D0I:10.3969/j.issn.1009-847X.2018.03.004
智能网联汽车
对比分析J
bserve
观察O b s e r v e
£近年来,随着移动互联网、智能化 技术的飞速发展,人们对产品智能化、网联 化的需求日益提升。除了动力性、安全性等 基本属性外,汽车产品功能呈现多样化的变 化趋势,越来越多的智能化、网联化技术涌 入汽车行业,产品更新迭代速度加快,这给 一向传统严谨的汽车行业带来不小的挑战。此外,全球汽车保有量的迅速提升也带来了 诸多问题,交通拥堵、行驶安全、环境污 染、能源紧缺等形势日趋严峻。智能网联汽 车作为汽车产业转型升级的重要载体,已经 成为各国公认的解决汽车产业可持续发展问 题的重要途径。
费智能网联汽车测试场
智能网联汽车是指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X(车、路、人、云端等)智能信息交换、共享,具备复杂的 环境感知、智能决策、协同控制等功能,可 实现“安全、高效、舒适、节能”行驶,并 最终可实现替代人来操作的新一代汽车。
测试环节一直是汽车产品研发、优化、生产过程中非常关键的一项工作,尤其是场 地测试,对于验证整车安全性、操控性、舒 适性等各方面的性能及存在的问题至关重 要。从智能网联汽车的定义可以看出,不同 于传统汽车产品,智能网联汽车融人了更多 的感知传感器、控制算法、安全可靠的执行 器等软硬件装备,同时具备了车与外界通讯 的功能,更重要的一点,人类将脱离对车辆 的手动直接控制,
而由系统进行自主控制驾 驶车辆。针对智能网联汽车的测试,重点测 验车辆对行驶环境的感应能力,即与外界环 境(例如路边物体设施、道路及交通设施、移动车辆、活动的人及动物等)进行交互的 能力。未来针对智能网联汽车产品的测试将更趋复杂,需要借助更加多样的测试设备、特定的测试场景、独有的测试方法进行,因此,在公共道路测试许可并未开放的前提 下,打造专用的测试场地成为近年来各地发 展智能网联汽车领域的重点之一。
目前,随着全球自动驾驶发展形势一片 大好,国际上多个国家已经清晰地意识到建 立自动驾驶测试场区的紧迫性,并纷纷展开相 关布局。较为姻_能网联汽车测试场地主要集中在欧、美、日、韩等国家。这些测试 场地各具特,在全球智能网联汽车或无人 驾驶测试方面起了很好的示范带头作用。
国外典型智能网联汽车
测试场概况________________
以欧美日为代表的西方国家,在智能网 联汽车方面开展研究较早,同时较早的部署 打造智能网联汽车专用测试场地,在全球智 能网联汽车测试场地的发展中起到了引领作 用。美国的M C ity是全球首个开放的模拟小 镇,是由密歇根交通部支持打造的智能网联 汽车专用测试场,此外,较为典型的测试场 还包括瑞典的A s ta Z e r o、英国的M IR A C it y C ir c u it等场地,日本的J A R I测试场承接了日 本经产省相关的无人驾驶测试场建设项目,目前正在进行针对性的改造建设,加拿大 P M G公司作为交通部唯
一授权的汽车检测认 证机构,在智能网联汽车测试场地打造及测 试方法研究方面也已经开展了系列工作。
(1)美国
M city试验场于2015年正式建成并投人 使用,位于美国密歇根州安娜堡市密歇根大 学的校园内,由密歇根大学交通改造中心 (M T C)主导建设。与传统的测试场不同,M city是专门针对智能网联汽车测试进行打 造的模拟小镇,占地32英亩(约13万平方 米),设置了多种道路及路边设施来尽可能 高度还原车辆的现实行车环境。
道路方面,M city不仅设置了各种不同 的道路表面,包括沥青路面、混凝土路面、砖面路、碎石路以及泥土路等,同时考虑了 现实交通中不同的道路结构,例如模拟了正 南正北的直线道路、不同曲率的弯曲道路、附带不同出人口的交通环岛、典型的十字路 口、T字型路口、斜坡道路等。此外,不同 道路的宽度,支持进行不同车道数量等的设 置,能够构建不同的交通场景。
路边设施方面,M city在城市区域设置 了高度仿真的建筑立面,整个测试场内布置 了可以进行灵活变更的标志牌、信号盯等交通 麵,麟,酿消賺.邮箱,金属桥梁、醒、林荫树木等的體,都针对真实itsi#
进行布置,以测織能网联汽车系统及传 感器在不同环境下的工作状况(表1)。
目前,M city吸引了几十家智能网联汽 车相关企业的投资及入驻测试,包括丰田、福特、通用等传统车企,电装、德尔福、日立等零部件公司,以及汽车电子、互联网等 其他企业。国内的长安汽车、广汽等也是 M city的会员单位。
M city的建设运营在全球都有很好的示 范引领作用,为后续的场地建造者提供了 很好的借鉴,例如其柔性化的设计理念,使测试场景构建更具灵活性及兼容性。但 其也存在不足之处,M city整体约有6.8k m
长的测试道路,但最长的直线道路也不能
满足车辆进行70km以上速度的自动驾驶测
试,且由于场地面积所限,其场景布置偏
于简单,与现实的交通场景仍然存在较大
的差距(下页图1)。
(2}瑞典
A sta Z ero是建设较早的针对智能车的测
试场地,位于瑞典西南方的小镇里,由瑞典
国家技术研究院与沃尔沃汽车、瑞典
C h a lm e r s大学、奥托立夫等共同打造,目前
沃尔沃是主要使用者。试验场总面积为200
万平方米,其中铺装路面25万平方米,包
括4部分测试区域:一条5.7km长的乡村道
路、由4个街区(包含建筑物和街道)组成
的城市区域、多车道测试区域、高速公路测
试区域。该试验场可以为国际汽车制造商、
一级零部件供应商以及大学研究机构等开展
汽车主动安全技术的研发,提供一个开放的
平台(T页表2)。
按照规划,A sta Z ero测试场分两个阶段
建设。第一阶段已经于2014年8月完成,并
正式开放。目前正在进行第二阶段建设的准
备工作,通过收集汽车业界的需求信息,以
确保可以提供汽车主动安全相关领域最全面
的测试和研究环境。第二阶段将增加隧道、
造雾机与雨水发生器、喷水、干燥设备等测
试环境(下页表3及第29页图2)〇
表1Mcity测试场布置列举(部分)
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项目内容路面元素水泥路、柏油路、仿真砖铺装路、泥土路、碎石路等
交通设施交通标志、车道线、信号灯、减速带、人行横道、指示牌等;城市建筑、邮箱、消防栓、候车椅、计时码表、金属桥、铁轨等
交通场景日常行车场景:循线行驶、通过路口、斜坡、环岛等,交通管制区、施工区域等;通讯测试场景:人造林荫区域、隧道、正方位道路(定位)
其他:照明设施场景、变化光源、做旧道路标牌等
测试区域高速试验区:出人口、交通标志、护栏、防撞设施的高速公路;
低速试验区:模拟城市和近郊,包含数英里长的两车道、三车道、四车道,还包括乡村道路 停车区域:多种车位,如侧方停车、倒车人库、斜对角停车等
〇bserve 4观察
求。该测试场地整体呈三角形,占地约
3.5k m2,拥有24个环路,约93k m。试验场
的每一部分都有其单独的功用,分为9个区
域,可分别用于传统车辆测试以及智能交
通和网联车辆的测试,提供了一个完全可
重复、安全的“现实版实验室”环境。
C it y C ir c u it是M IRA测试场中专门针对德尔福汽车
智能网联汽车测试建造的场地,C it y C ir c u it
提供了一作全、综合且完全可控的连接城
市环境,致力于在城市及城郊环境中测试、
验证和演示合作系统(见下页图3和表4)。
⑷日本
早在2011年,日本茨城县筑波市的日
本机动车研究所(J a p a n A u to m o b ile R e­
s e a r c h In s titu te,J A R I)就着手打造智能网
联汽车的测试用场地。目前,JARI的测试
场建已经纳人国家无人车整体测试区域建
设工作中的一部分,并于2016年开始正式
表2 A s ta Z e ro测试场道路
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道路特征
乡村路段5.7km(—半设计车速为70km/h,另一半设计车速为90 km/h),两侧树林,麋鹿测试,十字路口、丁字路口、可变标 识牌、公共车站、临时停车带等
城市路段4座方形建筑物、公交车站、路灯、人行道、自行车道、信号灯、排水沟等 环形路口、丁字路口、环形回车道和实验区等多种测试环境
多车道路段700m、四车道、可变车道、临时障碍物、可变照明路灯等
高速区域240m直径圆形区域+两条加速道路、刚性围栏、充电插座、存储仓库等
表3 A s ta Z e ro测试场布置列举(部分)项目内容
基础设施全区域电力部署、光纤通信及控制线缆、全区域WiFi覆盖、所有控制室和车库提供高速互联网连接、全区域手机 信号覆盖、V2V和V2I-安装准备
差分全球定位系统覆盖整个区域的、RTK目标-追踪系统、视频系统与位置同步
假人行人假人、气球车、动物、制作新目标物的材料、气球车及测试车辆远程控制
测试模拟系统提供整个测试场的模拟,车辆测试可以现在虚拟环境中模拟运行,然后再进行实地测试
控制中心控制中心可以了解场地内不同测试车辆的精确位置信息,除了中央控制站,AstaZero测试场地内还有两个控制 塔以及几个控制室
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Si.
图1 M city场地示意图
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(3)英国
M IRA试验场建场历史悠久’坐落在英 格兰中部,英国汽车集中心,通过提供 完全保密的场地来满足全球各种驾驶需