智能交通与智能汽车课件

大家好大家好基于智能交通系统的智能汽车基于智能交通系统的智能汽车李克强李克强智能汽车与智能交通系统智能汽车与智能交通系统智能汽车的现状智能汽车的现状下一代智能汽车下一代智能汽车内容内容319001920194019802000 Benz一号车世界首次公路行驶(1886)福特大量生产方式导入(1913)1960现在马车汽车的转换高速公路的发展ITSITS时代的开始时代的开始交通问题的困扰 汽车社会的形成 新技术对策新技术对策p 交通事故交通事故p 交通堵塞交通堵塞p 交通污染交通污染汽车发展简史汽车发展简史ITSITS的定义的定义：利用信息、通讯、控制技术把车辆、道路、使用者紧密结合起来，以解决交通事故、拥堵、环境污染及能源消耗等问题为目的的，具有智能化特征的现代交通系统。（ITSITS不仅仅是一个交通管理系统！）不仅仅是一个交通管理系统！）ITS ITS 与与AVCSSAVCSS、IVIV、ASV/DASASV/DAS等的相互关系等的相互关系ITS：Intelligent Transportation Systems(美国美国)Intelligent Transport Systems (日欧日欧)ITS是复杂的应用系统，主要构成如下：是复杂的应用系统，主要构成如下：ATMS (先进交通管理系统先进交通管理系统)ATIS (先进交通信息服务系统先进交通信息服务系统)AVCSS (AVCSS (先进车辆控制与安全系统先进车辆控制与安全系统).AVCSSAVCSS终极目标：智能汽车与智能公路终极目标：智能汽车与智能公路 (IVIV&IHIH )AVCSS初级目标初级目标:驾驶辅助系统驾驶辅助系统（ASV/DASASV/DAS）基于仪表盘的 显示装置电子油门距离控制 ECU转向传感器时距开关巡航控制开关制动 ECU发动机 ECU速度传感器雷达传感器 ASV/DASASV/DAS 产品产品1 1：自适应巡航控制系统自适应巡航控制系统 （ACCACC）ASV/DASASV/DAS 产品产品2 2：车道偏离预警系统车道偏离预警系统 （LDWSLDWS）先进车辆控制及安全系统（先进车辆控制及安全系统（AVCSS）初级智能汽车初级智能汽车 驾驶辅助系统（驾驶辅助系统（DAS）/先进安全汽车（先进安全汽车（ASV）高级智能汽车高级智能汽车 无人驾驶（无人驾驶（IV）ITS 智能汽车智能汽车 DAS/ASV驾驶辅助系统驾驶辅助系统/先进安全汽车先进安全汽车ITS智能交通系智能交通系统ITS ITS 与与AVCSSAVCSS、IVIV、ASV/DASASV/DAS等的相互关系等的相互关系ITS产业化的重要领域产业化的重要领域AVCSS 先进车辆控制及安全系统先进车辆控制及安全系统基于基于ITSITS的智能汽车系统分类的智能汽车系统分类1.1.自主式自主式基于车载的驾驶辅助系统基于车载的驾驶辅助系统 ACC、LKS、。、。2.2.协调式协调式基于车路通信的驾驶辅助系统基于车路通信的驾驶辅助系统基于车车通信的驾驶辅助系统基于车车通信的驾驶辅助系统基于基于4G移动通信的驾驶辅助系统（车联网）移动通信的驾驶辅助系统（车联网）基于基于ITSITS的智能汽车的智能汽车与与其它特殊用途其它特殊用途（军用）智能汽车（军用）智能汽车不同不同 !军用智能汽车军用智能汽车道路偏离碰撞预警系统道路偏离碰撞预警系统车路协同系统车路协同系统1.1.传感技术传感技术利用机器视觉技术的检测利用机器视觉技术的检测利用雷达（激光、毫米波）检测前行车辆利用雷达（激光、毫米波）检测前行车辆2.2.通信技术通信技术 (Beacon(Beacon、DSRCDSRC、3G/4G)3G/4G)数台智能汽车之间协调行驶必须的技术数台智能汽车之间协调行驶必须的技术车路协调通信技术车路协调通信技术智能汽车关键技术智能汽车关键技术163.3.横向控制横向控制 利用引导电缆的横向控制利用引导电缆的横向控制 利用磁气标志列的横向控制利用磁气标志列的横向控制 利用机器视觉技术的横向控制利用机器视觉技术的横向控制 利用具有雷达反射性标识带的横利用具有雷达反射性标识带的横向控制向控制磁标磁标丰田磁标引导无人驾驶大巴丰田磁标引导无人驾驶大巴机器视觉机器视觉智能汽车关键技术智能汽车关键技术174.4.纵向控制纵向控制 利用激光雷达测车间距离的纵利用激光雷达测车间距离的纵向控制向控制 利用毫米波雷达测车间距离的利用毫米波雷达测车间距离的纵向控制纵向控制 利用机器视觉技术利用机器视觉技术测车间距离测车间距离的纵向控制的纵向控制 利用车间通信及车间距离雷达利用车间通信及车间距离雷达的车队列的车队列(platoon)行驶纵向控制行驶纵向控制激光雷达激光雷达毫米波雷达毫米波雷达智能汽车关键技术智能汽车关键技术18智能汽车与智能交通系统智能汽车与智能交通系统智能汽车的现状智能汽车的现状下一代智能汽车下一代智能汽车内容内容192020201020001991年：运输省-先进安全汽车（ASV）1996年：车辆信息与通信系统开始投入使用1999年：Smartway项目2002年：在全国主要道路上引进1992年：通产省-先进道路系统（AHS）2005年：智能道路计划Smartway2009年：i-Japan计划提高物流效率，减少拥堵、排放，2010年：newIT计划，全面实现电子交通管理服务、局域信息交互及绿色交通日本日本20日本ASV项目技术路线图第1期(1991-1995)第2期(1996-2000)第3期(2001-2005)自主式驾驶辅助系统（ACC、LKS）路车协调式驾驶辅助系统 可实用化的智能汽车系统核心技术开发实用化技术开发普及推广第4期(2006-2010)全面普及车间通信式驾驶辅助系统实用化技术开发实用化技术开发实用性最终验证核心技术开发核心技术开发核心技术开发日本日本21先先进安全汽安全汽车（ASV:Advanced Safety Vehicle）前方静止障碍物报警前方静止障碍物报警汇入主路车流辅助汇入主路车流辅助弯道辅助弯道辅助AHSAHS行行驶安全安全辅助系助系统NISSANNISSAN公司的公司的“交叉路口事故防止系交叉路口事故防止系统”基于基于车车通信的交叉路口防撞系通信的交叉路口防撞系统双向通双向通讯单向通向通讯相互通相互通讯告告诉各自的位置、速度、方向等，各自的位置、速度、方向等，让对方知道方知道“我在我在这里！里！”2010200019902004：CICAS协同式 交叉路口碰撞防止系统2009：IntelliDrive1990：美国交通部-智能车辆道路系统（IVHS）1998：公布ITS框架，耗资2500万美元80年代中期：加州-PATHFINDER2004：IVBSS集成车载安全系统2003：VII车路协同系统项目美国美国26基于基于ITSITS的智能汽车项目（美国）的智能汽车项目（美国）IVBSS:Integrate Vehicle Based Safety Systems 集成车载安全系统项目集成车载安全系统项目IVBSS项目的主要目的是集成现有的安全和碰撞防止系统，使其能够在多种环境下提供可靠合理的报警信息。VII:Vehicle Infrastructure Integration 车路协同系统项目车路协同系统项目提供基于车路协同的行车辅助服务，提高交通安全、交通流畅性。在全美建立车-车、车-路通讯系统，实现车、路一体化交通。CICAS:Cooperative Intersection Collision Avoidance Systems 协同式交叉路口碰撞防止系统协同式交叉路口碰撞防止系统应用先进车辆技术、先进道路设施技术加强驾驶员对路口交通状况的感知能力，并安全通过路口。IntelliDrive应用车-车，车-路，车-X无线通讯技术，感知车辆周围360度范围内的危险。应用多种信息技术，向出行者和运输管理者提供多种实时交通信息。通过提供实时交通拥堵和其它信息，辅助出行者选择合适路线，减少 环境污染。集成集成车载安全系安全系统项目目IVBSS:Integrate Vehicle Based Safety SystemsIVBSS换道换道/并线防撞并线防撞路线偏离防撞路线偏离防撞 行驶追尾防撞行驶追尾防撞Data BaseTraffic Management Center(TMC)CommunicationHot Spot(DSRC)Satellite toVehicle(GPS)Vehicle-to-Vehicle(DSRC)Vehicle-to-Roadside(DSRC)PrivateSectorUses车路协同项目车路协同项目(VII:Vehicle Infrastructure Integration)IntelliDrive 项目项目在VII项目基础上，美国交通运输部发起了IntelliDrive项目安全：安全：应用车-车，车-路，车-X无线通讯技术，感知车辆周围360度范围内的危险。交通机动性：交通机动性：应用多种信息技术，向出行者和运输管理者提供多种实时交通信息。环境：环境：通过提供实时交通拥堵和其它信息，辅助出行者选择合适路线，减少 环境污染。IntelliDrive 项目特点目特点Google Fleet自动驾驶设备包括车顶的激光测距仪、视频摄像头、4台标准车载雷达，Google Fleet的电脑资料库中，精确地贮存了每条公路的限速标准以及出入口位置。驾驶者只需微微扳动一下方向盘，就可以将Google Fleet转换为一辆普通的汽车谷歌无人驾驶汽车谷歌无人驾驶汽车旧金山工业设计公司Mike&Maaike设计的自驾驶汽车。这款7座椅自驾驶汽车名为“Atnmbl”，是为2040年设计的电动与太阳能动力车。Atnmbl无人驾驶汽车无人驾驶汽车2010200019901995：Program for Mobility in Transportation in Europe1989-1991：欧盟主导-DRIVE I 1992-1994：DRIVE II 1986-1994：奔驰主导-欧洲11家汽车公司参加Program for European Traffic with Highest Efficiency and Unprecedented Safety（PROMETHEUS）2001-20 xx：e-Safety2004：PreVENT综合项目2006：CVIS项目2006：I-Way项目2006：Car2Car项目2009：CityLog项目欧洲欧洲34基于基于ITSITS的智能汽车项目（欧洲）的智能汽车项目（欧洲）eSafety综合项目综合项目充分利用先进的信息与通信技术，加快安全辅助系统的研发、推广和应用，为道路交通安全提供全面的解决方案。包括PReVENT、CVIS、I-Way、Car2Car等70余个子项目。PReVENT项目项目利用先进的信息、通讯和定位技术，开发自主式和协调式主动安全系统，降低事故发生率和减小事故严重性。I-Way项目项目(Intelligent co-operative system in cars for road 通过提供实时的、来自附近车辆的信息和来自路旁设备的信息，来增强驾驶员的感知能力和对危险状况的反应能力。Car2Car项目项目推动车-车、车-路通讯技术及其接口的标准化；发展战略和商业模式，推进车、车通讯技术市场化。充分利用先进的信息与通信技术（Information and Communication Technology），加快安全辅助系统的研发、推广和应用，为道路交通安全提供全面的解决方案。欧盟框架6项目中，安排eSafety子项目70项，共约1.6亿欧元。eSafety 项目目36 eSafety 技术发展路线图技术发展路线图车道偏离报警系统车道偏离报警系统 LDWS盲点盲点辅助助报警系警系统 BLISBlind spot Information System39PReVENT项目项目(Preventive and Active Safety)目标是开发下一代先进主动安全技术，并推进这些技术在欧盟道路上的实际应用。PReVENT项目将先进的传感器技术、车-路、车-车通讯技术、车辆定位技术整合到驾驶辅助系统中，并开发、演示、测试和评价了这些技术。PReVENT 应用：应用：INTERSAFE交叉路口防止碰撞交叉路口防止碰撞基于信息、通讯技术，防止交叉路口违章，防止转弯碰撞事故提升交叉路口行驶安全。41PReVENT 应用：应用：WILLWARN WILLWARN-协调式预警系统若转弯过后有交通事故、冰雪路面、施工现场，提醒驾驶员注意。低能见度下，提醒驾驶员注意前方车辆。Car2Car项目项目推动车-车、车-路通讯技术及其接口的标准化发展战略和商业模式，推进车、车通讯技术市场化智能速度控制智能速度控制 项目目（ISAISA：IntelligentSpeedAdaptationIntelligentSpeedAdaptation)在有速度限制的地方自在有速度限制的地方自动控制控制车速速PicturefromLAVIAproject(France)PicturefromLAVIAproject(France)高等院校及研究院所做了大量的基础性研究工作，突破了高等院校及研究院所做了大量的基础性研究工作，突破了大量的关键技术，研发了原理样机。大量的关键技术，研发了原理样机。一些汽车企业已经在开展先进安全车辆技术的工程化和产一些汽车企业已经在开展先进安全车辆技术的工程化和产业化方面的工作，正积极地与高等院所开展技术合作。业化方面的工作，正积极地与高等院所开展技术合作。一些汽车零部件企业已经着手汽车安全产品的产业化和商一些汽车零部件企业已经着手汽车安全产品的产业化和商品化工作。品化工作。中国中国45自主式-基于车载的驾驶辅助系统FCW、ACC、LDW、LKSTechnology improves safety values!EVB制动执行装置雷达摄像头人机交互装置清华清华46自主式-基于车载的驾驶辅助系统FCW、ACC、LDW、LKS关键技术-环境感知技术雷达机器视觉车辆状态传感器白天夜间清华清华47自主式-基于车载的驾驶辅助系统FCW、ACC、LDW、LKS关键技术-制动执行装置电子真空助力器(EVB,Electronic Vacuum Booster)清华清华48自主式-基于车载的驾驶辅助系统FCW、ACC、LDW清华清华49协调式-基于车路通讯的驾驶辅助系统弯道辅助智能车速控制交叉路口事故防止清华清华50协调式-基于车路通讯的驾驶辅助系统基于交通信号灯的交叉路口安全辅助系统p违章报警功能-通过对驾驶员的提示、报警和对车辆制动的自动控制，防止因违反交通控制信号而引起的交通事故；同时提醒驾驶员注意即将变化的交通信号，防止因信号突然变化引起的急减速。p通行辅助功能-通过预知交通信号的变化时间，向驾驶员提供推荐车速，减少在交叉路口的不必要停车。清华清华51协调式-基于车路通讯的驾驶辅助系统短程数字电台发射机交通信号灯信号机带无线通讯装置的交通信号灯清华清华52清华清华协调式-基于车路通讯的驾驶辅助系统交叉路口红路灯辅助53智能汽车与智能交通系统智能汽车与智能交通系统智能汽车的现状智能汽车的现状下一代智能汽车下一代智能汽车研究背景研究背景美国：未来车世纪美国：未来车世纪中国：智能环境友好型汽车中国：智能环境友好型汽车智能汽车的现在与未来智能汽车的现在与未来54我国每年交通事故造成的死亡人数逾10万；汽车带来的交通拥堵造成巨大的直接与间接经济损失；汽车舒适性差导致疲劳驾驶问题时有发生。交通拥堵持续加剧交通拥堵持续加剧交通安全形势严峻交通安全形势严峻有效提高汽车行驶有效提高汽车行驶有效提高汽车行驶有效提高汽车行驶安全安全安全安全和和和和舒适舒适舒适舒适性性性性 研究背景研究背景-未来汽车发展面临的挑战未来汽车发展面临的挑战疲劳驾车危害严重疲劳驾车危害严重交通行交通行业业65%电力工业电力工业4%居民与商业居民与商业7%工业工业24%2COParticulatesVOCsxNOCO77%49%40%24%31%汽车尾气排放约占温室气体排放的30%,占城市空气污染的70%。汽车消耗我国汽油产量的87%，柴油产量的51%，全社会燃油消耗总量的30；解决汽车解决汽车解决汽车解决汽车节能节能节能节能和和和和环保环保环保环保的瓶颈问题的瓶颈问题的瓶颈问题的瓶颈问题 研究背景研究背景-未来汽车发展面临的挑战未来汽车发展面临的挑战未来未来汽车汽车发展受到交通安全、发展受到交通安全、节能节能与环与环保保等社会要等社会要求的求的严格严格制约制约；探索和掌握探索和掌握下一代汽车系统新技术下一代汽车系统新技术，已引起各国的，已引起各国的极大重视。极大重视。研究背景研究背景-未来汽车发展面临的挑战未来汽车发展面临的挑战具有具有ACCACC的混合动力电动车的混合动力电动车Lexus LS600Prius 2011途锐混合动力车（2011）研究背景研究背景-日本、德国（日本、德国（20072007）GM的的EN-V电动网联概念车电动网联概念车研究背景研究背景-美国（美国（20092009）智能汽车与智能交通系统智能汽车与智能交通系统智能汽车的现状智能汽车的现状下一代智能汽车下一代智能汽车研究背景研究背景美国：未来车世纪美国：未来车世纪中国：智能环境友好型汽车中国：智能环境友好型汽车智能汽车的现在与未来智能汽车的现在与未来60未来车世纪未来车世纪改变汽车改变汽车DNADNA旧的旧的DNA新的新的DNA机械驱动机械驱动电力驱动电力驱动内燃机启动内燃机启动电动机启动电动机启动汽油能源汽油能源电力和氢能源电力和氢能源机械控制机械控制电子控制电子控制独立运行独立运行智能和互联智能和互联新的汽车新的汽车DNA特点的包括特点的包括电力驱动电力驱动和和汽车联网技术汽车联网技术的联姻。的联姻。电力驱动：电力驱动：使用电动机做为动力，采用电气能源做为燃料，并使用电动机做为动力，采用电气能源做为燃料，并采用电子自动控制方式。电动汽车包括：采用电子自动控制方式。电动汽车包括：蓄电池电动车、增程蓄电池电动车、增程型电动车和燃料电池电动车。型电动车和燃料电池电动车。汽车联网：汽车联网：使得汽车可通过道路基本设施和路旁辅助设备实现使得汽车可通过道路基本设施和路旁辅助设备实现无线互联。这些依赖于无线互联。这些依赖于GPS定位技术、定位技术、GIS信息、信息、V2X通信通信等技术。等技术。蓄电池电动车增程型电动车燃料电池汽车 全新外形设计全新外形设计XR-3 Tilting Three Wheel Vehicle ConceptRobert Q.Riley Enterprises新能源智能化汽车新能源智能化汽车未来车世纪未来车世纪改变汽车改变汽车DNADNA道路的充电设备 通过路面上的充电设备给正在驾驶的车辆充电，实现无限续航。通过路面上的充电设备给正在驾驶的车辆充电，实现无限续航。感应充电轨道 韩国科学院展示的运用路面感应带进行充电的电动车韩国科学院展示的运用路面感应带进行充电的电动车未来车世纪未来车世纪改变汽车改变汽车DNADNA传统汽车的连续行驶里程超过传统汽车的连续行驶里程超过400400公里，速度超过公里，速度超过150150公里公里每小时每小时城市里的平均交通速度不超过城市里的平均交通速度不超过3030公里每小时，日常行驶里公里每小时，日常行驶里程不超过程不超过4040公里公里对于新型对于新型USVUSV，完全可以设想其可以承载低于，完全可以设想其可以承载低于500Kg500Kg，长度，长度可以低于可以低于2.52.5米，米，在重量和空间上比传统汽车小在重量和空间上比传统汽车小3 3到到4 4倍倍对于新型对于新型USVUSV，要设计出比传统汽车，要设计出比传统汽车更经济、外观更时尚更经济、外观更时尚的产品的产品未来车世纪未来车世纪城市用城市用USVUSV城市用车的平均乘坐率在城市用车的平均乘坐率在1 1到到2 2之间，并且城市可用之间，并且城市可用的陆地空间有限，这是一的陆地空间有限，这是一种比较合适的设计种比较合适的设计未来车世纪未来车世纪城市用城市用USVUSV丰田丰田WingletWinglet小巧轻便、操纵性好小巧轻便、操纵性好S/M/L三个型号，适合不同身高三个型号，适合不同身高最大速度最大速度6公里每小时公里每小时最大行驶里程最大行驶里程10公里公里充电时间充电时间1小时小时未来车世纪未来车世纪城市用城市用USVUSV丰田丰田WingletWinglet铃木都市环保概念车铃木都市环保概念车（PIXY+SSCPIXY+SSC）PIXY:一人乘坐的低速移动工具；一人乘坐的低速移动工具；发电机发电机驱动驱动SSC：与：与PIXY直接直接 接合和连接，轻型接合和连接，轻型 汽车移汽车移动单元，燃动单元，燃 料电池驱动料电池驱动本田本田U-3XU-3X锂电池驱动锂电池驱动通过身体倾斜调整通过身体倾斜调整 行驶方向行驶方向总重量不足总重量不足10Kg最高时速最高时速6公里公里可连续工作可连续工作1小时小时未来车世纪未来车世纪变革构想的融合变革构想的融合构想融合构想融合新的汽车新的汽车DNA(电动和无线互联电动和无线互联)+移动互联网移动互联网+清洁能源清洁能源+动态定价市场动态定价市场个人移动系统变革个人移动系统变革零排放零排放可回收能源可回收能源避免碰撞避免碰撞行进中安全沟通网络行进中安全沟通网络驾驶乐趣和自动驾驶动感设计驾驶乐趣和自动驾驶动感设计出行时间短、出行更具计划性出行时间短、出行更具计划性占据空间小、停车省时占据空间小、停车省时提高道路通行量提高道路通行量减少噪音减少噪音降低成本降低成本利益利益更多自由更多自由+可持续性移动可持续性移动+可持续性经济增长可持续性经济增长和社会繁荣和社会繁荣全部构想实现利益全部构想实现利益 部分累计利益之和部分累计利益之和67 车联网车联网面向道路交通，以车辆为网络终端，为交通参与者提面向道路交通，以车辆为网络终端，为交通参与者提供信息服务，同时为交通管理者提供决策支持，供信息服务，同时为交通管理者提供决策支持，是物联网技术在是物联网技术在智能交通领域的延伸。智能交通领域的延伸。未来车世纪未来车世纪车联网车联网未来车世纪未来车世纪移动互联网移动互联网移动互联网和汽车的关系类似于计算机和互联网的关系移动互联网和汽车的关系类似于计算机和互联网的关系汽车实时共享海量信息和信息定位数据汽车实时共享海量信息和信息定位数据优化交通管理，减少出行费时，提高出行计划性优化交通管理，减少出行费时，提高出行计划性驾驶员之间同样实现信息共享，保持人际、社交和商业驾驶员之间同样实现信息共享，保持人际、社交和商业网络之间的无缝连接网络之间的无缝连接驾驶员可在汽车自动行驶时，做自己想做的事情驾驶员可在汽车自动行驶时，做自己想做的事情移动互联网的特点移动互联网的特点69CAN/LINCAN/LIN车内网车内网TelematicsTelematics车载移动互联网车载移动互联网卫星通信3G/4G3G/4G蓝牙光纤V2V/V2IV2V/V2I车际网车际网DSRC/WiFi光纤Internet数据中心数据中心/云端云端后台后台/服务中心服务中心车联网的概念及内涵车联网的概念及内涵70车联网车联网是以是以车内网车内网、车际网和车载移动互联网、车际网和车载移动互联网为基础，按照约定的通信协议和数据交互标准，在车为基础，按照约定的通信协议和数据交互标准，在车-X-X （X X：车、路、行人及互联网等）之间，进行无线：车、路、行人及互联网等）之间，进行无线通讯和信息交换的大系统网络。通讯和信息交换的大系统网络。能实现能实现智能交通管理、智能动态信息服务和智能交通管理、智能动态信息服务和车辆车辆智能化控制智能化控制的一体化网络。的一体化网络。它是它是物联网物联网技术在交通系统领域的典型应用。技术在交通系统领域的典型应用。车联网的概念及内涵车联网的概念及内涵71“三网三网”融合的网融合的网车车内内网网是是指指通通过过应应用用成成熟熟的的总总线线技技术术建建立立一一个个标标准准化化的的整车网络。整车网络。车车际际网网是是指指基基于于DSRCDSRC技技 术术 和和 IEEE IEEE 802.11802.11系系列列无无线线局局域域网网协协议议的的动动态态网网络。络。车车载载移移动动互互联联网网是是指指车车载载终终端端通通过过3G/4G3G/4G等等通通信信技技术术与与互互联联网网进进行行无无线线连连接。接。车联网车联网车联网的概念及内涵车联网的概念及内涵72 便捷便捷（信息服务及管理）（信息服务及管理）lV2V、V2I交互，移动互联l丰富的环境数据l提高行车效率提高行车效率l交通、通行、停车l天气、道路状况l性能管理性能管理 节能环保节能环保l减少排放l节约燃油 安全安全l提高驾驶员注意力l减少或者消除碰撞l驾驶建议l驾驶报警l车辆安全控制车联网的功能车联网的功能73 便捷：便捷：信息服务及管理信息服务及管理车联网可为交通管理机构提供的服务车联网可为交通管理机构提供的服务极大地提高实时交通、通行、停车和道路条件信息的数量和质量；更高效地管理运输系统；为城市交通规划提供支持。车联网可为消费者提供的服务车联网可为消费者提供的服务选择出行方式的实时信息支持；路径规划的信息支持；加油站/充电站推荐。车联网的功能车联网的功能-便捷便捷74车联网的功能车联网的功能-安全安全安全：安全：车联网技术有助于减少道路交通事故车联网技术有助于减少道路交通事故减速减速！绕行！绕行！前方事故警告协同式交叉路口通行道路危险预警队列协同控制行人及非机动车预警75车联网的功能车联网的功能-节能环保节能环保节能环保：节能环保：车辆网技术能促进车辆节能及环保行驶车辆网技术能促进车辆节能及环保行驶3G/4G76车联网关键技术体系车联网关键技术体系“三纵四横三纵四横”关键技术体系关键技术体系汽汽车车体系体系架构架构通信与通信与网络网络智能智能终端终端车联网车联网平台平台交交通通金金融融保保险险车内数据标准及架构路侧数据标准及架构业务数据库及服务架构多模式通信自组织网络集成通信交通传感网络事故数据上报系统智能车机智能手机智能交通管理终端移动支付事故数据采集信息服务节能控制交通调度安全监管数据分析在线理赔77车联网关键技术体系车联网关键技术体系 应用领域应用领域关键技术关键技术汽车汽车交通交通金融保险金融保险体系架构体系架构制定车联网体系架构制定车联网体系架构制定车内网、车际网接口标准体系，制定车内网、车际网接口标准体系，制定车内网、车制定车内网、车-车、车车、车-人、车人、车-互互联网数据交互标准联网数据交互标准制定车路网接口标准，制定路制定车路网接口标准，制定路-车、路车、路-人、人、路路-路、路路、路-互联网数据交互标准互联网数据交互标准制定基于车联网的汽车金融制定基于车联网的汽车金融和保险业务数据库标准和保险业务数据库标准规划车联网在汽车工业中的应用体规划车联网在汽车工业中的应用体系系规划车联网与智能交通（规划车联网与智能交通（ITS）的接合关）的接合关系系规划基于车联网的金融保险规划基于车联网的金融保险业务体系架构业务体系架构通信与网络通信与网络研究多模式协同通信，包括车内网、车研究多模式协同通信，包括车内网、车-车、车车、车-人、车人、车-互联网和路互联网和路-车、路车、路-路、路路、路-互联网以及人互联网以及人-车、人车、人-路的集成通信技术路的集成通信技术研究车载移动自组织网络技术研究车载移动自组织网络技术研究路侧自组织网络技术研究路侧自组织网络技术基于车联网的金融保险业务基于车联网的金融保险业务网络建设技术网络建设技术研究智能车载网关和多源异构数据研究智能车载网关和多源异构数据协同技术协同技术研究智能路侧网关和交通传感网络技术研究智能路侧网关和交通传感网络技术智能终端智能终端主要研究智能车载终端技术，包括主要研究智能车载终端技术，包括智能车机、车载智能手机、智能车智能车机、车载智能手机、智能车机机-手机协同、基于车联网的智能应手机协同、基于车联网的智能应用技术用技术主要研究智能交通管理终端，包括智能主要研究智能交通管理终端，包括智能交通信号控制机、智能可变信息板、智交通信号控制机、智能可变信息板、智能交通控制技术能交通控制技术主要研究基于车联网的金融主要研究基于车联网的金融保险应用技术保险应用技术车联网平台车联网平台基于云计算的车联网数据融合平台、车联网应用开发平台、车联网网络支持平台基于云计算的车联网数据融合平台、车联网应用开发平台、车联网网络支持平台基于车联网的汽车安全、节能业务基于车联网的汽车安全、节能业务平台，基于车联网的汽车平台，基于车联网的汽车4S4S业务平业务平台台及汽车设计开发平台及汽车设计开发平台基于车联网的智能交通安全、节能业务基于车联网的智能交通安全、节能业务平台，基于车联网的出行智能业务平台，平台，基于车联网的出行智能业务平台，基于车联网的智能交通系统设计开发平基于车联网的智能交通系统设计开发平台台基于车联网的保险业务平台、基于车联网的保险业务平台、基于车联网的汽车金融业务基于车联网的汽车金融业务平台、基于车联网的汽车租平台、基于车联网的汽车租赁业务平台赁业务平台78 车联网关键技术车联网关键技术p车内网络技术车内网络技术p面向面向车联网的无线数据交互及异构网络融合技术车联网的无线数据交互及异构网络融合技术p高精度定位和地图技术高精度定位和地图技术p基于车联网的车辆智能感知和控制技术基于车联网的车辆智能感知和控制技术p基于车联网的信息服务平台基于车联网的信息服务平台79 车联网关键技术车联网关键技术车内网：车内网：应用成熟的车载总线技术实现车内各总成部件有序接入应用成熟的车载总线技术实现车内各总成部件有序接入 和信息共享的标准化网络。和信息共享的标准化网络。p智能电力网：电力接入p车载装置联网：信息共享p车载终端：车内网的人机交互、车内网与车外网互联80车联网关键技术车联网关键技术面向面向车联网的无线数据交互及异构网络融合技术车联网的无线数据交互及异构网络融合技术p通信协议和通信数据标准pDSRC/WAVE网络、3G/4G移动通信网络、有线网络融合技术81高精度定位（高精度定位（DGPSDGPS、WLANWLAN、RFIDRFID）和地图技术（）和地图技术（ADAS MAP/LDMADAS MAP/LDM）p定位定位精度精度（CVIS）：10m级、1m级、分米级、p动态地图构建动态地图构建：道路几何线形信息、交通标志、标线信息、交通状态、信号灯、邻车、行人状态。车联网关键技术车联网关键技术82基于车联网的车辆智能感知和控制技术基于车联网的车辆智能感知和控制技术p车辆状态感知和控制技术p车际网融合p车载移动互联网融合车联网关键技术车联网关键技术83基于车联网的信息服务平台基于车联网的信息服务平台p动态交通信息、车辆信息采集和处理技术p基于车联网的云计算技术p面向驾驶员的智能信息服务技术p面向服务对象的智能数据挖掘技术车联网关键技术车联网关键技术84智能汽车与智能交通系统智能汽车与智能交通系统智能汽车的现状智能汽车的现状下一代智能汽车下一代智能汽车研究背景研究背景美国：未来车世纪美国：未来车世纪中国：智能环境友好型汽车中国：智能环境友好型汽车内容内容85安全节能环保智能汽车智能汽车（IVIV）清洁汽车清洁汽车（CVCV）？舒适智能环境友好型汽车智能环境友好型汽车智能环境友好型汽车提出（提出（20062006年）年）i-EFVi-EFV（intelligentintelligent Environment-Environment-Friendly Vehicle):Friendly Vehicle):具有具有清洁能源动力、电控化底盘与智能信息清洁能源动力、电控化底盘与智能信息交互交互三大系统，三大系统，集成集成结构共用、信息融合与控制协同结构共用、信息融合与控制协同三大三大技术技术，综合实现综合实现安全、舒适、节能与环保安全、舒适、节能与环保四大功能的四大功能的下一代新型汽车。下一代新型汽车。智能环境友好型汽车智能环境友好型汽车背景背景 三大系统：三大系统：清洁能源动力、电清洁能源动力、电控化底盘、智能信息交互；控化底盘、智能信息交互；三大技术：三大技术：结构共用、信息融结构共用、信息融合与控制协同；合与控制协同；四大功能：四大功能：安全、节能、环保安全、节能、环保与舒适。与舒适。功能融合：安全、舒适、节能、环保功能融合：安全、舒适、节能、环保功能融合：安全、舒适、节能、环保功能融合：安全、舒适、节能、环保性能改善：更安全、更节能、更环保性能改善：更安全、更节能、更环保性能改善：更安全、更节能、更环保性能改善：更安全、更节能、更环保智能汽车：智能汽车：电驱动系统（快速响应、精确可控）提升系统安全性新能源汽车：新能源汽车：环境信息为能量最优分配提供参考，提升整车节能、环保性能。i-EFVintelligent Environment Friendly Vehicle复杂机电系统i-EFVi-EFV概念概念集成了机械、液压、电子及信息等子集成了机械、液压、电子及信息等子系统的系统的i-EFVi-EFV是一种典型的复杂机电系统。是一种典型的复杂机电系统。i-EFVi-EFV系统结构系统结构安全安全节能节能环保环保舒适舒适工程问题关键技术智能环智能环境友好境友好型汽车型汽车功能复杂功能复杂目标多样目标多样结构复杂结构复杂多传感系统多传感系统混合电驱动系统混合电驱动系统电控制动系统电控制动系统复合传动系统复合传动系统主动转向系统主动转向系统主动悬架系统主动悬架系统纵向驾驶辅助纵向驾驶辅助横向驾驶辅助横向驾驶辅助一体化安全控制一体化安全控制最优能量分配最优能量分配结构共用信息融合控制协同系统系统系统系统设计设计设计设计系统特点性能最优控制环境信息识别系统优化设计i-EFVi-EFV关键技术关键技术i-EFVi-EFV关键技术及科学问题关键技术及科学问题p 混合动力系统混合动力系统作为目前解决能源问题非常现实的手段之一，得到了非作为目前解决能源问题非常现实的手段之一，得到了非常广泛的研究和应用：常广泛的研究和应用：充分解决当前电池电量续驶里程数不够的问题；充分解决当前电池电量续驶里程数不够的问题；通过合理分配、管理发动机与电池能量流动，较大幅度提升整车经济性。通过合理分配、管理发动机与电池能量流动，较大幅度提升整车经济性。作为过渡技术，可充分利用现已有传统内燃机技术作为过渡技术，可充分利用现已有传统内燃机技术pp 智能混合动力电动汽车（智能混合动力电动汽车（智能混合动力电动汽车（智能混合动力电动汽车（i i i i-HEV-HEV-HEV-HEV）：融合融合ITSITS系统与混合动力系统各自优势，综合实现安全、节能、环保；系统与混合动力系统各自优势，综合实现安全、节能、环保；进一步优化提高整车综合的安全、节能与环保性能。进一步优化提高整车综合的安全、节能与环保性能。智能环境友好型汽车智能环境友好型汽车-研究平台研究平台智能混合动力汽车智能混合动力汽车(i-HEV)(i-HEV)-系统结构系统结构重点考虑智能混合动力汽车（重点考虑智能混合动力汽车（i i-HEV-HEV）整车纵向控制：）整车纵向控制：综合实现安全、节能、环保综合实现安全、节能、环保；全面的环境信息识别优化整车能量分配，进一步提高整车节能、环保性能进一步提高整车节能、环保性能；电机快速响应、精确可控性进一步提高整车安全性进一步提高整车安全性。传感系统传感系统 共用共用执行系统执行系统 共用共用电控系统架构电控系统架构i-HEV雷达雷达摄像头摄像头GPS+GISGPS+GISG sensorG sensorESPESP电机电机系统设计问题结构共用智能混合动力汽车智能混合动力汽车(i-HEV)-关键技术关键技术横摆角速横摆角速度传感器度传感器状态及环境感知问题信息融合i-HEVi-HEV部件状态预测部件状态预测i-HEVi-HEV系统效率特性系统效率特性交通流统计信息交通流统计信息未来车速预测未来车速预测考虑车辆综合考虑车辆综合控制的多源信控制的多源信息融合（多信息融合（多信息、系统模型、息、系统模型、系统控制）系统控制）前车运动状态前车运动状态考虑环境综合考虑环境综合特征的特征信特征的特征信息融合（多信息融合（多信息特征提取）息特征提取）GPSGPSGISGIS雷达雷达摄像头摄像头车辆模型车辆模型控制模型控制模型考虑识别准确考虑识别准确性的多传感器性的多传感器融合融合(多传感器多传感器冗余冗余)智能混合动力汽车智能混合动力汽车(i-HEV)-(i-HEV)-关键技术关键技术信息融合信息融合信息融合信息融合驾驶员模式驾驶员模式驾驶辅助模式驾驶辅助模式能量分配控制能量分配控制自适应巡航自适应巡航主动制动控制主动制动控制机电耦合系统机电耦合系统动态协调动态协调发动机发动机电机电机ESPESP安全节能环保舒适安全节能环保舒适多目标协调多目标协调整车操作模式整车操作模式i-HEVi-HEV车辆系统车辆系统能量分配控制能量分配控制控制协同控制协同控制协同控制协同整车控制问题控制协同智能混合动力汽车(i-HEV)-关键技术i-HEVi-HEV多目标自适应巡航功能定义多目标自适应巡航功能定义1 1）跟随前车：保持安全车距、车速）跟随前车：保持安全车距、车速2 2）保持跟随过程燃油消耗最小）保持跟随过程燃油消耗最小3 3）保持跟随过程符合驾驶舒适性）保持跟随过程符合驾驶舒适性安全性安全性经济性经济性舒适性舒适性安全安全节能节能环保环保多多目目标标协协调调舒适舒适i-HEV多目标自适应巡航多目标自适应巡航-系统定义系统定义差异差异多目标自多目标自适应巡航适应巡航GPS+GIS+GPS+GIS+雷达雷达+系统模型系统模型的多源信息融合的多源信息融合驱动系统制动系统发动机发动机EVBEVB基于部件响应特性的机基于部件响应特性的机电耦合系统动态协调电耦合系统动态协调响应特性响应特性经济性安全性发动机发动机油耗油耗相对距相对距离离相对速相对速度度综合安全性、经济性、综合安全性、经济性、舒适性的多目标协调舒适性的多目标协调控制控制控制目标控制目标多样多样耦合耦合与环境和系统与环境和系统环境信息环境信息雷达信息交通信息相对距相对距离离相对速相对速度度前车运前车运动动舒适性控制目标控制目标执行对象执行对象关键技术关键技术i-HEV多目标自适应巡航多目标自适应巡航系统分析系统分析安全性安全性经济性经济性舒适性舒适性多多目目标标协协调调 安全性优先安全性优先相对距离较小，自车速度较大相对距离较小，自车速度较大 安全性安全性+经济性经济性+舒适性多目标协调舒适性多目标协调较稳定跟随过程较稳定跟随过程发动机发动机EVBEVB信息融合信息融合系统动态协调控制系统动态协调控制环境信息环境信息（GPS+GIS+Radar）安全性安全性经济性经济性多目标协调多目标协调舒适性参考舒适性参考输入输入电机电机车辆状态车辆状态部件状态部件状态车辆及环境车辆及环境特征特征当前控制当前控制特征特征车辆对象车辆对象i-HEV多目标自适应巡航多目标自适应巡航控制系统结构控制系统结构发动机工作点对比发动机工作点对比车型油耗计算值智能混合动力4.15L/100km传统汽车5.63L/100km高速巡航跟车工况百公里油耗对比高速巡航跟车工况百公里油耗对比i-HEV多目标自适应巡航多目标自适应巡航系统仿真系统仿真i-HEV多目标自适应巡航多目标自适应巡航实验平台及试验实验平台及试验该样车同时具有混合动力及智能安全辅助行驶的系统功能，降低油耗35-45%，降低排放2030%，同时具有定速巡航、自适应巡航和主动避撞功能。国内首台智能混合动力电动车智能混合动力电动车(i-HEV)(i-HEV)正弦工况车速、距离跟随及动力正弦工况车速、距离跟随及动力部件工作状态部件工作状态前车前车20km/h20km/h35 km/h35 km/h正弦运动正弦运动过渡阶段：以较慢和较大的误差跟随前车正弦运动。稳定阶段：自车以较小速度误差和距离误差跟随前车正弦运动。工作 模式：纯电动模式；发动机驱动并发电模式；电机制动能量回收；电机EVB协调制动。i-HEV多目标自适应巡航多目标自适应巡航实验实验不同的选择，不一样的未来不同的选择，不一样的未来Chryslers Jeepster Concept VehicleVW BeetleSmart CarHigh Energy IntensityLower Energy IntensityLowest Energy Intensity下一代智能汽车下一代智能汽车Thanks!104