智能网联汽车基础（一）—基础概述

◆文/江苏 周晓飞

一、智能汽车

汽车的环境感知、智能决策、自动控制以及协同控制等功能一般称为智能功能，具备智能功能的汽车称为智能汽车。

智能汽车配备了多种传感器，比如，摄像头、超声波雷达、毫米波雷达、激光雷达等，实现对周围环境的自主感知，通过一系列传感器信息识别和决策操作，汽车按照预定控制算法的速度与预设定交通路线规划的寻径轨迹行驶。

二、网联汽车

汽车的协同控制功能一般需要网联功能支持。车辆利用通信技术实现与外界信息交互的功能称为网联功能，具备网联功能的汽车称为网联汽车。

网联汽车采用新一代移动通信技术，实现车辆位置信息、车速信息、外部信息等汽车信息之间的交互，并由控制器进行计算，通过决策模块计算后控制车辆按照预先设定的指令行驶，进一步增强汽车的智能化程度和自动驾驶能力。

GB/T《道路车辆网联车辆方法论第1部分通用信息》中描述了网联车辆如下文。

1.车辆系统

满足车辆制造厂的规范要求，但是超出了道路车辆的物理范围，由道路车辆、外部接口、网联附件，以及通过外部接口产生的数据通信组成的车辆系统。

在描述中，同时给出了两个相关解释：

①网联车辆可以没有网联附件（实现网联功能的车外系统）；

②当通信对象为非网联附件（例如道路基础设施、其他交通参与者）时，网联车辆由道路车辆、外部接口，以及通过外部接口产生的数据通信组成，道路基础设施和其他交通参与者不属于网联车辆。

2.网联车辆概念

网联车辆是指能够实现车辆功能的所有技术部件，包括配置此功能所需的车载和车外数据以及系统。因此，网联车辆也包括外部接口，图1所示为网联车辆的整体概念和代表性接口。

图1 网联车辆的代表性网络服务接口

①由于道路车辆是网联车辆的一部分，因此，网联车辆的一些接口同时也是道路车辆的物理接口。

②网络服务接口是网联车辆的代表性外部接口之一，网络服务通过网络服务接口实现网联车辆与服务器的交互，服务提供商管理的服务器不属于网联车辆，第三方可以通过该服务器进行通信。

三、智能网联汽车

1.智能网联汽车定义

与传统汽车相比较，智能网联汽车是功能上的体现，新能源汽车是驱动上（驱动燃料或驱动动力源）的区别。GB/T《智能网联汽车术语和定义》中这样定义智能网联汽车：

智能网联汽车，英文名：intelligent &connected vehicle，英文简称：ICV。

智能网联汽车是利用车载传感器、控制器、执行器、通信装置等，实现环境感知、智能决策和／或自动控制、协同控制、信息交互等功能的汽车的总称。

如图2所示，a代表智能汽车，b代表网联汽车，c既可称为智能汽车又可称为网联汽车，a、b、c均可称为智能网联汽车。智能网联汽车核心的智能化和网联化如图3所示。

图2 智能网联汽车定义范围

图3 智能网联汽车核心的智能化和网联化示意图

2.智能网联汽车技术目标

智能网联汽车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，实现车与人、车、路、云端等智能信息交换、共享，具备复杂环境感知、智能决策、协同控制等功能，可实现安全、高效、舒适、节能的行驶，并最终可实现替代人来操作的新一代汽车。智能网联汽车的最终技术目标是实现完全无人驾驶；实现智能交互、智能驾驶和智能服务。人、车、路、云端架构示意图如图4所示。

图4 “人-车-路-网-云”比较具体的架构示意图

3.智能网联汽车三大体现元素

智能网联汽车有三大元素，即智能交互、智能驾驶和智能服务。

（1）智能交互

人机交互技术向多元化、人格化方向发展，同时交互终端及内容架构不断迭代优化。多元化意味着人们对交互体验的要求逐步提高，人机交互方式从按键、触控，到语音控制、人脸识别、手势交互，甚至是更先进的生物识别。人格化是指通过语言语义学习，了解人的思维文化，主动车联网语音服务等。

（2）智能驾驶

智能驾驶包括智能控制和自动驾驶两个阶段。其中，座舱智能控制功能（智能座舱）是智能网联汽车的必备功能。辅助驾驶功能现已经成为市场上中高端车辆的普遍配置。

（3）智能服务

让服务更智能，构建智能服务，甚至包括主动且实时为乘驾人员解决车辆故障。实现车辆售后使用过程中的各项服务，二手车残值管理、保险金融服务、车辆道路救援、车辆保养等智能管理，以及智慧停车、智慧充电加油等。

4.智能网联汽车关键技术、部件和应用功能

笔者根据《智能网联汽车术语和定义》罗列了智能网联汽车关键技术、部件和应用功能（表1）。据笔者现有资料统计，智能网联汽车相关429项国家标准中，多数在预研和编制中，还没有出台。少数出台的标准也不能满足市场技术需求，所以在实际应用中很多名称各有差异。

表1 智能网联汽车关键技术、部件和应用功能

四、车联网

车联网源于物联网，即车辆物联网。发展路径从机械（传统的汽车人工远程服务）2G语音时代、电子（车内网）、车载通信（语音、图视频的3G）时代、车际网（网联娱乐系统、车载宽带管理等）4G移动互联网时代、智能（车载互联网）时代，以及到最后的完全的安全可靠的自动或无人驾驶时代。

5G作为新一代的蜂窝通信技术，可以提供更高数据速率体验、更大带宽的终端接入能力，而车联网也是5G技术下应用空间最广阔、产业配套最齐全的应用场景之一。

车用无线通信技术（Vehicle to Everything， V2X），是实现车与车（V2V）、车与路（V2I）、车与人（V2P）、车与网（V2N）相连接的新一代信息通信技术。V2X通过将人、车、路、云等交通参与要素有机地联系在一起，构建一个智慧的交通体系（图5、图6）。V2X是实现自动驾驶和无人驾驶的关键所在。

图5 “车-路-云”三层架构示意图

图6 “人-车-路-网-云”5G全新的网络架构示意图

C-V2X是当前主流的车用无线通信V2X技术，其中C是指蜂窝（Cellular），它是基于3G/4G/5G等蜂窝网通信技术演进形成的车用无线通信技术，包含了两种通信接口：一种是车、人、路之间的短距离直接通信接口（PC5），另一种是终端和基站之间的通信接口（Uu），可实现长距离和更大范围的可靠通信。

（未完待续）