(shù)學(xué)概率分布數(shù)學(xué)模型。這樣的交通流模型包括宏觀交通流模型和微觀模型，相應(yīng)的數(shù)學(xué)概率分布模型應(yīng)該以高斯模型為主，這部分可以通過與SUMO/Vissim聯(lián)合仿真完成，也可直接構(gòu)建交通流模型?！⒄嫒碎_車的數(shù)據(jù)導(dǎo)入交通流中，研究rare-eventssimulation，主要利用駕駛模擬器實(shí)現(xiàn)。河南電機(jī)職業(yè)學(xué)院相關(guān)知識(shí)5）傳感器模塊傳感器模塊是連接外界環(huán)境和被測(cè)車輛的媒介。通過采集實(shí)際環(huán)境及已有的高精度地圖構(gòu)建靜態(tài)地圖，包括現(xiàn)實(shí)交通環(huán)境數(shù)據(jù)收集、路測(cè)數(shù)據(jù)收集，并抽取不同智能交通體行為模型，基于模型有機(jī)地形成動(dòng)態(tài)交通體如圖1-63所示。自動(dòng)駕駛仿真是一個(gè)融合多專業(yè)的交叉領(lǐng)域。首先，圖像學(xué)和游戲相關(guān)技術(shù)同仿真技術(shù)有較大的重合度，例如程序化場(chǎng)景生成、大場(chǎng)景的構(gòu)建和處理、高真實(shí)感的渲染。同時(shí)仿真也是一個(gè)非常專業(yè)的領(lǐng)域，涉及專業(yè)傳感器模型、動(dòng)力系統(tǒng)方面的仿真，大規(guī)模分布式自動(dòng)化測(cè)試框架的搭建也會(huì)帶來很大的挑戰(zhàn)。目前，高級(jí)別自動(dòng)駕駛技術(shù)雖然仍不夠成熟，存在爭(zhēng)議，但相信隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，經(jīng)過一代代人的努力，自動(dòng)駕駛技術(shù)定會(huì)走進(jìn)千家萬戶，改善人們生活。河南電機(jī)職業(yè)學(xué)院相關(guān)知識(shí)4.L2輔助駕駛技術(shù)的發(fā)展目前，L2輔助駕駛功能已經(jīng)成為在售車型主流配置方案。隨著汽車市場(chǎng)的發(fā)展和消費(fèi)者認(rèn)知的強(qiáng)化，L2級(jí)別的輔助駕駛離規(guī)?；虡I(yè)變現(xiàn)更為接近，車型滲透率也逐漸增高，面臨產(chǎn)業(yè)快速膨脹的機(jī)會(huì)。在市場(chǎng)結(jié)構(gòu)方面，L2輔助駕駛早期主要應(yīng)用千30萬元以上的中高端汽車，很多廠家也將其作為高配車型的選裝功能。在技術(shù)層面，行業(yè)內(nèi)認(rèn)知度較高的主機(jī)廠有特斯拉、沃爾沃、奧迪等，其中特斯拉從2014年開始為車輛配備安全性駕駛輔助功能，目前其自動(dòng)駛硬件已經(jīng)升級(jí)到第三代，配備了HW3.0硬件，支持停車場(chǎng)低速運(yùn)行和高速公路部分特定場(chǎng)景下駕駛輔助功能，未來將提出進(jìn)一步的功能升級(jí)，包括識(shí)別交通信號(hào)燈和停車標(biāo)志、城市道路自動(dòng)駕駛。沃爾沃搭載的PilotAssist自動(dòng)駕駛輔助系統(tǒng)能滿足車輛在特定條件下的自動(dòng)跟車、主動(dòng)制動(dòng)、車道保持、路牌限速識(shí)別等功能，在識(shí)別以及介入方面精準(zhǔn)度都非常高。河南電機(jī)職業(yè)學(xué)院相關(guān)知識(shí)5.V2X技術(shù)的發(fā)展智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展路徑是從單車智能到車路協(xié)同升級(jí)，其中以單車智能為主，車路協(xié)同為輔。單車智能主要依賴千攝像頭、激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)等環(huán)境感知傳感器進(jìn)行道路場(chǎng)景識(shí)別，車路協(xié)同是單車智能的功能延展和補(bǔ)充，基于V2X(VehicletoEverything)技術(shù)開展。（1）車路協(xié)同的應(yīng)用有望降低單車成本車路協(xié)同是一種自動(dòng)駕駛補(bǔ)充方案，能夠在一定程度上弱化單車傳感器的功能和性能耍求。從原理上講，車端傳感器的功能可以通過道路端傳感器來補(bǔ)償實(shí)現(xiàn)，道路端通過路側(cè)單元(RSU)將獲取到的環(huán)境數(shù)據(jù)傳遞給車端，通過坐標(biāo)系變換將路端環(huán)境信息轉(zhuǎn)化成車端環(huán)境信息，發(fā)送至計(jì)箕平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合。這樣一來，只要能保證道路端數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性、完整性和可靠性，便可以通過降低單車傳感器搭載的數(shù)批和性能來實(shí)現(xiàn)單車集成成本的降低，而基于RSU的路端數(shù)據(jù)通過類似廣播的方式讓所有在道路行駛的車輛共享，實(shí)現(xiàn)資源集中和高效處理。河南電機(jī)職業(yè)學(xué)院相關(guān)知識(shí)(2)車路協(xié)同降低自動(dòng)駕駛計(jì)算平臺(tái)算力負(fù)荷自動(dòng)駕駛計(jì)箕平臺(tái)是智能網(wǎng)聯(lián)汽車的大腦，各路傳感器獲取的數(shù)據(jù)都要在這里融合、決策并輸出決策和控制信號(hào)。笲力是評(píng)價(jià)計(jì)算平臺(tái)性能的重要指標(biāo)，