智能汽车的发展概述

智能汽车的发展概述王清清，陈文强，由毅浙江吉利汽车研究院有限公司；杭州；311228【摘要】本文介绍一种把导航信息资料库系统、GPS定位系统、道路状况信息系统、车辆防碰系统、紧急报警系统、自动驾驶系统等多种系统集于一体的智能汽车。智能汽车的高速、高性能的自动驾驶技术将会缓解交通堵塞的压力，降低污染，减少对额外公路的需求，而且在消除交通事故的同时也就挽救了人的生命。【关键词】智能；自动驾驶；计算机；安全TheDevelopmentofIntelligentVehicleQingqingwang，wenqiangchen，yiyouZhejiangGeelyAutomobileInstituteCo.Ltd.Abstract：Thispaperdescribesanavigationinformationintothedatabasesystem,GPSpositioningsystem,roadconditioninformationsystem,vehicleanti-collisionsystems,emergencyalarmsystem,automaticdrivingsystemandothersystemswhichsetinoneofthesmartcar.SmartCarhigh-speed,high-performanceauto-drivingpressurewilleasecongestion,reducepollution,reducethedemandforadditionalroads,andalsointheeliminationoftrafficaccidentsatthesametimesavelivesatthesametime.Keywords：Intelligent；AutomaticDriving；Computer；Safety1引言随着现代高新技术的迅速发展，字信息化和智能化越来越多的应用到人类社会的生产、生活的各个方面，曾经只能在科普小说中看到的智能汽车已经不再是虚幻的，人们在不久的将来将能在现实中看见智能汽车。现在集各种高新技术于一体的汽车，其性能、舒适性、安全性已经取得很大进步，然而距离智能汽车的真正问世还有两步之遥，一是有一款高智能的计算机，它能够接收各种智能传感器传来的周围环境及汽车自身的各种信息并能高效迅速的综合整理，然后把信息传递给汽车的执行系统，从而实现真正的自动驾驶汽车，二是智能交通信息网络环境的建立。自20世纪70年代开始，欧美等发达国家开始进行无人驾驶汽车的研究。大致可以分为二个阶段:军事用途、高速公路环境和城市环境。在军事用途方面，早在80年代初期，美国国防部就大规模资助自动2陆地车辆的研究。进入21世纪，为促进无人驾驶车辆的研发，从2004年起，美国国防部高级研究项目局(DARPA)开始举办机器车挑战大赛。该大赛对促进智能车辆技术交流与创新起到了很大激励作用。中国从上世纪80年代开始着手无人驾驶汽车的研制开发，虽与国外相比还有一些距离，但目前也取得了阶段性成果。1992年，国防科技大学研制成功了我国第一辆真正意义上的无人驾驶汽车。它装有由计算机及其配套的检测传感器和液压控制系统组成的汽车计算机自动驾驶系统，能够在计算机控制下自动驾驶汽车。2000年6月，国防科技大学研制的第4代无人驾驶汽车试验成功，最高时速达76km，创下国内最高纪录。2003年7月，国防科技大学和中国一汽联合研发的红旗无人驾驶轿车高速公路试验成功，自主驾驶最高稳定时速13Okm，其总体技术性能和指标已经达到世界先进水平。智能汽车已经不再是遥不可及的梦想，它已经离我们的生活越来越近。2智能汽车的系统结构智能汽车是一个复杂的系统，它主要由四部分构成：智能传感系统、智能计算机系统、辅助驾驶系统、智能公交系统，它集中运用了计算机、现代传感、信息融合、通讯、人工智能及自动控制等技术，是典型的高新技术综合体。（1）智能传感系统：通过在汽车各部件上安装智能传感器，智能传感器把周边环境的信息传递给智能计算机，计算机对信息进行综合整理后把执行信号传递给汽车部件，从而使其作出相应的动作，这就构成了智能传感系统。智能传感系统的核心是传感器，传感器的使用等于为车辆添加了电子眼，如同人类的五官，进一步丰富了车辆对外感知行为。在智能汽车中，需要对智能汽车系统进行动态的控制，例如点火系统的控制管理、自动悬挂系统的自适应控制等，传感器是车辆综合电子系统中的一部分，在转向过程中，根据车辆转向情况及地面环境，传感器负责检测、采集、并传输相关信息来控制车辆。信息传输给中心处理器，得出控制策略。最后调整器根据控制策略对车辆动态系统实施调整，保持智能车辆良好的工作性能，其功能框图如下：图1车辆转向控制功能框图车辆传感器是智能车辆的重要组成部分。智能车辆装有大量不同种类的创传感器，例如：安装在轮胎上的温度传感器、压力传感器；安装在安全气囊上的超声波传感器、重量传感器等；安装在雨刮上的雨量传感器，可以自动感应雨水及雨量，使雨刮自动开启及关闭；安装在前照灯上的光敏传感器，在黄昏光线不足时可以自动打开。对于车载系统来讲，大部分传感器都是用来监控车辆行驶控制、驾驶员行为、安全、车距及驾驶员与成员舒适度等。（2）辅助驾驶系统：碰撞避免系统、巡航控制系统、导航系统、通讯系统、3驾驶员视觉增强系统。碰撞避免系统：碰撞避免系统是车辆主动辅助驾驶系统和车辆必要的安全系统，通过对妨碍物、危险态势的及时检测，为驾驶员和车辆系统获得足够的安全时间，从而阻止或减少危险情况的发生，达到安全行车的目的。通过综合感知驾驶员内外环境，为驾驶员在危险状态下提供及时的辅助驾驶功能，驾驶员辅助驾驶系统可以利用人机生态界面来实现，同时也通过对车辆相关控制系统的实时调整来保证行车安全。其系统结构框图如下：图2防碰撞系统结构框图巡航控制系统：巡航系统是智能车辆中的重要组成部分。为了缓解驾驶员疲劳，预防事故发生，提高驾驶安全，车辆巡航控制系统应运而生。车辆巡航控制系统就是在计算机精确控制下调整车辆节气门，从而达到在不同路况下始终保持设定车速的辅助驾驶系统。其功能框图如下：图3巡航系统功能框图巡航控制系统是一个闭环控制系统，调整器根据驾驶员控制开闭油门的大小来调节的，调整器连接到控制器来控制相关调整器的运动。感知设备采集的信息包括设定车速、实际车速及取消巡航等信号。输出信号能够激活节气门伺服控制机构，为驾驶员显示巡航、发动机和变速系统信息。导航系统：智能车辆一个基本要求就是能为驾驶员找到一条最经济、安全、可靠的交通线路。导航系统是智能车辆必不可少的一部分。对于导航系统来讲，就要感知车辆外部环境，就需要了解驾驶员确定线路所用到的部分地图。导航地图存储在导航计算机中。导航系统框图如下：图4车辆导航系统框图（3）智能计算机系统：智能计算机系统是整个智能系统的核心，所有的智能系统都是围绕着它才能发挥作用。智能车辆要想安全、稳定的正常行驶，这就要求计算机能够迅速高效的融合整理各个系统传来的大量的信息，并迅速的给出策略，然后精确的传递给发出信号的系统，使其产生相应的动作，来调整汽车，使汽车自动驾驶。（4）智能公交系统：该系统用于提高交通的可靠性、安全性及生产效率，创建绿色交通，增强交通系统对用户的吸引力。该系统将交通管理部门同驾驶员直接连接起来，进行实时调度和线路调整，降低运输成本，提高运输效率。先进的交通系统4是未来智能交通系统中最为实用的社会性系统。智能汽车正是有了这些系统的共同作用，从而使得汽车不需要人去驾驶，人只需舒服地坐在车上享受这高科技的成果就行了。形象的说：因为这种汽车上装有相当于汽车的“眼睛”、“大脑”和“脚”的电视摄像机、电子计算机和自动操纵系统之类的装置，这些装置都装有非常复杂的电脑程序，所以这种汽车能和人一样会“思考”、“判断”、“行走”，可以自动启动、加速、刹车，可以自动绕过地面障碍物。在复杂多变的情况下，它的“大脑”能随机应变，自动选择最佳方案，指挥汽车正常、顺利地行驶。3结论智能汽车已经成为未来汽车发展的方向，智能汽车也将是新世纪汽车技术飞跃发展的重要标志。目前对智能车辆的研究主要致力于提高汽车的安全性、舒适性，以及提供优良的人车交互界面。近年来，智能车辆己经成为世界车辆工程领域研究的热点和汽车工业增长的新动力，很多发达国家都将其纳入到各自重点发展的智能交通系统当中。故而，智能汽车已从设想走向实践。随着科技的飞速发展，相信不久的将来，我们都可以领略到智能汽车的风采。4参考文献[1]涂序彦.人工智能及其应用.电子工业出版社，1998：14-38.[2]何永宝.多传感器信息融合系统中的传感器模型，智能控制与智能自动化.科学出版社，1993：55-86.[3]布洛基，康特.智能车辆.人民交通出版社，2002:134-155.5