智能交互在新能源汽車中的應(yīng)用及思考

孔春花 孫平文

摘 要：在科學(xué)技術(shù)革命的新潮中，基于網(wǎng)聯(lián)化的智能汽車已成為將先進技術(shù)綜合應(yīng)用到汽車及相關(guān)領(lǐng)域中的代表汽車技術(shù)和工業(yè)現(xiàn)代化未來發(fā)展趨勢的戰(zhàn)略高度的重要工具。我國目前正在大力推廣新能源汽車，以減少對原油的依賴并減少空氣污染。隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，新能源汽車正朝著智能化和網(wǎng)聯(lián)化的方向發(fā)展。其中，最重要，直接和有效的一種方式就是汽車與人之間的智能人機交互。本文介紹了新能源汽車的發(fā)展?fàn)顩r，未來智能互聯(lián)汽車將改善我們的生活。同時，探討智能交互在新能源汽車領(lǐng)域的應(yīng)用，總結(jié)智能交互的發(fā)展趨勢并提出思考。

關(guān)鍵詞：智能交互;新能源汽車;應(yīng)用;思考

隨著中國經(jīng)濟的快速發(fā)展，汽車保有量穩(wěn)步增長。汽車的廣泛普及帶來了便捷的交通選擇，但同時也帶來了許多社會和環(huán)境問題。近年來，中國的交通事故率一直很高，造成大量人員傷亡。另外，城市汽車交通的擁擠造成了巨大的直接和間接經(jīng)濟損失。同時，汽車消耗的石油資源繼續(xù)增加，嚴(yán)重影響了中國的能源安全。除了大量消耗化石能源之外，機動車輛發(fā)動機燃燒所產(chǎn)生的廢氣也嚴(yán)重影響了環(huán)境。為了解決上述交通安全和能源安全問題，已經(jīng)開發(fā)了各種技術(shù)方案。目前，智能汽車和新能源汽車的結(jié)合，以開發(fā)出能夠?qū)崿F(xiàn)綜合安全，舒適，節(jié)能和環(huán)保服務(wù)的下一代汽車系統(tǒng)，成為汽車研究機構(gòu)的關(guān)注重點。

智能交互涵蓋了廣泛的領(lǐng)域，前景誘人，這個新興學(xué)科的主要研究目標(biāo)是結(jié)合硬件和軟件的各種系統(tǒng)，例如：計算機，智能揚聲器，新能源汽車等。認(rèn)知心理學(xué)研究過程中的信息傳遞過程和結(jié)果表達是用于定義模糊邊緣的人體工程學(xué)，用于優(yōu)化傳輸過程，使用多媒體技術(shù)，通過使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)來提高可識別性，從而改善底線。新能源汽車公司提供全面的智能人機交互，可以改善用戶體驗，從而提高其產(chǎn)品的整體競爭力。因此，對智能交互的討論和研究非常重要，這對于新能源汽車智能化的發(fā)展具有重要意義。

1 智能化新能源汽車的發(fā)展現(xiàn)狀

新能源汽車在本質(zhì)上是無排放的汽車，沒有直接的污染物排放，間接污染物主要在發(fā)電過程中產(chǎn)生，并且可以通過集中處理得到控制。插電式混合動力汽車因其較低的燃料消耗而可將二氧化碳排放量減少30%以上。中國的新能源汽車產(chǎn)業(yè)主要由政策驅(qū)動，在國家和地方政府政策的支持下，中國的新能源汽車已經(jīng)實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化和規(guī)模化發(fā)展。

近年來，政策支持一直是中國新能源汽車市場快速發(fā)展的關(guān)鍵因素。隨著新能源汽車產(chǎn)業(yè)從入門階段到成長階段的轉(zhuǎn)變，中國的新能源汽車政策正在逐步適應(yīng)。國家的原則是維護補貼政策的總體穩(wěn)定性，調(diào)整和完善補貼方法，改善分配方法，增加制造公司和產(chǎn)品的進入壁壘，并建立堅實的監(jiān)管體系以促進技術(shù)進步和支持推廣在財政方面的補貼，更好的將清潔產(chǎn)業(yè)投入到當(dāng)前的發(fā)展生活中，幫助綠色產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。同時，在新能源的汽車不斷的成熟后，財政的補貼機制和逐步的退出機制是必要的發(fā)展流程，但是為了行業(yè)能更加健康的發(fā)展，我們身邊的環(huán)境更好的凸顯，開發(fā)新能源的汽車，保證我們身邊的環(huán)境是大勢所趨。

未來中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要驅(qū)動力包括：首先，盡管考慮到新能源汽車的補貼政策有所下降，但基于能源安全，環(huán)境保護和強大的汽車產(chǎn)業(yè)的考慮，該行業(yè)仍是中國未來專注于支持發(fā)展的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。其次，隨著新能源汽車的不斷發(fā)展，在電力為主的發(fā)展的新能源騎車中更好的凸顯了出來。原先人們一直在擔(dān)心電池的續(xù)航能力，現(xiàn)階段隨著我們國家的經(jīng)濟和科技實力的不斷發(fā)展，國產(chǎn)電池的續(xù)航能力和各項的性能和指標(biāo)在不斷的提升，已經(jīng)能更好的符合現(xiàn)代人們的發(fā)展需求;最后，在地方關(guān)于新能源汽車的管理政策中，管理消費者的需求進一步加強，能更好的凸顯新能源汽車的實力和水平。

智聯(lián)網(wǎng)汽車是人們進行出行的關(guān)鍵性的改變，也是在行車環(huán)境和用戶體驗感方面的飛躍提升，因此，在我們中國的智聯(lián)網(wǎng)汽車的發(fā)展中，已經(jīng)在多個智能試點開展實驗工作，并且面臨著測試建設(shè)。中國第一個針對聯(lián)網(wǎng)汽車的智能測試系列已經(jīng)進入測試階段。

智能網(wǎng)聯(lián)汽車配備了先進的車輛傳感器，控件，執(zhí)行器和其他設(shè)備，并集成了現(xiàn)代通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可實現(xiàn)汽車與人，汽車，道路和背景之間的智能信息交換，可以執(zhí)行安全，舒適，節(jié)能和高效駕駛等功能。

智能互聯(lián)汽車結(jié)合了智能汽車和網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)優(yōu)勢，涵蓋了汽車，信息通信和運輸?shù)仍S多領(lǐng)域。技術(shù)架構(gòu)相對復(fù)雜，主要分為智能聯(lián)網(wǎng)汽車涉及的車輛平臺和基礎(chǔ)設(shè)施，以及與車輛相關(guān)的技術(shù)，智能聯(lián)網(wǎng)汽車中的信息交互和基本支持。

2 智能人機交互概述

2.1 發(fā)展歷程

20世紀(jì)50年代，美國科學(xué)家首次提出了計算機控制臺設(shè)計的概念。這項工作主要討論了人們?nèi)绾问褂糜嬎銠C進行全面管理，并建立了一個統(tǒng)一的控制中心，以減輕因不同形式的不同操作而造成的身心壓力。此后，另一位科學(xué)家在其研究基礎(chǔ)上又走了一步，闡明了人機工程學(xué)在人機工程學(xué)中的地位，并通過緊密連接用戶和計算機為人機之間交互界面的設(shè)計奠定基礎(chǔ)。

1969年召開的國際人機系統(tǒng)會議是發(fā)展人機交互的重要里程碑。第一本專業(yè)雜志《國際人機研究》也在同年發(fā)行。在1990年代，特別是1995年以后，人們在各個垂直計算機領(lǐng)域了解了互聯(lián)網(wǎng)革命的發(fā)展，并且其發(fā)展成果很快在互聯(lián)網(wǎng)上得到了普及。個人和獨立的學(xué)術(shù)需求已被不同的生活和業(yè)務(wù)需求所取代，從容易滿足的人群到整個人類的人機交互，因此人機交互也在發(fā)展智能研究，如出現(xiàn)了虛擬交互，多模式交互等由人主導(dǎo)的新的研究方向。進入21世紀(jì)，隨著物聯(lián)網(wǎng)和計算機技術(shù)的發(fā)展，智能交互應(yīng)用領(lǐng)域變得越來越廣泛，幾乎涵蓋了使用機器，計算機或軟件的所有行業(yè)和領(lǐng)域。

2.2 分類概況

新能源汽車領(lǐng)域的智能交互可分為三類，包括V2P，即汽車與人之間的交互。V2V，即車輛之間的信息交換和結(jié)果表達。V2X，即汽車與所有事物之間的交互，主要包括道路，交通信號，道路環(huán)境，周圍天氣等。

當(dāng)前，智能交互主要基于V2P-人車交互。人車交互又可以分為以下七個類別：體感交互，觸覺交互，視覺交互，嗅覺交互，語音交互，生物交互和情感交互。

3 智能交互在新能源汽車中的應(yīng)用

3.1 應(yīng)用背景

隨著智能駕駛技術(shù)變得越來越復(fù)雜和成熟，汽車不再僅僅是人們的交通工具，而是在不同情況下扮演著不同的角色。基于當(dāng)前的車輛控制主題，駕駛員可以基于精確的意識形態(tài)進行智能交互，從而顯著減少對駕駛艙環(huán)境的干擾。因此，傳遞信息的人機對話，即語音交互和視覺交互多被用來表達結(jié)果。未來，無人駕駛汽車也可能成為居住的地方，在家庭或休閑場景中，交互方式，交互類型和交互內(nèi)容也將發(fā)生顯著變化。在這種情況下，單次交互遠(yuǎn)不能滿足人類需求。多峰混合交互已成為交互的主要形式。還有辦公室場景，在辦公室環(huán)境中，視頻會議和協(xié)作辦公室成為主流，并且相應(yīng)的視覺交互，語音交互和體感交互成為交互的主要形式。

3.2 智能信息交互系統(tǒng)

智能信息交互系統(tǒng)實現(xiàn)了車輛與行駛環(huán)境之間的信息交互，車輛對交通環(huán)境的識別以及多種信息的融合與處理。該系統(tǒng)包括車輛對車輛通信模塊，車輛對道路通信模塊，無線遠(yuǎn)程通信模塊，車載檢測系統(tǒng)和多源信號處理模塊，安裝在車輛上的檢測系統(tǒng)中的每個模塊和傳感器都以車輛中的一種總線交互。

車輛之間的通信是通過安裝在車輛上的V2V通信模塊進行的，該模塊主要傳輸有關(guān)車輛自身運動和零部件工作的信息。車輛與道路間通信是通過安裝在車輛上的V2I通信模塊與道路基站之間的無線通信來實現(xiàn)的。車輛側(cè)發(fā)送與車輛的運動和部件的工作有關(guān)的信息，而道路側(cè)主要發(fā)送與交通流和道路有關(guān)的信息。無線遠(yuǎn)程通信模塊主要用于車輛與手機和互聯(lián)網(wǎng)的通信。交互信息主要包括手機遠(yuǎn)程監(jiān)控和遙控信息，基于互聯(lián)網(wǎng)的車輛系統(tǒng)更新信息，服務(wù)查詢信息等。集成的檢測系統(tǒng)配備有GPS，雷達，攝像頭，車輛運動傳感器和車輛部件傳感器可提供有關(guān)車輛本身以及收集車輛的行駛環(huán)境的信息。多源信號處理模塊主要基于多源信息，例如車輛之間通信，車輛與道路通信，遠(yuǎn)程無線通信和車輛傳感器系統(tǒng)。它執(zhí)行適當(dāng)?shù)亩嘣葱盘柋O(jiān)視和管理，并使用信息融合作為信號處理的理論基礎(chǔ)，提供準(zhǔn)確的信息，為便于進行全面的車輛控制和駕駛員操作。

混合動力電動汽車可以改善汽車燃油消耗，并在一定程度上減少排放，解決當(dāng)前的能源和環(huán)境問題，并已逐漸進入工業(yè)化生產(chǎn)階段。然而，混合動力車輛僅基于當(dāng)前車輛狀態(tài)執(zhí)行能量管理和能量分配，缺乏對交通信息的有效識別，并且在完整的運行條件下，很難優(yōu)化系統(tǒng)的燃油消耗。應(yīng)用于智能混合動力汽車的行駛環(huán)境信息交互系統(tǒng)主要用于識別車輛運動狀態(tài)，車間運動狀態(tài)和交通環(huán)境，包括雷達，攝像頭，車輛與道路通信模塊等。

4 結(jié)語

綜上，智能交互在新能源汽車領(lǐng)域的應(yīng)用，首先改變是我們的出行方式，其次改變我們的行車環(huán)境，再次會改變我們的用車體驗，并最終重新定義人和汽車生活的內(nèi)涵。智能化新能源汽車是未來汽車產(chǎn)品形式和汽車技術(shù)發(fā)展的亮點。它們是移動互聯(lián)的智能終端，是城市智能交通系統(tǒng)以及中國汽車行業(yè)的轉(zhuǎn)型和現(xiàn)代化以及未來的工業(yè)生態(tài)和價值鏈的重要鏈接。智能化新能源汽車的發(fā)展是一個影響深遠(yuǎn)，極其復(fù)雜的系統(tǒng)項目，需要不同行業(yè)和領(lǐng)域的各方共同合作。這不僅包括汽車，交通，信息，通信，電子和城市發(fā)展等各個領(lǐng)域的重要技術(shù)突破，還要求國家，行業(yè)，公司和社會之間進行適當(dāng)?shù)姆止ぃ行У幕雍蛥f(xié)同合作。在新一輪科學(xué)技術(shù)革命的機遇的重要階段，國家必須堅持此關(guān)鍵的發(fā)展方向和把握技術(shù)核心競爭力。

注：教育部“北創(chuàng)助教”基金課題“新能源汽車實訓(xùn)臺智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)應(yīng)用研究”課題組。

課題編號：2018A05024。

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