車聯(lián)網(wǎng)在無人駕駛汽車中的應(yīng)用

黨順煌

（中國聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信集團(tuán)有限公司新鄉(xiāng)市分公司，河南 新鄉(xiāng) 453000）

0 引 言

隨著汽車行業(yè)的高速發(fā)展，車聯(lián)網(wǎng)與無人駕駛技術(shù)進(jìn)入該行業(yè)，汽車產(chǎn)業(yè)正逐漸朝智能化方向發(fā)展。在智能化汽車發(fā)展過程中，由于基礎(chǔ)設(shè)施的改進(jìn)與汽車功能的提升，當(dāng)前多種汽車已實現(xiàn)自動駕駛，提升了交通的安全性。無人駕駛汽車主要運用車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，借助多種傳感器了解并掌握當(dāng)前的交通狀況與地理位置，從而保障車輛的行駛安全。

1 車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與無人駕駛汽車技術(shù)

1.1 車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

車聯(lián)網(wǎng)又被稱為車輛物聯(lián)網(wǎng)，屬物聯(lián)網(wǎng)中的一項重要分支，車輛在行駛過程中借助傳感器了解當(dāng)前的行駛信息與周遭環(huán)境。通過通信技術(shù)可完成車輛信息與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的連接，有效改善無人駕駛汽車的駕駛水平與車輛性能，增強用戶的體驗感。將車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于無人駕駛汽車，可提升交通運行效率，有效緩解交通壓力，使社會交通服務(wù)朝智能化方向發(fā)展。具體來說，車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高效使用與其他技術(shù)的緊密配合密不可分，也能增加汽車行業(yè)與外部事物的黏合度，利用汽車內(nèi)部的自組網(wǎng)可高效完成信息交互，使車與云端、車與人、車與路及車與車等產(chǎn)生緊密有效連接，使汽車交通管理愈發(fā)智能化。

1.2 無人駕駛汽車技術(shù)

無人駕駛汽車技術(shù)擁有一套智能化系統(tǒng)，其內(nèi)部包含多種功能，此類汽車借助傳感器收集與外部環(huán)境相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，并將其車速信息、汽車間的距離與其周遭障礙物位置信息發(fā)送到計算機(jī)系統(tǒng)中，在嚴(yán)格分析出行狀況后立即采取相應(yīng)措施。應(yīng)用無人駕駛系統(tǒng)時，若有明確的目的地或出發(fā)點，可自行建設(shè)一套完整的交通環(huán)境地圖。為更好地縮短駕駛行程，技術(shù)人員可對相關(guān)路程進(jìn)行調(diào)用規(guī)劃，若路線規(guī)劃合理，則通過計算機(jī)實時反饋汽車控制的整個過程。隨著汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，無人駕駛汽車已成為當(dāng)前該行業(yè)的發(fā)展潮流，其汽車樣式類似于移動機(jī)器人，借助車載傳感器可幫助其實現(xiàn)自主駕駛，進(jìn)而更好地完成新能源控制[1]。

2 無人駕駛汽車上應(yīng)用的車聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵性技術(shù)

2.1 傳感器技術(shù)

為更好地將無人駕駛汽車與車聯(lián)網(wǎng)緊密結(jié)合，技術(shù)人員需借用車輛網(wǎng)關(guān)鍵性技術(shù)實現(xiàn)汽車系統(tǒng)內(nèi)部完整的信息交互。具體來說，傳感器技術(shù)在無人駕駛汽車領(lǐng)域較為重要，在該系統(tǒng)內(nèi)部需要數(shù)據(jù)信息的支持，車載傳感器能收集多種數(shù)據(jù)信息，并借助中央處理器對其篩選、融合與處理。傳感器內(nèi)部含有數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，對所有的數(shù)據(jù)信息都能進(jìn)行識別與提取，如環(huán)境參數(shù)、障礙信息、交通狀況或車輛位置等。無人駕駛汽車相關(guān)的數(shù)據(jù)信息被處理后，借由計算機(jī)對其進(jìn)行專業(yè)化分析，使得車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提供的服務(wù)更加優(yōu)質(zhì)。

借助無人駕駛汽車內(nèi)部的傳感器，能開發(fā)一套符合該車發(fā)展的智能終端平臺，并要與多種產(chǎn)品終端產(chǎn)生連接，如iPad、iPhone或Android等。為了讓用戶的操作方式更加便捷，其內(nèi)部應(yīng)包含人臉識別系統(tǒng)或語音識別系統(tǒng)[2]。

2.2 射頻識別技術(shù)

在車聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)中，運用射頻識別技術(shù)可有效識別道路或車輛信息，還能融合與收集數(shù)據(jù)信息，并將部分有價值的內(nèi)容提取出來，其中包括行駛安全與道路擁堵等內(nèi)容，進(jìn)而優(yōu)化行駛路徑，控制道路安全。車聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用源為RFID，其具備多重優(yōu)點，如數(shù)據(jù)儲存量大、小巧輕便、防磁防水、使用壽命較長、安全性強與主觀感知好等。運用射頻識別技術(shù)可精準(zhǔn)識別行駛過程中的車輛，借用該車輛的信息能實現(xiàn)車輛間的相互傳輸與信息共享。具體來說，RFID的主要工作原理如圖1所示，首先，無人駕駛汽車系統(tǒng)內(nèi)部的讀寫器借由天線傳遞射頻信號，而其內(nèi)部標(biāo)簽進(jìn)入磁場后被迅速激活，并通過天線給讀寫器發(fā)射信號。其次，天線在為標(biāo)簽發(fā)送信號的過程中，會對內(nèi)部信息進(jìn)行系統(tǒng)性分析，經(jīng)過整合后才將信息發(fā)送到讀寫器中。最后，讀寫器獲得信息數(shù)據(jù)后對其實行解碼與讀取后將其發(fā)送到計算機(jī)系統(tǒng)中，而該系統(tǒng)迅速識別信息的價值，經(jīng)相關(guān)技術(shù)處理后發(fā)出指令信號。

圖1 RFID工作原理

2.3 V2X技術(shù)

V2X（Vehicle to Everything）是車與外界進(jìn)行信息交換的一種通信方式，包括車與車之間的直接通信（V2V）、汽車與行人通信（V2P）、汽車與道路基礎(chǔ)設(shè)施通信（V2I）以及車輛通過移動網(wǎng)絡(luò)與云端進(jìn)行通信（V2N）。

運用該技術(shù)可有效解決網(wǎng)絡(luò)延時較長與傳輸寬帶不足的弱點，其優(yōu)勢為速度快、低延時等。技術(shù)人員將自動駕駛與V2X車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合，能有效縮短系統(tǒng)的響應(yīng)時間，改善車輛的整體性能，使傳輸數(shù)據(jù)更為精準(zhǔn)，進(jìn)而改變無人駕駛車輛對傳感器的依賴度，降低汽車行業(yè)的應(yīng)用成本。與此同時，如圖2所示，運用車載網(wǎng)絡(luò)能設(shè)置精度較高的平臺供車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與無人駕駛汽車技術(shù)使用，使無人車的探測工作更加精準(zhǔn)，降低交通事故發(fā)生率。另外，數(shù)據(jù)信息被采集以后，借助云計算平臺中的硬件對其進(jìn)行快速傳遞與及時處理，從而讓信息反饋更加精準(zhǔn)，即使面對突發(fā)狀況或事故時，也能及時調(diào)整并規(guī)劃相應(yīng)交通路線。

圖2 車載移動網(wǎng)絡(luò)

2.4 信息安全技術(shù)

在應(yīng)用車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的過程中會傳輸大量數(shù)據(jù)，而在此類信息中蘊含車輛與用戶的個人信息，該平臺存有較大的安全隱患。技術(shù)人員為保障系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)信息的安全，應(yīng)采用信息安全技術(shù)。車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)部有諸多的安全防護(hù)環(huán)節(jié)，如在通信設(shè)備與終端設(shè)備中，其在傳遞信息時擁有信息安全技術(shù)，可對設(shè)備內(nèi)部的功能、數(shù)據(jù)進(jìn)行實時防護(hù)。同時，云端信息與管理平臺也帶有較強的安全防護(hù)技術(shù)，運用該技術(shù)能有效保障用戶隱私，避免其遭受網(wǎng)絡(luò)攻擊，保障其更加安全、準(zhǔn)確地傳輸數(shù)據(jù)。

3 車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在無人駕駛汽車上的實際應(yīng)用

3.1 合理運用駕駛輔助技術(shù)

為改善無人駕駛汽車上的車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，技術(shù)人員應(yīng)采用駕駛輔助技術(shù)。首先，該技術(shù)借助無人汽車中的傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，可有效辨識與車輛運行相關(guān)的信息，并能探測出外部環(huán)境對車輛行駛的影響。在比較汽車運行狀態(tài)的過程中，駕駛輔助技術(shù)能適時發(fā)現(xiàn)周遭環(huán)境中的風(fēng)險，在危險中幫助駕駛?cè)藛T進(jìn)行適宜的操作。其次，基于駕駛輔助技術(shù)的靈活性，駕駛?cè)藛T可在該系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)當(dāng)前的環(huán)境信息，并借助駕駛經(jīng)驗或其他技術(shù)改善當(dāng)前駕駛情況，降低環(huán)境對其帶來的影響。駕駛輔助體系內(nèi)部有視覺系統(tǒng)與觸覺系統(tǒng)，這兩種系統(tǒng)中包含了無人汽車的全部信息，利用感知系統(tǒng)可適時掌握當(dāng)前的環(huán)境狀況，如交通標(biāo)志、路況、障礙物、周遭的車與人等。最后，運用駕駛輔助技術(shù)可順應(yīng)當(dāng)前時代發(fā)展。由于智能化汽車為未來車輛的發(fā)展趨勢，但當(dāng)前此類汽車發(fā)展存在一些問題，而駕駛輔助技術(shù)能有效改善該缺陷，提升車輛的應(yīng)用能力，保障其駕駛安全，進(jìn)而緩解交通壓力[3]。

3.2 動態(tài)調(diào)整行駛路徑

無人駕駛汽車內(nèi)部含有駕駛輔助系統(tǒng)，運用輔助駕駛技術(shù)能動態(tài)調(diào)整行駛路徑。通常，要想使汽車內(nèi)無駕駛?cè)藛T，技術(shù)人員需將車道報警系統(tǒng)與巡航技術(shù)放置于汽車行駛系統(tǒng)中，使無人駕駛更為順利。在行駛正規(guī)道路前，技術(shù)人員需科學(xué)規(guī)劃無人駕駛車輛的行駛路線，其設(shè)置的信息應(yīng)包含出發(fā)地與目的地。在行駛過程中，由于每條道路的情況不同，其路況復(fù)雜多變，但車輛內(nèi)部的車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)能適應(yīng)此類狀況，借助傳感器能了解車輛周遭的路況信息。車輛內(nèi)部帶有精密地圖，通過其與傳感器內(nèi)部信息的結(jié)合，可對該區(qū)域?qū)嵭锌b密分析，并解析與預(yù)測出周遭可能出現(xiàn)的行為，如人或交通工具的行為意圖，針對當(dāng)前路況現(xiàn)狀采取恰當(dāng)?shù)男旭倢Σ撸瑥亩剐旭偮窂礁鼮楹侠怼４送猓\用駕駛輔助系統(tǒng)能提升汽車運行的精準(zhǔn)性，基于此類汽車屬無人駕駛型，其內(nèi)部系統(tǒng)的靈活度與準(zhǔn)確性直接影響此類產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，因此，若能動態(tài)調(diào)整駕駛路徑，則無人駕駛汽車會有更加廣泛的應(yīng)用，其使用頻率也會逐漸提升。

3.3 設(shè)置交通管理系統(tǒng)

車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于無人駕駛汽車中能改善汽車的基礎(chǔ)性設(shè)施。一方面，技術(shù)人員應(yīng)設(shè)置交通管理系統(tǒng)，在該平臺中應(yīng)用信息技術(shù)并將多種信息置于其中，如事故信息、道路擁堵、環(huán)境參數(shù)及車輛的路線信息等，借由云計算與大數(shù)據(jù)處理多種不同的信息，進(jìn)而達(dá)成網(wǎng)絡(luò)信息的交互控制；另一方面，交通管理系統(tǒng)應(yīng)實行智能化管理，此類車輛行駛時的信息傳遞應(yīng)具有雙向性，無人駕駛汽車會收到交通信號燈的指示，同時該交通信號燈需接收到車輛的行駛請求。依照指示燈提供的請求指令，中央信息系統(tǒng)應(yīng)適時調(diào)整，并根據(jù)當(dāng)前交通的實際狀況給出反饋指令。交通信號燈內(nèi)部的LED進(jìn)入智能系統(tǒng)中，該系統(tǒng)可經(jīng)過精確的數(shù)據(jù)分析得到適宜的行駛路線[4]。

3.4 保障交通安全

應(yīng)用車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能保障交通安全，無人車若出現(xiàn)交通事故，該車輛內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能將該事故的多重數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，如事故發(fā)生地、嚴(yán)重程度及人員傷亡情況等，而中央信息系統(tǒng)可與車聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行實時對接，其救援工作能得到相應(yīng)保障。將車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于無人駕駛汽車中，可減少行駛時間，提升車輛行駛的安全度，緩解交通壓力。一旦發(fā)生交通事故，其安全保障措施較為合理。

為保證行駛車輛的安全，車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)增加了行駛的安全性能，運用安全輔助系統(tǒng)能提高車輛的感知水平。當(dāng)行駛車輛處在危險中時，該系統(tǒng)會給出判斷并及時預(yù)警，從而縮短決策時間，有效遏制當(dāng)前遭遇的危險，提高系統(tǒng)運行的可靠性。

例如，某通信有限公司為改善交通狀況，運用車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提升了無人駕駛汽車的整體性能，技術(shù)人員借助駕駛輔助技術(shù)改善汽車內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)平臺，優(yōu)化其內(nèi)部的數(shù)據(jù)信息，提升其準(zhǔn)確性，從而提升無人汽車的安全性。

3.5 規(guī)范駕駛行為

無人駕駛汽車的出現(xiàn)對人的影響較大，相較于傳統(tǒng)式駕駛，其主要包含感知、判斷與操作，但無人汽車可自行完成3個階段，有效規(guī)范了部分駕駛行為。比如，人在駕駛車輛時會受到周圍環(huán)境的影響，某一個行為、緊張程度、心跳頻率與眨眼頻率等都可能改變駕駛結(jié)果，為保障道路或行人的安全，應(yīng)采用多種條款規(guī)范駕駛行為。而無人駕駛汽車的行駛關(guān)鍵由系統(tǒng)平臺控制，只要技術(shù)人員將合適的技術(shù)安置在該系統(tǒng)中，借助網(wǎng)絡(luò)平臺可有效改善駕駛行為，提高道路交通的安全性，完善車輛行駛的3個階段。

4 結(jié) 論

在科學(xué)技術(shù)的影響下，汽車行業(yè)取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，運用車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與無人駕駛技術(shù)產(chǎn)出了無人駕駛汽車。為保障道路交通的安全，技術(shù)人員應(yīng)科學(xué)運用車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將其內(nèi)部的傳感器與射頻識別技術(shù)運用于汽車內(nèi)部的系統(tǒng)平臺，更加精準(zhǔn)地辨別道路情況與車輛信息等，從而使汽車產(chǎn)業(yè)朝著機(jī)械化、智能化方向發(fā)展。