智能网联汽车核心科技揭秘：引领未来的关键技术有哪些？

智能网联汽车的核心技术包括环境感知、无线通信、智能互联、车载网络、高级驾驶辅助、信息融合、信息安全与隐私保护以及人机界面技术。这些技术共同提升了驾驶的安全性和舒适性，并为实现更高级别的智能化功能奠定了基础。

智能网联汽车的核心技术涵盖多个领域，其中包括环境感知技术，用于实时感知车辆周围环境；无线通信技术，实现车与车、车与基础设施之间的顺畅通信；智能互联技术，将车辆与互联网紧密连接，提供丰富的在线服务；车载网络技术，确保车内各种设备和系统的高效协同；高级驾驶辅助技术，提升驾驶安全性与舒适性；信息融合技术，将来自不同传感器的数据进行有效整合；信息安全与隐私保护技术，保障车辆及用户数据的安全；以及人机界面(HMI)技术，优化用户与车辆交互的体验。

【一】环境感知技术

下图所示是智能网联汽车环境感知的场景。环境感知包括以下内容。

智能网联汽车的环境感知能力是其智能化的重要体现，它通过整合多种传感器数据，实现了对行车环境的全面、精准感知。具体来说，这套系统涵盖了以下几个方面：

【1】车辆状态实时监测

智能网联汽车能够实时获取自身的车速、方向、行驶状态以及精确位置等信息。这些数据不仅为车辆提供了自我认知的基础，也是实现高级驾驶辅助功能的前提。

【2】道路细节深度解析

通过对道路类型的检测、标线的识别以及道路状况的判断，智能网联汽车能够准确掌握当前道路的详细情况。此外，系统还能实时监测车辆是否偏离预定轨迹，从而确保行驶安全。

【3】行人检测与识别

无论白天还是夜晚，智能网联汽车都能通过先进的行人识别技术，准确判断前方是否有行人。即使行人被障碍物遮挡，系统也能通过多传感器融合技术实现有效识别。

【4】交通信号智能识别

在交叉路口等复杂交通场景下，智能网联汽车能够自动识别信号灯，并根据信号变化判断如何高效通过。这大大降低了驾驶员的操作负担，提高了行车效率。

【5】交通标识全面解读

智能网联汽车能够识别道路两侧的各种交通标志，如限速、弯道等，并及时向驾驶员发出提醒。这有助于驾驶员更好地了解路况信息，做出合理的驾驶决策。

【6】交通状况实时掌握

通过检测道路交通的拥堵情况和事故发生情况，智能网联汽车能够实时掌握当前道路的交通状况。这有助于车辆选择更加通畅的行驶路线，避开拥堵和危险区域。

【7】周边车辆动态监测

智能网联汽车能够实时监测前方、后方以及侧方的车辆情况，有效避免碰撞事故的发生。即使在交叉路口等视线不佳的区域，系统也能通过多传感器融合技术准确检测到被障碍物遮挡的车辆。

总之，通过整合多种传感器和先进技术，智能网联汽车的环境感知系统实现了对行车环境的全方位、无死角感知。这不仅大大提高了驾驶的安全性和舒适性，也为实现自动驾驶等更高级别的智能化功能奠定了坚实基础。

【二】无线通信技术

包括长距离无线通信技术和短距离无线通信技术。

【1】长距离无线通信技术

用于提供即时的互联网接入，主要采用4G/5G技术，特别是5G技术有望成为车载长距离无线通信专用技术。下图所示是长距离无线通信技术应用场景。

【2】短距离无线通信技术

包括专用短程通信技术(DSRC)、LTE-V、蓝牙、Wi-Fi等，其中DSRC和LTE-V可以实现在特定区域内对高速运动下移动目标的识别和双向通信，例如V2V、V2I双向通信，实时传输图像、语音和数据信息等。图1-1-10所示是短距离无线通信技术应用场景。

【三】智能互联技术

当两辆汽车之间距离过远或被障碍物阻隔，使得直接通信不可行时，它们之间的信息传递可以通过路侧的控制单元来中继，从而形成一个去中心化、完全自我组织的车载自组织网络。这种网络利用短距离通信技术，实现车辆与车辆之间以及车辆与路侧控制单元等相关系统的高效通信。在特定的通信范围内，车辆能够交换彼此的车速、位置信息以及车载传感器所捕获的数据，并自动形成一个移动的网络连接。智能互联技术的典型应用场景广泛，包括行驶过程中的安全预警系统、交叉路口的驾驶辅助、实时交通信息的发布，以及基于通信技术的纵向车辆控制等。下图生动展示了智能互联技术在现实环境中的应用场景。

【四】车载网络技术

传统上，数据交换在车辆内部是通过传感器、执行器和控制器（即控制单元）之间专门铺设的导线进行点对点通信。然而，随着数据量的不断增长，这种方式必然导致车身线束的急剧增多。这些庞大的线束不仅显著增加了制造成本，还占用了大量空间，使得整车重量增加。此外，线束数量的增多也大大提高了因线束老化而导致电气故障的风险，从而降低了系统的可靠性。

为了有效解决这一问题，车载网络技术应运而生。通过利用计算机网络技术，车载控制单元可以被连接到一个车载网络中，从而实现数据信息的高效传输。目前，车载网络有多种形式，其中应用最广泛的是控制器局域网络（Controller Area Network），即CAN BUS系统，以及LIN、Flex Ray和MOST（光纤）总线等。这些网络系统在车内各个控制单元之间建立了快速、可靠的通信连接。

然而，随着高清视频应用等越来越多地被引入到汽车中，如ADAS（高级驾驶辅助系统）、全景泊车系统和蓝光DVD影音播放等，这些现有的车载网络系统的传输速率和带宽已经无法满足需求。因此，以太网技术成为了智能网联汽车中最有潜力的候选者。

以太网采用星形连接架构，为每一个设备或每一条链路提供了高达100MB的专享带宽，传输速率更是达到了万兆级。这种开放性和兼容性使得以太网更适应未来汽车行业的发展趋势，能够更容易地将现有的应用嵌入到新的系统中。因此，在智能网联汽车中广泛应用以太网技术将有望显著提升数据传输效率和系统可靠性，同时降低制造成本和故障风险。下图展示了车载网络技术在现代汽车中的典型应用场景。

【五】高级驾驶辅助技术

高级驾驶辅助技术，借助车辆环境感知技术和自组织网络的强大能力，实现对道路状况、周边车辆、行人动态、交通标志以及交通信号等关键信息的全面检测和精准识别。该技术对识别到的信号进行高效分析处理，并迅速将结果传输给执行机构，从而确保车辆的安全行驶。

作为智能网联汽车领域重点发展的技术之一，高级驾驶辅助技术的成熟度和应用广度直接反映了智能网联汽车的技术水平。同时，它也是其他关键技术在实际应用中的重要体现。

高级驾驶辅助技术涵盖了众多功能，如3D环视、后视摄像头、后视交通警示系统、盲点检测、车道偏离警告、智能前照灯控制、交通标志识别、前方碰撞警告、智能车速控制以及行人检测等。这些功能在宝马、奥迪等高端品牌车型中已得到广泛应用，显著提升了驾驶的安全性和舒适性。

下图展示了高级驾驶辅助技术在实际驾驶场景中的应用，充分展现了其在现代汽车技术中的重要地位和作用。

【六】信息融合技术

信息融合技术是一种高级处理技术，它基于特定准则，运用计算机技术对来自多个源头的信息进行深入分析和综合整合。这一过程旨在实现不同应用场景下的分类任务。信息融合技术主要负责从多个信息源中采集和传输数据，进而对这些数据进行分析和综合处理。通过将不同数据源在时间和空间上存在冗余或互补的信息按照一定准则进行组合，该技术能够生成完整、准确、及时且高效的综合信息。

在智能网联汽车领域，由于需要采集和传输的信息种类繁多、数量庞大，因此必须依赖信息融合技术来确保数据的实时性和准确性。通过运用信息融合技术，智能网联汽车能够更有效地处理和分析来自各种传感器的信息，从而提升车辆的智能化水平和行驶安全性。

下图展示了信息融合技术的示意图，直观地呈现了该技术在智能网联汽车等复杂系统中的应用方式和重要作用。

【七】信息安全与隐私保护技术

智能网联汽车的网络接入虽然带来了便利，但同时也引发了信息安全方面的严峻挑战。在智能网联汽车的运行过程中，每辆汽车及其用户的相关信息会不断地被传输到网络中并被感知。这种信息的网络暴露性使得它们极易成为窃取的目标，从而直接威胁到智能网联汽车整个系统的安全性，更有可能波及到驾驶员的日常生活和其他方面的安全。

鉴于此，信息安全与隐私保护技术在智能网联汽车领域显得尤为重要。必须通过深入研究和实践这些技术，来确保智能网联汽车在享受网络便利的同时，能够有效地抵御各种信息安全风险。下图展示了信息安全与隐私保护技术在智能网联汽车中的实际应用场景，凸显了这些技术在保障系统安全方面的关键作用。

【八】人机界面技术

在未来汽车市场上，人机界面技术，特别是语音识别、手势识别以及触屏技术，预计将得到广泛应用。这些技术的应用旨在设计更加智能化的汽车人机界面，从而提供卓越的用户体验，增强驾驶过程中的乐趣和操作便捷性。同时，这些设计还需要在用户体验和驾驶安全性之间取得巧妙的平衡。

未来的车载信息显示系统将与智能手机实现无缝对接，这意味着驾驶员可以更加便捷地访问和控制各种功能。在人机交互方面，用户将拥有更多样化的选择，并能够根据个人喜好自由切换不同的交互方式。这种个性化的交互体验将进一步提升驾驶员的满意度和驾驶安全性。

下图展示了已经在汽车上得到广泛应用的人机界面技术。这些技术不仅提升了汽车的智能化水平，还为驾驶员带来了更加便捷、舒适和安全的驾驶体验。随着技术的不断进步和创新，我们有理由相信，未来的汽车人机界面将会更加出色，为用户带来更加美好的驾驶生活。