智能網聯(lián)汽車技術 課件 項目1-智能網聯(lián)汽車技術

PART01智能網聯(lián)汽車認知智能網聯(lián)汽車技術TASK01智能網聯(lián)汽車概述任務一智能網聯(lián)汽車概述**情景引入**

我國高度重視智能網聯(lián)汽車的發(fā)展，智能網聯(lián)汽車已成為關聯(lián)眾多重點領域協(xié)同創(chuàng)新、構建新型交通運輸體系的重要載體，并在塑造產業(yè)生態(tài)、推動國家創(chuàng)新、提高交通安全、實現節(jié)能減排等方面具有重大戰(zhàn)略意義，已經上升到國家戰(zhàn)略高度。工業(yè)和信息化部、交通運輸部、科學技術部、國家發(fā)展和改革委員會、公安部等部委出臺一系列規(guī)劃及政策推動我國智能網聯(lián)汽車的發(fā)展。

你知道智能網聯(lián)汽車的發(fā)展歷程嗎？一、智能網聯(lián)汽車的產生

當前，以萬物互聯(lián)、大數據、云計算和人工智能等為代表技術的新一輪科技變革方興未艾，正在引領全球制造業(yè)全面轉型升級，并引發(fā)產業(yè)格局和生態(tài)的重構。面對這一變局，世界各工業(yè)強國都制定了相應的應對策略，加大科技創(chuàng)新力度，推動前沿技術發(fā)展，欲搶先建立智能制造體系，占得制造業(yè)未來發(fā)展的戰(zhàn)略先機。其中，具有代表性的包括德國的“工業(yè)4.0”、美國的“工業(yè)互聯(lián)網”和日本的“機器人革命”等。任務一智能網聯(lián)汽車概述一、智能網聯(lián)汽車的產生

在這些發(fā)展戰(zhàn)略中，汽車產業(yè)和技術都占據了至關重要的位置，各國紛紛選擇汽車產業(yè)作為制造業(yè)整體升級的突破口，依托汽車產業(yè)的基礎性、關聯(lián)性和帶動性，加快推進制造業(yè)轉型。這一戰(zhàn)略指向帶動全球汽車技術進入了加速進步和融合發(fā)展的新時期，并呈現出電動化、智能化、網聯(lián)化、共享化四大發(fā)展趨勢。其中，電動化是基礎，智能化是關鍵，網聯(lián)化是條件，共享化是趨勢。

在這種趨勢下，智能網聯(lián)汽車應運而生。圖1-1

國外智能汽車產生任務一智能網聯(lián)汽車概述一、智能網聯(lián)汽車的產生

在這些發(fā)展戰(zhàn)略中，汽車產業(yè)和技術都占據了至關重要的位置，各國紛紛選擇汽車產業(yè)作為制造業(yè)整體升級的突破口，依托汽車產業(yè)的基礎性、關聯(lián)性和帶動性，加快推進制造業(yè)轉型。這一戰(zhàn)略指向帶動全球汽車技術進入了加速進步和融合發(fā)展的新時期，并呈現出電動化、智能化、網聯(lián)化、共享化四大發(fā)展趨勢。其中，電動化是基礎，智能化是關鍵，網聯(lián)化是條件，共享化是趨勢。

在這種趨勢下，智能網聯(lián)汽車應運而生。圖1-2

國內智能汽車產生任務一智能網聯(lián)汽車概述二、智能網聯(lián)汽車的發(fā)展現狀

汽車保有量的增加，帶來能源短缺、環(huán)境污染、交通擁堵和事故頻發(fā)等問題。如何有效解決這些問題，已成為汽車行業(yè)發(fā)展的瓶頸。智能網聯(lián)汽車的出現則提供了良好的解決方法。各個國家紛紛將智能網聯(lián)汽車提高到國家“汽車強國”戰(zhàn)略的高度，作為國家重點培育和支持發(fā)展的戰(zhàn)略性新興產業(yè)。

智能網聯(lián)汽車采用智能傳感器、智能控制系統(tǒng)和先進執(zhí)行機構，依靠高速無線傳輸網絡，實現車、人、路、云端等智能信息交換、共享，通過智能傳感器感知周圍復雜環(huán)境，并依靠智能控制系統(tǒng)進行決策、控制，實現車輛智能系統(tǒng)代替人進行駕駛。根據專業(yè)機構預計，智能網聯(lián)系統(tǒng)在汽車產業(yè)內的裝配率預計在2025年達到83%的水平；到2035年全球智能駕駛汽車銷量將超過1000萬輛。任務一智能網聯(lián)汽車概述二、智能網聯(lián)汽車的發(fā)展現狀1.國外發(fā)展現狀2016年，美國加利福尼亞州允許自動駕駛車輛在指定公共道路上進行測試。在無人駕駛測試的研發(fā)公司中，谷歌公司和通用汽車公司排名前列。德國戴姆勒公司也不甘落后，建立了全球智能網聯(lián)汽車大數據平臺，全自動駕駛已經達到了L4等級。日本、韓國也相繼制訂了自動駕駛研發(fā)計劃，促使自身不斷研發(fā)智能網聯(lián)汽車技術，而且其研發(fā)領域更廣闊，選擇一般道路作為智能網聯(lián)汽車駕駛的對象，使得被測試的道路不局限于高速公路。以歐盟為主導的傳統(tǒng)西方汽車制造企業(yè)，如梅賽德斯-奔馳、寶馬等依靠現有的高級駕駛輔助技術，聯(lián)合C-ITS戰(zhàn)略等，計劃在2030年實現完全自動駕駛。部分國家智能網聯(lián)汽車政策匯總及解讀如表1-1所示。任務一智能網聯(lián)汽車概述二、智能網聯(lián)汽車的發(fā)展現狀1.國外發(fā)展現狀任務一智能網聯(lián)汽車概述二、智能網聯(lián)汽車的發(fā)展現狀2.國內發(fā)展現狀2017年4月，工業(yè)和信息化部、國家發(fā)展和改革委員會及科學技術部三部委聯(lián)合印發(fā)的《汽車產業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》指出，汽車行業(yè)發(fā)展的重點任務包括對智能網聯(lián)汽車關鍵技術攻關和智能網聯(lián)汽車示范推廣，并將智能網聯(lián)汽車推進工程列為八大工程之一。2019年9月，中共中央、國務院印發(fā)的《交通強國建設綱要》指出，加強智能網聯(lián)汽車（智能汽車、自動駕駛、車路協(xié)同）研發(fā)，形成自主可控完整的產業(yè)鏈。2020年2月，國家發(fā)展和改革委員會等十一部門印發(fā)《智能汽車創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略》（下稱《戰(zhàn)略》），明確提出了建設中國標準智能汽車和實現智能汽車強國的戰(zhàn)略目標?！稇?zhàn)略》指出，到2025年，中國標準智能汽車的技術創(chuàng)新、產業(yè)生態(tài)、基礎設施、法規(guī)標準、產品監(jiān)管和網絡安全體系基本形成。展望2035到2050年，中國標準智能汽車體系全面建成、更加完善。任務一智能網聯(lián)汽車概述二、智能網聯(lián)汽車的發(fā)展現狀2.國內發(fā)展現狀2023年7月，工業(yè)和信息化部、國家標準化管理委員會聯(lián)合修訂印發(fā)了《國家車聯(lián)網產業(yè)標準體系建設指南（智能網聯(lián)汽車）（2023版）》，針對智能網聯(lián)汽車通用規(guī)范、核心技術與關鍵產品應用，構建包括智能網聯(lián)汽車基礎、技術、產品、試驗標準等在內的智能網聯(lián)汽車標準體系，充分發(fā)揮標準對智能網聯(lián)汽車產業(yè)關鍵技術、核心產品和功能應用的基礎支撐和引領作用。

截止到2023年7月中國智能網聯(lián)汽車行業(yè)發(fā)展相關政策如表1-2所示，中國智能網聯(lián)汽車行業(yè)分階段技術目標如表1-3所示。任務一智能網聯(lián)汽車概述二、智能網聯(lián)汽車的發(fā)展現狀2.國內發(fā)展現狀任務一智能網聯(lián)汽車概述二、智能網聯(lián)汽車的發(fā)展現狀2.國內發(fā)展現狀任務一智能網聯(lián)汽車概述二、智能網聯(lián)汽車的發(fā)展現狀2.國內發(fā)展現狀“十四五”期間中國智能網聯(lián)汽車行業(yè)發(fā)展主要任務如表1-4所示。任務一智能網聯(lián)汽車概述三、智能網聯(lián)汽車定義及構成1.智能網聯(lián)汽車定義

智能網聯(lián)汽車是指搭載先進的車載傳感器、控制器、執(zhí)行器等裝置，并融合現代通信與網絡技術，實現車與X（人、車、路、云端等）智能信息交換、共享，具備復雜環(huán)境感知、智能決策、協(xié)同控制等功能，可實現“安全、高效、舒適、節(jié)能”行駛，并最終可實現替代人來操作的新一代汽車。

智能網聯(lián)汽車的功能示意圖如圖1-3所示。任務一智能網聯(lián)汽車概述三、智能網聯(lián)汽車定義及構成1.智能網聯(lián)汽車定義

智能汽車是智能交通的重要組成部分之一，它與智能交通和車聯(lián)網之間存在著密切關系，它們之間的關系如圖1-4所示。任務一智能網聯(lián)汽車概述三、智能網聯(lián)汽車定義及構成2.智能網聯(lián)汽車構成

智能網聯(lián)汽車通過環(huán)境感知技術使車輛有序安全行駛，并能夠通過無線通信網絡等手段為用戶提供各種信息服務。

智能網聯(lián)汽車由環(huán)境感知層、智能決策層和控制執(zhí)行層組成，如圖1-6所示。任務一智能網聯(lián)汽車概述四、智能網聯(lián)汽車技術分級不同國家和機構對智能網聯(lián)汽車的技術分級如表1-5所示。任務一智能網聯(lián)汽車概述四、智能網聯(lián)汽車技術分級不同國家和機構對智能網聯(lián)汽車的技術分級如表1-5所示。任務一智能網聯(lián)汽車概述TASK02智能網聯(lián)汽車產業(yè)架構任務二智能網聯(lián)汽車產業(yè)架構**情景引入**

從2010年以車載信息娛樂服務為核心的“車聯(lián)網”概念的萌芽，到2016年以行車安全為核心的智能網聯(lián)技術路線的提出，再到2017年LTE-V2X標準的確定開啟商業(yè)化進程。從2020年開始5G逐步替代LTE實現更高級別的自動駕駛，至今，智能網聯(lián)汽車產業(yè)經歷了十幾年摸索，以V2X為核心基礎實現網聯(lián)自動駕駛的產業(yè)路徑逐漸清晰，產業(yè)前景漸明。

你了解智能網聯(lián)汽車的產業(yè)架構嗎？一、智能網聯(lián)汽車的體系架構任務二智能網聯(lián)汽車產業(yè)架構1．智能網聯(lián)汽車的價值鏈

汽車智能化和網聯(lián)化可以提高汽車行駛的安全性，并且能夠有效緩解駕駛員的駕駛疲勞。同時這項技術能夠幫助合理分配能源，提高能源的利用率，非常符合當前社會節(jié)能環(huán)保的觀念。有關調查研究顯示，智能網聯(lián)汽車的發(fā)展提高了汽車的整體性能，無論是安全系數、駕駛體驗、還是能源利用率等都有較大幅度的提高?，F代汽車發(fā)展已經邁入新階段，智能網聯(lián)汽車已經實現了在公交、環(huán)衛(wèi)、干線物流、末端配送、自動泊車等范圍的應用。一、智能網聯(lián)汽車的體系架構任務二智能網聯(lián)汽車產業(yè)架構2．智能網聯(lián)汽車的技術鏈

從技術發(fā)展路徑來說，智能汽車可以分為三個發(fā)展方向：網聯(lián)式智能汽車（CV）、自主式智能汽車（AV），及兩者的融合，即智能網聯(lián)汽車（CAV或ICV），如圖1-9所示。一、智能網聯(lián)汽車的體系架構任務二智能網聯(lián)汽車產業(yè)架構

智能網聯(lián)汽車融合了網聯(lián)式智能汽車與自主式智能汽車的技術優(yōu)勢，涉及汽車整車及零部件、交通、信息通信等諸多領域，其技術架構比較復雜。

智能網聯(lián)汽車標準體系橫向以智能感知與信息通信層、決策控制與執(zhí)行層、資源管理與應用層三個層次為基礎，縱向以功能安全和預期功能安全、網絡安全和數據安全通用規(guī)范技術為支撐，形成“三橫兩縱”的核心技術架構，完整呈現標準體系的技術邏輯，明確各項標準在智能網聯(lián)汽車產業(yè)技術體系中的地位和作用。同時結合智能網聯(lián)汽車與移動終端、基礎設施、智慧城市、出行服務等相關要素的技術關聯(lián)性，體現跨行業(yè)協(xié)同特點，共同構建以智能網聯(lián)汽車為核心的協(xié)同發(fā)展有機整體，更好地發(fā)揮智能網聯(lián)汽車標準體系的頂層設計和指導作用，如圖1-10所示。一、智能網聯(lián)汽車的體系架構任務二智能網聯(lián)汽車產業(yè)架構2．智能網聯(lián)汽車的技術鏈一、智能網聯(lián)汽車的體系架構任務二智能網聯(lián)汽車產業(yè)架構3．智能網聯(lián)汽車的產業(yè)鏈

智能網聯(lián)汽車的產品體系可分為傳感系統(tǒng)、決策系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)三個層次，分別可類比人類的感知器官、大腦及手腳，如圖1-11所示。二、智能網聯(lián)汽車的產業(yè)狀態(tài)任務二智能網聯(lián)汽車產業(yè)架構1．智能網聯(lián)汽車產業(yè)鏈形態(tài)

（1）芯片和計算平臺供應商。

（2）先進的傳感器供應商。

（3）車載操作系統(tǒng)供應商。

（4）通信設備供應商。

（5）信息安全方案供應商。

（6）系統(tǒng)集成供應商。

（7）整車企業(yè)。

（8）車聯(lián)網服務提供商。

（9）出行服務提供商。二、智能網聯(lián)汽車的產業(yè)狀態(tài)任務二智能網聯(lián)汽車產業(yè)架構2．智能網聯(lián)汽車產業(yè)鏈特征

（1）國外傳統(tǒng)車企爭先發(fā)布智能網聯(lián)汽車發(fā)展規(guī)劃，加快智能化、網聯(lián)化轉型與布局研發(fā)智能網聯(lián)汽車相關技術。

（2）互聯(lián)網公司利用智能算法、芯片等各自優(yōu)勢加快智能網聯(lián)汽車的布局，成為智能網聯(lián)汽車產業(yè)鏈重構的重要參與者。

（3）傳統(tǒng)汽車零部件巨頭立足自身汽車電子技術優(yōu)勢，不斷完善智能網聯(lián)汽車感知、決策、控制的戰(zhàn)略布局。

（4）產業(yè)鏈跨界合作進入深度整合期，各方合縱連橫、優(yōu)勢互補，尋求在智能網聯(lián)汽車產業(yè)鏈上的主導地位。TASK03智能網聯(lián)汽車關鍵技術及發(fā)展趨勢任務三智能網聯(lián)汽車關鍵技術及發(fā)展趨勢**情景引入**

智能網聯(lián)汽車通過現代通信技術實現與其他車輛、道路和行人等之間進行數據交互，結合汽車自身環(huán)境感知系統(tǒng)，對行駛環(huán)境進行識別，并加以智能決策和協(xié)同控制，實現汽車自動駕駛與網聯(lián)服務，提高汽車安全性、舒適性和高效性。

你了解智能網聯(lián)汽車關鍵技術嗎？一、智能網聯(lián)汽車關鍵技術任務三智能網聯(lián)汽車關鍵技術及發(fā)展趨勢1．環(huán)境感知技術

智能網聯(lián)汽車環(huán)境感知技術包括視覺成像技術、雷達（超聲波雷達、激光雷達、毫米波雷達）檢測技術、多源信息融合技術、傳感器冗余設計技術等。主要利用傳感器獲取車輛位置、道路和障礙物等信息（如圖1-12所示），并將這些信息傳輸給車載控制中心，為智能網聯(lián)汽車提供決策的依據，是智能網聯(lián)汽車的“通天眼”。其感知信息的準確性和及時性直接對汽車的正常、安全行駛起著決定性作用。一、智能網聯(lián)汽車關鍵技術任務三智能網聯(lián)汽車關鍵技術及發(fā)展趨勢2．無線通信技術

智能網聯(lián)汽車已廣泛應用長、短距離無線通信技術，長距離無線通信技術提供即時接入互聯(lián)網，主要是4G/5G技術，特別是5G技術，有望成為車載長距離無線通信專用技術，目前已經被運用到智能網聯(lián)汽車的自動駕駛中。短距離通信技術有專用短程通信技術（DSRC）、藍牙、Wi-Fi等，其中DSRC可以對高速運動的目標進行識別和雙向通信，如V2V、V2R雙向通信，實時傳輸圖像、語音和數據信息等。3．地圖與定位技術

智能駕駛系統(tǒng)離不開高精度定位系統(tǒng)及高精度地圖技術，它對智能駕駛系統(tǒng)起著主導作用。一旦車載傳感器定位受到限制或者發(fā)生故障，高精度地圖就成為智能駕駛系統(tǒng)的“眼睛”，主動應用輔助定位功能，為智能駕駛系統(tǒng)精準地提供實時路況和車輛的定位信息。地圖與定位技術是智能網聯(lián)汽車的核心部分。一、智能網聯(lián)汽車關鍵技術