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ADAS与V2X——智能网联汽车的关键技术原理解析

发布时间: 2024-04-14 来源:残氧仪
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  智能网联汽车是指搭载先进传感器、控制器、执行器等装置,融合现代通信与网络技术,实现车与X(人、车、路、后台等)的智能信息交换共享,具备复杂的环境感知、智能决策、协同控制和执行等功能的新一代汽车。近年来,随着汽车产业的发展,并逐步向着“新四化”的转型,谷歌、微软、百度等互联网巨头,特斯拉等高科技企业纷纷入局,智能网联汽车进入快速地发展阶段,成为时下最火热的技术“IP”。

  智能网联汽车技术路径主要有智能化和网联化两个方向。智能化是指依赖于先进驾驶辅助技术ADAS,采用车载传感器与汽车自动控制系统相结合的方法实现汽车的自动巡航(ACC),自主泊车(APS),自动紧急刹车(AEB)等一系列功能。目前,新上市的车辆大多具有自动紧急刹车系统(AEB)和车道保持辅助系统(LKA),并能实现简单的人车互联。网联化主要是依靠搭载车联网V2X系统,来实现车-人,车-车,车-路,车-平台的信息交换,来提高汽车行驶的安全性,提高道路通向效率等。

  高级驾驶辅助系统是指通过车载传感器、摄像头、雷达等实现对环境的感知,再通过车辆控制决策系统,对外界环境进行判断、处理,并发出控制信号,底盘执行机构直接干预汽车的行驶状态或辅助驾驶员操作。在无人驾驶技术并未成熟的今天,各大OEM厂商多采取辅助驾驶技术来逐渐过度到自动化无人驾驶。

  目前已得到大规模产业化发展的ADAS大致上可以分为预警系统和驾驶控制管理系统。预警系统通过监测司机、道路、汽车自身状态,在存在与前车碰撞,无意识偏离车道,司机驾驶行为异常等隐患时,触发报警系统对司机进行提示。而驾驶控制管理系统属于主动安全领域,在汽车的油门、刹车、转向机构等加装某些机械系统和控制电机,通过自动决策控制管理系统来实现在车辆车道保持(LKA)、自动泊车(APS)、自动紧急刹车(AEB)等功能。

  V2X技术是通过构建汽车与外界的信息交换系统,实现对行驶过程中车辆行为及状态的决策控制。包括车-车、车-人(RSU)、车-路、车-服务平台等几大方面。这一技术领域勾连较广,除了各大OME厂商和零部件供应商,还包含了了平台与运营商,基础路侧设施建设,高精度地图以及服务信息的提供商等。

  V2X技术的主要特征是:(1)网络拓扑不稳定;(2)外部环境干扰严重;(3)行车轨迹可预测;(4)以小数据包为主。由此发展出了两种研究方向,即专用短程通讯(DSRC)技术和基于蜂窝移网的(LTE-V2X)技术。

  目前,国外供应商对DSRC技术关注度较高,美国、日本有关DSRC的基础设施的研究应用较为先进,已发展出了较为成熟的技术体系,足够实现车际与车路互联。DSRC能轻松实现车辆快速移动下在较小范围内(约数十米)的通信,实时传输路况,道路信息,行人信息,车辆信息等。其通信主要由车载单元(OBU)、路侧单元(RSU)来通过专用的数据链路来实现,并在通讯中实现数据传输、资源管理、保障数据安全等功能。DSRC关键指标:支持车速 200km/h,反应时间 50ms,数据传输速率平均 12Mbps(最大27Mbps),传输范围 1km。

  另一种技术方案是近几年发展较为迅速的LTE-V2X技术,其源自蜂窝上行链路技术(可理解为4G技术),包括LTE-V-Cell和LTE-V-Direct两个工作模式。其最大的优点是可以整合现有的通信基站,可以在一定程度上完成低成本、逐层级的改造。另外通信距离较长,信号传输速率快使这项技术具备了较高的可研究性。而其局限性主要在于高速车况下反应延迟时间长,通信安全问题等。目前国内外均进行了较多的研究,如国内的华为、大唐等企业,国外的高通、LG等。

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