本文從智能網聯汽車概念、發展階段、國內外智能網聯汽車發展現狀等方面講述了智能網聯汽車發展的技術現狀。
本文資料來源于趙祥模教授在2019國家智能產業峰會的報告
智能汽車是一種集環境感知、規劃決策、多等級輔助駕駛等功能于一體的高速移動智能體。通過傳感器(如微波雷達,激光雷達、機器視覺技術)感知周圍環境,實現駕駛員的輔助駕駛(通過建議或警告)甚至完全自主駕駛,致力于更高效的車輛操控。
智能汽車將彌補人為因素的缺陷,使得在很復雜的道路情況下,也能自動地操縱和駕駛車輛繞開障礙物,沿著預定的道路軌跡行駛,具有很強的自主性和個體性。
過去智能汽車發展的三個發展階段:
1)軍事用途的智能車輛
上世紀80年代初期,美國國防部開始大規模地資助自主陸地車輛ALV 的研究。在20世紀初,美國國防部高級研究項目局開始舉辦智能汽車挑戰大賽,以促進智能車輛技術交流。
2)高速公路環境下的智能車輛
上世紀90年代初,智能車輛的研究逐漸轉向民用,主要針對結構化程度較高的高速公路環境,開展無人駕駛汽車的研究,其代表為德國聯邦國防軍大學的VaMP系統。
3)城市道路環境下的智能車輛
2000年以后,在汽車廠商紛紛將研發精力投向智能輔助駕駛汽車的同時,歐洲研究人員開始轉向更為復雜的城市道路環境下的無人自動駕駛研究,其代表為CARSENSE項目組。
這里,我們認為智能網聯汽車不僅僅是車,它是一個以智能車與車輛聯網技術為基礎,以交通核心參與者(人、車、路)作為網絡節點,通過多源交通信息感知與融合技術,借助泛在網絡的通信交互和普適計算能力,提供本地和遠程綜合信息服務的一個復雜網絡。實現車與車、車與人、車與一切相關環境互聯互通——泛在連接。
智能網聯汽車主要由具備計算能力的車載系統、具備感知和通信能力的智能路側系統、遠程云計算服務平臺三大部分構成,各部分間依賴多模式互聯通信進行信息交互和協同工作,以提高現有交通系統效率、安全和舒適度。
智能網聯汽車系統架構圖
智能網聯汽車的十大關鍵技術
面向泛在互聯的智能車載終端關鍵技術 (Terminals for Connected Vehicles)
多源交通信息智能感知關鍵技術(Multi-source Information Sensing)
基于車載以太網的車內網關鍵技術(Onboard Ethernet Network)
基于DSRC/LTE-V/5G的車車/車路網關鍵技術(Car to Car / Car to Road)
異構網絡融合關鍵技術(Heterogeneous Network Convergence)
智能路側系統關鍵技術(Intelligent Roadside System)
高精度地圖與定位技術(High Resolution Map and Positioning)
交通大數據處理與分析關鍵技術(Analysis on Traffic Big Data)
交通云計算與云存儲關鍵技術(Cloud Computing and Cloud Storage)
信息交互與安全關鍵技術(Information Interaction and Security))
智能網聯汽車的技術框架體系
國外智能網聯汽車發展現狀
這里主要看一下歐美日等發達國家,他們針對于智能網聯汽車方面的一些國家曾層面的計劃。
歐美日等發達國家和地區在已開展了以解決道路信息感知、駕駛安全、車車通信、車路通信及遠程信息服務問題為代表的一系列車聯網研究項目,部分成果已開始部署。
美國側重立法、研發;歐洲注重網聯化,自動化;日本側重車路協同和智能駕駛。
通用凱迪拉克Super Cruise融合了雷達、超聲波探測器、攝像頭以及GPS技術,Super Cruise系統可以在高速公路、長途駕駛以及在路面擁堵情況下,減輕駕駛員的工作負荷。
奔馳的自動駕駛系統包括自適應巡航系統、路況障礙物識別系統、十字路口監控垂直方向的車輛行駛系統、由于高速通過斜坡產生的飛躍狀態的車身穩定系統。
寶馬汽車為了提供更為安全更為實用的無人駕駛汽車,在2011年展示了其自主研發的自動駕駛原型車。該車能夠識別汽車周邊半徑55碼內的環境。
谷歌waymo自動駕駛汽車使用視頻攝像頭、雷達傳感器,以及激光測距器來了解周圍的交通狀況,并通過地圖對前方的道路進行導航。
蘋果自動駕駛安裝有Velodyne公司生產的頂級64線激光雷達,多個微波雷達與攝像頭,關注于核心軟件的研發,目前已獲得批準在加州測試。
特斯拉目前正與美國AMD公司合作,研發用于自動駕駛汽車的人工智能芯片。新發布的semi自動卡車搭載有Autopilot自動輔助駕駛系統。
我國智能網聯汽車產業發展戰略
在《汽車產業中長期發展規劃》中明確提及了到2020年,我國汽車DA(駕駛輔助)、PA(部分自動駕駛)、CA(有條件自動駕駛)系統新車裝配率超過50%,網聯式駕駛輔助系統裝配率達到10%,滿足智慧交通城市建設需求。
到2025年,汽車DA、PA、CA新車裝配率達80%,其中PA、CA級新車裝配率達25%,高度和完全自動駕駛汽車開始進入市場。
到2030年,DA及以上級別的智能駕駛系統成為新車標配,汽車聯網率接近100%,HA/FA(高度/完全自動駕駛)新車裝配率達到10%,部分區域初步形成“零死亡、零擁堵”的智能交通體系。
不僅如此,更是進一步發布了《智能汽車創新發展戰略》(征求意見稿),表明到2020年,我國智能汽車新車占比達到50%,中高級別智能汽車實現市場化應用,重點區域示范運行取得成效。智能道路交通系統建設取得積極進展,大城市、高速公路的車用無線通信網絡(LTE-V2X)覆蓋率達到90%。
為實現這一目標,全國各地陸續開展設立智能網聯汽車測試示范區,近年來除了工信部合作推進成立了一批智能網聯或自動駕駛示范區之外,部分省市通過與相關機構的合作也開始推進建立無人駕駛測試區,無人駕駛商用車在物流、環衛和公共交通等場景的加速落地。
我國政府積極推動智能車制造與智能汽車網聯化,促進跨行業融合和合作。
另外國內也在積極建設車路協同重大項目與智能網聯汽車示范工程:
清華牽頭國家863計劃主題項目“智能車路協同關鍵技術研究”。2011年11月,清華大學在863項目支持下圍繞車路協同關鍵技術開展了系統研究。
長安大學大型車路協同試驗場初步建成。2012年12月,長安大學完成現有汽車試驗場的電子化和智能化改造,并承擔物聯網重大專項。
上海汽車城示范建設。工信部2015年7月公布的“智能制造試點示范”,到2020年達到1萬輛車的示范規模。
重慶智能網聯汽車評測及體驗基地。工信部+重慶市共建,2016年11月正式開園,獲得國家“工業強基”項目資金支持。
基于5G試驗網的車聯網試點方案-云棲小鎮。工信部+浙江省共建,主要參與單位:華為、阿里、上汽、浙江移動、華信設計院。
北京未來車聯網產業創新示范基地。工信部+北京市+河北省共建,以未來車聯網相關產品技術創新發展為研究方向,分三階段實施。
除此之外,長春、武漢、廣州、深圳、長沙等地也陸續建設類似的示范基地。
中國汽車工程協會也制定了相應的發展規劃,未來10年我國智能汽車產業將達到8000億元的產值規模。如下圖所示:
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原文標題:智能網聯汽車發展的技術現狀
文章出處:【微信號:IV_Technology,微信公眾號:智車科技】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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