智能网联汽车全解:核心知识与技术要点
全球新一轮科技革命和产业变革正蓬勃兴起,以智能化、网联化为重要特征的人工智能与新一代信息技术的快速发展将推动人类生产方式和生活方式发生深刻变化。
智能网联汽车是人工智能、移动互联网、新一代信息技术、交通能源系统等技术的综合性应用平台,是城市智能交通系统的重要环节,是构建绿色生态社会的核心要素,其意义不仅在于汽车产品与技术的升级,也带来汽车及相关产业生态和价值链体系的重塑,是国际公认的未来发展方向和关注焦点之一。
在这个快速变化的世界中,汽车产业正迎来百年未有之变革,智能网联汽车作为新一轮科技革命的代表,正在成为引领汽车未来发展的关键力量。
1、智能网联汽车的概述
工业和信息化部在《国家车联网产业体系建设指南(智能网联汽车)》中明确规定,智能网联汽车是指搭载先进的车载传感器、控制器、执行器等装置,并融合现代通信与网络技术,实现车与车、路、行人、云端等智能信息交换、共享,具备复杂环境感知、智能决策、协同控制等功能,可实现车辆"安全、高效、舒适、节能"行驶,并最终可实现替代人来操作的新一代汽车。
智能网联汽车是以车辆为主体和主要节点,由车辆、道路基础设施、通信设备及交通控制系统,以及数据存储与处理系统等共同构成的综合协调系统,是未来智能交通系统下车联网环境中发挥着重要作用的智能终端,最终实现车辆"安全、高效、舒适、节能"行驶的新一代多车辆系统。
智能网联汽车系统构成
"智能"是指搭载先进的车载传感器、控制器、执行器等装置和车载系统模块,具备复杂环境感知、智能化决策与控制等功能。
"网联"主要指信息互联共享能力,即通过通信与网络技术,实现车内、车与车、车与环境间的信息交互。
"汽车"是智能终端载体的形态,可以是燃油汽车,也可以是新能源汽车,未来是以新能源汽车为主。
2、智能网联汽车的分级
美国汽车工程师学会( Society of Automotive Engineers , SAE )于2018年对汽车自动驾驶的分级重新进行了修订。
SAE对自动驾驶的分级(表格来源《智能网联汽车概论》)
中国对智能化网联汽车的分级分为智能化分级和网联化分级。
智能化分级(表格来源《智能网联汽车概论》)
网联化分级(表格来源《智能网联汽车概论》)
3、智能网联汽车的体系结构
(1)智能网联汽车的层次结构
智能网联汽车是以汽车为主体,利用环境感知技术实现多车辆有序安全行驶,其层次结构由环境感知层、智能决策层以及控制和执行层组成。
智能网联汽车的层次结构
(2)智能网联汽车的技术逻辑结构
智能网联汽车的技术逻辑结构由“信息感知”和“决策控制”组成,其发展的核心是由系统进行信息感知、决策预警和智能控制,逐渐替代驾驶员的驾驶任务,并最终完全自主执行全部驾驶任务。
技术逻辑结构(来源《智能网联汽车概论》)
(3)智能网联汽车的技术架构
技术架构较为复杂,可划分为“三横两纵”式技术架构:
“三横”是指智能网联汽车主要涉及的车辆/设施、信息交互与基础支撑三大领域技术:
“两纵”是指支撑智能网联汽车发展的车载平台及基础设施条件。
智能网联汽车的技术架构
(4)智能网联汽车的产品物理结构
智能网联汽车的产品物理结构是把智能网联汽车技术逻辑结构所涉及的各种“信息感知”与“决策控制”功能落实到物理载体上。
智能网联汽车的产品物理结构
4、智能网联汽车的关键技术
智能网联汽车关键技术包含环境感知技术、无线通信技术、智能互联技术、车载网络技术、先进驾驶辅助技术、信息融合技术、信息安全与隐私保护技术、人机界面(HMI)技术等。
智能网联汽车的关键技术架构
5、智能网联汽车发展趋势
智能网联汽车(Connected and Autonomous Vehicles,CAVs)是未来汽车行业的重要发展方向之一,它们将引领整个交通运输系统的变革。以下是智能网联汽车发展的一些趋势:
智能网联汽车发展趋势
智能网联汽车的发展涵盖了技术、安全、环保、共享出行和用户体验等多个方面。这一领域的不断创新将在未来几年内塑造汽车行业的面貌,同时也将对城市交通、环境和经济产生深远的影响。
智能网联汽车的发展有望改变未来的出行方式,提高道路安全性,减少交通事故,降低交通拥堵,并减少对环境的影响。