車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在汽車自動駕駛技術(shù)上的應(yīng)用研究

袁朋 瞿偉凱 王曉晨

摘 要：車聯(lián)網(wǎng)是汽車領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)自動駕駛的關(guān)鍵技術(shù)，也是自動駕駛產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必要系統(tǒng)。汽車自動駕駛技術(shù)經(jīng)過多年發(fā)展，已經(jīng)將部分性能逐漸完善。而在網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)不斷革新的情況下，汽車智能化程度也有所提升，自動駕駛技術(shù)更是獲得了更好的發(fā)展環(huán)境。本文將根據(jù)汽車自動駕駛技術(shù)的原理，分析車聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：車聯(lián)網(wǎng)技術(shù);自動駕駛技術(shù);V2X無線通信

世界經(jīng)濟發(fā)展速度加快促成了網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)發(fā)展，而5G通信技術(shù)的出現(xiàn)促使汽車產(chǎn)業(yè)受到明顯影響。依據(jù)國際電信部門要求，5G通信技術(shù)將會首要應(yīng)用到汽車產(chǎn)業(yè)當(dāng)中，促使傳統(tǒng)汽車和新能源汽車都向著網(wǎng)聯(lián)化方向發(fā)展。在該種情況下，汽車自動駕駛技術(shù)受到推動，其發(fā)展速度加快且向著商業(yè)模式前進。本文將就汽車自動駕駛技術(shù)對于車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用展開詳細(xì)分析。

1 車聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)概述

車聯(lián)網(wǎng)是指汽車通過車載無線通訊設(shè)備，對車聯(lián)網(wǎng)云平臺中的所有車輛動態(tài)信息進行有效利用，在車輛運行中提供不同的功能服務(wù)。其目前已經(jīng)進入非常成熟的發(fā)展階段，在車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的作用下，汽車能夠突破單一信息孤島的局面，通過車聯(lián)網(wǎng)平臺與專屬控車APP、在線導(dǎo)航、在線電臺、在線音樂、智慧交通等生態(tài)產(chǎn)生信息連接，在信息共享與用戶體驗上突破瓶頸。在如今，隨著V2X技術(shù)已經(jīng)越來越成熟，車聯(lián)網(wǎng)將從現(xiàn)有的車-云-人架構(gòu)逐漸向車-云-路-設(shè)施-人演進。V2X技術(shù)具備兩種路線選擇，一種屬于專用的短程無線通信技術(shù)，該種技術(shù)搭載了IEEE802.11p。而另外一種則搭載了LTE，也是無線通信技術(shù)的一種，是我國主推的技術(shù)類型。如今，美國、日本等國家主要采用第一種短程無線通信的方式來進行場外試驗，其中美國交通部門表示期望能夠在V2X技術(shù)的輔助下增加美國汽車的DSRC功能。

2 汽車自動駕駛技術(shù)原理

當(dāng)前自動駕駛技術(shù)主要單車自動駕駛，主要依靠人工智能、視覺計算、毫米波雷達(dá)、監(jiān)控裝置和GPS系統(tǒng)等協(xié)同合作，讓車載自動駕駛控制器在無人干預(yù)的情況下，自動安全地操作汽車。在駕駛過程中，該自動駕駛控制器在實時采集車輛周邊的環(huán)境信息，并根據(jù)決策系統(tǒng)對車輛發(fā)出控制指令，車輛根據(jù)控制指令進行行車姿態(tài)控制，實現(xiàn)自動駕駛。

汽車自動駕駛技術(shù)當(dāng)中，自動駕駛決策系統(tǒng)占據(jù)非常重要的地位，其關(guān)系到是否能夠?qū)ζ嚢l(fā)出正確的自動駕駛指令，關(guān)系到信息分析是否準(zhǔn)確，能不能保障汽車自動駕駛的安全和穩(wěn)定。通常情況下，汽車自動駕駛系統(tǒng)會采用Freescale MC9S12DG128B單片機來作為系統(tǒng)的核心部件，該單片機能夠使整個主控制器的處理器性能更高。在汽車處于自動駕駛狀態(tài)時，其接收的數(shù)據(jù)信息眾多，需要開展的信息分析工作量龐大，需要單片機處理器具備非常強悍的運算能力。而Freescale MC9S12DG128B單片機滿足這一需求，其能夠?qū)崟r中斷指令并控制汽車指令復(fù)位，促使汽車自動駕駛系統(tǒng)處于穩(wěn)定可靠的運行狀態(tài)。

3 車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在汽車自動駕駛技術(shù)上的應(yīng)用

3.1 車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在汽車自動駕駛系統(tǒng)中的平臺嵌入應(yīng)用

對于汽車自動駕駛技術(shù)來講，將車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)運用到汽車自動駕駛系統(tǒng)以后，其能夠為自動駕駛決策系統(tǒng)提供自動駕駛雷達(dá)、攝像頭不能感知的距離之外的路況信息，輔助駕駛系統(tǒng)進行決策。如果自動駕駛車輛出現(xiàn)碰撞等安全事故，汽車也可以通過車聯(lián)網(wǎng)向管理平臺發(fā)出預(yù)警，管理平臺將自動通知急救部門、道路安全部門、保險公司等相關(guān)部門進行應(yīng)急處理，最大限度保證車乘人員的人身財產(chǎn)安全。隨著時代的發(fā)展，未來將以汽車為載體實現(xiàn)車聯(lián)網(wǎng)+V2X+智能駕駛技術(shù)相互融合的高級自動駕駛技術(shù)。在未來的汽車上，通過V2X設(shè)備接收到道路以及交通設(shè)施的實時信息，通過車載設(shè)備獲得車輛信息、在通過車聯(lián)網(wǎng)設(shè)備上傳到管理平臺，管理平臺利用強大信息處理能力為車輛自動駕駛控制系統(tǒng)提供云端控制決策，自動駕駛系統(tǒng)根據(jù)單車控制系統(tǒng)獲取的實時信息，結(jié)合云端控制決策，提供更加強大、更加安全的自動駕駛能力。

3.2 車聯(lián)網(wǎng)在汽車自動駕駛系統(tǒng)中的路線設(shè)計應(yīng)用

未來的自動駕駛決策體系將由現(xiàn)在的車端單一采集數(shù)據(jù)決策體系演進為由車端設(shè)施、路端設(shè)施、云端設(shè)施多端信息多源信息決策體系。汽車需要在原有的車端采集設(shè)備與云端聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的基礎(chǔ)上，增加與路端設(shè)備數(shù)據(jù)通訊的V2X通訊設(shè)備，路端設(shè)備也需要增加道路參與者采集能力與聯(lián)網(wǎng)能力。V2X通訊設(shè)備的主流方案為通過5G技術(shù)與路端的交通設(shè)施進行數(shù)據(jù)交互，以列陣的方式來將交通設(shè)施所傳遞的信號發(fā)送到V2X，交通設(shè)施的信號包含道路參與者（行人、機動車、非機動車等）的位置信息與速度信息。與此同時車聯(lián)網(wǎng)云端平臺也同時收到車端采集的數(shù)據(jù)與路端設(shè)備上傳的信息。云端系統(tǒng)利用強大的計算能力，使用經(jīng)過充分訓(xùn)練的自動駕駛云端決策模型，對當(dāng)前交通環(huán)境下所有汽車、道路設(shè)備以及其他交通參與者提供的大量數(shù)據(jù)進行計算，獲得當(dāng)前車輛的自動駕駛決策指令，并發(fā)送到車端自動駕駛決策系統(tǒng)。車端自動駕駛決策系統(tǒng)將根據(jù)車端獲取道路數(shù)據(jù)與感知數(shù)據(jù)與云端決策指令進行協(xié)同決策，最終生成汽車自動駕駛的控制指令，汽車根據(jù)指令進行執(zhí)行。執(zhí)行結(jié)束后，車端自動駕駛決策系統(tǒng)會通過車聯(lián)網(wǎng)將執(zhí)行效果反饋給云端平臺用于建立自動駕駛場景庫，并優(yōu)化云端決策算法，形成業(yè)務(wù)閉環(huán)。

4 結(jié)束語

車聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域中所采用的V2X技術(shù)幫助汽車自動駕駛功能搭建了無線通信系統(tǒng)，且其能夠?qū)崿F(xiàn)汽車信息云同步，為自動駕駛技術(shù)提供3D動態(tài)地圖，突破自動駕駛技術(shù)的盲區(qū)，實現(xiàn)車間協(xié)同。在車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的輔助下，自動駕駛技術(shù)能夠加快智能化進程，并且為行車安全提供保障。為此，在5G時代帶來的背景下，需要進一步優(yōu)化車聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)，并將其與自動駕駛技術(shù)融合在一起，從而對自動駕駛功能進一步升級和改造。

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