随着辅助驾驶和智能驾驶行业的发展,许多原本并不用于汽车的传感器在汽车上得到了越来越多的应用,尤其是在电磁波、光学等领域的传感器,形成了自动驾驶的眼睛,让汽车能够看得更清、更远。
汽车进入人类生活已经有一百多年历史。现代社会中,移动通信和移动互联网发展非常迅速,把娱乐和信息引入汽车生活是一个趋势。这****了汽车电子的进一步发展,但是又大大分散了驾驶员的注意力,会产生很多安全问题。比如说有些驾车者是球迷,开着车,看着世界杯,可能就撞上前面的车了。 提出智能驾驶,一是为了把人从繁琐的驾驶活动中解放出来,另外也是为了顺应信息社会汽车发展的新趋势。现代汽车电子技术已经很****,传感器、自动化和人工智能技术已经可以让交通实现零碰撞、零*,这为智能驾驶提供了现实基础。
智能驾驶本质上涉及注意力吸引和注意力分散的认知工程学,主要包括网络导航、自主驾驶和人工干预三个环节。智能驾驶的前提条件是,泰源博选用的车辆满足行车的动力学要求,车上的传感器能获得相关视听觉信号和信息,并通过认知计算控制相应的随动系统。
对智能驾驶技术进行分解可以看到:智能驾驶的网络导航,解决泰源博在哪里、到哪里、走哪条道路中的哪条车道等问题;自主驾驶是在智能系统控制下,完成车道保持、超车并道、红灯停绿灯行、灯语笛语交互等驾驶行为;人工干预,就是说驾驶员在智能系统的一系列提示下,对实际的道路情况做出相应的反应。
智能驾驶技术将帮助乘客方便地坐着休息,而不必操纵方向盘。泰源博的技术能够实现感测和思考的能力,同时确保车辆的安全和安全运行。
泰源博雷达、摄像头或者泰源博的“感测”组件会感知环境。“思考”组件处理并融合数据,创建了360度环绕的世界地图。未来的智能驾驶汽车可以****紧急情况,确定采取的路径,并允许安全、****和更轻松的移动。
智能驾驶本质上涉及注意力吸引和注意力分散的认知工程学,主要包括网络导航、自主驾驶和人工干预三个环节。智能驾驶的前提条件是,我们选用的车辆满足行车的动力学要求,车上的传感器能获得相关视听觉信号和信息,并通过认知计算控制相应的随动系统。
智能驾驶的网络导航,解决我们在哪里、到哪里、走哪条道路中的哪条车道等问题;自主驾驶是在智能系统控制下,完成车道保持、超车并道、红灯停绿灯行、灯语笛语交互等驾驶行为;人工干预,就是说驾驶员在智能系统的一系列提示下,对实际的道路情况做出相应的反应。
智能驾驶是工业革命和信息化结合的重要抓手,快速发展将改变人、资源要素和产品的流动方式,颠覆性地改变人类生活。
中文名 智能驾驶 外文名 Intelligent Drive 领 域 人工智能 作 用 提升生产效率和交通效率 本 质 注意力吸引和分散的认知工程学 意 义 工业革命和信息化结合重要抓手 概念一 机器帮助人进行驾驶 概念二 特殊情况下完全取代人驾驶
目录
1 基本信息
2 作用及意义
3 智能驾驶系统
4 发展阶段
5 研究中的问题
6 发展前景
基本信息编辑
智能驾驶与无人驾驶是不同概念,智能驾驶更为宽泛。它指的是机器帮助人进行驾驶,以及在特殊情况下完全取代人驾驶的技术。
智能驾驶的时代已经来到。比如说,很多车有自动刹车装置,其技术原理非常简单,就是在汽车前部装上雷达和红外线探头,当探知前方有*或者行人时,会自动帮助驾驶员刹车。另一种技术与此非常类似,即在路况稳定的高速公路上实现自适应性巡航,也就是与前车保持一定距离,前车加速时本车也加速,前车减速时本车也减速。这种智能驾驶可以在****大程度上减少交通事故,从而减少保险公司损失 [1] 。
智能驾驶作为战略性新兴产业的重要组成部分,是由互联网时代到人工智能时代过程中,出现的个精彩乐章,也是世界新一轮经济与科技发展的战略制高点之一。发展智能驾驶,对于*****科技、经济、社会、生活、安全及综合国力有着重大的意义。
作用及意义
(1)从按术方面看,智能驾驶与电动车有着天然关联性,汽车发展的演进路径正在从一条变成两条
智能驾驶与电动车有着天然的关联性,两者存在互相****、互相支持的关系。电动车采用电动控制,电动车的根本在电池和电池控制、电控也是算法驱动的行业,这是电动车区别于传统汽车的一个特点,车内电信号可以直接被系统收集。其次,采用电动力,而非传统的物理传动,使得车内的电信号可以直接被系统收集。智能驾驶能够帮助解决电动车的充电、节能等核心问题,电动车智能交互系统的背后是将车身机械语言和车联网电子信息语言统一起来,所有信息可以上传下达,实现车与人、车与云的互联。
这样一来,汽车行业就由原来以内燃为主的一条技术演进发展路线,演化成为一条以内燃机为主,一条以电池、电机为主的发展路线,从而使汽车发展的演进路径正在从一条变成两条。另外,后一条的发展空间和边际收益明确要快于传统的路线。未来.汽车的核心配置将不再是多少排量,而是用千瓦、G赫兹、GB,以及连接人车路的程度来衡量。未来汽车的核心价值将被计算能力、人工智能、智能驾驶、云及电动力来重构。这其中的商业机会不言自明 。
(2)从交通方面看,智能驾驶将大大提升生产效率和交通效率,并有可能成为人工智能首先突破的领域
智能驾驶将是未来解决交通拥堵的重要枝术,能大大提升生产效率和交通效率。一方面,随着智能驾驶的普及,交通拥堵不再是问题,人们可以接受更长的通勤距离,汽车可以是家和办公室的自然延伸,更有利于新型的城镇化建设。另一方面,智能驾驶汽车的运行需要配套的交通基础设施,由于智能驾驶漳传感器感知路面障碍,或者通过4G/DSRC与道路设施通信,因此需要在交叉路口、路侧、弯道等布置引导电缆、磁气标志列、雷达反射性标识、传感器、通信设施等。
当前的基础设施,包括超宽车道、护栏、停车标志、振动带等现有设置的交通道路将不再适用。更重要的是,智能驾驶可以为构建智能交通系统提供支撑。智能交通系统是将****的信息技术、数据通讯技术以及计算机技术等有效地综合运用于整个交通管理体系和车辆而建立起来的一种大范围、*发挥作用的、实时、准确、****、****的运输系统。
更具体来说,*全球*、高速无线通信、云计算、*制的智能交通系统的构建是基于配备*北斗*系统和高速无线通讯系统的智能驾驶汽车、配备有*计算机的控制中心、移动终端以及相应的配套基础设施。车辆通过通讯系统将*的自身经纬度、高度、目的地等相关数据发送至控制中心。控制中心通过处理全部车辆状态信息、目的地信息等,为全体车辆规划优路线,并将车辆的控制信息实时传达至全体车辆,从而实现全系统内的智能驾驶。通过完全封闭的双层道路设计,可以取消全部红绿灯,并通过在转弯处设置具有一定斜度的路面,保证车辆在整个系统中可以保持高速行驶。在配套的智能停车系统、智能充电系统、智能检修系统等辅助系统的支持下,实现车辆使用全过程以及全生命周期的智能化,从而可能成为人工智能首先突破的领域。
(3)从产业发展看,智能驾驶将*汽车产业商业模式*,并重塑产业生态
首先,作为“智能制造”和“互联网 ”时代的产物,智能驾驶将*汽车产业生态及商业模式的*升级与重塑。自汽车取代马匹以来,智能驾驶汽车堪称交通运输领域颠覆性的设计。未来的汽车将从“配备电子的机械产品”向“配备机械的电子产品”转变,成为可以安全、*、便捷移动的智能互联终端,即实现车辆的*智能化、倍息化。
同时,汽车产业庞大的用户群体、多种多样的使用环境,也将衍生出具有重要商业价值的大数据,从而影响产业链条的重组、价值实现方式的转现方式的转变和商业模式的*。由此,整个汽车产业将发生*深度和广度的变化:传统的汽车使用、设计、制造、销售、售后及管理模式****有可能被*颠覆,新模式下的新商机将有无穷多种可能,包括管理、维护、性能检测、服务、备件、回收与再利用、、信用等。在这一巨变过程中,智能驾驶无疑将处于中间枢纽和核心环节的地位。
以交通工具共享为例,智能网联可以为交通工具共享的普及提供支撑,而只有具备智能驾驶能力的智能交通工具,才能*。解放人。,从而使全天候的交通工具共享*成为可能,实现交通工具使用的。理想主义”:即无需拥有、按需使用、随用随叫、随用随还。这种”轻拥有、重使用”的新型文化将显著****交通工具的利用串,使得兼顾百姓用车需求和节约型汽车社会成为可能。因此,智能驾驶将*汽车产业生态及商业模式的*升级与重塑。
(4)从经济方面看,智能驾驶是信息化与工业化融合的典型代表,并有可能引发第四次工业革命
传统的交通工具,比如汽车是工业文明的代表产品,而人工智能是信息化社会的代表产品,两者的结合就是智能驾驶,是两化融合的重要代表。因此,智能驾驶不仅仅是新一代的交通工具,也是个性化需求和数据的收集终端和交互平台,更是全新的智能制造体系及产业价值链的核心环节。
智能驾驶广阔的商业化前景受到了资本市场的广泛关注,机构、互联网巨头等纷纷与车企、科研机构、创业企业等合作进军该市场。智能驾驶不仅能使交通工具产品本身的价值呈现几何级数增长,还能为相关领域提供全新的解决方案,与新能源汽车、机械、交通、电子、信息、互联网、通讯、能源、环保、城市建设等众多领域进行深入合作,实现协同*、融合发展。智能驾驶作为*未来交通产业技术发展方向的战略制高点,将有可能引发第四次工业革命。
智能驾驶系统
智能驾驶系统是一个集中运用了****的信息控制技术,剧本环境感知、多等级辅助驾驶等功能于一体的综合系统。智能驾驶系统作为各国*发展的智能交通系统中的一部分,仍在不断的探索与实验中 。
系统逻辑结构
按照递阶控制结构理论及交通系统的层次性结构特性,可将基于互联网思维
数据流模型
应用的智能驾驶系统的逻辑框架自下而上划分为:感知层、网络层、分析层和应用层。
(1)感知层具体解释为采集驾驶员的行驶过程中涉及到的驾驶信息。
(2)网络层具体解释为驾驶信息的传输、调度、存储。
(3)分析层具体解释为驾驶信息的后台大数据处理技术。
(4)应用层具体解释为数据分析结果的反馈控制及其应用。
1系统数据流构成及其分析
结合系统上述的逻辑结构,具体对数据流模型进行分析,模型设计如图1所示。
1.1感知层介绍
感知层,即数据采集层,主要由影响驾驶的各要素信息构成,即人、车、路的信息采集及三者信息的相互联系与交叉影响,主要可以分为以下两点:
(1)路况信息的采集,如道路几何构造,路面状况,道路灾害,路网条件及交通状况等,一般可通过GPS或北斗系统等*导航系统进行采集。
(2)车辆信息,车辆信息主要包括车辆原始数据,如(车辆型号,车辆理论参数等)以及车辆行驶动态数据,如(行车速度,行车时间、行车轨迹等),一般可通过CAN总线的方式进行数据采集。
1.2网络层介绍
网络层,即数据的传输调度层,路况信息在经过导航系统进行数据采集后通过报文通信的方式进行数据传输,车辆信息有CAN总线进行数据采集后以GPRS通信模块的方式进行数据传输,数据传输至本层后,由本层进行汇总整合后传输至分析层中。
1.3分析层介绍
分析层,即大数据的分析处理层,由于大数据采集与处理的无序性,在已定义的函数模型下,对影响驾驶的数据进行计算处理。处理结果将传送至应用层中,同时将返回至网络层中进行存储与调用,并在网络层中建立行驶数据库。
1.4应用层介绍
应用层,即应用服务层,依据数据采集与处理的结果,通过数据接口的方式可进行跨应用,跨系统之间的信息共享与信息协调。在互联网的大数据应用思维及互联互通的理念下,智能驾驶系统的应用主要为分为三大模块:用户服务系统、交通管理系统、汽车营销系统。
(1)用户服务系统。基于互联网思维的智能驾驶系统以驾驶员的行车安全性、*度等为约束,通过互联网的云处理与计算平台,得出建议的车辆安全行驶评定值、预警意见、适宜车速等驾驶控制数据流,由车体通过CAN总线接收数据,自动进行数据信号转换,进行行驶控制与调节,同时提出行驶对策的辅助指导可视化界面,人机交互协调车辆关系,保障行车安全,****人的驾驶愉悦性。
(2)交通管理系统。通过对行驶数据库的调用,交通管理部门可准确、实时地掌握的行驶状况,更好地*、规划、协调、指挥运输活动,****道路行驶效率,降低交通损耗率。
(3)汽车营销系统。行驶数据库可为汽车企业提供企业数据服务,****车体质量,****企业方向性的发展 [4] 。
系统数据流传输及其分析
数据流的传输主要为路况车辆数据的采集和数据的传输,在此以北斗导航系统、CAN总线与GPRS通信模块路况数据的传输为例进行分析:
1数据采集
北斗导航系统基于覆盖全国的GSM数据蜂窝移动通信网络,北斗导航系统所采集的路况信息可通过GSM通信网络中特有的信令信道与本系统进行双向报文通信传输。
2数据分析
车辆内部网络的一般为总线型网络拓扑结构,用CAN总线与LIN总线进行网络连接。其中CAN总线连接了车辆ECU和几乎所有控制节点、信息节点,可对车辆数据进行采集。数据采集完成后,选择通用分组无线业务(General Packet Radio Service,GPRS)进行无线数据交换,即CAN总线控制器所采集的数据信息以GPRS通信模块的形式,传输到智能驾驶系统中,经过分析层处理后的数据,同样以GPRS通信模块的形式返回到CAN总线控制器上。
系统数据流处理及其分析
在此以采用Google公司提出Map-Reduce技术搭建云计算平台为例进行分析,建立
系统数据流处理模型
系统数据流处理模型
驾驶信息大数据分析处理的并行计算模型,如图2所示,其技术框架主要分为三部分:分布式驾驶文件系统、驾驶信息并行编程模型、并行执行引擎。
1分布式驾驶文件系统
其主要运行在大规模数据集群上,主要实现所采集的驾驶原始数据的集中管理,以及对处理后的指导驾驶的数据的分类存储,以便客户端的访问与调用。
2驾驶信息并行编程模型
驾驶信息并行编程模型主要分为两个阶段,即Map阶段与Reduce阶段。
3并行执行引擎
Map函数处理Key/Value对,即将分布式驾驶文件系统中集中管理的驾驶信息大数据进行分块,可分为速度数据块、行车轨迹数据块、行车时间数据块、车距数据块等,分别带入到相应速度模型、行车轨迹模型、行车时间模型、车距模型等函数计算模型中,得出一系列速度、行车轨迹、行车时间、车距等key/value对。Reduce的函数处理则是识别数据来源,对处理key/value对进行数据整合输出。
系统数据流反馈指导驾驶及其分析
建立信息共享、融合、加工的系统平台可派生出丰富的智能交通的具体应用。例如具有部分驾驶权限的车载终端控制系统,可以传输人-车系统所具有的速度、车间距等信息,结合路况信息,通过云平台的实时计算进行反馈,在危险路段指导驾驶乃至控制驾驶,保证行车安全及交通畅通 。
发展阶段
智能驾驶与无人驾驶是不同概念,智能驾驶包含无人驾驶,而无人驾驶是智能汽车发展的形态。
无人驾驶汽车:是一种智能汽车,它通过智能传感系统感知路况,依靠计算机系统进行自主规划决策,并完成预定行驶目标。
智能汽车:是一个集环境感知、规划决策、多等级辅助驾驶等功能于一体的综合系统,它集中运用了计算机、现代传感、信息融合、通讯、人工智能及自动控制等技术。
智能驾驶发展规划可以划分为五个阶段:L0~L4。
L0指不具备自动驾驶功能的汽车驾驶。
L1指具有特定功能的自动驾驶汽车驾驶,主要代表功能有:ESC、AEB、LKA。主要成果有:****车辆。
L2指具有组合功能的自动驾驶汽车驾驶,主要代表功能有:ACC、自动泊车等。主要成果有:Mobileye辅助系统、特斯拉、沃尔沃、上汽集团;
L3指受控的自动驾驶汽车驾驶,主要代表功能是高度自动驾驶功能。主要成果有:德尔福横跨美国、长安从重庆到北京;
L4指完全无人驾驶,主要代表功能是完全自动驾驶。主要成果有:谷歌完成200万公里路测、百度完成北京三环路测。
其中,L1~L3阶段以ADAS为主导,从L0到L4阶段,汽车的智能化水平不断****。
ADAS:*驾驶辅助系统,是一系列驾驶辅助系统的集合。ADAS以提升驾驶者安全和*为目的,通过雷达、摄像头等传感器感知周围环境,运用算法做出行为判断,来提醒驾驶者或直接控制车辆的方式避免碰撞 。
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