第1篇 基础知识
第1章 概述
1.1 智能网联汽车概述
1.1.1 定义及内涵
智能网联汽车（Intelligent and Connected Vehicle, ICV）是指搭载先进的车载传感器、控制器、执行器等装置，并融合现代通信与网络技术，实现车与X（人、车、路、云等）智能信息交换、共享，具备复杂环境感知、智能决策、协同控制等功能，可实现“安全、高效、舒适、节能”行驶，并最终可实现替代人来操作的新一代汽车。
因此，智能网联汽车（ICV）属于一种跨技术、跨产业领域的新兴汽车体系。从广义上讲，智能网联汽车是以车辆为主体和主要节点，融合现代通信和网络技术，使车辆与外部节点实现信息共享和协同控制，以达到车辆安全、有序、高效、节能行驶的新一代多车辆系统。
智能网联汽车集中运用了汽车工程、人工智能、计算机、微电子、自动控制、通信与平台等技术，是一个集环境感知、规划决策、控制执行、信息交互等于一体的高新技术综合体，是汽车智能化的重要体现。
从技术发展路径来说，智能汽车分为3个发展方向：网联式智能汽车（Connected Vehicle, CV）、自主式智能汽车（Autonomous Vehicle, AV），以及前两者的融合，即智能网联汽车（Connected and Automated Vehicle, CAV或Intelligent and Connected Vehicle，ICV），如图1-1所示。
图1-1 智能汽车的内涵
通过车载传感系统，智能网联汽车本身具备主动的环境感知能力，此外，它也是智能交通系统（ITS）的核心组成部分，是车联网体系的一个节点，通过车载信息终端实现与人、车、路、互联网等之间的无线通信和信息交换。因此，智能网联汽车可以提供更安全、更节能、更环保、更便捷的出行方式和综合解决方案，是国际公认的未来发展方向和关注焦点。智能网联汽车、智能汽车与车联网、智能交通等的相互关系如图1-2所示。
图1-2 智能网联汽车、智能汽车与车联网、智能交通等的相互关系
1.智能网联汽车的价值链
智能网联汽车在提高行车安全、减轻驾驶人负担方面具有重要作用，并有助于节能环保和提高交通效率。研究表明，在智能网联汽车的初级阶段，通过先进的智能驾驶辅助技术有助于减少30%左右的交通事故，交通效率提升10%，油耗与排放分别降低5%。进入智能网联汽车的终极阶段，即完全自动驾驶阶段，甚至可以完全避免交通事故，交通效率提升30%以上。如果说车联网在汽车安全、节能、环保方面的价值是间接、基础性的，那么智能网联汽车在提高行车安全、减轻驾驶人负担方面的核心价值是直接、显而易见的，并有助于节能和环保。
2.智能网联汽车的技术链
智能系统技术一般由传感、控制、执行三大层面的关键技术组成，智能网联汽车也不例外。智能网联汽车的重要功能主要从两个途径得以体现，一是自动驾驶技术，二是车联网及应用技术，这两个途径表现为相辅相成的关系。作为载运工具平台，智能网联汽车依靠车载传感器，结合车联网交互的其他多源信息实现对车辆自身运行状态及行驶环境信息的完备感知，并通过智能化的行驶决策和控制技术完成车辆路径规划、安全节能行驶控制的目标。智能网联汽车的关键技术主要包括以下方面：
1）环境感知技术。包括车辆本身状态感知、道路感知、行人感知、交通信号感知、交通标识感知、交通状况感知、周围车辆感知和天气感知等。这其中既包含了先进的传感器技术，也包含了基于多源信息融合的环境感知技术。
2）智能互联技术。包括车联网V2X通信与组网技术，车载端、路侧端、云端的智能终端技术等，共同满足车联网环境下不同信息节点的数据传输和交互。
3）数据驱动的智能应用技术。包括大数据处理技术、分布式云计算技术、云端平台及控制技术、自动驾驶技术、车联网产业应用技术等。
3.智能网联汽车的产业链
智能网联汽车的产业链涉及汽车、电子、通信、互联网、交通等多个领域，按照产业链上下游关系主要包括：
1）芯片厂商。开发和提供车规级芯片系统，包括环境感知系统芯片、车辆控制系统芯片、通信芯片等。
2）传感器厂商。开发和供应先进的传感器系统，包括机器视觉系统、雷达系统（激光、毫米波、超声波）等。
3）汽车电子/通信系统供应商。能够提供智能驾驶技术研发和集成供应的企业，如自动紧急制动、自适应巡航、V2X通信系统、高精度定位系统等。
4）整车企业。提出产品需求，提供智能汽车平台，开放车辆信息接口，进行集成测试。
5）平台开发与运营商。开发车联网服务平台，提供平台运营与数据挖掘分析服务。
6）内容提供商。高精度地图、信息服务等的供应商。
车联网、智能交通系统（ITS）为智能汽车提供了智能化的基础设施、道路及网络环境，随着汽车智能化层次的提高，反过来也要求车联网、智能交通系统同步发展。
1.1.2 “端-网-云”架构
智能网联汽车同时具备“智能”与“网联”两个方面的特性，这就决定了一方面它是道路交通系统中一个可以具备一定自主决策和自我控制能力的载运工具平台，另一方面，它同时也是车联网络大环境中的一个信息交互节点。智能网联汽车未来自动驾驶和智能交通场景的实现，都需要依赖车-车、车-路、车-云协同的信息交互和协调控制技术。因此，不论是从物理域还是从信息域来看，智能网联汽车从功能到技术实现方面都体现为“端-网-云”的体系架构。
其中，“端”既包括道路交通环境中行驶的车辆（智能移动终端），也包括处于交通环境中的非车辆，如行人、动物等。端是智能网联汽车运行过程中数据获取、计算处理、智能应用的功能载体。
“网”则指智能网联汽车赖以运行的车联网环境，车联网以车、路、道路基础设施为基本节点和信息源，通过无线通信技术实现信息交互，从而实现“车-人-路-城市”的和谐统一。车联网是以车内网、车际网和车载移动互联网（车云网）为基础，按照约定的通信协议和数据交互标准，在车-车、车-路、车-云，以及车辆与互联网之间，进行无线通信和信息交换，以实现智能交通管理控制、车辆智能化控制和智能动态信息服务的一体化网络，它是物联网技术在智能交通系统领域的延伸。
车内网：通过应用成熟的总线技术建立一个标准化的整车网络，实现电器部件之间控制信号及状态信息在整车网络上的传递，实现车载电器的控制、状态监控及故障诊断等功能。
车外网（车际网、车云网）：通过无线通信技术把车载终端与外部网络连接起来，实现车辆间、车辆和固定基站等基础设施之间的信息交换。
“云”是指智能网联汽车运行的体系架构中用以进行跨领域大数据存储和处理的云服务平台。这是一种基于“云”计算架构的大数据车辆信息与车路互动平台，能够至少同时支持百万级车载智能终端及千万级智能移动终端的大数据并发，实现对海量涉车数据的存储、计算、管理、监控、分析、挖掘及应用，是系统互联与智能的核心。有别于其他不能互联互通的独立平台，它是一个可以不分地域、不分业务种类、车辆全网透视、统一集中的开放车联业务平台。