- 智能網聯汽車技術
- 中國汽車技術研究中心有限公司數據資源中心
- 2091字
- 2019-10-11 15:44:27
第二節 智能化與網聯化
智能網聯汽車顧名思義,包含智能化和網聯化兩個層面。智能化方向,SAE(國際自動機工程師學會/美國汽車工程師學會)、NHTSA(美國高速公路安全管理局)、VDA(德國汽車工業聯合會)、BASt(德國聯邦交通研究所)等組織機構給出各自的自動駕駛分級方案,其中SAE在J3016-2014文件中提出的五級自動駕駛分級方案是當前被普遍采用接受的標準,如表 1-1所示。
表1-1 智能化等級劃分
續表
L0,無自動駕駛。完全由駕駛員進行車輛的加速、轉向、剎車、檔位等控制,系統只負責執行命令并不進行駕駛干預。但系統可以提供預警和少量保護輔助功能,以便駕駛員進行決策和控制,例如車道偏離預警(LDW)、盲點監測(BSM)、行人檢測(PD)、交通標志識別(TSR)、夜視(NV)、后排平交路口交通警報(CTA)等。
L1,駕駛輔助。系統根據實際情況負責執行轉向或加減速的一項操作,系統不能同時執行多項操作,其他操作均由駕駛員執行,駕駛員必須做到“手、腳、眼不離路”。L1級別常見的輔助功能有車道保持駕駛輔助功能(LKA)、自適應巡航駕駛輔助功能(ACC)、盲區檢測預警(BSD)、緊急制動剎車(AEB)。
L2,部分自動駕駛。系統可以執行轉向和加減速的多項融合操作,系統可以自主完成某些駕駛任務,但仍需駕駛員時刻監視并隨時準備接管,適應于行駛環境簡單、車道無變化的高速公路。目前大部分車企生產的汽車可以達到L2級別的自動駕駛技術,并且實現量產。
L3,有條件自動駕駛。系統可以獨立完成所有駕駛操作,特殊情況下,駕駛員需按照系統要求對車輛進行監管,以便解決人工智能不能應對的情況。L3級別適用于高速公路或無變化的市區的全路段下的正常行駛。
L4,高度自動駕駛。與L3不同的是,駕駛員對L4級別的駕駛系統提出的響應請求可以不進行響應,L4級別比L3級別對車輛功能的釋放程度更高,駕駛員可以有更多的時間進行休息、娛樂。L4級別適用于封閉的小區、景區或特定的市區。
L5,完全自動駕駛。自動駕駛的最高級別,真正意義上的無人駕駛,不受駕駛環境的影響,適用于全區域、全功能工況。
高級駕駛輔助功能目前已逐漸成為中高端品牌車型的標準配置。由中國汽車技術研究中心有限公司主導的中國新車評價規程(C-NCAP)目前已經把主動安全功能納入新車的考評體系。C-NCAP自2006年正式實施以來,經歷了四次改版,項目評價難度逐步提升。2018年7月1日開始正式實施新規,其中,最大的變化之一就是把車輛的主動安全納入測評體系中。汽車電子穩定控制系統(ESC)作為車輛新型的主動安全系統也被納入主動安全部分,并且增加對緊急制動剎車(AEB)的試驗評價,如表1-2所示。其中,AEB的測試項目主要包括前車靜止(CCRs)、前車慢行(CCRm)、前車剎車(CCRb)三種追尾測試工況。隨著時間的推進,未來在對新車所獲星級的最低得分率要求中,主動安全部分的最低得分率會逐年提高,如表1-3 所示。同樣地,自2013年開始,歐盟新車安全評鑒協會(E-NCAP)已經將更多的駕駛輔助功能納入評分體系,要求到2017年,SAS、AEB、LDW/LKD的加分設定為系統裝機量達到100%[2]。可見,未來汽車的高級駕駛輔助功能成為汽車必備的功能。
表1-2 C-NCAP管理規則(2018年版)
表1-3 C-NCAP對所獲星級最低得分率要求
表1-4 2013年引入新規則后評分規則關于主動安全得分的調整
網聯化按照實現功能的不同分為網聯輔助信息交互、網聯協同感知、網聯協同決策與控制三個等級,如表1-5所示。網聯化強調的是汽車接入網絡系統,包含車與車、車與人、車與路、車與云之間的交互。
基于智能化及網聯化的發展方向,2016年,中國汽車工程學會發布的《節能與新能源汽車技術路線圖》為智能網聯汽車發展提供了技術路線與產業發展目標的參考,如表1-6所示。2016~2020年為我國智能網聯汽車的起步階段,智能網聯汽車相關標準體系及關鍵技術逐步深入發展,縮小我國與歐、美、日等國際先進水平的差距,滿足我國市場的自主需求。互聯網、科技型等新興企業涌入,各企業紛紛布局,率先占領市場,傳統產業上下游鏈條狀格局逐漸被打破,網狀式生態體系開始形成。2021~2025年為我國智能網聯汽車的發展期,這一階段智能網聯汽車相關的標準法規、生產配套體系等逐漸完善,網聯化、智能化水平顯著提升,智能駕駛核心技術達到國際先進水平,整體力量具備較強的國際競爭優勢。2026~2030年是我國智能網聯汽車的成熟時期,具備完善且成熟的標準體系;技術研發體系逐漸成熟,智能汽車與智能道路交通高度協作,全國交通事故率及能耗排放大幅度降低。
表1-5 網聯化等級
表1-6 我國智能網聯汽車產業的發展目標
總體發展思路包括以下幾方面。
(1)近期,以自主環境感知為主,推進網聯信息服務為輔的PA級應用。
(2)中期,重點形成網聯式環境感知能力,實現復雜工況下的CA級駕駛。
(3)遠期,實現V2X協同控制,具備高度/完全自動駕駛功能的智能化技術。
根據智能網聯汽車的智能化及網聯化的等級要求,《節能與新能源汽車技術路線圖》按照乘用車、商用車的類別提出了分階段式的發展目標,如圖1-1所示。其中,融合本車傳感器和網聯信息的半自動駕駛技術將于2020年實現;V2X協同控制高度或完全自動駕駛功能將在2025年以后實現,產業化應用將在2030年左右實現。從發展趨勢來看,在功能實現方面商用車比乘用車更復雜,同時商用車比乘用車更進一步適應網聯化等級水平。
圖1-1 乘用車及商用車分階段式的發展目標