基于互聯網平臺的智能網聯汽車系統研究

黃將誠 孫暢 傅喜龍

（重慶電子工程職業學院 重慶沙坪壩 401331）

一、引言

為與國際先進智能網聯汽車技術水平保持同步發展，2016年，工信部組織行業加緊制定智能網聯汽車的發展戰略、技術路線圖和標準體系，交通部在實行“兩客一微”車輛管理方面也已經在智能交通管理積累了豐富經驗。2018年，由上海市經信委、市公安局和市交通委聯合制訂的《上海市智能網聯汽車道路測試管理辦法(試行)》正式發布。“將傳統優勢和前沿優勢結合起來能加快汽車產業的發展。”工業和信息化部部長苗圩此前表示，鼓勵非傳統汽車產業的企業與當下的汽車制造商開展合作，促進創新，增強競爭。

智能網聯汽車即是指搭載了先進的車載傳感器、控制器、執行器等裝置，并與現代通信與網絡技術相融合的新一代汽車，可實現車與人、車、路、云等智能信息交換、共享，具備復雜環境感知、智能決策、協同控制等功能[1]。

二、系統總體框架

基于互聯網平臺的智能網聯汽車系統采用“監控中心-局域控制-信息采集”3層結構，通過IOT服務云作為底層設備控制中心，將服務端與設備端通過IOT通信協議鏈接，系統總體框架如圖1所示。近場通信將IOT設備、汽車控制器以及工業攝像頭之間相互通信，由IOT服務云將車輛和道路信息傳輸到數據網聯中心，網聯中心對數據進行操作后傳輸給APP和web系統，實現對無人汽車的控制和監測。

圖1 系統總體框架

三、系統技術架構

為滿足智能網聯汽車系統在協同道路對低延遲、高可靠通信網絡的需求，設計智能網聯汽車系統的技術架構如圖2所示。

圖2 系統技術架構

其中數據增值主要以數據分析、深度挖掘數據以及智能網聯汽車服務協同互聯網云平臺來體現數據價值，在擁有安全機制下的云服務集群中使用控制協同、信息共享、數據采集和OTA升級等技術處理汽車數據信息，實現汽車信息的管理[2]。在通信網關的作用下將汽車與智能設備接入智能網聯汽車協同互聯網云平臺，實現無人車系統對車路的管理和控制。

（一）無人車總體架構

智能網聯汽車系統中無人車的設計架構主要分為兩部分，即無人車控制系統和硬件設備，無人車總體架構如圖3所示。

圖3 無人車總體架構

①無人車控制系統采用ROS開源機器人控制系統，它可以提供硬件抽象、底層設備控制、常用功能實現、進程間消息以及數據包管理，主要用于實現車輛動態控制、導航等功能[3]。

②硬件設備包括車輛驅動控制器、傳感器、SLAM激光雷達以及工業攝像頭，主要用于檢測車輛參數、車速控制、防碰撞、電池電量等[4]。

（二）無人車網聯系統

無人車網聯系統主要由道路設備展示、車輛信息顯示、路況信息展示和IOT服務器四部分組成。

①系統展示道路紅綠燈、車標等路況信息，實現無人車行駛過程中對路況信息全面掌握。

②車輛信息顯示將車輛參數、車速、電池電量等車輛數據展示在可視化界面，全面準確的掌握無人車狀態。

③工業攝像頭將無人車行駛過程中的道路狀況信息傳輸到IOT云服務器中，經過數據處理，將實時路況信息呈現在系統上。

④道路設備信息、路況信息以及車輛信息之間利用設備將數據傳輸到IOT服務器上進行設備通信。

服務器處理設備提供的數據進行冗余和互補，并將其加以綜合，形成更完整精準的無人車行駛信息，降低不確定性，提高了決策、規劃和反應的快速性，提高了無人車行駛的精確性[5]。

四、場景搭建

通過模擬某個道路環境，搭建各種交通元素、交通信號等設施，提供公交、物流等多種應用場景，實現對現實世界的仿真模擬。

圖4 場景模擬

在模擬場景中融合現代通信和網絡技術，實現車與車、車與路、車與云端對周邊復雜環境信息交換和共享，設計更完善的智能網聯汽車系統。

五、結束語

本文對智能網聯汽車系統的總體框架和總體技術架構分別進行了描述，闡述了無人車和網聯系統的組成部分和各功能。采用IOT服務云與設備端、服務端相融合，底層設備控制中心將汽車控制器、傳感器等信息傳輸到數據網聯中心，經過處理將其展示在APP和web系統界面，實時監測和管理無人車行駛狀況，提高了智能網聯汽車系統的準確性、決策的正確性[6]。通過仿真和實驗，驗證系統的穩定性和精確性，具有較高的社會價值。