智能网联汽车先进驾驶辅助系统关键技术
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第一节 智能网联汽车定义与分级

一、智能网联汽车定义

智能网联汽车(Intelligent Connected Vehicle,ICV)是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V2X(X:车、路、行人及云端等)智能信息交换共享,具备复杂的环境感知、智能决策、协同控制和执行等功能,可实现安全、舒适、节能、高效行驶,并最终可替代驾驶员来操作的新一代汽车,如图1-1所示。

图1-1 智能网联汽车

智能网联汽车可以从3个维度进行剖析,即“智能”“网联”“汽车”。“智能”是指搭载先进的车载传感器、控制器、执行器等装置和车载系统模块,具备复杂环境感知、智能化决策和控制等功能;“网联”主要指信息互联共享能力,即通过通信与网络技术,实现车辆内部、车辆与车辆、车辆与基础设施、车辆与行人、车辆与云端的信息交互;“汽车”是智能终端载体的外观形态,可以是燃油汽车,也可以是新能源汽车,未来以新能源汽车为主。

智能网联汽车的主要判断依据为是否存在V2X通信功能,如果不存在,则不是真正意义上的智能网联汽车。

智能网联汽车可以提供更安全、更节能、更环保、更便捷的出行方式和综合解决方案,是国际公认的未来发展方向和关注焦点。

智能网联汽车、智能汽车、无人驾驶汽车与车联网、智能交通系统有密切相关性,但没有明显分界线,如图1-2所示,它们具有以下关系。

图1-2 智能网联汽车相关概念关系

①智能网联汽车是智能交通系统中的智能汽车与车联网交集的产品。

②智能网联汽车是车联网的重要组成部分,智能网联汽车的技术进步和产业发展有利于支撑车联网的发展。

③车联网是智能网联汽车、智能汽车的最重要载体,只有充分利用互联技术才能保障智能网联汽车真正拥有充分的智能和互联。

④智能网联汽车的聚焦点是在车上,发展方向是自动驾驶,发展重点是提高汽车行驶安全性。

⑤车联网的聚焦点是建立一个比较大的交通体系,发展重点是给交通参与者提供信息服务,其终极目标是智能交通系统。

⑥智能汽车和智能网联汽车发展的终极目标是无人驾驶汽车。

二、智能网联汽车分级

智能网联汽车分为智能化分级和网联化分级。

1.智能网联汽车智能化分级

在智能化方面,美国汽车工程师学会(SAE)对自动驾驶的分级见表1-1。

表1-1 SAE对自动驾驶的分级

我国以较权威的美国SAE分级定义为基础,并考虑我国道路交通情况的复杂性,加入了对应级别下智能系统能够适应的典型工况特征,智能网联汽车智能化分级划分5个等级,见表1-2。

表1-2 智能网联汽车智能化等级

1级辅助驾驶包括自适应巡航控制、车道偏离预警、车道保持、自动刹车、辅助泊车等。

2级部分自动驾驶包括车道内自动驾驶、换道辅助、全自动泊车等。

3级有条件自动驾驶包括高速公路自动驾驶、城郊公路自动驾驶、协同式队列行驶、交叉口通行辅助等。

4级高度自动驾驶包括堵车辅助系统、高速公路自动驾驶系统和泊车引导系统等。

5级完全自动驾驶的实现将意味着自动驾驶汽车真正驶入人们的生活,也将使驾驶员从根本上得到解放。驾驶员可以在车上从事其他活动,如上网、办公、娱乐和休息等。

智能化等级越高,智能网联汽车自动化程度就越高。目前,已经量产的汽车产品的智能化水平基本停留在1级和2级水平,部分实验室阶段的产品只能达到3级和4级水平,基本没有产品达到5级水平。完全自动驾驶汽车还要受到政策、法律等相关条件的制约,真正量产还任重而道远。

2.智能网联汽车网联化分级

在网联化层面,按照网联通信内容的不同,将智能网联汽车划分为3个等级,见表1-3。

表1-3 智能网联汽车网联化等级

网联化等级越高,智能网联汽车网联化程度越高。目前,已经量产的汽车产品的网联化水平最高停留在1级水平,部分实验室阶段的产品只能达到2级,基本没有产品达到3级水平。

无论怎样分级,从驾驶员对车辆控制权来看,都可以分为驾驶员拥有车辆全部控制权、驾驶员拥有车辆部分控制权、驾驶员不拥有车辆控制权三种形式,如图1-3所示。其中驾驶员拥有车辆部分控制权时,根据车辆先进驾驶辅助系统(Advanced Driver Assistance Systems,ADAS)的配备和技术成熟程度,决定驾驶员拥有车辆控制权的多少,ADAS装备越多,技术越成熟,驾驶员拥有车辆控制权越少,车辆自动驾驶程度越高。

图1-3 驾驶员对车辆控制权的形式