隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、通信技術(shù)、人工智能、計算機技術(shù)的快速發(fā)展，智能化已經(jīng)成為了一種趨勢和潮流。從智能手機、智能家電，到企業(yè)的智能制造、智能物流等，智能化已經(jīng)滲透到整個社會的各行各業(yè)。而在“工業(yè)4.0”、“智能交通”、“智慧城市”和“互聯(lián)網(wǎng)+”的大背景下，汽車智能化已經(jīng)成為汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展最重要的潮流和趨勢。

　　21世紀以來，互聯(lián)網(wǎng)、IT技術(shù)和智能技術(shù)的發(fā)展給人類日常生活帶來巨大改變，同時進一步促進人們對智能產(chǎn)品要求的提高。對于汽車這一現(xiàn)代人類出行的重要交通工具而言，人們對其安全、節(jié)能、環(huán)保、便捷、舒適等性能有了更高要求。汽車在帶給人們方便快捷的同時，也帶來了交通事故、城市交通擁堵和環(huán)境污染等一系列問題。而從國家和社會層面來看，汽車產(chǎn)業(yè)的良好發(fā)展已經(jīng)不僅關(guān)乎汽車行業(yè)本身，更關(guān)乎國家的經(jīng)濟、環(huán)境、就業(yè)等問題。因此以信息化、自動化為核心的汽車智能化得到廣泛關(guān)注。更值得注意的是，在汽車智能網(wǎng)聯(lián)化的大趨勢下，除了傳統(tǒng)汽車企業(yè)外，互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)也正在加入汽車制造行列，無人駕駛汽車、互聯(lián)網(wǎng)汽車等成為關(guān)注點。在此發(fā)展趨勢下，一向被認為“循規(guī)蹈矩”的傳統(tǒng)車企將如何面對當(dāng)前快速發(fā)展的智能化趨勢?

　　在此背景下，本文將綜述汽車智能化大趨勢，概述國內(nèi)外相關(guān)發(fā)展規(guī)劃和產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀，對以車企和IT行業(yè)為主導(dǎo)的2條技術(shù)路線進行介紹，深入分析汽車智能化在各個發(fā)展階段的特征和含義，概括其所面臨的挑戰(zhàn)性問題，并對其技術(shù)發(fā)展提出建議。

　　汽車智能化大背景

　　汽車在提高人們生活水平的同時，也帶來了能源、環(huán)境、安全、擁堵等日益嚴重的社會問題。中國已成為全球第一大原油進口國，第二大石油消費國，當(dāng)前中國汽車耗油約占整個石油消費量的1/3，預(yù)計到2020年這一比例將上升到57%。因此，如何有效提高能源利用率、降低能源消耗、減少尾氣排放是國家和行業(yè)所面臨的巨大挑戰(zhàn)。在交通擁堵方面，據(jù)交通部2014年發(fā)布數(shù)據(jù)顯示，中國交通擁堵帶來的經(jīng)濟損失高達2500億元人民幣，占城市人口可支配收入的20%。另外，據(jù)美國交通信息服務(wù)公司INRIX在2017年發(fā)布的一項全球交通排行報告顯示，在2016年交通擁堵在美國造成約3000億美元的損失，其中，洛杉磯以104 h/人的擁堵時間成為這項報告中最擁堵的城市。安全方面，據(jù)美國國家公路交通安全管理局統(tǒng)計，在2015年道路交通安全事故中死亡人數(shù)為35092 人，比2014年增加2348人，7.2%的增幅也成為近50年來之最，而在2015年，歐洲由交通事故造成的經(jīng)濟損失達到GDP的2%。

　　以自動化、信息化為基礎(chǔ)的智能汽車有解決能源、安全和環(huán)境問題的巨大潛力，因而受到人們極大關(guān)注。目前對于汽車智能化有以下共識：通過采用自動駕駛技術(shù)，能夠減少90%的由于人為操作引起的交通事故;通過車-車通信和智能速度規(guī)劃，在智能化發(fā)展的前期可以將道路通行率提高10%以上，在高度自動化階段可以將道路通信率提高50%~90%;在節(jié)能減排方面，通過經(jīng)濟性駕駛和整體智能交通規(guī)劃，能源消耗至少能降低15%~20%。不僅如此，隨著近年來電子信息領(lǐng)域新技術(shù)的應(yīng)用，物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、移動互聯(lián)、自動化、智能化技術(shù)迅速發(fā)展，也為汽車智能化帶來良好的技術(shù)條件。因此，傳統(tǒng)車所帶來的問題、對汽車發(fā)展提出的新目標和需求及技術(shù)發(fā)展所帶來的智能化實現(xiàn)的可能性，形成了汽車智能化發(fā)展的拉力和推動力。在此環(huán)境下，汽車智能化已經(jīng)成為了行業(yè)發(fā)展的熱點，并且正在引起行業(yè)的巨大變革。

　　為此，世界各國紛紛制定出相應(yīng)的汽車智能化研究計劃，歐盟、美國和日本均發(fā)布政策法規(guī)來推動智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展。中國在《中國制造2025》中也明確給出了汽車智能化技術(shù)的總體目標，即制定中國自主駕駛標準：基于多源信息融合、多網(wǎng)融合，利用人工智能、深度挖掘及自動控制技術(shù)，配合智能環(huán)境和輔助設(shè)施實現(xiàn)自主駕駛;可改變出行模式、消除擁堵、提高道路利用率;裝備自動駕駛系統(tǒng)的汽車，綜合能耗較常規(guī)汽車降低10%，減少排放20%，減少交通事故數(shù)80%，基本消除交通死亡。在《中國制造2025》后，工信部、國家發(fā)改委、國家測繪局等相關(guān)部委出臺多部政策，從智能車、網(wǎng)聯(lián)化、智能制造、地圖信息采集、大數(shù)據(jù)等多個方面促進智能汽車的發(fā)展。

　　汽車智能化的2 條技術(shù)路線

　　目前，汽車智能化有2 條不同的技術(shù)路線：一條是以汽車企業(yè)為主的漸進提高汽車駕駛自動化水平;另一條是以科研院所和IT企業(yè)為主的無人駕駛技術(shù)發(fā)展路線。

　　漸進提高駕駛自動化水平

　　以逐漸提高汽車自動化水平為目的的技術(shù)路線是汽車企業(yè)推動智能化進程的主要思路。從汽車技術(shù)的角度看，汽車自動化程度不斷提高，向著輔助駕駛、半自動化駕駛、高度自動化駕駛和完全自動駕駛的智能化方向發(fā)展。

　　在輔助駕駛階段，車輛控制以駕駛員為主，機器輔助駕駛員，降低駕駛負擔(dān)。而從駕駛權(quán)或者駕駛意圖來看，駕駛員掌握最終的駕駛權(quán)(圖1)。目前量產(chǎn)乘用車上裝有的輔助駕駛技術(shù)，有側(cè)向穩(wěn)定控制、電動助力轉(zhuǎn)向控制，部分高檔車裝有自動泊車、自適應(yīng)巡航、車道偏離預(yù)警系統(tǒng)等。在半自動化駕駛階段，車輛的自動化水平得到進一步提高，在特定工況下可以有短時托管的能力，此時，汽車具有一定的自主決策的能力(圖2)。目前，各大汽車公司投入巨資開發(fā)具有特定工況(低速)托管能力的半自動駕駛技術(shù)，有防撞緊急制動、手機遙控泊車、擁堵跟車、車道跟蹤控制技術(shù)等。在高度自動化駕駛階段和最終的完全自動駕駛階段，車輛具有高度的自主性，汽車可以進行自主規(guī)劃、決策和控制，可以實現(xiàn)復(fù)雜工況的托管能力甚至完全自動駕駛(圖3)。

　　圖1 輔助駕駛階段

　　圖2 半自動化駕駛階段

　　圖3 高度自動化駕駛和完全自動駕駛階段

　　汽車智能化伴隨著汽車電子技術(shù)的發(fā)展而形成，其中最顯著的變化是電子控制單元(ECU)在整車開發(fā)過程中所占的比例。汽車電子技術(shù)第一次出現(xiàn)，是在20世紀30年代早期安裝在轎車內(nèi)的真空電子管收音機，那時汽車仍然是完全由人操控。隨著科技的進步，微型計算機逐漸應(yīng)用于汽車的各子系統(tǒng)中，用以彌補人類駕駛員的不足，幫助其更好地完成駕駛?cè)蝿?wù)，同時提高駕駛安全性、舒適性及燃油經(jīng)濟性(圖4)?，F(xiàn)如今，各大汽車廠商已經(jīng)為其生產(chǎn)的汽車配備了各種各樣的駕駛輔助系統(tǒng)，而此時，汽車電子成本已占汽車總成本的45%以上。不難看出，智能化也已經(jīng)成為未來汽車的發(fā)展方向之一，而這條發(fā)展路線的最終目標將是實現(xiàn)完全自動駕駛。汽車電子規(guī)模增長如圖5所示。

　　圖4 汽車電子技術(shù)發(fā)展時間歷程

　　圖5 汽車電子規(guī)模發(fā)展

　　在國家層面上，不同國家發(fā)布的智能汽車自動化分級標準總體原則相同，但具體略有不同。在《中國制造2025》中，中國將智能汽車自動化分為駕駛輔助(DA)、部分自動駕駛(PA)、高度自動駕駛(HA)和完全自主駕駛(FA)4級，并給出各階段的功能性定義。典型的汽車智能化技術(shù)分級標準如圖6。

　　圖6 典型汽車自動化分級

　　無人駕駛技術(shù)發(fā)展路線

　　無人駕駛技術(shù)是汽車智能化另一條技術(shù)路線。無人駕駛的主要特點是跳過汽車自動化逐級發(fā)展的思路，直接實現(xiàn)車輛的無人駕駛，其研究主要來自科研院所和IT企業(yè)，以展示技術(shù)為主，應(yīng)用領(lǐng)域可以拓展到封閉半封閉的礦山、碼頭、大型物流場等特殊場景。近年來，美國、歐洲、日本等國家都進行了無人駕駛汽車的研究，且已經(jīng)取得了一定進展。

　　美國是無人駕駛汽車領(lǐng)域研究最早也是技術(shù)最領(lǐng)先的國家。在國家層面，由國防部高級研究計劃局(DARPA)對美國的汽車企業(yè)、科研機構(gòu)和高等院校進行資助，用于研究無人駕駛技術(shù)在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用，具體項目包括：ALV項目、DEMO-II 計劃、DEMO-III 計劃等。谷歌公司是目前國際上無人駕駛汽車領(lǐng)域取得成果最為顯著的企業(yè)，谷歌無人駕駛汽車已在公路上進行了100多萬km的測試。目前，美國內(nèi)華達州、佛羅里達州、加利福尼亞州、德克薩斯州、密歇根州及首都華盛頓已立法準許無人駕駛汽車上路，雖然目前還僅限于測試目的。德國也是最早開始研究無人駕駛技術(shù)的國家。早在20 世紀80 年代，德國慕尼黑聯(lián)邦國防軍大學(xué)就與奔馳公司合作開始研發(fā)自主駕駛汽車。其代表性成果是奔馳S500無人駕駛汽車，2013 年該車在城市和城際道路完成了長距離自主駕駛試驗，復(fù)制了125年前奔馳夫人貝爾女士的旅程(圖7)。

　　圖7 國內(nèi)外無人駕駛技術(shù)研究進展

　　盡管國外對無人駕駛領(lǐng)域的研究起步早、投入大，但是該領(lǐng)域國內(nèi)外技術(shù)差距并不很大。南京理工大學(xué)、北京理工大學(xué)、清華大學(xué)、中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院、西安交通大學(xué)、軍事交通學(xué)院、上海交通大學(xué)、湖南大學(xué)等院校在無人駕駛車輛關(guān)鍵技術(shù)方面取得一系列研究進展。國防科技大學(xué)從20 世紀80 年代就開始無人駕駛汽車研究，2003年成功研制了“紅旗旗艦自主駕駛系統(tǒng)”，該系統(tǒng)在高速公路正常交通情況下，具有自主超車功能，最高穩(wěn)定自主駕駛時速達130 km/h。2006年研制成功新一代紅旗HQ3無人駕駛轎車，該車在2006 年9 月參加?xùn)|北亞投資貿(mào)易博覽會，并于2007 年1月作為中國的先進技術(shù)成果參加俄羅斯“中國年”活動。2011年完成長沙到武漢長距離無人駕駛。從這些研究機構(gòu)和科研院所取得的研究成果來看，中國無人駕駛技術(shù)已經(jīng)取得了很大進展，但是目前面臨的困難還有很多，技術(shù)水平不足、關(guān)鍵零部件依賴進口、政策法規(guī)不完善等問題較為突出。

　　雖然無人駕駛技術(shù)已得到長期的關(guān)注和研究且已取得較大發(fā)展，但從實際推廣和大批量應(yīng)用的角度來看，無人駕駛汽車要想成為人類交通工具，將面臨法律、事故責(zé)任、駕駛樂趣等問題。但無人駕駛技術(shù)在汽車智能化進程各階段可發(fā)揮重要作用，如無人駕駛技術(shù)中的傳感感知、車道跟蹤、路徑優(yōu)化、主動避障等場景化的功能和技術(shù)，可以移植到漸進式發(fā)展路線中的特定階段中(圖8)。

　　圖8 無人駕駛技術(shù)在汽車智能化各階段的應(yīng)用

　　汽車智能化進程中的網(wǎng)聯(lián)化

　　汽車網(wǎng)聯(lián)化

　　近年來，隨著電子信息領(lǐng)域新技術(shù)的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、移動互聯(lián)等新技術(shù)正在向傳統(tǒng)行業(yè)滲透。在汽車行業(yè)，與此對應(yīng)的趨勢稱之為汽車網(wǎng)聯(lián)化。汽車網(wǎng)聯(lián)化是指基于通信互聯(lián)，使汽車具有環(huán)境感知、決策和控制運動能力。而在車聯(lián)網(wǎng)的環(huán)境當(dāng)中，車輛位置、速度和路線等信息構(gòu)成了巨大的交互網(wǎng)絡(luò)。通過全球定位系統(tǒng)(GPS)、射頻識別(RFID)、傳感器、攝像頭圖像處理等裝置，車輛可以完成自身環(huán)境和狀態(tài)信息的采集;通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，所有車輛可以將自身的各種信息傳輸匯聚到中央處理器;通過計算機技術(shù)，這些大量車輛的信息可以被分析和處理，進而被車輛所使用。從汽車的角度來看，車聯(lián)網(wǎng)使得車與車、車與基站、基站與基站之間能夠通信，從而獲得實時路況、道路信息、行人信息等一系列交通信息，最終實現(xiàn)提高駕駛安全性、減少擁堵、提高交通效率、提供車載娛樂信息等功能。

　　車聯(lián)網(wǎng)是車內(nèi)網(wǎng)(通過應(yīng)用成熟的總線技術(shù)建立一個標準化的整車網(wǎng)絡(luò))、車載移動互聯(lián)網(wǎng)(車載終端通過通信技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)進行無線連接)和車際網(wǎng)(基于專用短程通信技術(shù)(DSRC)技術(shù)和無線局域網(wǎng)的動態(tài)網(wǎng)絡(luò))三網(wǎng)融合的技術(shù)。就車輛本身而言，車聯(lián)網(wǎng)的主要功能為：1)信息服務(wù)和管理，主要體現(xiàn)在車載服務(wù)和互聯(lián)娛樂上;2)提高車輛傳感和感知條件，為汽車的自主規(guī)劃和決策提供更豐富的外在資源和參考(如交通信息、道路地理信息、車與外界的信息交換技術(shù)(V2X)、大數(shù)據(jù)、云計算等);使得汽車更安全、更節(jié)能和更舒適。當(dāng)然，車聯(lián)網(wǎng)還可以提供智能化交通管理、緊急救援等社會性功能(圖9)。

　　圖9 車聯(lián)網(wǎng)主要功能示意

　　值得注意的是，智能網(wǎng)聯(lián)汽車也早已經(jīng)不是汽車行業(yè)專屬的名詞，一大批IT 科技企業(yè)也紛紛投身到智能汽車、無人駕駛以及車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研究，一批科技公司諸如谷歌、百度也紛紛推出自己的無人駕駛汽車。但是，就如同上述汽車智能化2條技術(shù)路線，互聯(lián)網(wǎng)公司和IT公司實質(zhì)上想為用戶提供一個聯(lián)通世界、舒適溫馨、可娛樂辦公、可靠的駕駛艙。而實現(xiàn)如此功能的前提條件則是汽車的高度自動化(托管技術(shù))甚至無人駕駛的實現(xiàn)。所以，相比傳統(tǒng)汽車廠商的思路，互聯(lián)網(wǎng)和IT企業(yè)更加追求無人駕駛和純電驅(qū)動，以避開傳統(tǒng)汽車公司的技術(shù)壁壘。而復(fù)雜的道路交通環(huán)境又決定了無人駕駛階段短期不可能實現(xiàn)，因此，互聯(lián)網(wǎng)和IT企業(yè)的研究重點將放在未來智能網(wǎng)聯(lián)化所必需的智能傳感感知、RFID射頻識別和通信等技術(shù)上,并積極尋求與車企合作，為其提供無線通信網(wǎng)絡(luò)和高精度地圖等服務(wù)。

　　網(wǎng)聯(lián)化給智能化進程帶來新機遇

　　從控制技術(shù)的角度縱觀汽車智能化的發(fā)展，汽車智能化的技術(shù)主要由感知、規(guī)劃、決策和控制幾個部分組成。在感知和信息獲取層面上，主要有車載式和網(wǎng)聯(lián)式2種。在智能化發(fā)展的前期，通常不考慮車-車、車-路通信，自動化車輛的智能控制依賴于車載的雷達、攝像頭等信息。車載式方案的局限性主要表現(xiàn)在不能充分獲取周邊行車環(huán)境信息，大規(guī)模應(yīng)用成本較高，缺少城市環(huán)境的全方位掃描。

　　而隨著自動化水平的加深，尤其在高度自動化和完全無人駕駛階段，汽車自主駕駛的需求和日益復(fù)雜的道路交通環(huán)境使得車輛對周邊環(huán)境有了更高的需求。交通系統(tǒng)的智能化和汽車的網(wǎng)聯(lián)化為填補這樣的需求空間提供了可能。在智能交通系統(tǒng)和車聯(lián)網(wǎng)中，依托高速通信設(shè)施和統(tǒng)一的通信協(xié)議，車輛能夠充分感知和理解周邊復(fù)雜的交通環(huán)境、道路地理信息、周邊車輛信息及行人信息，進而可以實現(xiàn)自主規(guī)劃和決策。從控制的角度，這種機遇可以表達為外界信息的充分獲取(圖10)。

　　圖10 汽車智能化系統(tǒng)示意

　　汽車智能化發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)

　　智能化汽車是集環(huán)境感知、規(guī)劃決策、執(zhí)行控制、多等級輔助駕駛等功能于一體的綜合系統(tǒng)。對于智能化汽車的研究，需要對計算機、現(xiàn)代傳感、信息融合、通信人工智能及先進自動控制等多個高新技術(shù)進行綜合利用。汽車智能化發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)主要有環(huán)境感知技術(shù)、車輛協(xié)同控制技術(shù)及行駛優(yōu)化技術(shù)、人-機交互與駕駛權(quán)分配技術(shù)、數(shù)據(jù)安全及平臺軟件和基礎(chǔ)設(shè)施、技術(shù)法規(guī)及驗證平臺等。下面分別從傳感感知、決策與控制、輔助平臺與技術(shù)3個層面進行闡述。

　　傳感感知層面

　　在傳感感知層面，主要有環(huán)境感知與多傳感器信息融合技術(shù)、感知與在線智能檢測技術(shù)、汽車行駛狀態(tài)估計方法、交通車輛與行人行為預(yù)測、車載與網(wǎng)聯(lián)信息融合技術(shù)、V2X通信模塊集成技術(shù)等。在這一層面，主要的功能和目的是利用激光、毫米波、超聲波雷達、攝像頭等車載傳感器和通過車聯(lián)網(wǎng)獲取的多源數(shù)據(jù)，為車輛提供規(guī)劃決策所需的必要條件。而提高信息的可靠性、安全性及高精度和可信度也需要充分考慮。

　　決策與控制層面

　　決策與控制是汽車實現(xiàn)自主駕駛的核心部分，其中規(guī)劃與決策的目的是對采集的信息進行進一步處理，根據(jù)所獲取的信息進行規(guī)劃和決策，實現(xiàn)輔助駕駛和自主駕駛。

　　決策和控制架構(gòu)。智能汽車網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和控制如圖11所示，可以看到規(guī)劃決策層和執(zhí)行控制層構(gòu)成了汽車上下層控制框架。上層規(guī)劃與決策在整車控制單元中進行，決策系統(tǒng)的任務(wù)是根據(jù)全局行車目標、自車狀態(tài)及環(huán)境信息等決定駕駛行為、路徑規(guī)劃、速度規(guī)劃等問題，決策機制應(yīng)在保證安全的前提下適應(yīng)盡可能多的工況，進行舒適、節(jié)能、高效的正確決策。下層執(zhí)行層可以按照功能分為轉(zhuǎn)向、驅(qū)動、制動和懸架橫縱垂向系統(tǒng)。下層執(zhí)行層如何快速響應(yīng)和執(zhí)行上層規(guī)劃的指令，也是開發(fā)智能系統(tǒng)所要重點研究的問題。因此，從控制架構(gòu)的層面來看，汽車智能駕駛是在整車層面上進行控制，實現(xiàn)這一目標的前提是整車層面上的協(xié)同控制。關(guān)鍵技術(shù)有車輛協(xié)同控制及行駛優(yōu)化技術(shù)、多目標優(yōu)化理論及方法、車輛自主運動決策與高精度橫縱向跟蹤控制技術(shù)、綜合車輛與環(huán)境信息的節(jié)能技術(shù)、高速近距離跟車/編隊行駛技術(shù)、極限工況車輛緊急避障技術(shù)等。

　　圖11 智能汽車網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和控制架構(gòu)

　　決策和控制方法。從實際工程方法來看，決策與控制主要分基于人工啟發(fā)式和自主學(xué)習(xí)式的決策與控制方法。目前傳統(tǒng)車輛一般采用人工啟發(fā)式的控制器，其中大部分控制系統(tǒng)主要依賴于確定的規(guī)律或規(guī)則表。這種方法工程應(yīng)用性好，但是控制結(jié)構(gòu)簡單，只能處理預(yù)期之內(nèi)的結(jié)果。而隨著汽車自動化水平的加深，對車輛自主決策能力提出了新的要求，汽車不僅需要在某個具體工況進行規(guī)劃決策，如超車、巡航、跟車等單一工況，還需要有在線學(xué)習(xí)能力以適應(yīng)更加復(fù)雜的道路交通環(huán)境和不可預(yù)期工況，而這種能力也是實現(xiàn)無人駕駛不可或缺的能力。同時，現(xiàn)有的汽車控制系統(tǒng)，運行一段時間之后，部件老化、磨損等問題使得出廠時的標定參數(shù)不再處于最優(yōu)狀態(tài)，導(dǎo)致控制性能下降。汽車的“自主”也可以體現(xiàn)在自我維護和調(diào)整上，汽車自動控制系統(tǒng)也需要結(jié)合智能算法，基于汽車行駛數(shù)據(jù)、性能評價進行智能整定(自標定)、診斷和維護?？紤]以單一車載控制系統(tǒng)為核心的計算單元已不滿足實時計算的要求，通過人工智能(狀態(tài)機、決策樹、深度學(xué)習(xí)、增強學(xué)習(xí)等)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、云計算由計算機自動完成決策的方法也逐漸受到人們關(guān)注。

　　人-機交互與駕駛權(quán)分配。隨著汽車輔助駕駛與自動化駕駛技術(shù)的不斷發(fā)展，汽車與駕駛?cè)酥g的關(guān)系變得十分復(fù)雜，各種基于環(huán)境信息感知的車輛主動控制系統(tǒng)與性格各異的駕駛?cè)斯餐瑯?gòu)成了對智能汽車的并行二元控制，人-車之間形成了一種動態(tài)交互關(guān)系。雖然汽車的智能化已經(jīng)得到很大發(fā)展，但是真正意義上的無人駕駛在短期內(nèi)也很難實現(xiàn)，因此在未來很長一段時期內(nèi)，智能汽車仍然面對人-車共同控制的局面。隨著汽車自動化程度的提高和自主決策權(quán)限的擴大，車的意圖和人的意圖必然出現(xiàn)耦合和與制約關(guān)系。同時，不同于其他的工業(yè)產(chǎn)品，汽車作為個性化需求較強的產(chǎn)品，用戶對于汽車自主決策和控制的接受度是衡量汽車價值的一個重要指標，因此建立人性化、個性化的汽車智能控制系統(tǒng)，實現(xiàn)人-車-環(huán)境整體性能最優(yōu)是智能汽車技術(shù)發(fā)展過程中必須和亟待解決的關(guān)鍵問題。

　　與車輛的精細化感知、控制能力相比，人的駕駛行為具有模糊、退化、個性化等特點;而車輛對比人而言，學(xué)習(xí)能力相對較弱，對于未知復(fù)雜工況的決策能力較差。因此，人車交互及人機共駕存在2個任務(wù)分割層次：第一是駕駛?cè)伺c機器控制的駕駛權(quán)切換;第二是駕駛?cè)伺c機器控制的駕駛權(quán)融合。從駕駛權(quán)切換的角度來講，切換的時機、切換的平穩(wěn)性、切換時駕駛?cè)说倪m應(yīng)性和接受性是需要解決的關(guān)鍵問題。而從駕駛權(quán)融合的角度進行分析，需要著重考慮機器控制對人操縱的干擾、機器控制對人駕乘體驗的影響及駕駛?cè)藢刂葡到y(tǒng)的干擾。因此，人-機交互與駕駛權(quán)分配問題中主要涉及人機動力學(xué)一體化建模方法、人機共駕、代駕策略、人機交互失效補償方法、人-車-環(huán)境閉環(huán)系統(tǒng)的運動穩(wěn)定性理論及評價方法等關(guān)鍵問題。

　　輔助平臺與技術(shù)

　　信息安全技術(shù)。汽車網(wǎng)聯(lián)化帶來更好的應(yīng)用體驗和智能化的可能性，同時也帶來了新的互聯(lián)網(wǎng)連接方面的安全風(fēng)險。從技術(shù)角度分析，汽車網(wǎng)絡(luò)在設(shè)計時沒有考慮信息安全問題，而控制汽車的電子控制單元(ECU)逐漸增多，攻擊點變多。汽車信息系統(tǒng)已成為汽車行業(yè)的一個重要發(fā)展領(lǐng)域，該問題的解決也是汽車智能網(wǎng)聯(lián)化實現(xiàn)的一道門檻。信息安全技術(shù)，包括汽車信息安全建模技術(shù)，數(shù)據(jù)存儲、傳輸與應(yīng)用三維度安全體系，汽車信息安全測試方法，信息安全漏洞應(yīng)急響應(yīng)機制等。360智能網(wǎng)聯(lián)汽車信息安全實驗室曾發(fā)布《2016 年智能網(wǎng)聯(lián)汽車信息安全報告》，提出智能網(wǎng)聯(lián)汽車面臨的7種安全威脅及主要攻擊方法和必要防范措施。報告指出智能網(wǎng)聯(lián)汽車遭受的信息安全威脅主要包括汽車遠程通信服務(wù)提供商(TSP)安全威脅、APP安全威脅、車載T-Box(telematics BOX)安全威脅、車載信息娛樂系統(tǒng)(IVI)安全威脅、Can-bus總線安全威脅、ECU安全威脅、車內(nèi)通信安全威脅等。

　　技術(shù)法規(guī)及驗證平臺。隨著汽車智能化進程的不斷深入，尤其是面對網(wǎng)聯(lián)化的新機遇，推動建立智能駕駛輔助技術(shù)標準體系、多網(wǎng)融合的測試評價與標準及V2X通信技術(shù)標準體系已經(jīng)成為亟待解決的問題。例如，在1968年通過的《維也納道路交通公約》中，一項有關(guān)車輛自動駕駛技術(shù)規(guī)定，駕駛員應(yīng)一直控制其車輛或指引畜力，且駕駛車輛的職責(zé)必須由人類駕駛員負責(zé)，而這一規(guī)定限制了汽車自主決策和控制。因此，在聯(lián)合國(UN)框架范圍內(nèi)，道路安全論壇(道路交通安全工作組，WP1)近年致力于這一規(guī)定的修訂。該修訂案于2016年3月22日正式生效。這項修訂案明確規(guī)定，在全面符合聯(lián)合國車輛管理條例或者駕駛員可以選擇關(guān)閉該技術(shù)的情況下，將駕駛車輛的職責(zé)交給自動駕駛技術(shù)可以被允許應(yīng)用到交通運輸當(dāng)中。

　　在技術(shù)示范應(yīng)用和驗證平臺方面，以往汽車安全技術(shù)試驗多被限制在較小試驗場地進行單一工況測試。而隨著智能化程度的加深，單一工況的測試和相對簡單的基礎(chǔ)設(shè)施和驗證平臺已不能滿足智能汽車技術(shù)示范應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化的需求。此外，V2X技術(shù)需要車輛與其他車輛、交通基礎(chǔ)設(shè)施、自行車等進行通信以獲得多種信息，無論對試驗場地大小還是對工況復(fù)雜程度，都提出了較高要求。基于此原因，需要建立封閉的智能網(wǎng)聯(lián)試驗區(qū)域，即建立足夠長的真實道路并包含盡量豐富的工況，其中的道路基礎(chǔ)設(shè)施配備統(tǒng)一標準的通信設(shè)備，試驗車輛也采用統(tǒng)一的通信方式。因此，試驗道路基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)及智能化技術(shù)驗證平臺開發(fā)也是需要重點關(guān)注的領(lǐng)域。

　　對發(fā)展智能化汽車的思考

　　從汽車智能化發(fā)展進程來看，傳統(tǒng)汽車廠商一直是推動汽車智能化的主力軍，無論是人工駕駛到輔助駕駛還是從輔助駕駛到半自動化駕駛的過渡，都是解決固定工況下特定問題的過程。在智能化的前期，汽車的智能化控制都依賴于車載傳感(雷達、攝像頭等)的增加和底層控制的改善，而網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和控制架構(gòu)并沒有結(jié)構(gòu)性的改變。但是隨著汽車網(wǎng)聯(lián)化程度的加深，汽車智能化進程顯著加快，對于汽車產(chǎn)業(yè)而言，深入融合智能化和網(wǎng)聯(lián)化的智能化升級是不同于以往的任何一次汽車技術(shù)升級，因為車聯(lián)網(wǎng)、智能交通、大數(shù)據(jù)、云計算、智能決策等技術(shù)的融入意味著汽車的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)發(fā)生改變。因此，互聯(lián)網(wǎng)制造汽車車企的興起，給傳統(tǒng)汽車廠商帶來了空前的壓力。

　　然而，值得注意的是，汽車智能化進程的主體路線并沒有改變，依然延續(xù)了“以車為本”的技術(shù)發(fā)展路線，逐漸完善汽車智能功能、提高自主駕駛程度仍是智能化發(fā)展的核心。而相比較互聯(lián)網(wǎng)造車，傳統(tǒng)車企具有明顯的制造優(yōu)勢和技術(shù)積累。因此整車廠商在自動駕駛領(lǐng)域的影響力也必將超越互聯(lián)網(wǎng)巨頭和創(chuàng)業(yè)公司。

　　對發(fā)展智能汽車的思考如下。

　　1)智能零部件和系統(tǒng)的深度開發(fā)，打通下層各控制單元，實現(xiàn)整車控制器對于整車的實際控制。雖然中國汽車行業(yè)的自主創(chuàng)新能力不斷提高，汽車電子市場的自主品牌數(shù)量和規(guī)模也不斷擴大，但是汽車核心零部件以及與整車控制相關(guān)，尤其和安全性能相關(guān)的系統(tǒng)控制單元仍被外資企業(yè)掌控。而要想在智能化的大趨勢下走車企自己的智能路線，整車控制器層面的自主能力就尤為重要。因此，在著眼未來智能汽車和定義智能功能的同時，還需要沉下心思打通下層各控制單元，提高實現(xiàn)對整車各執(zhí)行層的控制能力，為智能規(guī)劃和決策提供實現(xiàn)基礎(chǔ)。

　　2)緊跟自動化與信息化的發(fā)展趨勢。從汽車智能化的發(fā)展歷程來看，即使加入了網(wǎng)聯(lián)化這一新的資源，汽車智能化的過程本質(zhì)上來說是提高汽車自動化水平的歷程，也是汽車電子和自動化系統(tǒng)在汽車上的應(yīng)用規(guī)模不斷擴大的過程。因此，要想真正深入汽車智能化的潮流，開發(fā)有自己優(yōu)勢的汽車智能系統(tǒng)，車企以及參與汽車智能化發(fā)展的零部件企業(yè)需要補工業(yè)2.0、3.0(自動化、信息化)以及自動化系統(tǒng)的課程。

　　3)主動研發(fā)車聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)。由于車聯(lián)網(wǎng)的引進，汽車的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及軟件平臺需要改變，應(yīng)重點對系統(tǒng)健康智能檢測技術(shù)、系統(tǒng)智能修復(fù)技術(shù)、車載互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用整合平臺軟件、自主車載嵌入式操作系統(tǒng)平臺軟件等進行研究。