智能汽车的概念、架构、发展现状及趋势

  (2)智能汽车的技术链

  智能技术系统一般由传感器、控制器、执行器三大关键技术组成,主要包括:1)先进传感技术,包括利用机器视觉技术的检测,如激光测距系统、红外摄像技术,以及利用雷达(激光、厘米波、毫米波、超声波)检测前行车辆。2)通信技术(GPS、DSRC、3G/4G),包括数台智能汽车之间协调行驶必须的技术、车路协调通信技术,以及相应的车联网通讯技术。3)横向控制,包括利用引导电缆、磁气标志列、机器视觉技术、具有雷达反射性标识带的横向控制。4)纵向控制,包括利用激光雷达、毫米波雷达、机器视觉技术测车间距离的纵向控制,以及利用车间通信及车间距离雷达的车队列行驶纵向控制。

  (3)智能汽车的产业链

  车联网、智能交通系统(ITS)为智能汽车提供了智能化的基础设施、道路及网络环境,随着汽车智能化层次的提高,反过来也要求车联网、智能交通系统同步发展。

  智能汽车的产业链可以描述如下:1)车联网的产业链,包括上游的元器件和芯片生产企业,中游的汽车厂商、设备厂商和软件平台开发商,以及下游的系统集成商、通信服务商、平台运营商和内容提供商等。2)先进传感器厂商:开发和供应先进的机器视觉技术,包括激光测距系统、红外摄像,以及雷达(厘米波、毫米波、超声波)等。3)汽车电子供应商:能够提供智能驾驶技术研发和集成供应的汽车电子供应商,如博世、德尔福、电装等。

  二、智能汽车的发展现状与趋势

  1、IT巨头与汽车企业采用完全不同的技术路线

  宝马曾表示:“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’。”这或许反映了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。

  2012年8月,谷歌宣布其研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、毫米波、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GPS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。今年,汽车辅助驾驶技术成为获取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发和大规模试验场测试。半自动驾驶技术近年来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(ACC)。

  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。今年,沃尔沃将率先量产全球第一个自动驾驶技术——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,自动跟随前方车辆行进。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。