第一章-智能网联汽车技术综述

国外智能网联汽车的发展现状
• 《未来交通准备：自动驾驶3.0》
• 2018年10月，最新发布的《未来交通准备：自动驾 驶3.0》表明美国运输部将努力消除妨碍自主车辆发 展的政策和法规，并支持将自主车辆纳入整个运输系 统。
国外智能网联汽车的发展现状
• 自动驾驶路试法规出台
• 2011年，ຫໍສະໝຸດ Baidu华达州率先通过了汽车驾驶汽车立法，解 决了州公路上自驾汽车的路试问题。
01 •智能网联汽车的发展背景
智能网联汽车定义
• 请观看视频，并说说未来的出行会是什么样？
智能网联汽车定义
• 请说说：什么是智能网联汽车？
• 根据《国家车联网产业标准体系建设指南》对智能网 联汽车定义：智能网联汽车是指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X（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”行驶， 并最终可实现替代人来操作的新一代汽车。
自动驾驶系统（“系统”）监控驾驶环境
监视 人 人
失效应对
典型工况
车道内正常行驶，高速公
人
路无车道干涉路段，泊车
工况。
高速公路及市区无车道干
人
涉路段，换道、环岛绕行、
拥堵跟车等工况。
3（CA）
有条件自动 由无人驾驶系统完成所有驾驶操作，根据系统请求， 驾驶 驾驶员需要提供适当的干预。
系统
4（HA） 5（FA）
• 在美国、欧洲、日本等发达国家和地区，自动驾驶技 术是未来交通发展的重要方向。在技术研发、道路测 试、标准法规和政策等方面，为智能网联汽车的发展 提供了条件。为了加快自动驾驶商业化的政策支持， 我国在这方面的研究也很活跃，为自动驾驶技术的开 发和测试创造了坚实的基础。
• 问题思考：为什么大家都在发展自动驾驶，与传统的 汽车比较有哪些优势？
智能网联汽车定义
• 那么，什么是车联网？
• 车联网产业是依托信息通信技术，通过车内、车与车、 车与路、车与人、车与服务平台的全方位连接和数据 交互，提供综合信息服务，形成汽车、电子、信息通 信、道路交通运输等行业深度融合的新型产业形态。
智能网联汽车定义
• 根据我国《智能网联汽车技术路线图》的解释，智能 网联汽车具有两个层面：一是智能化，二是网联化。 请说说在智能化与网联化层面分别定义了哪些内容？
汽车传感器 技术
信息通信
感知系统 执行系统
交通运输
决策系统
请补充以下说明： • 环境感知技术包括哪些内容？ • 智能决策技术包括哪些内容？ • 控制执行技术包括哪些内容？ • V2X通信技术包括哪些内容？ • 云平台和大数据技术包括哪些内容？ • 信息安全技术包括哪些内容？ • 高精度地图和高精度定位技术包括哪些内容？ • 标准与法规包括哪些内容？ • 试验评价包括哪些内容？
智能网联行业背景分析
• 在时代发展背景下，国家对智能网联汽车产业战略发展的迫切要求
• 目前，美国、欧洲、日本等发达国家和地区也已将智 能网联汽车作为汽车产业未来发展的重要方向，加快 产业布局。跨国汽车企业已经实现了一些L2级自动驾 驶汽车的批量生产。一些高端品牌率先推出L3级自动 驾驶汽车，以谷歌为代表的新技术力量也在积极进行 全自动驾驶技术L4级、L5级的开发和测试。
智能网联汽车定义
• 智能网联汽车将具备如下五大功能
个性化定 制
空中升级
安全提醒
紧急救援
车辆维修
请补充如下说明： • 空中升级包括哪些内容？ • 安全提醒包括哪些内容？ • 车辆维修包括哪些内容？ • 紧急救援包括哪些内容？ • 个性化定制包括哪些内容？
智能网联汽车的组成
• 智能网联汽车智能驾驶的核心技术由环境感知层、智能决策层以及控制和执行层组成。
策与控制系统的输入。
基于车-车、车-路、车-人、车-后台通信，
3
网联协同决策 与控制
实时并可靠获取车辆周边交通环境信息及车 辆决策信息，车-车、车-路等各交通参与者 之间信息进行交互融合，形成车-车、车-路
等各交通参与者之间的协同决策与控制。
控制
典型信息
传输需求
人
地图、交通流量、 交通标志、油耗、
里程等信息。
智能网联汽车定义
• 我国在智能化的定义中分为哪五个层次？
智能化等级 等级名称
等级定义
人监控驾驶环境
控制
1（DA）
驾驶辅助
通过环境信息对方向和加减速中的一项操作提供支 援，其他驾驶操作都由人操作。
人与系统
2（PA）
部分自动驾 通过环境信息对方向和加减速中的多项操作提供支
驶
援，其他驾驶操作都由人操作
人与系统
智能网联行业背景分析
• 自动驾驶车辆道路测试
• 北京市于2017年12月发布《北京市自动驾驶车辆道 路测试管理实施细则（试行）》及相关文件，确定33 条、共计105公里开放测试道路，已发放首批试验用 临时号牌。如图1-7所示，上海市2018年3月发布 《上海市智能网联汽车道路测试管理办法（试行）》， 划定第一阶段5.6公里开放测试道路，并发放第一批 测试号牌。重庆、保定也相继发布了相应的道路测试 实施细则。
• 2016年9月，为有效利用技术变化提供指导，美国交 通部发布了一项《联邦自动驾驶汽车政策》，为自动 驾驶安全部署提供政策监管框架。
• 2017年9月，发布了一项车辆升级与驾驶政策《自动 驾驶系统：安全愿景2.0》，该政策不仅被业界视为 自动驾驶汽车发展的指导方针，而且代表了联邦政府 对自动驾驶的态度。
国外智能网联汽车的发展现状
• 美国自动驾驶技术典型代表——Google Waymo
国外智能网联汽车的发展现状
• 美国对自动驾驶技术的发展在政策上做了工作与支持？
• 早在2013年，美国公路交通安全管理局就发布了《关 于自动驾驶仪车辆控制政策的初步意见》，并制定了 支持自动驾驶技术发展和推广的自动驾驶考试标准。
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智能网联汽车技术概述
◣ 第一章 智能网联车技术综述
机械工业出版社
授课教师：
学习目标
1 能够了解智能网联汽车的定义 2 能够知道智能网联汽车技术的组成 3 能够熟悉智能网联汽车行业背景 4 能够知道国外智能网联汽车的发展现状 5 能够知道国内智能网联汽车的发展现状 6 能够知道智能网联行业的发展潜力
无服用禁止精神药品麻醉品记录 法律、法规规定的其他条件
试验车辆注册登记 强制性项目检查 人机控制模式转换
数据记录 实时回传 特定区域测试 第三方机构检测验证
中国汽车工程研究院推出来的i-VISTA功能场景建设标准
02 •智能网联汽车的发展趋势
国外智能网联汽车的发展现状
• 1.美国自动驾驶技术发展
• 2003年，国防科技大学与一汽合作的红 旗CA7460实现了高速公路自动驾驶示 范，最高时速170Km/小时，可以实现 自动超车。
• 2011年7月，国防科技大学自主研发的 红旗HQ3无人驾驶汽车首次完成了长沙 至武汉286Km的高速全程无人驾驶试验，
• 2015年12月，百度和宝马的无人驾驶汽 车在G7“五环高速-奥林匹克森林公园” 路线上来回行驶，吸引了无数眼球。
国外智能网联汽车的发展现状
• 2017年9月，美国众议院一致通过了《自动驾驶法案（SELF DRIVE ACT，H.R.3388）》
• 参考ppt中的备注，通读美国的自动驾驶法案。
• 请说明：自动驾驶法案对自动驾驶汽车技术的发展做 了哪些重要的规定？
请参考备注： 第1章 简称；目录 第2章 目的 第3章 美国交通安全管理局和宪法对自动驾驶汽车 的管理 第4章 更新的或新的高度自动化车辆的汽车安全标 准 第5章 自动驾驶系统的网络安全 第6章 一般豁免 第7章 机动车检测和评估 第8章 提供给潜在买家的高度自动化驾驶系统的信 息 第9章 高度自动化车辆咨询委员会 第10章 后座乘客警报系统 第11章 前照灯 第12章 高度自动化车辆所需的隐私保护计划
所有形式工况
智能网联汽车定义
• 我国在网联化方面等级是如何划分的？
网联化等 级
等级名称
等级定义
1
网联辅助信息 交互
基于车-路、车-后台通信，实现导航等辅助 信息的获取以及车辆行驶与驾驶员操作等数 据的上传。
基于车-车、车-路、车-人、车-后台通信，
2
网联协同感知
实时获取车辆周边交通环境信息，与车载传 感器的感知信息融合，作为车辆自动驾驶决
• 2012年9月，加州出台了自动驾驶的汽车驾驶法规。 随后，包括佛罗里达州、哥伦比亚特区和密歇根州在 内的数十个州颁布了数十项自主车辆交通政策和法规
• 2018年2月底，加州再次放宽了允许无人驾驶汽车方 向盘后面的人在路上行驶的政策，本规定自2018年4 月2日起已经开始施行。
国外智能网联汽车的发展现状
• 2.德国自动驾驶汽车技术发展现状
• 欧盟于2012年颁布法规，要求所有商用车在2013年11月之前安装AEB紧急自动刹车系统。自2014年起，在 欧盟市场销售的所有新车都必须配备AEB，没有该系统的车辆不符合E-NCAP五星级安全认证。
国外智能网联汽车的发展现状
• 《维也纳道路交通公约》与《道路交通法修订案》
• 请回答：德国再《维也纳道路交通公约》与《道路交 通法修订案》中做了哪些重要的修订？
国外智能网联汽车的发展现状
• 自动驾驶道德标准
• 请回答：德国的自动驾驶道德标准里有哪些重要的内 容？有哪些重要的意义？
智能网联汽车行业背景分析
• 2018年4月，我国工业和信息化部颁发了《智能网联汽车道路测试管理规范》
智能网联汽车道路测试管理规范
测试主体单位性质 业务范围
事故补偿能力 测试评估能力 事件记录分析能力 对法律法规遵守
测试驾驶人签订劳动合同或劳务合同 经过驾驶培训
无重大交通违章违法记录 驾龄3年以上，自动驾驶50小时以上 最近连续3个记分周期内无记满12分
• 1.环境感知层 • 环境感知层的主要功能是通过车载环境感知技术、卫
星定位技术、4G/5G及V2X无线通信技术等，实现对 车辆自身属性和车辆外在属性（如道路、车辆和行人 等）静、动态信息的提取和收集，并向智能决策层输 送信息。
智能网联汽车的组成
• 2.智能决策层 • 智能决策层的主要功能是接收环境感知层的信息并进
传输实时性、可靠 性要求较低。
人与系 统
周边车辆/行人/非 机动车位置、信号 灯相位、道路预警
等信息。
传输实时性、可靠 性要求较高。
人与系 车-车、车-路间的 传输实时性、可靠
统
协同控制信息。
性要求最高。
智能网联汽车定义
• 请参考下图说说智能网联汽车相关概念关系？
智能网联汽车定义
• 智能网联汽车关键技术
高度自动驾 驶
由无人驾驶系统完成所有驾驶操作，特定环境下系 统会向驾驶员提出响应请求，驾驶员可以对系统请 求不进行响应。
完全自动驾 无人驾驶系统可以完成驾驶员能够完成的所有道路
驶
环境下的驾驶操作。
系统 系统
系统 系统 系统
人
高速公路正常行驶工况， 市区无车道干涉路段。
系统 系统
高速公路全部工况及市区 有车道干涉路段。
行融合，对道路、车辆、行人、交通标志和交通信号 等进行识别，决策分析和判断车辆驾驶模式和将要执 行的操作，并向控制和执行层输送指令。
智能网联汽车的组成
• 3.控制和执行层 • 控制执行层的主要功能是根据功能决策层的指令对车
辆进行操作和协调，为联网车辆提供道路交通信息、 安全信息、娱乐信息、救援信息、商务办公、在线消 费等，以保护汽车安全、舒适驾驶。比较传统车辆， 智能网联汽车在功能上主要增加了环境感知和定位系 统、无线通信系统、车辆自组织网络系统和先进的驾 驶辅助系统。
智能网联行业背景分析
• 1.世界自动驾驶汽车技术的发展历程
智能网联行业背景分析
智能网联行业背景分析
• 2.中国自动驾驶汽车技术的发 展历程
• 20世纪90年代初由北京理工大学、南京 理工大学、国防科技大学、清华大学和 浙江大学联合研制的ATB-1，之后研究 ATB-2，与第一代相比，速度增加了3-4 倍
• 在智能化层面，汽车配备了多种传感器（摄像头、超声波雷达、 毫米波雷达、激光雷达），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。
• 在网联化层面，车辆采用新一代移动通信技术（LTE-V、5G 等），实现车辆位置信息、车速信息、外部信息等车辆信息之 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，进一步增强车辆的智能化程度和 自动驾驶能力。