人工智能技術在汽車電氣自動化中的應用

摘要：隨著科學技術發展水平的不斷提升，人工智能技術已經逐漸滲透到各個領域。汽車產業作為全球經濟的重要支柱，也開始將人工智能技術引入到汽車設計和制造中。汽車電氣自動化是汽車產業發展的重要方向，通過引入人工智能技術，可以進一步提高汽車的安全性、舒適性和能源利用效率。鑒于此，圍繞人工智能技術在汽車電氣自動化中的應用展開探討，以期為相關工作起到參考作用。

關鍵詞：汽車產業；人工智能；電氣自動化；車載系統

0 前言

人工智能技術在汽車電氣自動化中發揮著越來越重要的作用。例如：基于機器學習和深度學習的故障預測與診斷系統，可以有效地對汽車故障進行預警和診斷，提高汽車的可靠性和維修效率；智能駕駛輔助系統可以通過對車輛周圍環境的感知和判斷，為駕駛員提供更加準確和安全的駕駛輔助，降低交通事故的風險；基于自然語言處理的人機交互系統可以讓駕駛員更加方便地與汽車進行交互，提高駕駛的便捷性和安全性。

人工智能技術在汽車電氣自動化中的應用還具有很多優勢。例如，通過對大量數據的分析和學習，優化和提升汽車性能，提高汽車的運行效率和安全性。另外，人工智能技術還可以實現對汽車能源的智能化管理，降低汽車的能耗和排放，這對汽車環保和節能減排具有積極的作用。

然而，人工智能技術在汽車電氣自動化中的應用也面臨著一些挑戰［1］。數據安全、算法可靠性等問題都還需要得到有效地解決。值得注意的是，人工智能技術的應用也需要大量的數據支持和算法支撐，這離不開相關技術的不斷發展和進步。

1 人工智能技術的應用場景

1. 1 在車輛制造方面的應用

在車輛制造過程中，通過人工智能技術對大量數據的分析和學習，可以實現對車輛制造過程的智能化控制和優化，提高車輛制造的效率和質量。例如，在車輛制造過程中，人工智能技術可以通過對車輛零件的數據進行分析和建模，從而智能化控制零件加工過程，提高零件加工的精度和效率。另外，人工智能技術還可以通過數據分析優化車輛裝配過程，實現裝配過程的自動化和智能化，提高裝配效率和質量。此外，人工智能技術還可以發揮質量監控作用，通過對車輛制造過程中的各種數據進行分析和監控，可以實現制造過程的全面監測和質量控制，及時發現和解決制造過程中的問題，提高車輛的質量和可靠性［2］。

1. 2 在車輛系統中的應用

1. 2. 1 汽車后視鏡系統

汽車后視鏡系統幫助駕駛員觀察車輛周圍情況，保障行車安全。在汽車后視鏡系統中應用人工智能技術，可以進一步提高車輛性能和智能化程度。汽車后視鏡系統的基本組成包括檢測元件、調節控制器、功放電路、執行元件和減速器等。檢測元件通常采用攝像頭或激光雷達等傳感器，用于獲取車輛周圍的信息。調節控制器則根據獲取的信息進行智能分析和處理，控制后視鏡的調節角度和反射方向，以提供最佳的觀察效果。功放電路則將調節控制器的控制信號放大，驅動執行元件進行動作［3］。執行元件通常采用電機或電磁閥等裝置，用于驅動后視鏡的調節動作。減速器則用于減小調節動作的沖擊和振動，提高后視鏡系統的穩定性和舒適性。

在人工智能技術的支持下，汽車后視鏡系統可以實現更加智能化和個性化的功能。例如，通過機器學習和圖像處理技術，系統可以自動識別車輛周圍的物體和道路情況，并根據不同的場景和駕駛需求自動調節后視鏡的角度和反射方向，提供最佳的觀察效果。同時，系統還可以根據駕駛員的個人偏好和習慣，自動存儲和調整后視鏡的調節參數，提供更加個性化的駕駛體驗。值得注意的是，為確保汽車后視鏡的應用效果，需要正確調整后視鏡，如圖1 所示。

1. 2. 2 智能駕駛系統

利用人工智能技術，智能駕駛系統可以通過感知、決策、控制等技術手段實現車輛的自主駕駛。智能駕駛系統有以下5 項關鍵應用：① 信息感知。智能駕駛系統通過感知車輛周圍環境信息，如車輛周圍的障礙物、交通信號燈、交通標志等，以及車輛自身狀態信息（車速、轉向角度等），為駕駛決策提供必要的信息。感知系統利用傳感器技術，如雷達、攝像頭等傳感器，實現對車輛周圍環境的感知。② 駕駛決策?；谌斯ぶ悄芩惴?，決策系統根據感知系統提供的信息來進行決策判斷。決策系統需要處理的信息包括車輛周圍障礙物的位置、速度、運動趨勢、交通信號燈狀態、交通標志的含義等。該系統通過分析這些信息，判斷車輛應該如何行駛，并生成控制指令［4］。③ 駕駛控制?？刂葡到y根據決策系統生成的指令，控制車輛的行駛速度、轉向角度、制動等動作，以實現車輛的自主駕駛。該系統還可以根據車輛周圍環境的變化動態調整控制指令，以保證車輛的安全性和舒適性。④ 行駛導航。智能駕駛系統可以通過導航系統獲取車輛所在位置的地圖信息，包括道路信息、交通信號燈位置、交通標志位置等。導航系統還可以根據預設的路線或者實時交通信息來規劃最佳行駛路徑，為車輛的自主駕駛提供指導。⑤ 實時通信。智能駕駛系統通過通信系統與其他車輛或者交通管理系統進行信息交互。例如，通過車車通信（V2V）和車路通信（V2X）技術，實現車輛與其他車輛或者交通基礎設施之間的信息共享和協同決策，提高道路的通行效率和安全性。

1. 2. 3 剎車系統

剎車系統是汽車中至關重要的組成部分。通過環境感知和狀態檢測，人工智能技術可以獲取車輛周圍的信息和車輛自身的狀態，包括車輛周圍的交通狀況，車輛的速度、距離和方向等，這些信息對于剎車系統的智能決策是非常重要的。其中：環境感知技術主要依靠各種傳感器（如攝像頭、雷達等）來獲取信息；狀態檢測技術則通過車輛自帶的傳感器（如速度傳感器、位置傳感器等）來獲取信息?；谶@些信息，人工智能技術可以進行智能決策和規劃。通過機器學習和優化等算法，人工智能技術可以計算出最佳的剎車力度和剎車時間，從而實現更高效的剎車控制。在這個過程中，還會考慮到駕駛員的期望速度和行駛路況等因素，以確保車輛在滿足駕駛需求的同時，還能保證行駛安全性。另外，人工智能技術還可以對剎車系統進行監測和預警。通過實時監測剎車系統的運行狀態和性能指標，人工智能技術可以及時發現異常情況或者性能指標超出預設范圍的情況［5］。一旦出現這種情況，人工智能技術會立即發出警告，提醒駕駛員及時采取措施。這種監測和預警功能可以提高車輛的安全性能和駕駛體驗。此外，人工智能技術還可以對油門控制踏板進行智能控制，即根據車輛的行駛狀態和安全狀況，自動調整油門控制踏板，實現高效的車速控制，以提高車輛的行駛效率和舒適性。車速控制策略如圖2所示。

1. 2. 4 車載系統

人工智能技術在車載系統中的具體應用包括智能語音交互、智能導航、智能娛樂、智能安全控制、智能駕駛輔助、智能故障診斷和預測等。

（1） 智能語音交互：通過自然語言處理技術，車載系統可以識別和理解駕駛員的語音指令，實現導航、音樂、電話等功能的語音控制，以此提高駕駛的安全性和便利性。

（2） 智能導航：通過實時獲取道路信息和交通狀況，為駕駛員提供最佳的行駛路徑和建議，幫助駕駛員避免擁堵和交通事故，提高行駛效率。

（3） 智能娛樂：車載娛樂系統中的應用包括音樂推薦、電影播放、語音識別等。這些功能可以根據駕駛員的喜好和習慣進行個性化推薦，提供更加豐富的駕駛體驗。

（4） 智能安全控制：可以實現自動駕駛、車道偏離預警、盲點監測等功能，以提高車輛的安全性能和預防交通事故的能力［6］。

（5） 智能駕駛輔助：可以實現自動泊車、自適應巡航、交通擁堵輔助等功能，為駕駛員提供更加便捷和安全的駕駛體驗。

（6） 智能故障診斷和預測：通過對車輛運行數據的分析，可以實現故障診斷和預測，從而提前發現潛在的故障和問題，并及時提醒駕駛員進行維修和保養，提高車輛的可靠性和使用壽命。

1. 2. 5 空氣質量檢測

人工智能技術在空氣質量檢測系統中可以實現車內空氣質量檢測、空氣凈化、空調控制、通風控制、健康提示等功能。

（1） 空氣質量檢測：通過傳感器和人工智能技術，空氣質量檢測系統可以實時監測車內空氣的細顆粒物（PM2.5）、CO2、揮發性有機化合物（VOC）等指標，并將數據反饋給駕駛員或自動調整空調系統，以保證車內空氣的質量和舒適度。

（2） 空氣凈化：利用高效過濾器、活性炭、紫外線等技術，空氣質量檢測系統可以實現車內空氣的凈化，去除異味、細菌、病毒等有害物質，提高車內空氣的質量和安全性。

（3） 空調控制：結合人工智能技術和傳感器技術，可以實現空調的智能控制和調節，并根據車內空氣質量和駕駛員的需求自動調整溫度、濕度和空氣循環模式，以提高駕駛的舒適度和車輛的能源利用效率。

（4） 通風控制：通過監測車內空氣質量和外部環境條件，可以實現智能通風和換氣，保證車內空氣新鮮和溫度適宜。

（5） 健康提示：通過分析車內空氣質量和駕駛員的健康數據，可以向駕駛員提供健康提示和建議，如建議開窗通風、避免長時間封閉駕駛等，以保障駕駛員的身體健康。

2 人工智能技術的優化策略

（1） 加強基礎研究：加大對人工智能基礎理論和應用研究的投入，提高算法的準確性和可靠性。結合汽車領域的特點，開展有針對性的研究，推動人工智能技術在汽車電氣自動化中的深入應用。

（2） 推動跨界合作：加強汽車產業與其他相關產業的跨界合作，如計算機、電子、通信等。通過資源共享和優勢互補，加速人工智能技術在汽車電氣自動化領域的應用發展。

（3） 保障數據安全：重視數據的安全性和隱私保護。在充分利用數據的同時，建立健全的數據安全保障機制，確保個人信息和車輛數據的保密性和完整性。

（4） 考量法規和倫理：制定和完善相關法規和倫理規范，對人工智能技術在汽車電氣自動化領域的應用進行規范和引導。在追求技術創新的同時，要充分考慮倫理和道德問題，保障人類的利益和安全。

（5） 培育人才梯隊：加大人工智能技術人才的培養和引進力度。通過教育和培訓，提高從業人員的專業素養和技術水平。同時，吸引更多的優秀人才投身于汽車電氣自動化領域的應用研究中。

（6） 開展國際合作：加強國際交流與合作，共同應對全球性的挑戰和問題。通過分享經驗、技術和資源，推動人工智能技術在汽車電氣自動化領域的協同發展，為全球汽車產業的繁榮和發展作出貢獻。

3 結語

人工智能技術在汽車電氣自動化領域的應用和發展將在很大程度上改變人們的出行方式和生活質量，具有廣泛的應用前景。一方面可以提高汽車的安全性、舒適性和能源利用效率，另一方面可以為駕駛員提供更加個性化、便捷的駕駛體驗。未來，隨著技術的不斷發展，人工智能技術在汽車電氣自動化中的應用將更加廣泛和深入。

參考文獻

［ 1 ］ 杜璽. 人工智能在汽車配件設計與制造中的應用分析[J]. 時代汽車，2022（19）：109-111.

［ 2 ］ 黃國盛. 人工智能技術在智能網聯汽車領域的應用[J]. 數字技術與應用， 2022， 40（9）：36-38.

［ 3 ］ 梁博. 自動化技術在汽車機械制造中的創新應用[J]. 內燃機與配件，2022（16）：100-102.

［ 4 ］ 尹利峰. 智能自動化技術在汽車工程中的應用[J]. 時代汽車，2022（7）：25-26.

［ 5 ］ 陳力維. 智能時代無人駕駛汽車人機交互設計[D]. 南京：東南大學，2022.

［ 6 ］ 許曦普. 機械自動化技術在汽車控制中的應用研究[J]. 中國設備工程，2021（24）：93-94.