智能网联汽车是一个复杂的跨界交叉系统,技术领域覆盖广,专业跨度大技术架构复杂。其关键技术涉及汽车、半导体芯片、人工智能和信息通信等领域主要包括环境感知技术、自主决策技术、控制执行技术、交互通信技术、智能座舱技术、计算芯片技术、云计算平台、网络信息安全、虚拟测试技术等。 (1)环境感知技术环境感知是智能驾驶的基础,它是通过安装在智能网联汽车及其周边的传感器和网络,对道路、车辆、行人、交通标志、交通信号灯等
进行探测和识别;如何低成本、高效率、准确地识别出这些感知对象,还有很多技术问题需要解决。
(2)自主决策技术自主决策是智能驾驶的核心,随着汽车驾驶自动化水平的提高,对车辆自主决策能力提出了新的要求,汽车不仅需要在某个具体工况进行决策规划,如超车、巡航和跟车等单一工况,还需要有在线学习能力以适应更加复杂的道路交通环境和不可预期工况。我国道路工况存在道路环境构型多样、人车高度混杂、驾驶员行为随机性高、行车博弈关系强等特点,导致面向复杂城市道路的高级别决策技术开发尤为困难。面向城市道路场景的多样性、交通参与者的混杂性、驾驶行为的随机性和博弈性,考虑资源限制(如车载计算资源、网络通信延时等),高可靠高适应的“自动驾驶类脑智能决策系统”将是智能驾驶决策的重点发展方向。
(3)控制执行技术控制执行是智能驾驶的关键,智能驾驶汽车决策规划出行驶路径,由底盘执行机构实现汽车状态控制和轨迹跟踪,这一过程中,控制执行技术起着至关重要的作用。目前,传统汽车底盘的控制结构仍为分布式电子架构,不同子系统都有各自的运算控制器,较难实现所有功能的协同控制,所以必须要实现线控底盘。精准、可靠的实时单车、车-人、车-车、车-路协同控制,是车辆智能化实现的重要前提和关键技术。智能网联车路云一体化融合控制系统是未来智能驾驶控制的重点发展方向。
(4)交互通信技术交互通信技术主要包括人机交互、车载通信模块、V2X通信等多种技术。其中人机交互包驾驶员监控、语音交互、语义理解、手势控制和虚拟现实等,主要依靠深度学习和大数据等技术实现;车载通信模块具有通信网关和防火墙机制,支持报警、服务类功能、远程车辆操控类功能、车辆信息反馈类功能和基于位置的服务类等信息控制功能;V2X通信技术强调车辆在行驶环境中与其他交通参与者实时互联通信,获得其交通参数,对传输速度、延时性和丢包率等均
(5)智能座舱技术智能座舱是以车联网为依托,集合丰富的车载传感器、控制器、网络传感器、云端数据、算力资源,基于人工智能技术和先进的人机交互技术,提供友好的人机交互界面,提升车辆行驶安全、通信感知能力、用户体验的汽车座舱软硬件集成系统。主要由人机交互系统、环境控制系统、影音娱乐系统、信息通信系统、导航定位系统等组成。从汽车座舱升级路径情况来看,座舱产品正处于智能时代初级阶段。现阶段大部分座舱产品仍是分布式离散控制,即操作系统互相独立,核心技术体现为模块化、集成化设计。未来,随着高级别自动驾驶逐步应用,芯片和算法等性能增加,座舱产品将进一步升级,一芯多屏、多屏互融、立体式虚拟呈现等技术普及,核心技术体现为进一步集成智能驾驶的能力。
(6)计算芯片技术芯片是智能网联汽车的核心运算单元,主要包括中央处
理器、图形处理器、现场可编程门阵列及专用定制芯片等。
(7)云计算平台云计算平台通过以太网络与车辆、路侧设备进行远程通信,实现远程监控、车辆追踪、调度管理和路径规划等功能,同时还能够利用云计算和大数据处理,为自动驾驶控制策略、智能交通控制管理的研究提供数据依据。
8)网络信息安全智能网联汽车需满足车联网通信的保密性、完整性、可鉴别性等要求。通过引入密码安全芯片、设计“端-管-云”安全主动防御机制、密码安全协议和设置可信计算区域等手段,对云计算平台和车载终端进行软件代码和物理硬件安全升级。
(9)虚拟测试技术运用计算机建模构建出虚拟的街道、城乡和高速公路等作为测试环境,并在虚拟环境中加入测试用例,这种虚拟测试方法可以大大提高自动驾驶技术的研发测试效率、缩短研发测试周期,并能实现场地测试无法提供的海量测试场景用例。
