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[摘 要]本文主要针对车联网技术在汽车自动驾驶技术上的应用展开分析,思考了如何在汽车的自动驾驶方面更好的利用车辆网技术,提出了车联网技术的使用的方法。
[关键词]车联网技术,汽车自动驾驶技术,应用
中图分类号:U463.6 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)41-0394-01
前言
在车联网技术的发展趋势下,在自动驾驶技术的发展大背景下,如何将车联网技术更好的应用到汽车自动驾驶技术之中,是一个值得思考的话题,也是值得研究的课题。
1、车联网技术概述
目前交通问题已经成为全球急需解决的一个公共问题,涉及安全、拥堵、污染等一系列的问题。当驾驶员驾驶汽车时受周边环境影响或可见度较低时,驾驶安全会受到较大的影响。如果驾驶员能够获取到周围邻近车辆的实时信息(如速度、方向、实时位置、是否要加减速、是否要变道等),驾驶员可以根据这些信息及时的做出相应的调整或者规避,会减少很多的交通事故,以及拥堵等一系列的问题,同时也减少了因车辆造成的环境污染的问题。随着发展和这些问题解决的需要,车联网被推倒了前台。
传统意义上的车联网,一般是指通过安装在车上各个位置的电子标签,通过无线射频等采集技术对车辆的所有的静态属性信息和动态属性信息进行采集,并通过网络将采集到的信息传输到网络平台,并对信息有效的处理和利用。同时可以根据不同的需求對所有连接网络平台的车辆运行状态进行有效的监管,并可以提供其他综合性的服务。随着物联网技术与车联网产业的不断发展,传统意义上的车联网概念已经不能完全涵盖当前车联网的内容。根据车联网产业技术创新战略联盟的定义,车联网是由车辆自身内部、车辆与车辆之间和车辆与互联网之间构成可进行信息交互的巨大交互网络。车辆可以通过安装的RFID、GPS、传感器、摄像头、图像处理等装置完成对自身状态信息及周边环境的状态信息进行采集,并通过无线互联网将所有的信息汇聚到车辆中央处理系统进行实时状态处理;车辆间的信息实时共享,并且通过网络上传汇聚到中央处理系统。通过云计算等技术,对这些大量的车辆信息进行实时的分析和处理,从而计算出各个车辆的最佳行驶路线,形成实时路况信息汇报,以及信号灯周期的安排等。
2、车联网核心技术
与物联网类似,车联网技术也涉及四个层次,分别是感知层、传输层、平台支撑层和应用层。主要涉及的技术有射频技术和通信技术。
2.1射频识别技术与无线传感网络技术
车联网中的射频识别技术用于标识物体和对客观环境的物理属性的传感;现有的射频识别标准不统一需要首选解决全局标识问题,如RFID与WSN融合的问题。
无线传感网络技术主要包括各种感知设备,这些设备要求低功耗、低成本、体积小、高集成度。而通信与网络技术将标识和传感信息接入自组织网络或者互联网,在整个车联网中会涉及诸多问题如:网络地址需求与分配(IPv6),频谱分配与空间频谱复用、自动组网和接入和无线Mesh网络,传输控制与无线多媒体等。
2.2车联网的硬件和软件技术
车联网硬件需求:车联网的终端设备一般使用嵌入式集成系统,要求低功耗、小型化、易安置、低成本。而服务器设备要求高性能集群同时具有先进计算功能。
车联网的软件需求,包括嵌入式操作系统和各类应用软件,需要解决的关键问题有统一的语义体系,中间件技术,数据处理技术,面向物联网的搜索引擎等。
2.3车联网的安全隐私
车联网处于一个开放的网络中安全隐私问题是一个必须要考虑的问题,在互联网上所面临的安全问题在物联网中同样存在如:密码分析、拒绝服务攻击、扫描、病毒和蠕虫、木马等。同时由于无线网络的广播特性,安全问题更为突出。此外还涉及个人隐私保护(个人信息、行为模式)。
3、车联网在我国的应用
1)交通管理方面:高速收费站智能收费、智能停车场管理、车辆调度以及车辆监控等方面;
2)物流运输方面:货物实时监测、物流监测、无人驾驶送货车;
3)公共服务:公交车站点信息查询、车辆定位等。
4)安全驾驶:在今后的汽车设计及制造中,会在车上装载多个摄像头,不仅可以全面记录车辆的驾驶情况、行车路线,还可以看到周边车辆的驾驶情况,使得实时违章都逃不出摄像头。
5) 发动机相结合:精准采集发动机油耗数据,结合整车数据、驾驶员行为数据进行大数据分析计算,输出科学节油指导建议,降低燃油成本,实时监控、提醒发动机故障状态、保养状态等健康情况。
4、车联网技术在汽车自动驾驶技术的应用
4.1车联网平台嵌入设计
自动驾驶汽车在嵌入车联网时可将可见光网络作为基础,常规车联网主要包含中央信息系统、无限车联设备两部分。将标准无限车联设备固定在汽车或者道路上,能够实现收可见光信号的实时发送及接受,从而实现中央信息系统与自动驾驶车两个之间的信息共享与交流。标准的无限车联设备主要有接受、发射两个方面,其中发射方面主要组成单元为LED光源及信号处理,发射的光源基本不会对人眼造成损害,可见光通信的可靠性显著提高;接受部分主要单元为信号处理及光电检测器,光电检测器能够转换光信号为电信号,信号处理部分能够放大并处理电信号,将其发送到中央信息系统处理,中央信息处理系统以同样方式将信息传递给自动驾驶车辆,实现信息的共享与交流。
4.2自动驾驶汽车应用车联网技术的设计
当自动驾驶汽车在行驶过程中时,标准无限车联设备能够向中央信息系统准确发射车辆位置、运行状态及目的地,而由白光LED阵列形成的交通信号灯接受到这一信息后发送给中央信息系统,中央信息系统处理得到的信息后,判断车辆运行过程中的安全行。
中央信息系统能够通过车联网对车辆经过的路线上车流量进行计算,并通过发射系统反馈给车辆,自动驾驶车辆依据这一信号来自动规划车辆的最佳行驶路线,从而缓解了交通拥堵;若即将行驶路面出现交通事故等,则可以将有效信息自动上传,从而方便救援人员及交警来对事故进行处理。
5、车联网技术的挑战以及对应解决方式
5.1在OBD和Can总线上做文章
最典型的就是腾讯2014年5月推出的“腾讯路宝盒子”。通过插在汽车上的路宝盒子(OBD设备)获取汽车数据,如里程、油耗、速度、驾驶行为等信息。将这些信息通过路宝盒子传到手机、云端,并经过大数据分析后,为车主提供服务与应用。这条道路一般能实现的功能大致有:保养推送、UBI保险、驾驶行为纠正以及车辆远程监控(门、窗、灯的状态)。如果能够进一步获得私有协议及CAN总线操控能力,还可以实现对车辆的控制。比如,炎炎夏日,只要出门前通过手机查看一下车内温度,并遥控空调的开启,就可以在进入车内时体验冰爽的感觉。
5.2在车机上做文章
国外以苹果carplay、androidauto为代表,国内以百度Carnet为代表的产品。可以将手机的内容投射到车机屏幕上,让车机更具灵活性和延展性,旨在改变车内的视听娱乐体验。从长远来看,它需要的是车内传感器、人机交互和肢体操控能力的进一步发展与普及,并结合HUD技术(HeadUpDisplay),让用户的眼睛能够脱离开手机、车机,只需要专心盯着路面即可实现任何操作。
结束语
综上所述,在车联网技术越来越发达的今天,更好的将车联网技术应用在汽车自动驾驶技术上是非常关键的工作,所以,本文对于其应用的方法和要求进行了总结,可供今后参考。
参考文献:
[1]程刚,郭达.车联网现状与发展研究[J].移动通信,2017(17).23
[2]张秀玉.车联网架构与关键技术研究[J].微计算机信息,2017(4):156.
[3]李磊,陇小渝.浅谈车联网的发展[D].西安邮电大学,2017.55
[关键词]车联网技术,汽车自动驾驶技术,应用
中图分类号:U463.6 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)41-0394-01
前言
在车联网技术的发展趋势下,在自动驾驶技术的发展大背景下,如何将车联网技术更好的应用到汽车自动驾驶技术之中,是一个值得思考的话题,也是值得研究的课题。
1、车联网技术概述
目前交通问题已经成为全球急需解决的一个公共问题,涉及安全、拥堵、污染等一系列的问题。当驾驶员驾驶汽车时受周边环境影响或可见度较低时,驾驶安全会受到较大的影响。如果驾驶员能够获取到周围邻近车辆的实时信息(如速度、方向、实时位置、是否要加减速、是否要变道等),驾驶员可以根据这些信息及时的做出相应的调整或者规避,会减少很多的交通事故,以及拥堵等一系列的问题,同时也减少了因车辆造成的环境污染的问题。随着发展和这些问题解决的需要,车联网被推倒了前台。
传统意义上的车联网,一般是指通过安装在车上各个位置的电子标签,通过无线射频等采集技术对车辆的所有的静态属性信息和动态属性信息进行采集,并通过网络将采集到的信息传输到网络平台,并对信息有效的处理和利用。同时可以根据不同的需求對所有连接网络平台的车辆运行状态进行有效的监管,并可以提供其他综合性的服务。随着物联网技术与车联网产业的不断发展,传统意义上的车联网概念已经不能完全涵盖当前车联网的内容。根据车联网产业技术创新战略联盟的定义,车联网是由车辆自身内部、车辆与车辆之间和车辆与互联网之间构成可进行信息交互的巨大交互网络。车辆可以通过安装的RFID、GPS、传感器、摄像头、图像处理等装置完成对自身状态信息及周边环境的状态信息进行采集,并通过无线互联网将所有的信息汇聚到车辆中央处理系统进行实时状态处理;车辆间的信息实时共享,并且通过网络上传汇聚到中央处理系统。通过云计算等技术,对这些大量的车辆信息进行实时的分析和处理,从而计算出各个车辆的最佳行驶路线,形成实时路况信息汇报,以及信号灯周期的安排等。
2、车联网核心技术
与物联网类似,车联网技术也涉及四个层次,分别是感知层、传输层、平台支撑层和应用层。主要涉及的技术有射频技术和通信技术。
2.1射频识别技术与无线传感网络技术
车联网中的射频识别技术用于标识物体和对客观环境的物理属性的传感;现有的射频识别标准不统一需要首选解决全局标识问题,如RFID与WSN融合的问题。
无线传感网络技术主要包括各种感知设备,这些设备要求低功耗、低成本、体积小、高集成度。而通信与网络技术将标识和传感信息接入自组织网络或者互联网,在整个车联网中会涉及诸多问题如:网络地址需求与分配(IPv6),频谱分配与空间频谱复用、自动组网和接入和无线Mesh网络,传输控制与无线多媒体等。
2.2车联网的硬件和软件技术
车联网硬件需求:车联网的终端设备一般使用嵌入式集成系统,要求低功耗、小型化、易安置、低成本。而服务器设备要求高性能集群同时具有先进计算功能。
车联网的软件需求,包括嵌入式操作系统和各类应用软件,需要解决的关键问题有统一的语义体系,中间件技术,数据处理技术,面向物联网的搜索引擎等。
2.3车联网的安全隐私
车联网处于一个开放的网络中安全隐私问题是一个必须要考虑的问题,在互联网上所面临的安全问题在物联网中同样存在如:密码分析、拒绝服务攻击、扫描、病毒和蠕虫、木马等。同时由于无线网络的广播特性,安全问题更为突出。此外还涉及个人隐私保护(个人信息、行为模式)。
3、车联网在我国的应用
1)交通管理方面:高速收费站智能收费、智能停车场管理、车辆调度以及车辆监控等方面;
2)物流运输方面:货物实时监测、物流监测、无人驾驶送货车;
3)公共服务:公交车站点信息查询、车辆定位等。
4)安全驾驶:在今后的汽车设计及制造中,会在车上装载多个摄像头,不仅可以全面记录车辆的驾驶情况、行车路线,还可以看到周边车辆的驾驶情况,使得实时违章都逃不出摄像头。
5) 发动机相结合:精准采集发动机油耗数据,结合整车数据、驾驶员行为数据进行大数据分析计算,输出科学节油指导建议,降低燃油成本,实时监控、提醒发动机故障状态、保养状态等健康情况。
4、车联网技术在汽车自动驾驶技术的应用
4.1车联网平台嵌入设计
自动驾驶汽车在嵌入车联网时可将可见光网络作为基础,常规车联网主要包含中央信息系统、无限车联设备两部分。将标准无限车联设备固定在汽车或者道路上,能够实现收可见光信号的实时发送及接受,从而实现中央信息系统与自动驾驶车两个之间的信息共享与交流。标准的无限车联设备主要有接受、发射两个方面,其中发射方面主要组成单元为LED光源及信号处理,发射的光源基本不会对人眼造成损害,可见光通信的可靠性显著提高;接受部分主要单元为信号处理及光电检测器,光电检测器能够转换光信号为电信号,信号处理部分能够放大并处理电信号,将其发送到中央信息系统处理,中央信息处理系统以同样方式将信息传递给自动驾驶车辆,实现信息的共享与交流。
4.2自动驾驶汽车应用车联网技术的设计
当自动驾驶汽车在行驶过程中时,标准无限车联设备能够向中央信息系统准确发射车辆位置、运行状态及目的地,而由白光LED阵列形成的交通信号灯接受到这一信息后发送给中央信息系统,中央信息系统处理得到的信息后,判断车辆运行过程中的安全行。
中央信息系统能够通过车联网对车辆经过的路线上车流量进行计算,并通过发射系统反馈给车辆,自动驾驶车辆依据这一信号来自动规划车辆的最佳行驶路线,从而缓解了交通拥堵;若即将行驶路面出现交通事故等,则可以将有效信息自动上传,从而方便救援人员及交警来对事故进行处理。
5、车联网技术的挑战以及对应解决方式
5.1在OBD和Can总线上做文章
最典型的就是腾讯2014年5月推出的“腾讯路宝盒子”。通过插在汽车上的路宝盒子(OBD设备)获取汽车数据,如里程、油耗、速度、驾驶行为等信息。将这些信息通过路宝盒子传到手机、云端,并经过大数据分析后,为车主提供服务与应用。这条道路一般能实现的功能大致有:保养推送、UBI保险、驾驶行为纠正以及车辆远程监控(门、窗、灯的状态)。如果能够进一步获得私有协议及CAN总线操控能力,还可以实现对车辆的控制。比如,炎炎夏日,只要出门前通过手机查看一下车内温度,并遥控空调的开启,就可以在进入车内时体验冰爽的感觉。
5.2在车机上做文章
国外以苹果carplay、androidauto为代表,国内以百度Carnet为代表的产品。可以将手机的内容投射到车机屏幕上,让车机更具灵活性和延展性,旨在改变车内的视听娱乐体验。从长远来看,它需要的是车内传感器、人机交互和肢体操控能力的进一步发展与普及,并结合HUD技术(HeadUpDisplay),让用户的眼睛能够脱离开手机、车机,只需要专心盯着路面即可实现任何操作。
结束语
综上所述,在车联网技术越来越发达的今天,更好的将车联网技术应用在汽车自动驾驶技术上是非常关键的工作,所以,本文对于其应用的方法和要求进行了总结,可供今后参考。
参考文献:
[1]程刚,郭达.车联网现状与发展研究[J].移动通信,2017(17).23
[2]张秀玉.车联网架构与关键技术研究[J].微计算机信息,2017(4):156.
[3]李磊,陇小渝.浅谈车联网的发展[D].西安邮电大学,2017.55