智能网联汽车技术与应用 课件 第1章 绪论

第1章绪论1.1智能网联汽车概述智能网联是汽车行业转型升级的战略机遇，也是国家创新发展战略的重要组成部分，对促进汽车、交通、信息通信产业的融合升级和产业生态及价值链体系的重塑具有重要意义。我国智能网联汽车环境已初步形成，且市场潜力巨大。智能网联汽车的发展受到了国家和行业的高度重视，工信部、发改委、科技部等多部门连续颁布了一系列产业刺激政策，包括《智能汽车创新发展战略》、《车联网（智能网联汽车）产业发展行动计划》、《国家车联网产业标准体系建设指南》和《智能网联汽车道路测试管理规范（试行）》等。国家发改委等部委2020年发布的《智能汽车创新发展战略》明确指出“通过搭载先进传感器等装置，运用人工智能等新技术，加快推进智能汽车创新发展”。1.1智能网联汽车概述2131）智能网联汽车技术的发展将会有力推动构建汽车产业及交通服务新业态。2）智能网联汽车技术的发展将为智慧交通提供强有力的技术保障。3）智能网联汽车技术的发展将有效解决制约车联网安全技术发展的瓶颈问题。44）智能网联汽车技术的发展将进一步推进人工智能、边缘计算等新兴技术的深度融合。建立智能网联汽车体系，对于我国新一轮产业创新有着非凡的意义：1.2智能网联汽车的应用12010年10月，谷歌公司在官方博客中宣布，正在开发自动驾驶汽车。22014年4月份，中国搜索引擎、互联网巨头百度公司与宝马宣布开始自动驾驶研究项目。32015年6月，百度与德国宝马汽车公司合作开发自动驾驶汽车计划。42016年7月，宝马、英特尔、Mobileye联合宣布将合作研发无人驾驶汽车。52016年8月，负责新加坡无人驾驶出租车项目的科技公司nuTonom，宣布世界上第一批无人驾驶出租车在新加坡开始载客运营。62016年10月，特斯拉宣布，旗下搭载全自动驾驶硬件的汽车开始量产。1.2智能网联汽车的应用2017年12月，由海梁科技携手深圳巴士集团、深圳福田区政府、安凯客车、东风襄旅、速腾聚创、中兴通信、南方科技大学、北京理工大学、北京联合大学联合打造的自动驾驶客运巴士——阿尔法巴（Alphabus）正式在深圳福田保税区的开放道路进行线路的信息采集和试运行。2018年5月，深圳市向腾讯公司核发了智能网联汽车道路测试通知书和临时行驶车号牌。2019年9月，国家智能网联汽车（武汉）测试示范区正式揭牌。2020年11月，美团三年内要在北京顺义区部署1000台自动驾驶配送车。2021年4月，小米集团在港交所发布公告，宣布小米智能汽车业务正式立项。1.3智能网联汽车关键技术1.多源传感信息融合技术传感器作为智能网联汽车系统的重要组成部分，它的存在就类似于人的感官，可以感知外部环境的状态以及车辆自身的状态，为系统决策提供关键的信息。应用多传感器融合技术，融合多个传感器的性能优势，可以处理更为真实的场景问题，可以满足更为综合的性能要求。1.3智能网联汽车关键技术2.复杂环境感知技术环境感知技术在智能车辆技术中占据核心性地位，是决定车辆智能化水平的关键。一般而言，环境感知的传感器可以分为视觉类和雷达类两大类别。视觉感知能够获取环境丰富的视觉特征，有助于目标类别、行为的更深层次识别，但比较容易受到光照、气候等因素干扰，如夜间、强光、雨雪、雾霾等。雷达类传感器主要有激光雷达、毫米波雷达、超声波雷达等，注重从三维重建的角度对影响车辆行驶的各类目标进行检测和跟踪，但对于目标类别的区分能力有限，不能识别交通标志、信号灯颜色等信息。1.3智能网联汽车关键技术3.智能决策控制技术智能汽车的决策控制系统基于感知系统构建的环境信息来为智能汽车规划行驶路线，驱动执行机构动作，以安全高效地到达目的地，决策系统可以比做大脑的运动神经中枢，负责产生运动的指令。智能汽车的决策系统按照层级来划分，可分为通路规划、行为规划和运动规划。1.3智能网联汽车关键技术4.车载通信网络技术随着第五代（5G）移动通信技术Release16阶段标准化工作的完成，Release17阶段工作全面展开，5G标准化工作己进入新的阶段。基于蜂窝网络通信的V2X技术作为实现智能交通的重要途径，受到了越来越多的重视。相对于LTEV2X只能提供有限的道路辅助作用，5G-V2X以其低时延与高可靠性可以支持更加髙级的应用，如远程驾驶、自动驾驶等。1.3智能网联汽车关键技术5.智慧交通技术智慧交通系统又被称为智能运输系统，主要是将人、车、路三者综合考虑，结合先进的控制工程技术、电子计算机技术、数据通信传输技术、信息技术及传感器技术等，将各种高新技术有效集成，形成一种高效、环保、节能的综合运输系统，进而实现道路管理智慧化、交通工具智慧化及出行方式智慧化的一套综合系统。1.3智能网联汽车关键技术6.车联网安全技术车联网构成涵盖车内网、车际网和车载移动互联网，按照约定的通信协议和数据交互标准，在人-车-路-云之间形成无线通信和信息交换的复杂网络。车联网作为一个更大的移动目标群体，吸引了大量黑客组织的注意，致使其安全事件频发，安全威胁范围逐步扩大，包括感知层的功能失效、通信层的信息泄露以及应用层的漏洞攻击等。随着车联网构架的逐步升级，车联网安全威胁转向客户数据和隐私安全方面，大量客户信息被窃取，受到僵尸、木马、蠕虫和病毒等网络安全威胁。如何构建有效的车联网安全防护体系是智能网联发展面临的极具挑战的问题。1.4智能网联汽车发展目标《智能汽车创新发展战略》指出“到2025年，中国标准智能汽车的技术创新、产业生态、基础设施、法规标准、产品监管和网络安全体系基本形成”。实现有条件自动驾驶的智能汽车达到规模化生产，实现高度自动驾驶的智能汽车在特定环境下的市场化应用。智能网联汽车发展方向和目标如下：1.4智能网联汽车发展目标1.构建协同开放的智能汽车技术创新体系（1）突破关键基础技术开展复杂系统体系架构、复杂环境感知、智能决策控制、人机交互及人机共驾、车路交互、网络安全等基础前瞻技术研发。（2）完善测试评价技术建立健全智能汽车测试评价体系及测试基础数据库。（3）开展应用示范试点开展特定区域智能汽车测试运行及示范应用，验证车辆环境感知准确率、场景定位精度、决策控制合理性、系统容错与故障处理能力、智能汽车基础地图服务能力、“人-车-路-云”系统协同性等。1.4智能网联汽车发展目标2.构建跨界融合的智能汽车产业生态体系（1）增强产业核心竞争力推进车载高精度传感器、车规级芯片、智能操作系统、车载智能终端、智能计算平台等产品研发与产业化。（2）推动新技术转化应用开展军民联合攻关，加快北斗卫星导航定位系统、高分辨率对地观测系统在智能汽车相关领域的应用。1.4智能网联汽车发展目标3.构建先进完备的智能汽车基础设施体系（1）推进智能化道路基础设施规划建设制定智能交通发展规划，建设智慧道路及新一代国家交通控制网。（2）建设广泛覆盖的车用无线通信网络开展车用无线通信专用频谱使用许可研究，快速推进车用无线通信网络建设。（3）建设覆盖全国的车用高精度时空基准服务能力充分利用已有北斗卫星导航定位基准站网，推动全国统一的高精度时空基准服务能力建设。（4）建设覆盖全国路网的道路交通地理信息系统开发标准统一的智能汽车基础地图，建立完善（包含路网信息）的地理信息系统，提供实时动态数据服务。（5）建设国家智能汽车大数据云控基础平台充分利用现有设施和数据资源，统筹建设智能汽车