汽車智能化系統的應用現狀及展望

文/周超 陳榮利 袁潔

隨著科學技術的發展，我們的生活正在全面進入智能時代，汽車智能系統領域是智能時代不可或缺的一部分。目前，智能車輛交互系統、汽車和移動電話、汽車和計算機、汽車和社交交通管理系統，甚至汽車和全球通信系統可以實現技術互連和無縫連接。汽車智能系統的應用才剛剛起步，人類的未來可以享受汽車的智能空間和高品質生活，這將會是不可想象的。

1 汽車智能化系統的應用現狀

中國的汽車智能發展較晚。到了二十世紀九十年代，汽車智能設備只有家用電器發展的無線電，沒有別的。從那以后，中國的汽車工業發展迅速，隨著汽車行業在中國，并獲得在這個階借鑒了其他國家的智能技術的更多的知識，雖然許多中國公司正致力于汽車改造成智能的方式，近幾年的技術含量相對簡單，其產品結構的發展，使用汽車的智能系統面向未來，集成智能創新已成為汽車行業發展的主要方向。智能車輛設計技術包括空氣動力系統，主動防撞系統，自動停止系統，車輛轉向系統，夜視系統等。

1.1 國內外汽車智能系統的應用現狀

近十年來，美國、歐洲和日本等發達國家，圍繞發展新型智能汽車技術、綜合治理城市交通和環境能源等問題制定了一系列的研究項目和計劃。

由日本國土建設及交通部設立的一些重要的智能汽車研究項目。AHS 的主要目標是減少交通事故，改善交通效率，以及減輕駕駛人員的操作負擔。該研究致力于信息提供、車輛控制輔助和全自動駕駛技術的開發，以實現障礙識別和規避、速度控制和人機交互界面等應用。ASV 的主要目標是用最先進的技術來最大可能地提升車輛的安全性。該研究還將進一步擴展，其涉及貨車、公共汽車以及摩托車。

由美國交通部發起的兩個主要智能汽車研究項目。VSC 定義了一套維護車輛安全的通信規范，并評估專用短程無線通信（DSRC）標準，以及采用5.9GHZ 帶寬的DSRC 無線技術來支持該通信規范。VII 是致力于開發無線通信和網絡技術的新方法，它將允許駕駛人員和乘客能夠了解當前交通狀況和道路信息，接收可能的風險警告，并引導車輛行進中的無線通信。

與國外相比，國內在智能汽車方面的研究起步較晚，規模較小，和國際先進水平相比差距較大，競爭力明顯不足。造成上述狀況的原因，主要是汽車工業的科技含量較高，跨國汽車公司實力強大，而國內電子行業缺乏人才和技術儲備，影響了國內汽車智能化的進程，暫時還處于跟著跑的境地。雖然形勢不容樂觀，但我國也正在興起汽車和交通系統信息化、智能化的熱潮，國家交通部規劃司于2017年制定了《公路水路交通信息化“十一五”發展規劃》，其為我國智能汽車技術的研究奠定了良好的發展基礎。

1.2 汽車智能化系統的應用現狀

1.2.1 汽車動力學控制系統的應用

VDC 是車輛動力學的控制的英文縮寫。這款汽車智能系統的功能是在駕駛（包括制動和駕駛）時保持車輛行駛的穩定性。車輛動力學控制系統可以實現對垂直，左右動力的差動控制，并為車輛提供直接選舉適應性以補償不穩定的車輛運動。

1.2.2 汽車巡航系統的應用

（ACC）自適應巡航，是一款在二十世紀九十年代中期開發的汽車安全輔助發動機，它結合了自動安裝控制系統和汽車前撞警告系統。它可以用作智能汽車系統自動巡航和避免碰撞。

1.2.3 汽車速度控制系統的應用

智能速度控制系統的功能是限制汽車在某些區域或特殊駕駛條件下的速度。當控制系統工作時，必須首先設置速度限制。比如說，在某些區域的速度限制為八十公里每小時，因此我們可以將速度限制設置為速度行駛的上限。當速度不超過為八十公里每小時時，智能速度控制系統無法工作。當速度接近為八十公里每小時時，電子控制單元啟動執行器并限制加速踏板的速度，使得汽車不可能繼續加速。

1.2.4 汽車夜視系統的應用

夜視是在賦予其在黑暗的大氣中看到事物的能力。第一種叫做主動紅外夜視技術，第二種叫做被動熱成像技術，這兩種技術的區別取決于夜視系統所監察的事物本身是否是紅外輻射源。

1.2.5 汽車智能玻璃的應用

智能汽車玻璃有多種：防雨玻璃，電熱熔玻璃，圖像顯示玻璃，防碎玻璃，調光玻璃，光電遮陽天花玻璃。

1.2.6 汽車智能安全氣囊系統的應用

在普通安全氣囊的基礎上完善安全氣囊程序的電子單元增加傳感器便是汽車智能安全氣囊。改進的乘員質量傳感器可以檢測乘員是成人還是兒童;紅外傳感器可以檢測座椅上是否有人或物體。安全氣囊電子控制單元可根據乘客的身高，重量，位置，安全帶的緊固程度，速度和程度，及時調整安全氣囊的時間，方向，速度和膨脹。車輛碰撞使安全氣囊為乘客提供最合理有效的保護。

2 未來汽車智能化系統主要發展趨勢

2.1 未來汽車智能化系統實現無人駕駛的普及

無人駕駛是汽車未來發展方向。在不久的將來，人類將使用沒有司機的智能無人駕駛汽車。它是一款集優化，識別，反饋，控制，執行，檢測，判斷和決策于一體的智能車輛。它可以學習，總結和提高技能。它集微電腦，微電機，綠色電力系統，新結構材料等尖端科技成果于一體。應該指出的是，無人駕駛車輛的開發不是要完全取代駕駛員，而是要在需要更換的區域和場合進行。

科學發展促進了社會的快速發展，為社會提供了更好的服務。但就目前而言，如果想實現無人駕駛的大范圍的推廣還是有些不切實際的：首先，成本太高，其次，能源消耗太高。因此，在理論，技術和實踐中使汽車更加智能化還有很長的路要走，但我們應該確定這個技術將會在不久之后的將來會得到飛速的發展與推廣。

2.2 未來汽車智能化系統與電子技術結合更緊密

隨著汽車技術的不斷發展，車載式計算機的其他輔助功能將更加全面，成為移動計算機，以方便人們對娛樂，學習和辦公工作的需求。車載計算機將更多地參與車輛控制過程，實現智能語音控制等等的各項功能使行車更加智能化人性化與安全化，從而來滿足車主的各方面的綜合需求。

3 汽車智能化系統的發展方向

智能技術和汽車工業的發展可以促進智能化，環保化，雖然各種汽車智能技術正在逐步的進行初步應用，但許多新技術已經得到了深入應用，并且需要一些時間來開發。

3.1 汽車智能安全性方面

目前，汽車的安全性能已成為人們關注的焦點。主動安全系統，即通過車輛配置，雷達系統，超聲波傳感器和交通可視化技術，主動防止碰撞等事故和語音功能，從而能夠提醒司機減速。避免事故發生。被動安全系統是在發生碰撞或其他危險時向用戶提供保護的安全技術。如氣囊和安全帶。這些安全技術的發展有效地減少了交通事故中的傷亡人數。這將是汽車安全發展的主要方向。

3.2 智能汽車環保性方面

環境要求已經確定世界汽車工業應該轉向有效燃料和低碳排放。汽車的發展已成為環保的重要趨勢。目前的發展方向主要分為兩部分。

第一部分，采用先進的柴油機逐步開發支持智能設備的控制系統。柴油發動機通常比汽油更經濟。

第二部分，近年來，為了降低汽車的燃油經濟性，使汽車工業向環保方向發展，汽車制造商一直在研究汽缸壓力傳感和均質充電燃燒系統。另外，繼續研究環保型電動車，并盡快投入使用，以減少油耗。

3.3 汽車智能微處理器方面

汽車智能控制系統的核心是負責指揮其他設備操作的微處理器。近年來，隨著微處理器技術的持續發展，汽車不再是一種傳統的代步工具，而是一種智能的多功能工具。目前，研究人員們正積極開發具有多頻道同步控制和自我診斷功能的汽車微處理器，對于技術和汽車智能控制的未來發展至關重要。精密16 和32 位微處理器的開發將為未來的汽車處理器帶來一個全新的篇章。

汽車智能控制系統的核心是微處理器控制單元，負責指導其他設備的工作。近年來，隨著微處理器技術的不斷完善，汽車儀表不再是傳統的單一儀器，而是智能與多功能儀器的結合。目前，十六位和三十二位微處理器的開發將為未來的汽車處理器帶來新的篇章，汽車微處理器的多路同步實時控制和自診斷的積極發展，對于汽車和智能技術控制的未來發展具有重要意義。

3.4 汽車智能通訊與娛樂方面

隨著汽車智能技術的發展和應用，網絡技術和通信技術得到了進一步發展。目前，消費者對汽車的要求不僅限于安全和舒適，而且對休閑和通信的要求也更高。通過GPS 衛星導航技術和車輛信息服務技術，智能通信和車輛網絡進一步優化，滿足人們的休閑駕駛需求，構建智能交通系統已成為當前研究的重要內容。

在現階段，移動通信技術和車載媒體技術的發展可以為駕駛員和乘客提供相應的網絡媒體環境和車輛導航，使得駕駛過程變得有趣。車載媒體音頻和車載網絡通信已成為未來發展的重要趨勢。

3.5 汽車智能車載網絡方面

隨著智能設備數量的不斷增加，智能設備變得越來越強大。為了有效提高駕駛的經濟性和安全性，智能設備的數據傳輸尤為重要。隨著總線技術的發展，復雜的電線發生了明顯的變化。通信線路將智能車輛設備連接到廣泛的網絡，然后通過總線發送和接收信息。智能設備不僅可以完成自己的智能控制功能，還可以為其他相關控制設備提供數據服務。在智能網絡中，用戶可以使用數據總線來完成任何智能控制設備的連接，并可以讀取故障代碼來診斷汽車故障，使汽車維修更加容易。

3.6 智能汽車傳感器方面

汽車傳感器是汽車高等級化和自動化發展的關鍵技術。隨著汽車智能技術的發展，未來傳感器的依賴性將越來越強。智能控制系統有很多種，傳感器的數量正在增加。這充分說明了積極開發新型，高精度和高可靠性傳感器的必要性。

4 結語

一個國家的智能工業和汽車工業的結合將代表該國未來在世界汽車工業中的競爭力。對于中國而言，智能汽車產業的發展還處于初級階段，因此有必要加快發展步伐，正確把握未來智能汽車產業的發展方向，形成產業競爭優勢。從而協助我國來實現經濟的快速增長。汽車智能技術正朝著智能化和集中化的方向發展。它不僅可以有效地提高汽車的性能，還可以提高駕駛的安全性，減少環境污染，對提高人們的出行質量起著重要作用。汽車智能技術的發展為汽車工業帶來了新的動力。