1.1 汽車發(fā)展趨勢

從工業(yè)1.0的機械化、2.0的電氣化到3.0的機電一體化，汽車工業(yè)每次都發(fā)生著重大變革。而以信息物理系統(tǒng)（Cyber-Physical Systems，CPS）為標志的工業(yè)4.0，將使汽車在未來10～20年中發(fā)生革命性的變化，如圖1-1所示。

CPS是一個綜合計算、網(wǎng)絡和物理環(huán)境的多維復雜系統(tǒng)。通過3C（Computation，Communication，Control）技術的有機融合與深度協(xié)作，實現(xiàn)大型工程系統(tǒng)的實時感知、動態(tài)控制和信息服務。

1.1.1 汽車的演變過程

隨著汽車保有量的不斷增加，汽車作為一種常見的交通工具，會帶來能源短缺、環(huán)境污染、交通擁堵和事故頻發(fā)等一系列的社會問題，而智能網(wǎng)聯(lián)汽車可有效解決這些矛盾。所謂智能網(wǎng)聯(lián)汽車，實際上是汽車智能化和汽車網(wǎng)聯(lián)化高度融合后的產(chǎn)物，如圖1-2所示。所謂智能化，就是能利用自身的感知系統(tǒng)獨自運行的能力，基本不需要外界信息的幫助；而所謂網(wǎng)聯(lián)化，是一種能與周圍車輛或交通基礎設施進行通信的能力，網(wǎng)聯(lián)化汽車未必具有智能化的成分，網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展最終會促成完全意義上的高度智能化的汽車，從而代替駕駛?cè)嗽诠?jié)能、安全和舒適的前提下控制車輛的運行。

1.1.2 智能網(wǎng)聯(lián)汽車的概念

智能網(wǎng)聯(lián)汽車（Intelligent Connected Vehicle，ICV），是指車聯(lián)網(wǎng)與智能汽車的有機聯(lián)合，搭載先進的車載傳感器、控制器、執(zhí)行器等裝置，并融合現(xiàn)代通信與網(wǎng)絡技術，實現(xiàn)車與人、車、路、后臺等智能信息交換共享，實現(xiàn)安全、舒適、節(jié)能、高效行駛，并最終替代人來操作的新一代汽車。如圖1-3所示，汽車上安裝的車載傳感器包括雷達、攝像頭、V2X（車輛對外界信息交換）通信模塊、各種定位模塊等裝置，這些裝置相當于駕駛?cè)说难劬Γ梢匝塾^六路，以便識別車輛周圍的路況；安裝了不用人就可以操作的制動、加速、轉(zhuǎn)向和起動等控制系統(tǒng)，這相當于駕駛?cè)说氖帜_；同時安裝了一個控制模塊，可以根據(jù)“眼睛”看到的路況控制“車輛手腳”的動作，進而控制車輛的運行。

1.1.3 智能網(wǎng)聯(lián)汽車的分類

現(xiàn)在關于智能網(wǎng)聯(lián)汽車的分類方法有很多，一般從技術發(fā)展的階段或應用的領域來進行分類。從技術發(fā)展的角度看，智能網(wǎng)聯(lián)汽車大體經(jīng)歷了兩個階段：第一階段是智能化汽車的初級發(fā)展階段，主要以輔助駕駛（ADAS）為主，圖1-4所示就是一種帶有自適應定速巡航控制的汽車，可以在車流比較穩(wěn)定的路面上設置定速巡航，并且可以根據(jù)前車速度自動調(diào)整自身車速，在保證安全的情況下控制車輛盡量按照設定的速度行駛；第二階段是智能化汽車發(fā)展的終極階段，即完全替代人的真正意義上的無人駕駛，如圖1-5所示。

從應用領域的角度來分析，智能網(wǎng)聯(lián)汽車有軍用、民用兩種類型，兩者從外觀和路線上有較大差別。谷歌的智能網(wǎng)聯(lián)汽車很多技術來源于軍用領域，其最大特點是以64線激光雷達裝置為主，如圖1-6所示，位于車輛上方很大、很沉的裝置就是64線激光雷達，但是其價格昂貴。各大車輛生產(chǎn)廠家主要是在車身布上各種傳感器，如圖1-7所示，主要由激光雷達、毫米波雷達和攝像頭對周圍環(huán)境進行實時監(jiān)測，并對道路上的交通信號、行人和車輛進行識別并做出反應。