2.2　智能汽车

智能汽车是目前全世界关注度最高、投资力度最大、进展速度最快，也是人们期望值最高的产品之一。各国互联网巨头独立或者与汽车厂商合作，向智能汽车研发进军。

你是否曾畅想过这样的出行方式？出门前只需通过手机发送指令让你的电动汽车在老地方等你，并提前将车内空调打开，选择自己最舒适的车内温度；上车后直接输入目的地，汽车自动通过云端设置最优驾驶路线，一路上甚至不用你开车，只需动动手指；到达目的地后，你可以先下车，汽车可以自动泊车，停到最优的停车位，甚至还可以进行无线充电；你的汽车就像一部智能手机，不断体验新功能，联网状态下即可满足你的所有操作需求……

没错，上述所有的酷炫功能都将会在一辆智能汽车上体现，它可以集环境感知、规划决策、多等级辅助驾驶等功能于一体，将IT语言与机械语言相融合，是计算机、现代传感、信息融合、通信、人工智能及自动控制等技术的综合体。它利用车载传感器来感知车辆周围环境，并根据感知所获得的道路情况、车辆位置和障碍物信息，控制车辆的转向和速度，从而使车辆能够安全地在道路上行驶。

这样的概念听起来很“高大上”，但简单来说就相当于给汽车装上了“眼睛”“大脑”和“四肢”，即摄像头、电子计算机和自动操纵系统等装置，汽车会像人一样“思考”“判断”和“行走”，从而实现人、车、路的互联互通。一台智能汽车的基本配置如图2.1所示。

一辆智能汽车除了具备传统汽车的车身、发动机、前后桥、变速箱、制动系统、传统意义的汽车电子、内饰外，还具备一系列的感应器，如车载雷达、视频摄像头、激光测距仪、微型传感器，以此来感知外部环境动态变化，当然还有若干车辆运行参数的传感器，实时感知车辆运行状态，包括速度、温度、电量/油量、机油、空气质量、排放指标等。因此，与一般汽车相比，智能汽车具备以下新的模块或功能。

1. 自动驾驶系统

通过自动驾驶系统，智能汽车可以实现最优路线指引、车速规划等智能规划。未来智能规划还会就交通信息、路况信息以及天气信息实现交互和传递，届时将可以给车主带来极大的便利。安装在驾驶室内的摄像头识别交通指示牌和信号灯，轮胎附近的传感器可以根据速度和方位推算出汽车当前所在位置。汽车内部有一系列的感应器，由激光探测仪、无线电雷达探测器、摄像设备等组成。通过这一系列感应器，汽车可以清晰地“看到”周围物体，清楚地掌握它们的大小、距离，时刻对周围环境保持360°无死角的监测，进而判断出周围物体将可能对车辆的运行和路线造成什么影响，并做出相应的反应，从而保持正常行驶。

整个系统的核心是车顶上的激光测距仪。该设备在高速旋转时向周围发射激光束，激光碰到周围的物体并返回，便可计算出车体与周边物体的距离。计算机系统再根据这些距离数据描绘出精细的3D地形图，然后与高分辨率的地图相结合，生成不同的数据模型供车载计算机系统使用。在汽车的前后保险杠上装有多个雷达，用于探测周边情况。后视镜附近有一个摄像头，以检测红绿灯情况。除此以外，还有一个GPS、一个惯性测试单元、一个车轮编码器，用来确定车辆位置，跟踪其运行情况。

所有上述设备采集到的数据都将输入车载计算机，构成一套自动驾驶系统，在极短的时间内帮助车辆做出判断：是该加速、刹车还是转向。

2. 软件系统升级

智能汽车好比目前的智能手机，车主可以在联网状态下随时随地更新车辆的最新功能，如实现导航服务、语音导航、巡航控制、防撞辅助、倒车辅助增强、车速辅助、智能温度预设、自动紧急制动、盲点警报、代客模式以及3D导航等功能的更新。其中，代客模式是实现智能化服务的措施，如果将汽车借给了不太靠谱的朋友，代客模式就可以保护汽车的各种隐私和锁死车主的各种车辆状态设定，比如汽车只能在限制的预设车速下行驶、无法开启后备厢、无法访问通信记录和个人信息等。巡航控制也可以使汽车自动跟踪前方车辆调整车速和行驶方向，在超车时会在保持安全车距的条件下，自动实现超车功能。

3. 远程诊断

远程诊断功能可以让车主在遇到问题时，直接联络供应商的售后技术支持部，服务工程师可直接通过后台查看车辆出现了哪些问题，不用到店进行检查，省去了车主的时间、提高了诊断效率。这一切都基于联网，也是所谓的“车联网”技术。

4. 自动求助

智能汽车不仅要智能、环保还要安全。智能汽车可以通过辅助驾驶、自助驾驶等功能保护车辆出行安全，自动求助功能是在车辆发生意外，如发生了碰撞、翻车、违规等紧急情况时，该车将立即自动发送后台相关参数，客服人员会在必要情况下，及时联络车主帮其处理后续事宜。此外，后台工作人员也可通过车号自动得知该车辆是否需要更换相关部件，辅助车主进行升级。

5. 接入车联网

车联网是以车内网、车际网和车载移动互联网为基础，按照约定的通信协议和数据交互标准，在车与车、车与路、车与行人、车与互联网之间，进行无线通信和信息交换的大系统网络，是能够实现智能化交通管理、智能动态信息服务和车辆智能化控制的一体化网络，是物联网技术在交通系统领域的典型应用。智能汽车必须接入车联网，实现车辆与交通中心交互、车与车交互、车与路、车与行人交互等。智能汽车要配置移动客户端软件，车主可通过APP操作实时操控车辆。如果车辆丢失，远程应用即可查看车辆位置并协助找回车辆。

6. 自动泊车系统

自动泊车系统就是不用人工干预，自动停车入位的系统。该系统包括前面所说的环境数据采集系统、中央处理器和车辆策略控制系统，环境数据采集系统包括图像采集系统和车载距离探测系统，可采集图像数据及周围物体距车身的距离数据，并通过数据线传输给中央处理器。中央处理器可将采集到的数据分析处理后，得出汽车的当前位置、目标位置以及周围的环境参数，依据上述参数确定自动泊车策略，并将其转换成电信号。车辆策略控制系统接受电信号后，依据指令进行如汽车行驶的角度、方向及动力支援方面的操控。

不同的厂家还会开发各种各样的系统，如车辆稳定系统、防撞系统等。

中国智能汽车发展非常迅速，2020年4月20日，由百度Apollo自动驾驶系统与一汽红旗合作的自动驾驶汽车在长沙正式向公众开放乘坐；报名网约车，可以免费呼叫自动驾驶车辆，在开放测试道路上进行试乘体验；上海智能网联汽车规模化载人示范应用启动；滴滴出行首次面向公众开放自动驾驶服务。如今的自动驾驶技术，和若干年前相比，核心原理并没有发生大的质变，但芯片、算法、操作系统、传感器、雷达等技术一直在优化，当前，智能驾驶技术已应用到不同车型、不同场景，无人驾驶汽车真的来了。

智能汽车正处于发展时期，其智能化和自动驾驶的程度不同对使用者和法律责任不同，为此2021年8月，国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会批准发布针对自动驾驶功能的《汽车驾驶自动化分级》国家推荐标准（GB/T 40429—2021）（以下简称“自动驾驶分级国标”）。该标准将于2022年3月1日实施。自动驾驶分级国标有针对性地明确告诉大家，汽车驾驶自动化系统是有分级并逐步实现的，目前还没有可以实用、脱离驾驶员操控的完全自动化系统。自动驾驶分级国标结合实际，对驾驶自动化系统进行了清晰分级及定义，将驾驶自动化系统划分为0级（应急辅助）、1级（部分驾驶辅助）、2级（组合驾驶辅助）、3级（有条件自动驾驶）、4级（高度自动驾驶）、5级（完全自动驾驶）共6个等级，并有对应的标准及定义。其中，只有5级才是可以脱离驾驶员的完全自动驾驶。其次，针对国内外相关交通事故，突出强化安全理念和要求，明确说明了在各级别驾驶自动化中用户和车企担任的角色和责任。