智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術與應用課件：車聯(lián)網(wǎng)的概念

車聯(lián)網(wǎng)的概念01

車聯(lián)網(wǎng)的概念02任務引入任務引入顧客從某品牌汽車4S店購入新車后，接到4S店銷售員電話，通知顧客去激活新車的車聯(lián)網(wǎng)服務。車聯(lián)網(wǎng)需要用買車時候登記的手機號進行注冊，并輸入車架號進行激活以后才可以使用，若是沒有激活的話是不能夠使用的。那么什么是車聯(lián)網(wǎng)，它具有哪些功能呢？03任務目標04能夠了解車聯(lián)網(wǎng)的概念能夠了解車聯(lián)網(wǎng)的概念2能夠了解車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀3能夠了解車聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展趨勢4能夠與生活中見到的車聯(lián)網(wǎng)技術相結(jié)合知識鏈接20世紀60年代，日本開始研究車間通信。2000年左右，歐洲和美國也相繼啟動多個車聯(lián)網(wǎng)項目，旨在推動車間網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng)的發(fā)展。2007年，包括BMW在內(nèi)的歐洲6家汽車制造商成立了Car2Car通信聯(lián)盟，積極推動建立開放的歐洲通信系統(tǒng)標準，實現(xiàn)不同廠家汽車之間的相互溝通。2010年，美國交通部發(fā)布了《智能交通戰(zhàn)略研究計劃》，規(guī)劃和部署美國車輛網(wǎng)絡技術。2016年9月，華為、奧迪、寶馬和戴姆勒等公司合作推出5G汽車聯(lián)盟（5GAA），并與汽車經(jīng)銷商和科研機構(gòu)共同開展汽車網(wǎng)絡應用。2017年底，中國政府頒布多項方案，開始將發(fā)展車聯(lián)網(wǎng)提到了國家創(chuàng)新戰(zhàn)略層面。知識鏈接圖3-1-1車聯(lián)網(wǎng)的概念示意圖車聯(lián)網(wǎng)指借助新一代信息通信技術，實現(xiàn)車與人、車與車、車與路、車與服務平臺等的全方位網(wǎng)絡連接，提升汽車智能化水平和自動駕駛能力，從而提高交通效率，為用戶提供智能、舒適、安全、節(jié)能、高效的綜合服務。具體地說車聯(lián)網(wǎng)是指通過裝載在車輛上的電子設備通過無線技術，實現(xiàn)在信息網(wǎng)絡平臺上對所有車輛的靜、動態(tài)信息進行提取和有效利用，如圖3-1-1所示。V2X車聯(lián)網(wǎng)技術車聯(lián)網(wǎng)是一個寬泛的概念，包括車內(nèi)網(wǎng)、車際網(wǎng)、車載移動互聯(lián)網(wǎng)等。V2X（VehicletoEverything）是實現(xiàn)車與外界通信的一系列技術，包括V2V、V2I、V2P等，如下圖所示。圖3-1-2車聯(lián)網(wǎng)V2X05V2VV2VV2V（VehicletoVehicle）即車輛與車輛之間的信息交換，V2V技術使用的是專用短程通信，覆蓋范圍最高達300米，不受限于固定式基站，為移動中的車輛提供直接端到端的無線通信。目前以V2V的發(fā)展最為成熟。如圖3-1-3所示。通過V2V通信技術，車輛終端彼此可以直接交換無線信息，無需通過基站轉(zhuǎn)發(fā)。利用它可以監(jiān)測街上行駛的其他車輛的速度、位置等對其他駕駛員無法開放的“隱藏”數(shù)據(jù)，同時能夠自動預測出在該車行車道路前方是否會發(fā)生可能的碰撞。V2V21圖3-1-3V2V技術②當前本體車輛的行駛方向與附近范圍內(nèi)車輛的行駛方向進行信息內(nèi)容的交換。V2V的信息交換包括：①當前本體車輛的行駛速度與附近范圍內(nèi)車輛的行駛速度進行信息內(nèi)容的交換。③當前本體車輛緊急狀況與附近范圍內(nèi)車輛的行駛狀況進行信息內(nèi)容的交換。43506V2PV2P圖3-1-4V2P技術V2P（VehicletoPedestrian）即車輛與外界行人之間的信息交換，借助于智能手機或智能穿戴設備檢測行人位置、方向、速度，并通過短波通訊技術，獲取周圍車輛的位置、方向及速度，若系統(tǒng)計算后認為兩者或多者保持原有狀態(tài)繼續(xù)運動會發(fā)生碰撞，則會在手機屏幕上彈出警告消息。同時車輛在接收到相關信息后，智能駕駛輔助系統(tǒng)也會通過聲音、圖像提示駕駛員前方的危險。如上圖3-1-4所示。07V2RV2RV2R（VehicletoRoad）即車輛與道路之間的信息交換，如圖2-1-6所示。按照道路的特殊性而言，V2R又可分為兩大類型，第一種是高速公路，第二種是城市道路。高速公路是第一步，而城市道路需要在其基礎上，對城市道路中的增加標識的識別后，實現(xiàn)更復雜的數(shù)據(jù)判斷和數(shù)據(jù)通信。高速路上的V2R相對來說比較容易。首先是標識明確，沒有人行道，紅綠燈，行人等復雜路況因素的影響，只需要識別高速路中與車輛行駛和高速公路出入口標識等就可以了。其次高精地圖已經(jīng)提前布局高速路。高精地圖能夠精確到厘米級，對于車輛的路線規(guī)劃和自動駕駛有著的很大的幫助。如圖3-1-5所示。V2R圖3-1-5V2R技術V2R的信息交換包括：①車輛自身的行駛路線與道路當前路況進行信息內(nèi)容交換。②車輛自身的行駛方向與前方道路發(fā)生的事故進行信息內(nèi)容的交換。③車輛行駛的導航信息與道路前方的路標牌進行信息內(nèi)容的交換。08V2IV2IV2I（VehicleToInfrastructure）即車輛與基礎設施之間的信息交換，在此包含了交通信號燈、公交站、電線桿、大樓、立交橋、隧道、路障等交通設施設備。V2I通信功能采用車載智能交通運輸系統(tǒng)的760MHz頻段，可以在不影響車載傳感器的情況下實現(xiàn)基礎設施與車輛之間相互通信功能總結(jié)：V2X就是對車載傳感器的完善，甚至可以說車載傳感器只是其輔助手段。它就像是給人們配上了智能手機，它可以無死角、穿越任何障礙物來獲取信息，還可以和其他“手機”形成互聯(lián)，信息互通。同時還可以通過計算來進行智能操作，完美履行“司機”的義務。V2X的主流技術路線包括兩條，一是美國主推的DSRC，另一個是C-V2X技術。V2I(1)DSRC其實大家對于這項技術并不陌生，它是現(xiàn)代生活中不可或缺的專用短程通信技術，上過高速的朋友都知道ETC專用通道，它就是實現(xiàn)車輛身份識別，電子扣費，實現(xiàn)不停車、免取卡，建立無人值守車輛通道的關鍵（如圖2-1-7所示）。另外，在小區(qū)停車場遇見的電子攔路口也有與之相同的技術應用。圖3-1-6DSRC技術V2I(2)C-V2XV2X早期主要是基于DSRC，專用短距離通信技術。DSRC在美國已經(jīng)經(jīng)過多年開發(fā)測試，后期隨著蜂窩移動通信技術發(fā)展才出現(xiàn)了C-V2X（CellularV2X，即以蜂窩通信技術為基礎的V2X）技術是基于LTE-R14技術為基礎，通過LTE-V-D和LTE-V-Cell兩大技術支持包括V2I、V2V、V2P等各種應用，形成以華為、高通等通信產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)、電信運營商和汽車企業(yè)為主的產(chǎn)業(yè)陣營。如圖3-1-7所示。V2I圖3-1-7C-V2X技術C-V2X典型場景及應用包括：①信息服務典型應用場景：信息服務是提高車主駕車體驗的重要應用場景，是C-V2X應用場景的重要組成部分。典型的信息服務應用場景包括緊急呼叫業(yè)務等。緊急呼叫業(yè)務是指當車輛出現(xiàn)緊急情況時（如安全氣囊引爆或側(cè)翻等），V2I車輛能自動或手動通過網(wǎng)絡發(fā)起緊急救助，并對外提供基礎的數(shù)據(jù)信息，包括車輛類型、交通事故時間地點等。服務提供方可以是政府緊急救助中心、運營商緊急救助中心或第三方緊急救助中心等。該場景需要車輛具備V2X通信的能力，能與網(wǎng)絡建立通信聯(lián)系。②交通安全典型應用場景：交通安全是C-V2X最重要的應用場景之一，對于避免交通事故、降低事故帶來的生命財產(chǎn)損失有十分重要的意義。典型的交通安全應用場景包括交叉路口碰撞預警等。交叉路口碰撞預警是指，在交叉路口，車輛探測到與側(cè)向行駛的車輛有碰撞風險時，通過預警聲音或影像提醒駕駛員以避免碰撞。該場景下車輛需要具備廣播和接收V2X消息的能力。V2I③交通效率典型應用場景：交通效率是C-V2X的重要應用場景，同時也是智慧交通的重要組成部分。對于緩解城市交通擁堵、節(jié)能減排具有十分重要的意義。典型的交通效率應用場景包括車速引導等。車速引導是指路邊單元（RSU）收集交通燈、信號燈的配時信息，并將信號燈當前所處狀態(tài)及當前狀態(tài)剩余時間等信息廣播給周圍車輛。車輛收到該信息后，結(jié)合當前車速、位置等信息，計算出建議行駛速度，并向車主進行提示，以提高車輛不停車通過交叉口的可能性。該場景需要RSU具備收集交通信號燈信息，并向車輛廣播V2X消息的能力，周邊車輛具備收發(fā)V2X消息的能力。④自動駕駛典型應用場景：與現(xiàn)有的攝像頭視頻識別、毫米波雷達、激光雷達類似，V2X是獲得其他車輛、行人運動狀態(tài)（車速、剎車、變道）的另一種信息交互手段，并且不容易受到天氣、障礙物以及距離等因素的影響。同時，V2X也有助于為自動駕駛的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展構(gòu)建一個共享分時租賃、車路人云協(xié)同的綜合服務體系。車聯(lián)網(wǎng)的應用“智能化”及“信息化”的“兩化”融合才是智能汽車真正意義上的顛覆和變革。車聯(lián)網(wǎng)可以幫助車主實時導航，并通過與其它車輛和網(wǎng)絡系統(tǒng)的通信，提高交通運行的效率，在安全類、駕駛類、服務類、娛樂類運用。車聯(lián)網(wǎng)的功能如圖3-1-8所示。圖3-1-8車聯(lián)網(wǎng)的功能V2X和車聯(lián)網(wǎng)的區(qū)別與聯(lián)系(1)互聯(lián)對象的區(qū)別。車聯(lián)網(wǎng)是車、人、環(huán)境、行為的數(shù)據(jù)和業(yè)務方面的連接；V2X是車與X（所有與車有交互行為的事物），更偏重技術架構(gòu)層面的連接。(2)通信區(qū)別。車聯(lián)網(wǎng)指的是通過汽車上集成的GPS定位，RFID識別，傳感器、攝像頭和圖像處理等電子組件，按照約定的通信協(xié)議和數(shù)據(jù)交互標準，在V2V、V2R、V2I之間，進行無線通信和信息交換的大系統(tǒng)網(wǎng)絡。(3)V2X技術與車聯(lián)網(wǎng)技術實現(xiàn)的路徑不同，如下圖所示。智能網(wǎng)聯(lián)汽車V2X功能的實現(xiàn)條件是必須先實現(xiàn)車輛自身的智能化，車輛的智能化主要包括