1.1 汽车发展趋势

从工业1.0的机械化、2.0的电气化到3.0的机电一体化，汽车工业每次都发生着重大变革。而以信息物理系统（Cyber-Physical Systems，CPS）为标志的工业4.0，将使汽车在未来10～20年中发生革命性的变化，如图1-1所示。

图1-1 汽车的发展过程

CPS是一个综合计算、网络和物理环境的多维复杂系统。通过3C（Computation，Communication，Control）技术的有机融合与深度协作，实现大型工程系统的实时感知、动态控制和信息服务。

1.1.1 汽车的演变过程

随着汽车保有量的不断增加，汽车作为一种常见的交通工具，会带来能源短缺、环境污染、交通拥堵和事故频发等一系列的社会问题，而智能网联汽车可有效解决这些矛盾。所谓智能网联汽车，实际上是汽车智能化和汽车网联化高度融合后的产物，如图1-2所示。所谓智能化，就是能利用自身的感知系统独自运行的能力，基本不需要外界信息的帮助；而所谓网联化，是一种能与周围车辆或交通基础设施进行通信的能力，网联化汽车未必具有智能化的成分，网联汽车的发展最终会促成完全意义上的高度智能化的汽车，从而代替驾驶人在节能、安全和舒适的前提下控制车辆的运行。

图1-2 汽车的演变过程

1.1.2 智能网联汽车的概念

智能网联汽车（Intelligent Connected Vehicle，ICV），是指车联网与智能汽车的有机联合，搭载先进的车载传感器、控制器、执行器等装置，并融合现代通信与网络技术，实现车与人、车、路、后台等智能信息交换共享，实现安全、舒适、节能、高效行驶，并最终替代人来操作的新一代汽车。如图1-3所示，汽车上安装的车载传感器包括雷达、摄像头、V2X（车辆对外界信息交换）通信模块、各种定位模块等装置，这些装置相当于驾驶人的眼睛，可以眼观六路，以便识别车辆周围的路况；安装了不用人就可以操作的制动、加速、转向和起动等控制系统，这相当于驾驶人的手脚；同时安装了一个控制模块，可以根据“眼睛”看到的路况控制“车辆手脚”的动作，进而控制车辆的运行。

图1-3 智能网联汽车的构成

1.1.3 智能网联汽车的分类

现在关于智能网联汽车的分类方法有很多，一般从技术发展的阶段或应用的领域来进行分类。从技术发展的角度看，智能网联汽车大体经历了两个阶段：第一阶段是智能化汽车的初级发展阶段，主要以辅助驾驶（ADAS）为主，图1-4所示就是一种带有自适应定速巡航控制的汽车，可以在车流比较稳定的路面上设置定速巡航，并且可以根据前车速度自动调整自身车速，在保证安全的情况下控制车辆尽量按照设定的速度行驶；第二阶段是智能化汽车发展的终极阶段，即完全替代人的真正意义上的无人驾驶，如图1-5所示。

图1-4 自适应定速巡航汽车

图1-5 智能网联汽车

从应用领域的角度来分析，智能网联汽车有军用、民用两种类型，两者从外观和路线上有较大差别。谷歌的智能网联汽车很多技术来源于军用领域，其最大特点是以64线激光雷达装置为主，如图1-6所示，位于车辆上方很大、很沉的装置就是64线激光雷达，但是其价格昂贵。各大车辆生产厂家主要是在车身布上各种传感器，如图1-7所示，主要由激光雷达、毫米波雷达和摄像头对周围环境进行实时监测，并对道路上的交通信号、行人和车辆进行识别并做出反应。

图1-6 谷歌智能网联汽车

图1-7 雷克萨斯智能网联汽车