摘要：智能网联汽车技术是近年来汽车行业的热门研究领域之一，它将传统汽车与互联网、人工智能等新兴技术相结合，实现车辆之间、车辆与道路基础设施之间的信息交互和协同，所以智能网联汽车环境感知技术的应用极为重要。在此基础上，本文从惯性元件、超声波雷达设备两个方面，对智能网联汽车的环境感知技术展开分析，希望为从业者提供一定的参考。
关键词：智能网联汽车；环境感知系统；超声波雷达
1智能网联汽车环境感知技术的概念和意义
1.1智能网联汽车的定义和特点
智能网联汽车是指将传统汽车与互联网、人工智能等新兴技术相结合，实现车辆之间、车辆与道路基础设施之间的智能化汽车。
智能网联汽车的特点如下：智能网联汽车可以通过车辆之间、车辆与道路基础设施之间的信息交互，获取更准确、全面的道路信息，帮助驾驶员预判道路情况，避免潜在的交通事故。
1.2环境感知技术在智能网联汽车中的作用
环境感知技术可通过各种感知设备获取路况信息，帮助车辆实时了解周围环境情况。通过融合多种感知设备和人工智能算法，将环境感知技术与自动驾驶系统相结合，实现车辆的自动驾驶功能，提高驾驶安全性和舒适性。
2智能网联汽车环境感知系统的应用重要性
从某种程度上来看，“感知”的本质是“捕捉信号”，之后需要对信号中隐藏的信息进行解读。有丰富开车经验的人都有可能遇到一种情况：在上车之前检查车况及周围环境时并没有发现任何异常，但进入车内到启动车辆的短时间内，车辆周围便可能出现突发情况。比如有体型瘦小的猫狗、小孩子会突然出现在车辆周围并恰好处于车内人的盲区，在车内人不察之下最终引起事故。此外，新闻媒体还曾报道过一起悲剧事件———一对夫妻靠开大货车拉货为生。某天中午，夫妻二人吃完午饭之后感到困顿，便决定睡午觉之后发车。其中一人为了纳凉，在车辆未启动时钻到了车头与车厢连接处的下方，整个身体大部分进入车底，导致车头内的人根本无法察觉。最终的结果是，另一人没有发现这一情况，在启动车辆后直接对车底之人造成了碾压，引发了悲剧。从上述案例中可知，司机在驾驶车辆的任何阶段都有可能突然遭
遇意想不到的情况。对很多老司机而言，由于自身经验丰富，有可能提前排除安全隐患；但对于一些经验欠缺以及新手司机来说，这些隐患轻则造成财产损失，重则引起恶性交通事故，最终结果都不是人们希望看到的。基于此，在汽车中设置环境感知系统，由多个具有感知功能的设备对特定的环境信号进行捕捉，之后将相关信息提前显示在车载智能控制系统中，能够为司机提供巨大的帮助，有助于降低驾驶过程中各类恶性事故的发生率。
3智能网联汽车环境感知主要设备及信号传输技术
3.1惯性元件
环境感知系统中的惯性元件以车轮转速传感器、汽车加速度传感器、转向盘传感器、陀螺仪等元器件为代表。这些传感设备会将车辆行驶过程中的有关信息传递给感知系统，从而对车辆的行驶状态进行实时了解。
3.2超声波雷达设备
3.2.1超声波雷达必须具备的性能
这种设备的主要作用是在车辆倒车的过程中，对车尾一定范围内有无干扰物进行探测，故超声波雷达又被称为“倒车雷达”。如要使超声波雷达长效发挥感知作用，必须具有以下几个特点：其一，超声波雷达的频率应该具有相对固定性。现阶段，已经得到广泛应用的专用超声波雷达频率包括４０ｋＨｚ、４８ｋＨｚ、５８ｋＨｚ。随着频率的提升，雷达探测范围也会随之扩大。其二，超声波雷达的整体结构必须尽量简单化，体积应尽量较小。这样设计的目的是，一方面，将雷达成本尽可能控制在较低水平；另一方面，使倒车过程中对环境信息的感知预处理过程简单化，最终提高可靠性。
其三，超声波雷达的感知灵敏度应该具有针对性———对自然环境的温度、湿度、天气变化的敏感性应该尽量较低，只有如此才能有效抵抗自然环境对感知过程造成的干扰；在车库等相对封闭或是“一片漆黑”的环境下，雷达的探测感知功能不会出现明显下滑。
3.2.2超声波雷达的劣势
但现阶段的车载超声波雷达同样具有一些缺点：其一，雷达的探测范围十分有效，最多能够对车辆前后约3米距离，车辆侧方５米距离范围进行探测。尽管从实际效果来看，能够在很大程度上保证倒车安全性，但针对“突然有一只猫迅速窜到车后”等情况无法做到提前预判。
其二，超声波雷达只适用于车辆低速行驶过程中的环境感知，一旦车辆速度提升，感知准确性会在一定程度上降低。
这是因为雷达发出的超声波有一定的扩散角，只能针对“距离”进行感知与测量，却无法有效测量方位。因此，对车辆的行驶速度有要求，且为了保证感知的准确性，在汽车的前后保险杠等处安装多个超声波雷达。其三，当汽车通过凹凸不平的地面时，雷达的效果会大打折扣，很难探测到监测范围内的物体。由此可见，若要提高智能网联汽车的环境感知性能，重要的途径是提升雷达的性能。
3.2.3基于超声波雷达进行环境感知的原理分析
一般的感知用车载超声波雷达的构成并不复杂，只要（超声波）发射器、（返回超声波）接收器、拔插开关齐备即可。具体的构成方式为：①需要将发射器与接收器安装在同一个平面上。这样做的目的是，确保在有效的检测范围内，发射器能够发射出特定频率的超声波且能够遇到检测面反射回来的超声波。②接收器主要接收返回的超声波，这些信息上传车载智能系统之后，由系统的中央处理器解析出超声波发射到回传的时间，之后计算出超声波经行的距离。③数据线的主要作用是将雷达获悉的数据信息传递给车载智能系统的控制单元。
汽车贴钻首先，发射器会发出超声波脉冲；其次，超声波在空气中传播，如果接触到障碍物表面之后，会立刻反射；再次，反射波同样经由空气传到接收器；最后，上述过程中产生的所有参数都会被立刻上传至车载智能系统之中，中央处理器会解析出超声波脉冲从发射开始到回传接收的信息，之后根据超声波在传播介质中的速度，计算出超声波雷达探头到障碍物表面之间的实际距离。需要注意，测量距离和实际距离有较大概率存在差异，受障碍物的体积、高度等影响。具体来说，测量距离取决于发射器发出的超声波的波长以及频率———波长大、频率低，测量距离越大。现阶段，安装在车前、车后的短距离超声波雷达的测量距离一般介于０.１５ｍ～2.５ｍ之间；安装在侧面的雷达最短测量距离为０.3ｍ，最大可达到５ｍ。从上述数据中可以看到，超声波雷达并不能对“近乎紧贴车辆外表面”的物体进行有效感知。
结语
综上所述，应用于智能网联汽车的环境感知系统主要由多种具有信号捕捉、信息传递功能的设备组成。以此为基础，还需考虑如何将相关信号、信息在最短时间内被破译、完整传递等问题。当上述技术性难题均得到解决之后，如果驾驶员选择人工驾驶模式，则环境感知系统主要起提示作用———将感知并破译的信息提供给驾驶员，由驾驶员决定下一步的操作；如
果驾驶员选择自动驾驶模式，则相关信息传入车载智能控制系统之后，系统会迅速对照数据库中存储的应对方案，最终目的同样是保证车辆安全。
参考文献
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