智能网联汽车制动系统关键性技术研究
郭宗泽

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郭宗泽,. 智能网联汽车制动系统关键性技术研究[J]. 中国科学研究,2022.12. DOI:10.12721/ccn.2022.157106.
摘要:
随着近年来我国汽车工业快速发展,大型城市用车规模快速扩大,城市随之而来面临着汽车数量增加、噪声污染、交通拥堵、化石能源短缺问题,这也成为了限制城市经济发展和交通道路事业发展的根本原因。智能网联汽车的出现使这些城市交通问题得到了很好的解决,也给汽车工业发展带来新的空间。鉴于此,本文在分析智能网联汽车概念的基础上,就智能网联汽车制动系统关键性技术进行分析,旨在全面推进汽车工业可持续发展。
关键词: 智能网联汽车;制动系统;关键技术
DOI:10.12721/ccn.2022.157106
基金资助:

前言

随着当前数字智能技术快速发展,依托物联网、5G通讯技术、大数据、边缘计算、情景感知技术的智能网联汽车成为了汽车工业发展的热点,不仅具有即时高效的数据处理能力、数据交换能力,还具有超强的态势感知能力和情景分析能力,能及时感知道路交通变化情况和路网变化情况,可以针对超大规模城市路网实时变化情况快速提供最佳的出现路线选择方案和高级别的辅助驾驶控制。因此,智能网联汽车成为了当前前沿技术领域的研究热点。制动系统作为智能网联汽车核心部件和整车关键技术,需要根据最新的科研技术成果进行创新,要适应快速迭代变化的智能网联汽车的发展,以满足智能网联汽车高效研发应用需求。

1 智能网联汽车概念

智能网联汽车是基于人工智能、大数据分析、态势感知、物联网、情景计算、边缘计算、智能感知及传感器设备实现整车联网,智能匹配、智能控制、智能管理和智慧决策,实现车、路、行、人、云及智能硬件终端高度匹配与集成搭建数据链,实现数据交换、数据共享,具备超强态势感知能力的智能化汽车系统。同时在新能源技术与智能感知技术的加持下,智能网联汽车还具备全景态势感知、智能巡航、智能导航、全景信息获取与智能定位的能力,并能实现无人驾驶的智能汽车系统。当前,随着多种智能技术与现代智能制造工艺在汽车工业中的集中应用,智能网联汽车成为了汽车科技工业革命的新的创新产物,是融合自动控制技术与智能网络技术的新兴科技产物,既能给乘客带给舒适的无人驾驶体验,也能通过优良的智能控制带来良好的社会效益、生态效益,推进汽车制造技术进步。

2 智能网联汽车制动系统关键性技术

2.1 智能网联汽车制动系统

与传统汽车制动系统不同的是,智能网联汽车不以驾驶员作为制动系统制动能源,也不需要驾驶员通过下压制动踏板进行制动操作,而是依靠全车的态势感知能力、复杂路况环境识别计算能力、智慧分析能力为基础,依靠汽车的智能控制系统进行制动操作,并可以基于人工智能技术中的机器学习和自然语言交互技术实现自动驾驶。通常情况下,智能网联汽车采用传感器—控制器—执行器的基本制动原理进行制动控制,其制动系统大体上也基本由传感器、控制器、执行器进行集成,通过智能感知设备对外界信息和环境态势的清晰感知,传感器将接受到的环境信息信号以数据链的形式共享给控制器,通过控制器对数据信号的计算和处理,进行智慧决策,将执行命令传递给控制器,由控制器执行,达到及时制动的目的。

2.2 智能网联汽车制动系统关键技术

从目前智能网联汽车发展趋势来看,智能网联汽车制动系统需要用到智能感知技术、实时定位技术、自动控制技术和交互通信技术。

智能感知技术是赋予智能网联汽车良好的环境感知能力和情景感知能力,能使智能网联汽车在快速行使过程中对复杂道路交通环境及时感知,及时分析,通过采集大量环境数据和道路实时数据判断道路前方是否有障碍物,是否可以继续行使,所以智能感知系统是智能网联汽车的“眼镜和耳朵”,会智能网联汽车行使过程中对复杂道路环境情况作出反映,当遇到紧急情况时可以快速制动。智能网联汽车环境感知的对象主要是人、路、物、交通标识牌、交通信号灯,通过对这些物体的行动轨迹和动态的识别,及时判断汽车是否需要制动。

实时定位技术赋予智能网联汽车良好的地理位置识别能力,车辆在运动过程中需要快速准确定位,需要确认周围的地理环境。智能网联汽车主要通过激光雷达传感器、视觉传感器、GPS定位系统、北斗定位系统对运动过程中周围的地理环境信息进行识别和分析,通过智能系统对地理环境信息的汇总和分析,获得准确的位置信息。

自动控制技术使智能网联汽车具有了无人驾驶的能力,促进智能网联汽车在精准感知周围环境信息进行道路复杂态势分析后,可以根据道路情况自主决策,自动选择驾驶方案和行车路线,并在行驶过程中做出超车、停车、制动、规避、跟车等行为,实现高智慧的自动驾驶。值得注意的是,在车辆行使过程中由底盘执行机构实现车辆的姿势控制和运行轨迹调整,保障车辆始终处在最佳的行使路线和运动状态上。

交互通信技术使智能网联汽车能实现高效的数据共享、数据传输和实时通讯。交互通信技术主要解决了车辆行使过程中的数据共享和实时通信难题,依靠通信控制系统向制动系统及时传递命令,通过人机交互、V2X通信、车载通信装置等多种技术模块的集成使汽车的智能控制系统能与驾驶员进行语音交互、手势交互、动作交互,并对驾驶员的行为动态及时识别,及时调整车辆运行状态。同时,通过对智能感知系统反馈的外界环境信息智慧分析,判断车辆的运行态势,进行车辆运行状态的实时调节,当面对复杂路况环境时,通过对多类信息数据的整合分析与识别实现智慧制动,保障行车安全。

3 结语

智能网联汽车的出现一定程度上缓解了城市交通拥堵、碳排放超标的问题,改善了城市居民的出现条件。制动系统技术是智能网联汽车研发制造的关键技术,决定着行车安全,影响着驾驶体验。因此,在数字智能技术的引领下,将大数据、人工智能、自动控制、智能感知、实时定位、即时通信技术高度化集成全面应用到智能网联汽车研发制造中,更能提高其安全性能和智慧化程度,更有效进行推广和普及。 

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