智能驾驶技术发展现状调查

智能驾驶技术发展现状调查

西南交通大学 交通工程系 05交运2班 于鸿泽 周琳

【引 言】

随着更加先进的灵巧型传感器、快速响应的执行器、高性能ECU、先进的控制策略、计算机网络技术、雷达技术、第三代移动通讯技术在汽车上的广泛应用，现代汽车正朝着更加智能化、自动化和信息化的机电一体化产品方向发展，以达到“人—汽车—环境”的完美协调。

【正 文】

一、智能驾驶过程的实现

智能驾驶的实现需要大量的电子电路元件支持，主要有：传感器、电控单元（ECU）、执行器、控制策略、总线、电源、智能通信系统。

随着传感器技术、信息处理技术、测量技术与计算机技术的发展，智能驾驶系统也得到了飞速的发展。

现在的智能驾驶技术大多是通过多传感器实现的。多传感器信息融合实际上是人对人脑综合处理复杂问题的一种功能模拟。多传感器信息融合就像人脑综合处理信息的过程一样，它充分利用多个传感器资源，通过对各种传感器及其观测信息的合理支配与使用，将各种传感器在空间和时间上的互补与冗余信息依据某种优化准则结合起来，产生对观测环境的一致性解释或描述。信息融合的目标是基于各种传感器分离观测信息，通过对信息的优化组合导出更多的有效信息。这是最佳协同作用的效果，它的最终目的是利用多个传感器共同或联合操作的优势来提高整个系统的有效性。

目前经常使用一个雷达传感器探测前方的车辆或障碍。雷达虽然在直路上的性能良好，但当道路弯曲时，探测的信号将不完全可靠，有时还会有探测的盲点或产生错误报警。为了防止错误报警，常对雷达的输出进行标准卡尔曼滤波，但这并不能有效解决探测盲点问题。为了更可靠地解决这类问题，可以使用扫描雷达或多波束雷达，但其价格昂贵。这里选用低价的视觉传感器作为附加信息，视觉传感器经常能提供扫描雷达和多波束雷达所不能提供的信息。

雷达传感器和视觉传感器配合作用实现对复杂道路状况的探测、识别，然后将信息通过总线电路发送给ECU，ECU处理后将命令发送给执行器，执行器将作用于汽车的油门、动力、转向、刹车等系统，实现汽车的只能行驶。［本站论文由中国收集整理，转载请注明出处中国］

二、智能汽车发展现状

回想过去，汽车都是由驱动装置驱动几乎所有的机械和液压系统，现在则由电子元件和系统的组合来完成。电子感应器增强或甚至已经取代了各种机械系统。一些高档汽车具有多达70个ECU。一般汽车的感应器数量已经达到35个，而一个高档汽车的感应器数量达到了60个。通常汽车还附带6个左右的气囊。这意味着现在的汽车更复杂、更安全，并且驾驶起来更简单。和以前的汽车相比，它们也更具智能化，并将继续获得更高的智能。

1、 智能泊车的Lexus LS460

Toyota公司2006年推出（最近才进入中国市场）的Lexus LS460最大的卖点就是智能泊车系统，该车型的电视广告就是在展示智能泊车系统其精准的泊车路线。Lexus LS460的智能泊车辅助系统可对后座和前座摄像头的图像进行处理，利用该结果去控制电子动力方向盘和一个电子油门。只需轻触一个按钮和驾驶者的少许制动，系统就可以把车刹住。同样地，LS460的VDIM(Vehicle Dynamic Integrated Management)系统从各种感应器中搜寻数据以预知刹车。利用这一数据，加上驾驶者的输入信息来帮助驾驶者恢复对汽车的控制。它通过启动电控刹车、电子动力转向、防抱死制动、车辆稳定性控制、刹车辅助、电子刹车力分配和引擎扭矩等功能来恢复控制。

2、 雷达和摄像头加强了驾驶技术

在像Mercedes-Benz S-class这样的车上，24/77 GHz雷达导航系统在提高安全性方面起到很重要的作用。Brake Assist(刹车辅助)、Parking Assist(泊车辅助)、Pre-Safe(预警安全)、Distronic Plus(巡航控制)以及Adaptive Brake(自适应制动)功能采用七个雷达感应器(五个在前缓冲器、两个在后缓冲器)来加强安全水平。拥有这些功能，汽车就可以感应到即将发生的碰撞，使驾驶者可以采取躲避措施。雷达系统允许自动制动应用。另外，如果探测到潜在的碰撞，它就会关闭天窗和加固安全带。［本站论文由中国收集整理，转载请注明出处中国］

现在基于雷达和自适应巡航控制的系统正蓬勃发展，在很多Mercedes-Benz和Toyota模型中都可以发现他们的身影。Volkswagen Passat和BMW的3系列也同样具有这样的雷达。为了改善交通安全，NISSAN公司开发了车距控制辅助系统(Distance Control Assist System)以帮助驾驶者控制他们自身与面前车辆之间的距离。这个系统采用一个在前缓冲器的雷达感应器，来确定定驾驶者的尾随距离和双方车辆的相对速度。如果驾驶者松开加速踏板，或者没有踩住加速踏板，系统就会自动启动制动。如果系统确定需要制动，那么在仪表板和蜂鸣器上就会出现一个指示器，然后加速踏板会自动上移以帮助驾驶者转换到制动。［本站论文由中国收集整理，转载请注明出处中国］

另一个关键功能，即摄像头，给驾驶者返回狭窄停车位并执行能见度受限操作时提供了更佳的视野。研究表明，很多儿童是因为驾驶者在返回停车位的时候看不见他们而致死的。复杂的全轮驱动一度只是高档汽车的安全堡垒。而如今，它是很多车辆的标准配置。这些系统通过瞬间提供车轴最需要的动力，可在恶劣的驾驶条件下提供最佳动力。

3、 智能化车灯

对安全性的关注也延伸到前灯。由Gentex公司开发的Chrysler 300C具有Smart Beam系统。它根据公路情况自动开启和关闭前灯。在后视镜里装了一个前向CMOS图象感应器，它让车灯一直维持开启状态，直到在公路上探测到其它车的前灯或尾灯，它才转换到近光灯。为了避免分散相向行驶驾驶者的注意力，该系统可使远光灯渐开和渐关。

Mercedes-Benz S-class汽车有两个照射公路的红外线前灯。当汽车的近光灯打开，它们将驾驶者的视野范围扩展到150多米，使其能更快看见行人、停泊的汽车和其他障碍物。同时也减少了黑暗中驾驶发生碰撞的危险。

4、 智能驾驶环境——无线基础设施

到目前为止，汽车中的无线技术仍限制在车载蜂窝电话。但是当这些研究者针对路边站的安全架构而进一步调查Wi-Fi通信使用状况的时候，这可能会有所改变。

交通部(DOT)的VII计划试图使用无线连接来避免碰撞。有车辆接近十字路口或死角的时候，基站将通知和提醒其它基站和驾驶者。该系统也会提供交通速度和密度的数据，使路标可以通知驾驶者在进入高速公路前倒车。

该计划还将开发可以在不同情况下警告驾驶者的集成先进技术，这些情况包括：当驾驶者将要离开公路的时候，当驾驶者和另一企图改车道的车辆有碰撞危险时候，以及和前方车辆有碰撞危险的时候。

5、 动力传动电子控制系统

主要包括发动机电子控制（包括汽油机和柴油机）、自动变速器控制（ECT、CVT/ECVT等）以及动力传动总成的综合电子控制等。控制系统主要由各种传感器、执行机构和电控单元（ECU）组成。其主要是保证汽车在不同的工况下均能处在最佳状态下运行，并简化驾驶员的有关操作，从而降低油耗和排放，减少动力传动系统的冲击，减轻驾驶人员的劳动强度，提高汽车的动力性、经济性和舒适性。

6、底盘电子控制系统

包括制动防滑与动态车身控制系统（ABS/ASR、ESP/VDC）,牵引力控制系统、悬架及车高控制系统、轮胎监测系统(TPMS)、巡航控制系统（CCS）、转向控制系统(如4WS)、驱动控制系统（如4WD）等。其主要用于提高汽车的安全性、舒适性和动力性等。近些年来，这类控制系统开始在普通轿车上广泛采用。

7、 车身电子控制系统

主要包括安全气囊（SRS）、自动座椅、自动空调控制、车内噪音控制、中央防盗门锁、视野照明控制、自动刮水器、自动门窗、自动防撞系统以及满足不同用电设备的电源管理系统。主要是用来增强汽车的安全性、舒适性和方便性。

8、 多媒体娱乐、通讯系统

主要包括车载多媒体系统、驾驶员信息系统、语音系统、智能交通系统(ITS)、车辆导航系统(GPS/DGPS等)、计算机网络系统、状态监侧与故障诊断系统等。用于联结“人—车—路—环境信息”，以及协调整车各部分的电子控制功能。

【结 语】

自20世纪70年代以来，电子技术开始在汽车上快速发展和广泛应用，尤其是近几年各种排放性能、燃油经济性和日安全性能等法规的强制性要求，极大推动了电子技术在汽车领域的推广使用，使汽车电子化程度不断提高，性能不断加强。作为汽车工业与电子工业的结合，汽车电子产业得到了飞速发展。