智能汽車及其新技術發展研究

鄭寶成

摘 要：互聯網的發展進一步為車載物聯網的普及提供了技術支撐，而智能汽車就是在網絡環境下利用信息技術與控制技術實現汽車的智能。文章簡要介紹了智能汽車的特點和發展狀況，并闡述了發展智能汽車的必要性及現有技術。

關鍵詞：智能汽車；互聯網；重要性

前言

隨著經濟水平的提升以及互聯網行業的發展，汽車保有量和道路建設需求逐漸增加，交通事故、擁堵、污染、土地資源緊缺等一系列目前汽車技術和管理無法解決的問題日益突出。伴隨著互聯網的發展，智能汽車技術現階段正被視為最有效的解決辦法。

1 汽車智能化的含義

智能車輛技術主要包含智能控制與模式識別等學科前沿重點研究領域，其發展及應用具有重要的理論和現實意義[1]。從道路交通安全方面來講，由無人駕駛車輛研究形成的輔助安全駕駛技術，可以通過傳感器準確、可靠地感知車輛自身及周邊環境信息，及時向駕駛員提供環境感知結果，從而有效地協助提高行車安全，也能降低駕駛員對車輛駕駛管理的復雜度，提高單車的運行效率，可以緩解我國城市道路擁堵、交通系統運行效率較低的現狀。

2 汽車智能化發展現狀

隨著汽車電子技術的發展，汽車智能化技術正在逐步得到應用，這種技術使汽車的操縱越來越簡單，動力和經濟性越來越高，行駛安全性越來越好，因此，智能化是未來汽車發展的趨勢。

目前，汽車行業正在與互聯網巨頭加速融合。更為關鍵的是，物聯網在悄無聲息中，已經滲透至汽車生產制造各個環節，并逐步向創造價值環節滲透，尤其是滲透到產品研發、制造領域。目前互聯網巨頭造車尚處于計劃階段，最終到產品面世或許需要很久。但是互聯網對汽車產品以及制造環節的影響，在目前來看已經很深入。現階段人們對于汽車的形象已經逐步從“四個輪子兩個沙發”轉變為“四個輪子一臺計算機”。如今，“智能化”已經成為未來汽車主要技術發展趨勢，越來越多的車型將智能化作為主打技術。寶馬、通用、奧迪、觀致、比亞迪等已將未來的競爭力鎖定在這一領域。

2.1 汽車智能化內容

汽車的智能化內容主要是在原有傳統汽車技術上融入互聯網智能技術以及智能控制技術，最終要做的就是把人從汽車的駕駛中解救出來，使汽車操控更方便、安全性得到更好的保障、更加環保、實現車聯網，并最終實現整個智能汽車的生態圈。目前針對智能汽車主要研發的重點技術有智能汽車操作系統和無人駕駛技術。

2.2 無人駕駛汽車技術

無人駕駛汽車開發的關鍵技術主要有兩個方面[2]：車輛定位和車輛控制技術。（1）車輛定位技術，車輛定位常用的技術有視覺導航和磁導航等。（2）車輛控制技術，車輛常用的方法是神經網絡PD，智能PD算法，模糊PD等。

除以上提到的兩方面，無人駕駛汽車還需要其他一些高端技術的支持，比如人機交互系統、車輛調度系統和通訊系統等。

現有技術主要有[3]：（1）ABS，即防抱死制動系統。該系統可以實時監控輪胎運行情況，判斷車輪何時即將鎖死，并及時調整剎車。設備的反應時機比駕駛員把握得更加精準。（2）牽引力或穩定控制系統。牽引和穩定控制系統與ABS不同的是，該設備非常復雜，實際為各種系統的集成工作，防止車輛失控。（3）自動泊車系統，該系統可以代替駕駛員實時觀察周圍狀況，及時做出反應，使汽車安全泊車。

逐步發展的新技術有：（1）雷達，目前高端汽車已經標配了雷達，通常為安裝在前后保險杠旁邊，在監測到障礙物時會發出警報。（2）車道保持，工作方式主要為擋風玻璃上的照相機實時識別車道標志線，當監測出汽車開離自己的車道時，方向盤通常會通過振動提醒駕駛者。（3）激光雷達，以車頂光探測和測距系統為例，實時發射出幾十束激光，并且該設備以每分鐘上千轉的速度向上發射，在上方形成點云，從而賦予了汽車360度無死角視野。（4）紅外照相機，既汽車夜視系統，工作方式主要是用兩盞紅外燈向道路前方投射紅外光，在擋風玻璃上的照相機實時監測紅外信號，智能系統檢測出危險區域時會在儀表盤顯示區標示出。（5）立體視覺，將兩臺安裝在擋風玻璃上的照相機構成前方道路的實時3D圖像，實時預測行車路況并實現行車預測，避免潛在的行車危險。（6）智能導航，輸入目的地，導航系統實時監測汽車的動向及為汽車動態規劃行車路線，還有的配備了電子狗，為用戶提供更多的增值服務。（7）計速功能，將傳感器安裝于車輪上，通過車輪的轉速實時監測車速。

2.3 汽車智能操作系統

與傳統三屏——智能手機、平板電腦和個人PC相比較，由于車載系統得益于汽車較長的使用年限和更高的成本預算，已經成為軟件商家側重進軍的領域。傳統汽車操作系統主要是以GPS為中心，提供導航服務，嚴格意義來說算不上是汽車智能。

目前的汽車智能車載操作系統還不像科幻電影描述的那樣，可為用戶提供驚奇的功能，但是擁有智能操作系統的汽車卻可以給用戶帶來更多的駕駛操控性能和娛樂體驗。現階段車載操作系統的發展更多的是向智能手機和電腦靠攏，比如高分辨率的觸控屏幕，擁有車內WiFi、導航、行車監控、遠程控制、智能自助停車以及多媒體娛樂設施等。

3 未來汽車智能化的發展

現階段，IT行業已經成為科技發展的代名詞，而隨著汽車工業的發展，該行業已成為高科技技術應用最多的行業之一，因此汽車制造業與IT行業的進一步結合也就理所當然。當前傳統電腦和手機操作系統的開發技術已經非常成熟，而汽車操作系統作為一個新的空缺領域，各大軟件制造商正在竭盡全力爭奪汽車儀表板及其智能系統占有率。在汽車智能化越發普及的今天，車載操作系統也被賦予了全新的意義。

綠色汽車及其智能化是相輔相成的，且共同發展。綠色汽車的主要標志是低排放和零排放，主要發展趨勢是以電驅動為標志，其結果是汽車電氣化。汽車的電氣化為汽車的智能化的發展奠定了必要的技術基礎，傳統汽車向智能汽車的轉變需要在多項技術上實現大的突破。汽車智能化需要以眾多前沿性高科技術為前提和向導。例如GPS，通過GPS可實現對車的實時定位并智能地指出行駛路線，與此同時還可利用各種超聲波和視覺傳感器精確探測汽車周圍的環境，利用電信設備判定本車與其他交通設施的關系，最后通過人工智能作出判斷并自動執行各種命令操作，如轉向、加速、停車等。

4 結束語

汽車的智能化是未來整個汽車行業的發展趨勢，也是二十一世紀汽車技術迅速發展的標志。現階段針對汽車智能化的研究主要在于進一步提升汽車駕駛的安全性、操控舒適性，以及為用戶提供智能車載操作系統和良好的人機交互界面。現階段汽車的智能化已成為整個世界汽車工業的熱點研究領域，大多數發達國家都已將此研究項目納入到其重點發展的智能化交通系統中。汽車的智能化正進一步從科幻走向了現實。隨著技術進一步的發展，在不久的未來我們必定會領略到智能汽車的風采及其帶給我們的生活便利。

參考文獻

[1]楊劍.汽車智能化迎面而來[EB/OL].[2013-08-28]./http：//tech.sina.com.cn/i/10462175717.shtml.

[2]上海市隧道工程軌道交通設計研究院，上海申通軌道交通研究咨詢有限公司.上海市軌道交通應用無人駕駛系統研究論證報告[R].2005.

[3]王晨.無人駕駛智能車控制與規劃系統的設計與實現[D].上海：上海交通大學，2009.

[4]夏長明.現代汽車維修與保養[M].北京：機械工業出版社，2010.