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1、智能汽车智能车辆是一个集环境感知、规划决策、多等级辅助驾驶等功能于一体的综 合系统，它集中运用了计算机、现代传感、信息融合、通讯、人工智能及自动控制 等技术，是典型的高新技术综合体。目前对智能车辆的研究主要致力于提高汽车的 安全性、舒适性，以及提供优良的人车交互界面。近年来，智能车辆己经成为世界 车辆工程领域研究的热点和汽车工业增长的新动力，不少发达国家都将其纳入到各 自重点发展的智能交通系统之中。目录1概述2基本结构3特点4发展现状5阶段层次6国内发展7国外发展8未来预测9商业模式10体系架构概述所谓“智能车辆”，就是在普通车辆的基础上增加了先进的传感器（雷达、 摄像）、控制器、执行器等装置
2、，通过车载传感系统和信息终端实现与人、车、路 等的智能信息交换，使车辆具备智能的环境感知能力，能够自动分析车辆行驶的安 全及危（Wei）险状态，并使车辆按照人的意愿到达目的地，最终实现替代人来操 作的目的。智能汽车与普通所说的自动驾驶有所不同，它指的是利用多种传感器和智能 公路技术实现的汽车自动驾驶。智能汽车首先有一套导航信息资料库，存有全国高 速公路、普通公路、城市道路以及各种服务设施（餐饮、旅馆、加油站、景点、停 车场）的信息资料；其次是GPS定位系统，利用这个系统精确定位车辆所在的位 置，与道路资料库中的数据相比较，确定以后的行驶方向；道路状况信息系统，由 交通管理中心提供实时的前方道路
3、状况信息，如堵车、事故等，必要时及时改变行 驶路线；车辆防碰系统，包括探测雷达、信息处理系统、驾驶控制系统，控制与其 他车辆的距离，在探测到障碍物时及时减速或者刹车，并把信息传给指挥中心和其 他车辆；紧急报警系统，如果出了事故，自动报告指挥中心进行救援；无线通信 系统，用于汽车与指挥中心的联络；自动驾驶系统，用于控制汽车的点火、改变 速度和转向等。通常对车辆的操作实质上可视为对一个多输入、多输出、输入输出关系复杂 多变、不确定多干扰源的复杂非线性系统的控制过程。驾驶员既要接受环境如道 路、拥挤、方向、行人等的信息，还要感受汽车如车速、侧向偏移、横摆角速度等 的信息，然后经过判断、分析和决策，并
4、与自己的驾驶经验相比较，确定出应该做 的控制动作，最后由身体、手、脚等来完成控制车辆的动作。因此在整个驾驶过程 中，驾驶员的人为因素占了很大的比重。一旦浮现驾驶员长期驾车、疲劳驾车、 判断失误的情况，很容易造成交通事故。通过对车辆智能化技术的研究和开辟，可以提高车辆的控制与驾驶水平，保 障车辆行驶的安全畅通、高效。对智能化的车辆控制系统的不断研究完善，相当于 延伸扩展了驾驶员的控制、视觉和感官功能，能极大地促进道路交通的安全性。智 能车辆的主要特点是以技术弥补人为因素的缺陷，使得即便在很复杂的道路情况 下，也能自动地控制和驾驶车辆绕开障碍物，沿着预定的道路轨迹行驶。1基本结构从具体和现实的方面
5、来看，智能汽车较为成熟的和可预期的功能和系统主要 是包括智能驾驶系统、生活服务系统、安全防护系统、位置服务系统以及用车服务 系统等，各个参预企业也主要是环绕上述这些功能系统进行发展的。这其中，各个系统实际上又包括一些细分的系统和功能，比如智能驾驶系统 就是一个大的概念，也是一个最复杂的系统，它包括了：智能传感系统、智能计算 机系统、辅助驾驶系统、智能公交系统等；生活服务系统包括了影音娱乐，信息查 询以及各类生物服务等功能；而像位置服务系统，除了要能提供准确的车辆定位功 能外，还要让汽车能与此外的汽车实现自动位置互通，从而实现约定目标的行驶目 的。智能汽车有了这些系统的共同作用，相当于给汽车装上
6、了 “眼睛”、“大 脑”和“脚”的电视摄像机、电子计算机和自动控制系统之类的装置。智能汽车功能结构示意图智能驾驶系统智能传感系统辅助驾驶系统智能计算系统智能公交系统生活服务系统影音娱乐信息查询服务定阅安全防护系统车辆防盗车辆追踪位置服务系统位置提示多车互动用车辅助系统保养提醒异常预警远程指导特点高科技智能汽车是一种正在研制的新型高科技汽车，这种汽车不需要人去驾驶，人 只舒畅地坐在车上享受这高科技的成果就行了。因为这种汽车上装有相当于汽车的 “眼睛”、“大脑”和“脚”的电视摄像机、电子计算机和自动控制系统之类的装 置，这些装置都装有非常复杂的电脑程序，所以这种汽车能和人一样会“思量”、 “判断”
7、、“行走”，可以自动启动、加速、刹车，可以自动绕过地面障碍物。在 复杂多变的情况下，它的“大脑”能随机应变，自动选择最佳方案，指挥汽车正 常、顺利地行驶。智能汽车的“眼睛”是装在汽车右前方、上下相隔50厘米处的两台电视摄像 机，摄像机内有一个发光装置，可同时发出一条光束，交汇于一定距离，物体的图 像惟独在这个距离才干被摄取而重叠。“眼睛”能识别车前520米之间的台形 平面、高度为10厘米以上的障碍物。如果前方有障碍物，“眼睛”就会向“大 脑”发出信号，“大脑”根据信号和当时当地的实际情况，判断是否通过、绕道、 减速或者紧急制动和停车，并选择最佳方案，然后以电信号的方式，指令汽车的 “脚”进行停
8、车、后退或者减速。智能汽车的“脚”就是控制汽车行驶的转向器、 制 动器。2重要标志无人驾驶的智能汽车将是新世纪汽车技术飞跃发展的重要标志。可喜的是， 智能汽车已从设想走向实践。随着科技的飞速发展，相信不久的将来，我们都可以 领略到智能汽车的风貌。所以，智能汽车实际上是智能汽车和智能公路组成的系统，主要是智能公路 的条件还不具备，而在技术上已经可以解决。在智能汽车的目标实现之前，实际上 已经浮现许多辅助驾驶系统，已经广泛应用在汽车上，如智能雨刷，可以自动感应 雨水及雨量，自动开启和住手；自动前照灯，在黄昏光线不足时可以自动打开；智 能空调，通过检测人皮肤的温度来控制空调风量和温度；智能悬架，也称
9、主动悬 架，自动根据路面情况来控制悬架行程，减少颠簸；防打瞌睡系统，用监测驾驶员 的眨眼情况，来确定是否很疲劳，必要时停车报警计算机技术的广泛应用，为 汽车的智能化提供了广阔的前景。3发展现状1 IT巨头与汽车企业采用彻底不同的技术路线宝马曾经表示：“我们比IT企业更了解汽车的参数，更能确保汽车行驶中的 安全。你可以允许苹果手机死机，但决不能允许宝马车在半路死机。这兴 许反映了 IT企业与汽车企业的不同思路，前者凭借强大的后台数据、网络技术、 智能软件的支持，能够很好地实现汽车与云端的互联；而汽车企业则更多地考虑 到车辆的实用性和安全性，他们“固守”汽车本身的优势。2022年8月，谷歌宣布其研
10、发的无人驾驶汽车已经在电脑的控制下安全行驶 了 30万英里。谷歌无人驾驶汽车依靠激光测距仪、视频摄像头、车载雷达、传感 器等获得环境感知和识别能力，确保行驶路径遵循谷歌街景地图预先设定的路线。 其装置价格昂贵，大约需30万美元，难以大规模推广应用，其本质符合军用智能 车的技术特点。与IT企业不同，沃尔沃、奥迪、奔驰、宝马、丰田、日产、福特等汽车巨头 均选择了更具实用性的民用智能车技术路线。在技术装置方面主要采用常规的雷达 (厘米波、亳米波、超声波)、相机(立体、彩色、红外)、传感器(雷达、激 光、超声波)、摄像机等进行环境感知和识别，通过基于车联网的协同式辅助驾驶 技术进行智能信息交互，结合G
11、PS导航实现路径规划，并且更加注重机电一体化系 统动力学及控制技术的研发，成本低廉，便于大规模推广应用。2、世界汽车巨头正致力于“高度自动驾驶技术”的研发和产业化智能汽车前两个层次的“辅助驾驶技术”和“半自动驾驶技术”已经得到广 泛应用，并成为提升产品档次和市场竞争力的重要手段。智能汽车第一层级的辅助 驾驶技术包括自主式辅助驾驶技术和协同式辅助驾驶技术两种，通过警告让司机防 患车祸于未然。其中，包括前碰撞预警(FCW)、车道偏离预警(LDW)、车道保持系统 (LKS),自动泊车辅助(APA)等在内的自主式辅助驾驶技术已经得到广泛应用，处于 普及推广阶段，并由豪华车下沉至B级车。汽车辅助驾驶技术
12、成为获取E-NCAP四 星和五星的必要条件。在美国、欧洲、日本等汽车发达国家和地区，基于车联网 V2I/V2V技术的协调式辅助驾驶技术正在进行实用性技术开辟和大规模试验场测 试。半自动驾驶技术在高端车上逐渐获得应用，比如已经获得广泛应用的自适应巡 航控制系统(ACe)O世界汽车巨头们正致力于第三个层次“高度自动驾驶技术”的实用化研发和 产业化，即将实现量产上市。沃尔沃将率先量产全球第一个自动驾驶技术一一堵车 辅助系统。该系统是自适应巡航控制和车道保持辅助系统的集成与延伸，它可以使 汽车在车流行驶速度低于50公里/小时的情况下，自动尾随前方车辆行进。此外， 奥迪、凯迪拉克、日产、丰田等都计划推出
13、诸如自动转向、加减速、车道引导、自 动停车、自适应巡航控制等技术的汽车，它们大多属于第三层次的智能驾驶技术。3、“全工况无人驾驶”前路漫漫由于车联网V2X技术涵盖汽车、IT、交通、通讯等多个行业，相关技术标准 法规仍不健全，协调式辅助驾驶技术目前尚未得到大规模推广应用。谷歌无人驾驶 汽车还离不开人的操控，只能按预定程序行进，在雾雪天气还会受到干扰，并且在 加速、减速及转向时衔接不太好。总之，全工况的无人驾驶技术仍处于研发阶段， 最终的实用性测试和验证还需要很长期。随着V2X技术最终实用性测试和无人驾驶实用化技术开辟的进行，需要进一 步建立和完善车联网V2X技术标准法规、无人驾驶技术标准法规，并
14、据此逐步建设 相应的通信、道路基础设施，构建起完整的智能化的人、车、路系统，为协调式辅 助驾驶技术和无人驾驶技术的大规模推广应用奠定基础。无人驾驶汽车要真正上路，还将面临法律和道德方面的艰难。一方面，无人 驾驶汽车与有人驾驶汽车发生交通事故时，其责任归属以及保险赔付等问题待商议 解决；另一方面，无人驾驶技术永远是将保护车辆和车内人员作为第一要务，这会 涉及交通道德问题。4、智能汽车将对交通运输业产生深远而革命性的影响智能汽车将大幅减少交通安全事故。汽车交通事故在很大程度上取决于人为 因素，无人驾驶汽车由行车电脑精确控制，可以有效减少酒驾、疲劳驾驶、超速等 人为不遵守交通规则导致的交通事故。智能
15、汽车将提高车辆利用率，降低汽车总销量，减轻汽车对环境的污染。根 据谷歌无人驾驶汽车团队的统计，传统汽车在大部份时间内（96%）处于空暇状 态，利用率较低。无人驾驶汽车可以按照时间顺序挨次供需要的人使用，因此可以 更好地统筹安排家庭内车辆使用，提高车辆的使用效率，减少车辆消费总量，有效 减少碳排放。另一方面，智能汽车可以根据实时路况自动选择到达目的地的最优路 径，能源消耗更少。智能汽车将改变当前汽车交通基础设施状况，影响汽车运输相关产业的发 展。智能汽车的运行需要配套的交通基础设施，当前的基础设施建设情况将再也不 适用。例如由于无人驾驶汽车靠传感器感知路面障碍，或者通过4G/DSRC与道路 设施通信，因此需要在交叉路口、路侧、弯道等布置引导电缆、磁气标志列、雷 达反射性标识、传感器、通信设施等。队列行驶也是智能汽车的另一种形式，即 有人驾驶领头车辆，后面尾随着无人驾驶车辆编队，这一技术将提高汽车运输的 自动化程度。
