浅谈智能网联技术在汽车上的应用

覃文周

摘要：汽车在人们的日常生活中扮演着重要的角色，它是人们主要的交通工具，汽车已经成为当代人生活中不可缺少的一部分。随着汽车制造业不断融合人工智能技术、互联网技术、信息通讯技术等高端技术，汽车行业的发展也发生了巨大的变化，当前汽车正逐步向智能化、网联化的方向发展。智能网联汽车也应运而生。本文主要介绍分析智能网联技术的基本概念、智能网联技术在汽车上的应用、智能网联汽车的关键技术以及其未来的发展情况。

Abstract： Cars play an important role in people's daily life. They are people's main means of transportation. Cars have become an indispensable part of contemporary people's lives. As the automobile manufacturing industry continues to integrate high-end technologies such as artificial intelligence technology， Internet technology， and information and communication technology， the development of the automotive industry has also undergone tremendous changes. At present， automobiles are gradually developing in the direction of intelligence and connectivity. The intelligent networked car also came into being. This article mainly introduces and analyzes the basic concepts of intelligent connected technology， the application of intelligent connected technology in automobiles， the key technologies of intelligent connected vehicles and its future development.

关键词：智能网联技术;汽车;应用

Key words： intelligent network technology;automobile;application

中图分类号：U46                                           文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2022）01-0235-03

1  智能网联技术的概念

智能网联技术是随着社会发展以及科技进步而发展起来的一种新技术，它主要是将先进高端的传感技术、信息通讯技术、智能控制技术、计算机技术和数据传输技术等整合在一起，运用以上各技术的特点建立形成的具有運用范围广、准确高效、发挥稳定的智能管理系统。由于智能网联技术的优越性、发展性。智能网联技术也逐渐被运用在汽车上，它的运用可以使得汽车更加智能、互联、节能，智能网联技术在汽车上的应用，我们把这类汽车称为智能网联汽车。汽车融合智能网联技术发展成智能网联汽车可进一步促进车辆的安全高效、舒适节能行驶。智能网联汽车的出现，促进了汽车技术的发展。

2  传感技术在汽车上的应用

传感技术主要的作用是对周围环境进行感知，传感技术在汽车上的运用主要是感知外部环境，可作为汽车的眼睛和耳朵，接受外界信号。该技术感知汽车周围环境主要是利用毫米波雷达、激光雷达、双目摄像头、超声波传感器、V2X通信技术和视觉传感器获取行人、道路、障碍物、外部车辆位置、交通标志和交通信号灯等信息，汽车控制器接收分析并处理这些信息，这些信息是智能汽车行驶的信息源，为汽车提供行驶的决策提供依据。

汽车运用传感技术感知环境对象，主要有三个方面：第一，驾驶路径标识的感知，结构化道路的行驶路径识别包括道路交通标志，道路边缘线，十字路口引导线，指导车道线，人行横道线，道路入口和出口标志和道路隔离器识别。第二，周边物体的感知，汽车对周边物体的感知有对行人的感知、其他车辆的感知以及地面上运动或静止的可能影响车辆安全行驶的物体的感知识别。第三，车辆的驾驶环境得检测，汽车的驾驶环境检测包括对天气的检测、路面的检测、道路交通情况的检测以及交通信号的识别。

当前来看，环境感知技术在汽车上的应用，感知元件主要包括高端传感器、毫米波雷达、激光雷达、超声波传感器、融合传感技术等。高端传感器主要是指汽车上的转速传感器、方向盘转角传感器、温度传感器、微机械陀螺仪、加速度传感器等，这些传感器主要是感知车辆本身的状态，然后再利用计算参数分析汽车的驾驶情况以及车辆的状态，使汽车更加安全的行驶。毫米波雷达作为感知元件，它可以感知分辨很小的目标，获取周围环境的距离信息，控制器通过识别分析技术确认行驶环境。激光雷达和毫米波雷达有一定的相似功能，激光雷达可以检测目标的方位、速度、距离、高度等，激光雷达通过感知技术获取这些信息，作为技术信息进行驾驶分析。超声波传感器主要用于检测近距离的物体，受到光的影响比较小，可以穿透不透明物体进行测量。利用多种传感手段获取不同形式的信息被称为融合传感技术，它感知驾驶环境依靠的是多信息融合感知，如视觉传感技术与毫米波雷达、激光雷达、超声波雷达等传感感知元件的融合。它具有极好的环境适应性，获取信息更丰富全面，提供的感知信息更加可靠等优点。除此之外自我组织网络也是一种感知技术，他主要通过汽车本身的组织网络获取汽车行驶环境信息和其他车辆行驶信息，也可以传递自身信息给周围车辆。该技术可以对宏观行驶环境的信息进行收集，实现车与车之间的信息共享。

3  无线通信技术系统在汽车上的应用

无线通信网络技术是指可以利用电磁波无线技术进行近远距离通讯的技术，在通讯传递过程中不需要有线介质。当前，无线网络通信技术主要有V2X通信、蓝牙通信、DSRC通信等。

V2X通信是指汽车与外界的一种信息交换。该技术集合了定位技术、车与车的通信技术、汽车网络技术，无线通信技术以及遥感技术，这些技术的融合开辟了汽车新技术的发展方向，这使得汽车开发出了自动智能驾驶和手动驾驶技术。智能网联汽车V2X通信技术主要是指车与车之间的互通技术、汽车与行人之间的通信、汽车与云端平台之间的通信、汽车与基础设施之间的通信。这些技术的产生使得汽车可以准确获取周围环境信息，并在汽车启动过程中实时监控，实现智能控制，确保汽车的行驶安全，同时可以降低交通事故的发生。如图1智能网联技术对周围环境的感知技术原理图即表现了传感技术、网络技术以及通讯技术在汽车上的应用。

图1中的原理，主要表现在：第一，行人感应识别，该功能可以判断汽车行驶过程中前方以及侧面是否有行人，第二，道路交通网络信号感知，通过自动模式识别对红绿灯、交叉路口的信号灯进行感应、进而实现高效管理通过交叉路口;第三，道路交通标志的感知，该作用主要是用于识别道路两侧的各类交通标志，例如遇到弯道注意标志、限速标志等，以及时提醒驾驶员需要注意安全;第四，道路周围交通状况感知，该功能主要是分析道路交通周围情况，是否存在交通拥堵，是否存在交通事故等问题，这样可以提高汽车对道路的选择;第五，周围汽车的感知，该功能主要是检测该车辆周围汽车存在的情况，检测前后左右是否有车辆，这样可以避免与其他车辆发生碰撞。

V2X通信技术在智能网联汽车上的应用比较广泛，以V2I（车辆与基础设施间的信息交换）技术应用为例，下列是几种主要应用：

第一，道路异常预警技术，该技术主要是在主车辆上安装V2X信息通讯技术终端，汽车在行驶过程中，如果遇到交通事故或者交通管制等突发事件时，V2X技术中的终端接收到异常信号，V2I通信技术再把这种异常的信息输送到周边的汽车上，周围的汽车根据V2I通信技术共享的信息自主选择调整行驶的线路，避开特殊有情况的路线。如图2即是道路异常预警技术在汽车上的应用原理图。

第二，道路湿滑预警技术，该技术也是在主车辆安装上V2X信息通讯技术终端，如果汽车行驶中，前方有雨、雪等恶劣天气导致的湿滑道路。V2X通讯信息技术也会在终端上获取该湿滑道路的位置信息，该技术再把获得的信息发送到信息共享平台，周围汽车也会收到相应信息，其他车辆得到信息后根据具体情况自动选择行驶速度与路线避开危险的道路区域。（图3）

第三，行人预警技术，该技术的应用主要是在主车辆中安装V2X通讯信息技术终端系统，用该技术的关键技术检测器检测周围区域内行人的位置以及行人的移动信息，V2X技术终端系统这时候可以通过V2I通信技术，利用检测器所检测到的行人信息发送到平台共享信息给周围车辆，周围其他车辆通过该技术也可以获取该信息，通过终端控制器计算分析，车辆可以自主判断从而选择恰当的路线，避开行人，保证行人安全。（图4）

第四，交通标识信息显示技术，交通标识信息显示技术也是在主车辆上安装V2X通讯信息技术终端，当汽车行驶到有注意落石、方向弯路、减速让行等路段时，这时终端控制系统接收相关道路交通标牌标识信息的内容和位置，终端控制系统再通过V2I通信技术，把获取的信息共享到平台并发送给周围的汽车，汽车根据接收到的信息自动选择行驶路线，调整行驶速度，减少危险发生的概率。

蓝牙通信技术在汽车的应用技术相对比较成熟，有车载蓝牙电话、蓝牙汽车音响、蓝牙后视镜、蓝牙汽车钥匙等。

DSRC通信技术，DSRC是专用短程通信的简称，DSRC通信技术是智能交通系统发展的基础，它是一种高效的在特定范围内可以实现对运动目标进行识别的无线通信技术。DSRC系统主要由专用短程通信、车载单元、后台网络系统以及协议组成。当前使用专用短程通信在通讯距离、车辆行驶速度和通讯连接点上有一定要求。运用该系统可以实现汽车与整个系统进行信息交换，实现车、道路系统、以及平台数据之间的通信以及数据共享。

根据当前情况，DSRC专用短程通信技术在汽车上主要应用于以下几点：第一，汽车的驾驶辅助。在该系统可以运用在错误的驾驶方式报警、可能发生碰撞的预警、对行人的监控、交通情况警告、道路工程施工警告、天气气象警告等方式中。第二，应用于交通管理，通过该系统的平台信息共享可以给行驶车辆共享交通执法信息、交通法规警告和停车管理等事项。第三，可以应用于高速路、停车场、桥梁以及特殊路段的电子收费项目。第四，应用于交通运输安全，该技术可以应用在紧急救援请求响应、汽车和驾驶员的安全监控以及特殊紧急通告等交通运输安全上。第五，该技术可以运用于相关部门对汽车的运输稽查和运输监测。第六，可以运用于汽车的交通信息服务与导航业务，使汽车在使用过程中更加便捷。

4  导航定位系统在汽车上的应用

目前，汽车上应用有几大导航定位技术，这些导航系统随着技术的发展，技术越来越娴熟，在民用上越来越开放，使得汽车的智能化发展更进一步，汽车在定位系统中所使用的导航主要有GPS全球定位系统、激光雷达定位系统、差分全球定位系统、惯性导航系统以及最近发展起来的北斗卫星导航定位系统。

汽车在运用导航定位系统之后，可以获取车辆本身的位置和去往目的地的相应航向信息。按照当前发展情况，美国的GPS全球定位系统被使用最广，该系统有24颗以上卫星，位置精确可以达到6米，速度精度达到了0.1米每秒的水平是目前性能比较成熟、使用率最高的定位系统之一。另外中国的北斗卫星导航定位系统是近年来发展比较迅速的导航系统，全球30颗以上卫星数量，位置精度达到到10米，0.2米每秒的速度精度，50ns的授时精度，随着技术的越来越成熟北斗卫星导航定位系统有望成为未来中国汽车的主要导航系统。其次还有俄罗斯的格洛纳斯卫星定位系统，该系统也是研发应用比较早的定位系统之一，全球24颗卫星数量以上，速度精度达到了0.1米每秒，位置精度达到12米，授時精度达到了25ns，这是当前俄罗斯主要的导航系统。伽利略卫星定位系统也是在欧洲发展起来的具有一定历史的定位导航系统之一，该系统全球卫星数量有30颗以上，轨道高度达到24126千米，位置精度达到1米，授时精度是20ns，速度精度达到0.1米每秒。上述的几个定位系统均是比较成熟的导航系统，精度比较高的，也是现在人们应用比较多的导航系统，包括在汽车上的应用。汽车运用智能导航定位系统可以通过定位导航系统准确的确定感知自身的位置坐标，通过定位导航系统平台数据对比结合，汽车可以准确地感知自身在大环境中的位置，车辆同时可以利用导航系统进行行驶路线的选择。

智能网联汽车的感知技术、控制技术、定位导航、信息交互技术是智能网联汽车发展过程中的关键技术。这些技术的突破与在汽车上的应用是智能网联汽车发展的基础。

5  结束语

当前，通讯技术、智能化产品、网络技术均在飞速发展，随着当前科技的快速发展、技术的进步、快网络时代的到来，加上国家政策的支持，在汽车上运用智能网联技术的发展一定会取得更快更大的进步，技术将会更加成熟，如果汽车技术能够融入智能网联技术，那智能网联汽车的使用将会在不久的将来得以实现。那时汽车的使用会变得更加安全舒适、节能高效。从当前汽车行业的发展来看，汽车的智能化、互联化、节能化是未来汽车发展的重要方向。相信，随着智能网联汽车的发展，未来汽车在交通事故、道路拥堵等问题上也会得到解决，人类将会享受更加美好的出行体验。

参考文献：

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