浅析智能网联汽车技术

朱小燕 邹亚强 何寿柏

摘 要：发展智能网联汽车以上升为交通强国建设的国家战略，智能网联汽车为人民群众的出行提供了智能、绿色、高效、舒适的选择模式。文章结合智能网联汽车发展现状，主要分析了智能网联汽车电子、V2X通信、云平台、MEC等关键技术。

关键词：智能网联汽车;V2X通信;云平台;MEC

中图分类号：U469.7;TP212.6  文献标识码：A  文章编号：1671-7988（2020）13-20-03

Analysis on Intelligent Networked Automobile Technology

Zhu Xiaoyan， Zou Yaqiang， He Shoubai

（ Changzhou Liu Guojun Higher Vocational and Technical School， Jiangsu Changzhou 213025 ）

Absrtact： The national strategy of developing intelligent network connection automobile is promoted to the construction of transportation power above， and intelligent network connection automobile provides intelligent， green， efficient and comfortable choice mode for people's travel. This paper mainly analyzes the key technologies of Intelligent Networked Automobile Electronics， V2X Communication， Cloud Platform， MEC and so on.

Keywords： Intelligent Netcom Automobile; V2X Communication; Cloud Platform; MEC

CLC NO.： U469.7; TP212.6  Document Code： A  Article ID： 1671-7988（2020）13-20-03

前言

国务院2019年9月颁布的《交通强国建设纲要》，明确指出大力发展智能网联汽车产业，形成自主可控完整的产业链。2020年是5G正式商用元年，而智能网联汽车又是5G非常重要实践与应用场景之一，实现“人-车-路-云”的高度协同[1]，从而推动自动驾驶技术的进步。

1 智能网联汽车技术概述

1.1 智能网联汽车的概念

智能網联汽车[2]（intelligent and connected vehicle，ICV）是指装备了各类先进的车载传感器、控制器、执行器，并融合了当代通信与网络技术，满足车与X（车、路、人、云等）信息交换，数据共享，复杂行驶环境感知、智能决策、协同控制等需求，可实现智能、经济、安全、舒适行驶，并最终实现无人驾驶的新一代汽车。

1.2 智能网联汽车和智能汽车、车联网的联系与区别

车联网[3]是借助全新的信息和通信技术，实现车内、车与X（车、路、人、云等）连接的网络体系，提高车辆的智能化和自动化，打造全新的交通服务模式，提升交通效率，改善驾乘体验，为使用者提供更安全、更便捷的综合服务。车联网的特点是网络化、汽车智能化、服务新业态。

车联网应用场景（如图1）。以“两端一云”为主要载体，道路基础设备作为必要补充，将智能网联汽车、车联网服务云平台、移动智能终端等对象互联互通，包含了车内通信、车-路通信、车-车通信、车-人通信、车-云通信这五种通信场景[4]。

智能汽车[5]是指通过搭载先进的电控系统，采用AI、信息通信、大数据、云计算等新技术，具备半自动或全自动驾驶功能，从简单交通运输工具向智能移动载体变化的新型汽车。目前，智能汽车正在向网联式智能化（CV）、自主式智能化（AV）、智能网联汽车（ICV）这三个方向发展。

智能网联汽车实现了汽车与信息、通信、“新基建”等产业跨界融合，是车联网和智能汽车的集合体。

1.3 国内智能网联汽车的发展状况

目前，国内网联化水平相对不高，还处于发展的低级阶段。2015年，国内智能网联汽车市场渗透率不足10%;国内车厂搭载T-Box市场渗透率仅有两成左右;2018年上半年，搭载操作系统的新款手机APP共26款，不到新上市总量的40%。2018年国内乘用车新车（L1）搭载率约14%，新车驾驶辅助系统（L2）搭载率5%左右[6]。

2 智能网联汽车关键技术分析

智能网联汽车主要是由感知系统、决策系统、执行系统和通讯系统等组成[7]，关键技术与汽车电子、V2X通信、网络云平台、MEC、信息安全等密不可分。

2.1 传感器是智能网联汽车感知系统关键单元

感知系统是由摄像头、激光雷达、毫米波雷达、高精度地图和高精度定位等组成， 主要是根据摄像头和GPS，自动收集信息绘制出高精度地图。该系统通过传感器采集的信息进行图像处理，智能网络识别车辆周围障碍物，实现复杂道路自主躲避障碍、行车距离控制、车道线识别、导航等功能。该系统可及时感知靠近车辆的方位、车速，对驾驶员的行驶意图进行预测，提升车路协同的效应[8]。

目前，由速腾聚创公司研发的 RS-LiDAR-M1 Smart车规级智能固态激光雷达（售价1898$），综合了AI感知算法及SOC芯片，能运算出高分辨率三维点云数据，更好的满足AI智能感知系统的需求。

2.2 V2X通信技术是智能网联汽车通信系统的核心环节

V2X通信技术[9]（Vehicle to Everything）是指车与车之间（V2V）、 汽车与行人（V2P）、 汽车与道路基础设施（V2I）、以及汽车借助移动网络与云端（V2N）进行信息交换的一种通信方式。其主要有2种路线：基于Wi-Fi改变和进化来的DSRC通信技术与基于边缘蜂窝网络的C-V2X通信技术。

DSRC（ Dedicated Short Range Communication）专用短程通信[10]是一种ITS智能运输系统中专门用在汽车在高速公路等收费点能够不停车自动收费 EFC的通信技术，ETC收费系统 DSRC是其中一项。DSRC最早诞生与在美国，主要是由美国政府和通讯企业界推动，经过二十多年的发展，确认为V2X技术的标准。德国大众、日本丰田网联汽车等项目均使用DSRC技术。

C-V2X（Cellular-V2X）[11]是基于3GPP全球统一标准的通信技术，包含LTE-V2X、5G- V2X及后续演进。C-V2X通讯技术通过蜂窝网络，支持蜂窝通信接口和PC5接口，能重复利用蜂窝网的基础设施，基站建设成本不高，网络覆盖面大。用在更加密集的场景时，C-V2X的通信距离更远、非视距通信性能更佳、可靠性更强、容量更高、拥塞控制性能更佳。对比DSRC，C-V2X优势非常明显。与美国不同，中国更倾向于C-V2X技术，欧洲主流主机厂依据自动驾驶技术的发展演进，也更多的采用C-V2X技术。

2.3 云平台是智能网联汽车决策系统不可或缺组成部分

云平台是基于硬件资源和软件资源的服务体系，为用户提供计算、网络和存储能力[12]。 云计算平台可以划分为3类：数据存储型云平台，数据处理云平台以及计算和数据存储处理兼顾的综合性云计算平台。云平台一般具备如下特征：硬件管理对于使用者高度抽象：使用者如果需要某些应用程序或资源时，就向“云”发出指令，很快，就会呈现结果，但用户不知道哪里的服务器和哪些主机提供的服务，隐匿相关实现细节，最终以整体的形式提供给客户。智能网联汽车其本质是大型的移动终端，利用云平台智能网联汽车决策系统稳定和安全运行提供了有利的支持。

2.4 MEC技术是智能网联汽车云计算平台从移动核心网络内部向移动接入网边缘的下沉

多接入边缘计算（Multi-access Edge Computing，MEC）[13]，由边缘、核心和云数据中心三个部分组成。MEC是把云平台从移动核心网络内部引入到移动接入网边缘，有利于拓展和延伸计算及存储资源。MEC第三方提供了具备延迟非常低、带宽高、实时访问性强云计算功能和在网络边缘的进行IT服务条件。这些功能的实现和高性能的芯片以及虚拟存储技术密切相关。MEC实现移动网络与移动应用的“零距离”，支持各类OTT（Over The Top）应用场景。

3 AI智能自动驾驶技术引领动智能网联汽车

高通骁龙研发的 Ride智能驾驶系统。该系统包含有安全芯片、安全加速器和自动驾驶软件栈，可以实现自动驾驶L4/L5的最复杂运算需求。能够满足L1/L2级主动安全ADAS、L2+级ADAS、L4/L5级自动驾驶全方位的技术需求，实现高度可拓展、开放、完全可定制化的功能。

三星集团开发了基于5G的 Digital Cockpit 2020数字座舱（如图2）。三星的数字座舱运用安卓平台，通过装备的三星Bixby人工智能助手，采用5 G网络连接汽车，实现与开发的家居平台协同运行，向用户提供人车一体式的互动空间。

奥迪全新智能概念车AI（如图3）：ME采用AI算法，搭载Level4自动驾驶系统，实现AI和使用者自身的交互联系。此外，奥迪研发的3D混合实境HUD 抬头显示器能够让司机开车时视线直视道路前面，不需改变眼球焦点，从而获得更轻松的驾驶体验。

4 结语

目前，越来越多的企业倾向与基于车路协同探索自动驾驶和道路智能化的解决方案，通过网联化（协同智能）弥补单车智能的不足。本文仅对4种智能网联汽车关键技术要点进行了探讨，提出了AI智能自动驾驶技术是未来智能网联

汽车的发展趋势，为智能网联汽车行业发展提供一些借鉴，但还是有许多新技术需要进一步的研究。

参考文献

[1] 汤立波，康陈.车联网产业融合发展趋势[J].电信科学，2019，35（11）： 96-100.

[2] 《中国公路学报》编辑部.中国汽车工程学术研究综述·2017[J].中国公路学报，2017，30（06）：1-197.

[3] 李聪聪.面向车联网信息安全问题的安全机制研究[D].北京交通大学，2019.

[4] 沈岑.车联网通信安全与隐私防护机制研究[D].北京交通大学， 2018.

[5] 李克强，戴一凡，李升波，边明远.智能网联汽车（ICV）技术的发展现状及趋势[J].汽车安全与节能学报，2017，8（01）：1-14.

[6] 曹悦恒.典型国家汽车产业国际竞争力比较研究[D].吉林大学， 2018.

[7] 李子龙.基于人工神经网络的智能汽车循迹控制研究[D].合肥工业大学，2019.

[8] 張立增.智能汽车方向与速度综合决策的混合机理与规则建模研究[D].吉林大学，2017.

[9] 滑思忠.V2X关键技术在城市道路智能交通中的应用研究[D].长安大学，2018.

[10] 魏赟.基于物联网的智能交通系统中车辆自组织网络建模与仿真研究[D].兰州交通大学，2017.

[11] 陈山枝，胡金玲，时岩，赵丽.LTE-V2X车联网技术、标准与应用[J].电信科技大学，2018，34（04）：1-11.

[12] 宋炜炜.基于时空信息云平台的空间大数据管理和高性能计算研究[D].昆明理工大学，2015.

[13] 苗莉.边缘计算环境下安全防御模型及算法研究[D].北京科技大学，2019.10.16638/j.cnki.1671-7988.2020.13.007