智能网联汽车

1、第三章智慧运输配送装备目录/Contents0102智慧运输配送装备概述智能网联汽车03无人机04智能快递柜05城市地下智慧物流管网02智能网联汽车Intelligent and Connected Vehicle，ICV案例：无人驾驶重卡开进洋山港2019年11月9日，上汽集团、上港集团和中国移动联合宣布，三方正式启动全球首次“5G+L4级智能驾驶重卡”示范运营。融合AI（人工智能）、5G、V2X（车联通讯）等先进技术的上汽智能重卡，获得了上海市智能网联汽车开放道路测试牌照，成功实现了在港区特定场景下的L4级自动驾驶、厘米级定位、精确停车、与自动化港机设备交互以及东海大桥队列行驶，可为港口运

2、输客户提供更智能、安全、高效、环保的集装箱转运方案。从上海深水港物流园经东海大桥到洋山码头，来回72公里的物流环线，涵盖普通道路、高速公路、码头、堆场、夜间大交通流量等复杂场景，每年有60余天还要经受东海大桥上7级以上大风的“考验”。基于自主研发的视觉感知、激光雷达、毫米波雷达以及卫星和惯性导航组合系统，上汽智能重卡具备多维度、多方位360度感知能力，能在前后各约250米、左右各约80米的范围内精确感知交通参与者，精确识别行人、车辆、其他障碍物等，并规划路径，提供比人类驾驶员更安全可靠的车辆操控。通过新一代5G-V2X技术，上汽智能重卡能在20毫秒内建立车队间的实时交互通讯，确保自动跟车、车道

3、保持、绕道换行、紧急制动等队列行驶功能即时实现，并在保证安全的前提下，将队列行驶间距由150米缩小到15米至20米以内，从而提升道路车辆密度，有望将东海大桥通行能力提升100%，相当于“新建一座东海大桥”。案例：无人驾驶重卡开进洋山港案例：无人驾驶重卡开进洋山港在洋山港码头集装箱堆场里作业，卫星信号容易被遮挡，上汽智能重卡却可以依靠高精地图、地面增强定位和视觉激光感知系统，与轮胎吊、桥吊通过V2X技术交互，最终实现精确定位以及15秒内一次性精准停车，单点装卸作业效率将提升10%。得益于全球首创的“LNG+12AMT组合”（天然气发动机+12速自动变速箱）清洁能源动力系统，上汽智能重卡在集装箱转

4、运过程中产生的氮氧化物和颗粒物排放，比传统柴油动力重卡大幅减少60%。据了解，在洋山港示范运营基础上，上汽集团、上港集团和中国移动计划在2020年实现智能驾驶重卡小批量示范运行，未来3年至5年内实现大批量商业化运行。一、智能网联汽车的概念智能网联汽车（intelligent and connected vehicle，ICV）是指搭载先进的车载传感器、控制器、执行器等装置，并融合现代通信与网络技术，实现车与 X（车、路、人、云等）的智能信息交换、共享，具备复杂环境感知、智能决策、协同控制等功能，可实现安全、高效、舒适、节能行驶，并最终实现替代人来操作的新一代汽车。一、智能网联汽车的概念传感器系

5、统自动驾驶控制&运算单元HMI系统数据记录系统通过搭载的视觉传感器、激光雷达、毫米波雷达、V2X（Vehicle to Everything，车辆与外界的信息交换）等传感器及通信设备，可实时观测车辆周边环境态势，识别道路、交通标志，感知其他交通参与者（其他车辆、行人等）等与驾驶行为相关的信息并进行分类，追踪及预测其行为轨迹，生成以自车为中心的周边交通态势，通过高精度地图及周边交通态势智能决策并规划最优驾驶方案，同时根据该方案对车辆进行精确控制。一、智能网联汽车的概念智能网联汽车 (ICV) 在提高行车安全、减轻驾驶员负担方面具有重要作用，并有助于节能环保和提高交通效率。初级阶段，通过先进智能驾

6、驶辅助技术有助于减少 30% 左右的交通事故，交通效率提升10%，油耗与排放分别降低 5%。终极阶段，即完全自动驾驶阶段，甚至可以完全避免交通事故，提升交通效率 30% 以上，并最终把人从枯燥的驾驶任务中解放出来二、智能网联汽车的发展阶段L0级别：这个就是完全由驾驶员进行操作驾驶，包括转向、制动、油门等都由驾驶员自行判断，汽车只负责命令的执行。智能驾驶分级（美国汽车工程师学会 SAE 分级 ）二、智能网联汽车的发展阶段L1级别：能够辅助驾驶员完成某些驾驶任务，例如许多车型装配的自适应巡航（ACC）功能，雷达实时控制车距和车辆加减速。智能驾驶分级二、智能网联汽车的发展阶段L2级别：可自动完成某些

7、驾驶任务，并经过处理分析，自动调整车辆状态，像特斯拉的车道保持功能就属于此级别，除了能控制加减速，同时还能对方向盘进行控制，驾驶员需观察周围情况提供车辆安全操作。智能驾驶分级二、智能网联汽车的发展阶段L3级别：该级别通过更有逻辑性的行车电脑控制车辆，驾驶员不需要手脚待命，车辆能够在特定环境下独立完成操作驾驶，但驾驶员无法进行睡眠或休息，在人工智能不能准确判断时，仍需人工操作。智能驾驶分级二、智能网联汽车的发展阶段L4级别：车辆自动做出自主决策，并且驾驶者无需任何操作，一般需依靠可实时更新的道路信息数据支持，实现自动取还车、自动编队巡航、自动避障等出行的真实场景。智能驾驶分级二、智能网联汽车的发

8、展阶段L5级别：与L4级别最大的区别是完全不需要驾驶员配合任何操作，实现全天候、全地域的自动驾驶，并能应对环境气候及地理位置的变化，驾驶员可将注意力放在休息或其它工作上。智能驾驶分级二、智能网联汽车的发展阶段智能驾驶分级二、智能网联汽车的发展阶段自主式智能 (autonomous vehicle, AV)网联式智能 (connected vehicle, CV)智能网联汽车 (connected and automated vehicle, CAV 或intelligent and connected vehicle, ICV)技术发展路径二、智能网联汽车的发展阶段自主式驾驶辅助阶段 ( 对应

9、SAE 分级 L1L2)网联式驾驶辅助阶段( 对应 SAE 分级 L1L2)人机共驾阶段 ( 对应 SAE分级 L3)高度自动 / 无人驾驶阶段 ( 对应 SAE 分级 L4L5)四个阶段二、智能网联汽车的发展阶段依靠车载传感系统进行环境感知并对驾驶员进行驾驶操作辅助的系统。自主式驾驶辅助阶段 预警系统前向碰撞预警 (forward collision warning, FCW) 车 道 偏 离 预 警 (lane departure warning, LDW)盲区预警 (blind spot detection, BSD)驾驶员疲劳预警 (driver fatigue warning, DF

10、W)全景环视 ( top view system, TVS)胎压监测 (tire pressure monitoring system, TPMS) 等控制系统车道保持系统 (lane keeping system, LKS)自动泊车辅助 (auto parking system, APS)自动紧急刹车 (auto emergency braking, AEB)自适应巡航 (adaptive cruise control, ACC)等二、智能网联汽车的发展阶段依靠信息通信技术(information communication technology, ICT) 对车辆周边环境进行感知，并可对周

11、围车辆未来运动进行预测，进而对驾驶员进行驾驶操作辅助的系统 。网联式驾驶辅助阶段 二、智能网联汽车的发展阶段车联网通过新一代信息通信技术，实现车与云平台、车与车、车与路、车与人、车内等全方位网络链接，主要实现了“三网融合”，即将车内网、车际网和车载移动互联网进行融合。车联网二、智能网联汽车的发展阶段驾驶人和智能系统同时在环，分享车辆控制权，人机一体化协同完成驾驶任务。系统不仅可以识别驾驶人的意图，实现行车决策的步调一致，而且能够增强驾驶人的操纵能力，减轻其操作负荷。人机共驾阶段 感知层利用特定传感器 ( 如：超声波雷达、摄像头、红外热释电等 ) 向人提供环境信息，增强人的感知能力决策层包括驾驶

12、人决策意图识别、驾驶决策辅助和轨迹引导控制层人和系统同时在环，驾驶人操控动力学与智能系统操控动力学互相交叉，交互耦合，具有双环交叉的特点。二、智能网联汽车的发展阶段高度自动 / 无人驾驶阶段驾驶员不需要介入车辆操作，车辆将会自动完成所有工况下的自动驾驶。其中高度自动驾驶阶段 ( 对应 SAE 分级 L4)，车辆在遇到无法处理的驾驶工况时，会提示驾驶员是否接管，如驾驶员不接管，车辆会采取如靠边停车等保守处理模式，保证安全。在无人驾驶阶段( 对应 SAE 分级 L5)，车辆中可能已没有驾驶员或乘客，无人驾驶系统需要处理所有驾驶工况，并保证安全。三、智能网联汽车的技术架构“三横两纵”三、智能网联汽车

13、的技术架构环境感知系统的任务是利用摄像头、毫米波雷达、激光雷达、超声波等主要车载传感器以及V2X 通信系统感知周围环境，配合高精度地图与定位技术，通过提取路况信息、检测障碍物，为智能网联汽车提供决策依据。包括利用机器视觉的图像识别技术，利用雷达 ( 激光、毫米波、超声波 ) 的周边障碍物检测技术，多源信息融合技术，传感器冗余设计技术等。1、环境感知技术三、智能网联汽车的技术架构决策系统的任务是根据全局行车目标、自车状态及环境信息等，决定采用的驾驶行为及动作的时机。包括危险事态建模技术，危险预警与控制优先级划分，群体决策和协同技术，局部轨迹规划，驾驶员多样性影响分析等。常用的决策方法包括状态机、

14、决策树、深度学习、增强学习等。2、智能决策技术三、智能网联汽车的技术架构控制系统的任务是控制车辆的速度与行驶方向，使其跟踪规划的速度曲线与路径。常用的控制方法，如比例-积分-微分(PID) 控制、滑模控制、模糊控制、模型预测控制、自适应控制、鲁棒控制等。3、控制执行技术自适应巡航控制系统：同时具备自动跟车行驶、低燃油消耗和符合驾驶员特性三类功能，对于全面提升行车安全性、改善车辆燃油经济性、减轻驾驶疲劳强度具有重要的意义。协同式多车队列控制：将单一车道内的相邻车辆进行编队，根据相邻车辆信息自动调整该车辆的纵向运动状态，最终达到一致的行驶速度和期望的构型。三、智能网联汽车的技术架构人机共驾技术：控

15、制层的控制互补是目前人机共驾领域的核心关注点。在传统主动安全系统中融入驾驶决策识别及周车轨迹预测信息，构建包含动力学稳定性风险和运动学碰撞性风险的双重安全包络控制系统，是提高人机共驾行驶稳定性和主动安全性的核心。共享型控制：指人机同时在线，驾驶人与智能系统的控制权随场景转移，人机控制并行存在。主要解决因控制冗余造成的人机冲突，以及控制权分配不合理引起的负荷加重等问题。包络型控制：指通过获取状态空间的安全区域和边界条件形成控制包络，进而对行车安全进行监管，当其判定可能发生风险时进行干预，从而保证动力学稳定性和避免碰撞事故。三、智能网联汽车的技术架构通过网联无线通信技术，车载通信系统有效地获得的驾

16、驶员信息、自车的姿态信息和汽车周边的环境数据，进行整合与分析。车载通信的模式，依据通信的覆盖范围可分为车内通信、车际通信和广域通信。4、V2X 通信技术车内通信：从蓝牙技术发展到 Wi-Fi 技术和以太网通信技术；车际通信：包括专用的短程通信(DSRC) 技术和车间通信长期演进技术 (long term evolution-vehicle, LTE-V) 。广域通信：移动互联网领域的4G、5G 等通信方式。三、智能网联汽车的技术架构5、云平台与大数据技术 包括智能网联汽车云平台架构与数据交互标准，云操作系统，数据高效存储和检索技术，大数据的关联分析和深度挖掘技术等。三、智能网联汽车的技术架构包

17、括汽车信息安全建模技术，数据存储、传输与应用三维度安全体系，汽车信息安全测试方法，信息安全漏洞应急响应机制等。6、信息安全技术云安全：实现数据加密、数据混淆、数据脱敏、数据审计等技术的应用 管安全：基于 802.11p/IEEE1609.2，实现通讯加密体系、身份认证体系、证书体系、防重放、防篡改、防伪造等技术应用 端安全：实现车载安全网关、安全监测监控系统、车载防火墙、车载入侵检测技术的应用数据安全技术框架“云管端”三、智能网联汽车的技术架构7、高精度地图与高精度定位技术，包括高精度地图数据模型与采集式样、交换格式和物理存储的标准化技术，基于北斗地基增强的高精度定位技术，多源辅助定位技术等。

18、8、标准法规，包括 ICV 整体标准体系以及设计汽车、交通、通信等各领域的关键技术标准。9、测试评价，包括 ICV 测试评价方法与测试环境建设。四、智能网联汽车的产业发展及行业应用到 2025 年，掌握自动驾驶总体技术及各项关键技术，建立较完善的智能网联汽车自主研发体系、生产配套体系及产业群，基本完成汽车产业转型升级。政策现状四、智能网联汽车的产业发展及行业应用政策现状四、智能网联汽车的产业发展及行业应用一类是卡车主机厂、乘用车主机厂。一汽解放、东风商用车、沃尔沃、日产、福特、戴姆勒等传统汽车厂商都推出了货运自动驾驶车。二类是自动驾驶技术供应商及和互联网领域的企业。前者如图森未来、智加科技、主

19、线科技、西井科技等科技企业，后者如百度、华为、谷歌、苹果公司等。它们通常提供自动驾驶技术解决方案或操作系统平台，不生产自动驾驶整车。三类是大型电商类企业，比如阿里、京东、美团、亚马逊等企业都在积极布局。四类是零部件供应商，比如博世等都在进行技术升级，以把握住货运自动驾驶所带来的市场发展机遇。五类是一些主流物流运营商和卡车车队运营商，比如顺丰、满帮等也在开发自动驾驶技术，并尝试商业化应用。产业发展现状在车内人机交互方面，语音交互在车载领域应用广泛。在车辆决策与控制技术方面，国内企业对路径规划、行为决策、轨迹规划、车辆控制等核心算法开展了深入的研究，其中一些企业在前撞预警、车道线偏离预警、全景泊车

20、辅助等方面已经达到国际先进水平。在环境感知方面，雷达和图像传感器的融合是未来发展的主要趋势。在计算平台系统方面，以百度为首的互联网和算法公司推出了自有的自动驾驶软硬件平台，逐渐开始路测，但自动驾驶计算平台依赖于国外提供的硬件芯片；国内芯片企业如华为、地平线、深鉴科技等研发了针对智能网联汽车的计算芯片平台，但距国际先进水平还有一定差距。产业发展现状从行业投资上看，互联网企业在计算能力、海量数据、优秀算法等核心人工智能技术方面具备得天独厚的优势，腾讯、百度、乐视、阿里巴巴等国内互联网巨头纷纷宣布跨界造车或发布超前概念，并在车联网、整车制造及出行服务等领域展开布局。产业发展现状百度的 Apollo计

21、划，旨在提供开放、完整、安全的软硬件和服务平台，并与奇瑞、一汽、长安等超过 50 家企业达成战略合作；阿里巴巴和上汽签署互联网汽车战略合作协议，同时与斑马网络与神龙汽车就未来汽车智能化达成战略合作；腾讯投资滴滴和四维图新，并持有特斯拉 5%的股份。四、智能网联汽车的产业发展及行业应用智能网联汽车(ICV)的产业链决策系统执行系统智能网联汽车(ICV)的产业链ICV 的产业链涉及汽车、电子、通信、互联网、交通等多个领域，按照产业链上下游关系主要包括：1) 芯片厂商，开发和提供车规级芯片系统，包括环境感知系统芯片、车辆控制系统芯片、通信芯片等。2) 传感器厂商，开发和供应先进的传感器系统，包括机器视觉系统、雷达系统 ( 激光、毫米波、超声波 ) 等。3) 汽车电子 / 通信系统供应商，能够提供智能驾驶技术研发和集成供应的企业，如自动紧急制动、自适应巡航、V2X 通信系统、高精度定位系统等。4) 整车企业，提出产品需求，提供智能汽车平台，开放车辆信息接口，进行集成测试。5) 平台开发与运营商，开发车联网服务平台、提供平台运营与数据挖掘分析服务。6) 内容提供商，高精度地图、信息服务等的供应商。智能网联汽车(ICV)的产业