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我国智能网联汽车关键技术与突破
电动化,智能化、网联化和共享化已经成为汽车产业的发展趋势,智能网联汽车融合汽车制造、计算芯片、人工智能、大数据、云计算、信息通信等多个高新技术产业,具备产业深度融合、技术体系复杂、价值链长、市场规模大等特点,已经成为国际公认的汽车产业发展战略方向。本文梳理了我国智能网联汽车产业与技术发展情况和特点,并对未来发展趋势做出预测。
智能网联汽车是人工智能技术所引发的新一轮科技革命浪潮的主要载体,并改写全球汽车产业格局下的产业链、创新链和价值链。美、德、日等世界汽车强国通过产业顶层设计并结合自身产业优势,在智能网联汽车领域已经形成一定先发优势。我国正在通过国家顶层规划、产业政策引导、法规标志修订、开放道路测试等方式,加速智能网联汽车技术和产业化发展步伐并取得显著成绩。智能网联汽车是我国汽车产业实现换道超车的重要战略契机,也是我国建设汽车强国的重要支撑。
一、中国智能网联汽车产业发展总体情况
2017年4月,工信部、国家发改委和科技部印发《汽车产业中长期发展规划》,并提出加大智能网联汽车关键技术攻关,开展智能网联汽车示范推广,同时对智能网联汽车新车装配率提出明确发展目标:到2020年,汽车DA(驾驶辅助)、PA(部分自动驾驶)、CA(有条件自动驾驶)系统新车装配率超过50%,网联式驾驶辅助系统装配率达到10%。到2025年,汽车DA、PA、CA新车装配率达80%,HA(高度自动驾驶)和FA(完全自动驾驶)汽车开始进入市场。
2017年,国家发改委牵头制定《智能汽车创新发展战略》,并于2018年1月5日-18日向全社会公开征求意见。根据《智能汽车创新发展战略》(征求意见稿)规划,到2020年,智能汽车新车占比达到50%;到2035年,中国标准智能汽车享誉全球,率先建成智能汽车强国,全民共享“安全、高效、绿色、文明”的智能汽车社会。
图1 智能网联汽车“三横两纵”技术架构
产业调研结果显示,2017年中国汽车市场合资品牌超过50%的车型具备辅助驾驶功能,自主品牌超过10%车型具备辅助驾驶功能。百度、华为等ICT公司依托在信息技术方面的优势积极布局无人驾驶。随着人民群众对汽车出行安全的日益重视和国家发展战略的规划指导,预计未来DA、PA级智能网联汽车的市场渗透率将快速提高,高级别智能网联汽车也将加速研发进程。
二、中国智能网联汽车关键技术
智能网联汽车具有多领域深度交叉融合的特点,相关技术涉及汽车、信息通信、交通等诸多领域,技术架构复杂。根据技术特点可划分为“三横两纵”的技术架构:“三横”是指智能网联汽车主要涉及的车辆、信息交互与基础支撑3个领域技术,“两纵”是指支撑智能网联汽车发展的车载平台以及基础设施条件。具体架构图如图1所示。
智能网联汽车多项技术涉及国家信息战略安全,决定了我国必须发展具备中国标准的智能网联汽车,而我国在信息通信、北斗导航、5G等领域的技术优势也为智能网联汽车技术的跨越式发展提供重要支持。智能网联汽车“三横两纵”的技术架构涉及的部分关键技术进展如下:
1.环境感知技术
环境感知技术利用激光雷达、毫米波雷达、超声波雷达、摄像头等车载传感器及V2X通信技术感知车辆周围环境。虽然传感器的性能和稳定性不断提高,但单一传感器仍难以满足全天候、高精度、高可靠性的环境感知,需要运用多传感器融合技术提高感知能力。在复杂环境识别领域,“深度学习”被认为是更具性能优势的技术方案,但如何更好地理解其“黑箱”式的决策机制,是“深度学习”技术在智能网联汽车取得应用的前提。
2.智能决策技术
常用的智能网联汽车决策方法包括:状态机、决策树、深度学习、增强学习等,传统的状态机和决策树方法具备高效、可读性强等特点,但其对于特殊、复杂工况的应对能力不足,深度学习具备一定的应对未知工况的能力,但对计算能力要求更高,目前车规级芯片难以满足需求。未来,两种决策机制的协同运作是更具性价比的方案。
3.控制执行技术
目前在单车控制方面,多采用PID控制、模糊控制、自适应控制等传统控制策略,这些控制方法可靠性高,但是需要车辆制动、转向、油门、悬架的线控技术支持。我国在汽车线控领域虽然取得一定成果,但与国际巨头相比仍有较大差距。随着网联化技术的发展,未来智能网联汽车将作为信息节点,构建智能交通和智慧城市系统,但目前在多车协同控制方面,仍然处于实验室研究阶段。
文章来源:《信息通信技术与政策》 网址: http://www.xxtxzz.cn/qikandaodu/2020/1003/856.html
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