原创《通用汽车：提供先进的智能和通信技术》
本文是通信技术方面有关论文范文文献和通用汽车和通信技术和先进有关专科毕业论文范文。
近日,通用汽车全球产品开发、采购和供应链执行副总裁马克·罗伊斯宣布,通用汽车2020年将Super Cruise2/3级自动驾驶系统扩展至凯迪拉克全部车型,之后还将进一步扩大到其在美国的其它品牌车辆.同时,在率先搭载于2017款凯迪拉克CTS车型的基础上,通用汽车计划至2023年之前为其凯迪拉克大型跨界车,提供车辆与任何可能对车辆产生影响的实体之间进行信息交换的网联汽车技术（V2X）,这项技术最终也将扩展至整个品牌的投资业务中.
Super Cruise：解放驾驶员的双手和双脚
通用汽车目前仅在2018款凯迪拉克顶级CT6轿车中引入了Super Cruise系统.
Super Cruise系统支持车辆在美国任何高速公路实现自动驾驶,通过精密激光雷达测绘、高精度地图数据、驾驶员注意力保持系统以及摄像头和雷达传感器网络安全运行.该系统通过转向盘上的压力传感器与驾驶员保持联系,并检测他们是否专注驾驶,时刻让他们注意路况,克服了此前自动驾驶让驾驶员分心的缺点.通用汽车表示,SuperCruise系统是业内第一款能解放双手和双脚而且专门针对高速公路的驾驶系统.以后如果在美国或加拿大开着一辆带Super Cruise功能的CT6行驶在20多万km的封闭高速公路上,它可以完全自动地保持在当前车道行驶,跟随前车加减速.但前提是驾驶员双眼（注意力）不能离开前方.
通用汽车的Super Cruise系统类似于特斯拉的Autopilot,都是高级驾驶辅助系统.通过比较两者的区别,能在一定程度上看到传统车厂和新兴车厂对于自动驾驶的态度差异.
思维模式
通用汽车原计划2016年就在凯迪拉克CT6上搭载Super Cruise系统,但是出于安全考虑,推迟到2017年.为的是争取时间去研究如何降低驾驶员双手脱离转向盘时遭遇事故的风险,特斯拉车祸事件说明了半自动驾驶的潜在风险.推迟Super Cruise发布的另一个原因是行驶中日光会对车辆传感器产生干扰,从而造成车速的不稳定.“比起在竞争中取得领先,我们更关注用户的安全,测试版的产品绝对不能上路.”通用汽车全球产品开发、采购和供应链执行副总裁马克·罗伊斯称,“Super Cruise系统比较复杂,需要很长的时间来验证测试.”
由此可见,通用汽车在自动驾驶逐步落地这件事上是“先搞定某一个场景下的完全自动驾驶”.相比之下,高速公路其实是最容易的突破点.然后在这个基础上,以稳为主,把安全放在第一位,逐步拓展应用场景.
和通用汽车一步到位的思路不同,特斯拉的思维模式是“先落地,再完善”.采用的是预装硬件系统,之后通过OTA方式更新获得越来越多的高级功能,因此每隔一段时间的Autopilot都不一样.目前已经公布了Autopilot1.0、Autopilot2.0和Autopilot2.5多个版本的信息.从Autopilot1.0到Autopilot2.0升级中,硬件软件上都有不小变化.
功能形态
Super Cruise系统的定位是“高速公路自动驾驶系统”,它的功能形态以自适应巡航+主动车道保持为主,属于高速公路场景下单车道内相对高级的自动驾驶功能.虽然应用场景相比特斯拉 Autopilot 少一些,但是在高速公路单车道这个场景下做得更精一些.把自动驾驶限定在固定场景下,意味着Super Cruise系统可以用相对简单的传感器实现这个功能,具体包括前视摄像头以及长距离毫米波雷达、超声波雷达,再加以全球定位系统（GPS）辅助.相当于未升级前的Autopilot硬件的水平,而 Autopilot 2.0大幅提升了车身周边摄像头的数量,总共达到8个,号称可以实现“完全自动驾驶”.
Autopilot之前很长一段时间里缺少足够的驾驶员接管提醒机制,因此发生过几起死伤事故.特斯拉在出事之后加入了接管提醒功能,用“有限制的解放双手”取代了“完全解放双手”.而通用汽车在Super Cruise系统的宣传中,提出的口号却是“第一个可以完全解放双手的高级驾驶辅助系统”（hands-free）.
通用汽车的“Super Cruise”更有前瞻性,在CT6转向盘区域加入了一个监测驾驶员面部的摄像头,红外装置能帮助摄像头追踪驾驶员的视线和注意力,决定是否发出接管提醒.也就是说,只要驾驶员的注意力不长时间偏离前方路面,即使双手一直不接触转向盘,也可以让车子始终保持自主行驶状态.这就是通用所谓的“hands-free”的概念,它可以主动知道驾驶员在车里做什么,而不是以是否接触转向盘来被动的判断.
如果系统发现驾驶员注意力分散时间过长,提醒的方式也比较多样化,包括振动、声音和灯光提示.在第一次提示对方没有反应时,便继续通过转向盘上的一个“状态指示光条”提醒.它在一切正常时是“绿色”,需要驾驶员接管时会变为“红色”.然后再辅以声音提示,实现声光一体的提示.在上述方式都不奏效时,凯迪拉克会在仪表板上发出相应的视觉提示,必要时车辆座椅和蜂鸣器也会提出警告.如果驾驶员对于以上种种提醒无动于衷,汽车会自动减速甚至完全停止,并且人工后台还会联系通用的车联网服务“安吉星”.
特斯拉（包括其它拥有高速自动驾驶功能的车型）依然明确表示驾驶员需要用双手操控转向盘.凯迪拉克却不同,使用了更为激进的技术来保证驾驶员的注意力不会飞到九霄云外.而这正是L2、L3级自动驾驶最为需要的,即车辆可以自动驾驶,但需要驾驶员时刻准备接手转向盘.由于各人驾车时的表现各不相同,因此想让他们在自动驾驶时将精力集中在转向盘上并不容易.
数据搜集
迄今为止,Super Cruise系统是世界上第一种用到了激光雷达扫描生成的地图数据加实时相机传感器与GPS辅助的辅助驾驶技术.对大多数辅助驾驶系统来说,相机、GPS和雷达搜集到的数据都至关重要,而Super Cruise系统直接用了未来自动驾驶车辆才会用到的地图数据库.这套精确的地图是专门开发的,由工程师对美国和加拿大的高速公路进行了“地毯式”扫描,为车辆准备了细节满满的道路信息,搭配了更为精确的GPS.实际上,采集高精度地图相对容易很多,成本也更加可控.
一直以来,高精度地图都被认为是实现完全自动驾驶的重要元素.CT6是第一个搭载高精度地图系统的量产车,而且把场景限定在高速公路.CT6用到的激光雷达地图数据,可以通过OTA方式更新,和摄像头、雷达、GPS一起配合工作.当然,在决策方面,因为要靠摄像头和毫米波雷达提供信息,所以工作效果在一定程度上会受到环境和天气的影响.
为了开发无人驾驶技术,丰富自己的数据库,特斯拉一直在用售出的几万辆行驶在路上的电动车采集数据.2017年5月,特斯拉发布了Autopilot 2.0系统升级版,并要求车主们通过Autopilot系统的摄像头收集视频数据.该政策变化与具备特斯拉硬件2配置的电动车相匹配,其具备了显著增加数据上传的能力.
V2X：为车辆安装“眼睛”和“耳朵”
V 2 X能通过短程通信技术和定位技术实现V2V,相比于传感器、雷达或摄像头,这项新技术拥有更长的沟通距离,也不受天气、光线和清洁度的影响,从而能更迅速准确地发现潜在危险并提醒驾驶员.V2X还能够实现车辆与交通信号灯以及其它基础设施间的通信,提升行车安全,缓解交通拥堵.该功能似乎与“读取交通信号标志”这项功能类似,但实际上拥有更强大的功能,还能读取交通信号灯的时间设置.
通过整合GPS导航技术、车对车交流技术、无线通信及远程感应技术,V2X奠定了新的汽车技术发展方向,实现了手动驾驶和自动驾驶的兼容.简单来说,搭配了该系统的车型,在自动驾驶模式下,能够通过对实时交通信息的分析,自动选择路况最佳的行驶路线,从而大大缓解交通堵塞.除此之外,通过使用车载传感器和摄像系统,还可以感知周围环境,做出迅速调整,从而实现“零交通事故”.例如,如果行人突然出现,可以自动减速至安全速度或停车.
勇于探索
在对科技和汽车的极致追求方面,通用汽车一直走在行业前列.二十世纪50年代,通用汽车开始着手研发V2X.1959年的凯迪拉克Cyclone概念车首次引入了防碰撞系统,它在车头的双前鼻锥中安装了雷达传感器.1996年,作为全球第一个车载语音通信系统,“安吉星”（OnStar）诞生.目前全球累计已经有1200万OnStar的通用车辆,为实现智能网联打下了基础.V2X最早应用于2006年,由通用汽车在一辆凯迪拉克上做了展示.从那之后,其它的汽车制造商和汽车配套产品供应商都纷纷开始研究这项技术.2012年,通用汽车向人们展示了超级巡航技术,该技术都可实现解放驾驶员双手的目的.通用汽车现已在欧洲和美国完成了网联汽车技术标准的制定（DSRC）.这不仅使通用汽车成为了行业标准的制定者,还加速了该技术在全世界范围内推广的进程.
V2X是未来智能交通运输系统的关键技术,使得车与车、车与基站、基站与基站之间能够通信,从而获得实时路况、道路信息、行人信息等一系列交通信息,提高驾驶安全性、减少拥堵、提高交通效率、提供车载娱乐信息等.
V 2 X相当于为车辆安装了“眼睛”和“耳朵”,使其自身对周围环境有了感知功能,及时提醒驾驶员前方道路情况,最大程度地避免交通事故的发生.此外,通过感知前方的交通情况,车辆还能够主动规划出一条躲避拥堵的路线,从而提高通行效率,并且减小拥堵的发生,无形之中降低了车辆的燃油消耗,为节能环保做出贡献.最终按照通用的规划,通过V2X的通信结合自动驾驶技术,实现完全的自动驾驶.
目前,通用汽车已经联合包括福特、现代、日产、本田、大众等多家汽车厂商共同研发V2X的通信标准,已经是一项成熟度非常高的技术.美国政府将推出相关强制性规定,届时在美国市场上销售的新车都将具备V2X通信功能,同时美国的交通基础设施也将随之具备同车辆通信的功能.
现场测试
2017年6月,通用汽车在美国密歇根州完成V2I第一阶段的测试,为标配V2X技术的2017款凯迪拉克CTS上市进行了功能验收.测试项目包括前碰撞预警（FCW）、失控预警（CLW）、左转辅助（LTA）、紧急电子灯制动预警（EEBL）、禁止通过预警（DNPW）、左转辅助（LTA）、交叉路口辅助（IMA）和盲区/变道预警（BSW/LCW）.
在测试过程当中,V2X充分展示了智能网联汽车的实用性与可靠性.当车辆接收到路口其它方向有车辆靠近时,系统会对驾驶员进行预警提示,避免双方在路口因视野盲区而引发事故.在车辆接近信号灯路口时,系统会调取行驶数据和周围道路设施数据（如信号相位和时序及路口位置信息）,若判定车辆存在闯红灯的可能便会提前发出警告.
值得一提的是,当前方其它车辆进行紧急制动时,车辆会对驾驶员发出预警.这项功能不受制动车辆不在驾驶员视线范围内或制动车辆与本车之间被其他车辆隔开等情况的限制.换句话说,在驾驶员视线被其它车辆遮挡或遇到诸如雾天或大雨等恶劣天气干扰的情况下,紧急电子制动灯预警能最大限度地发挥其功能优势.驾驶员接收到预警信号后提前做好减速、避让准备.
当判定车辆与同向行驶且处在当前车道上的其它车辆存在追尾风险时,V2X会对驾驶员进行预警.追尾事故发生时的车速过快,利用车辆配备的雷达或摄像头来进行预警的前方碰撞预警无法做到对驾驶员进行及时预警,这种情况在处于驾驶员视线范围外的车辆突然实施紧急制动时尤为明显.相比之下,得益于长达300 m的有效探测范围,V2V技术不受恶劣天气或者中间遮挡车辆的限制,可降低致命性追尾事故的发生概率,这是其它采用雷达和摄像头的前方碰撞预警所不可企及的.
根据统计的事故数据,将追尾事故分为前车停车、前车减速、前车正常行驶3个场景.V2V可以提示驾驶员前方有碰撞风险,提前减速避让,减少造成的事故.除此之外,在车辆变道时,若探测到车后盲区内的目标车道上存在同向行驶的其它车辆,V2X便会向驾驶员发出预警.当车辆按当前车道向前行驶时,系统也会实时探测车后盲区内的邻近车道上是否存在其它车辆,并适时地发出提示信息.由于车体和内外后视镜在设计上与生俱来的角度问题,导致驾驶员在驾驶车辆时,在车身的左右后侧方都存在一个无法根除的视觉盲区,很难察觉到视角盲区的车辆.
而借助于V2X技术,驾驶员变道前能够及时察觉到盲区车辆,减少事故的发生.这项功能与通过雷达、红外、摄像头实现变道辅助系统功能类似.甚至行进途中遇到施工或封闭路段,车辆也会提前预知并提供解决方案.
交叉路口是交通事故高发区,当一辆配备了V2V技术的凯迪拉克接近十字路口时,可以1000条数据/s的处理速度来监测车身四周近300 m以外车辆的信息所在的位置,并持续追踪其方向和速度.驾驶员能在车辆仪表板和转向盘后面的平视显示器2个屏幕上理解对方行驶意图,知晓即将发生的危险,减少事故发生的概率.
通用汽车2017年与上海国际汽车城和上海淞泓智能汽车技术公司合作,在上海嘉定汽车创新园区外的公路上成功演示了V2I.测试表明,示范性车辆可在信号相位和定时的情况下,接收来自交通信号灯的实时数据.基于V2X应用层行业标准,绿灯优化车速建议（GLOSA）应用可为驾驶员提供车速的建议,车辆以此速度前进便可在绿灯状态下通过路口.V2I系统还可以帮助驾驶员在视线受阻的情况下避免紧急制动的危险情况,更好地控制驾驶车速顺利通过十字路口.
美国国家公路交通安全管理局（NHTSA）的数据显示,V2X实际上是一个快速、准确的感知系统,在整个交通安全和道路效率提高方面可以发挥独特的作用.在受访的美国驾驶员中,希望拥有搭载V2X系统的汽车超过90%.V2V的广泛应用能帮助避免高达81%轻型碰撞事故,每年将为美国带来710亿美元（约合4546亿元人民币）的经济效益.
必须指出的是,如果交通信号灯能够与车辆通信,并且监控车辆的准确速度和位置,部分驾驶员有可能会感到不安或认为隐私受到侵犯.因此,通用汽车将这套系统进行了加密处理,在V2I通信过程中不会发送车辆登记信息和MAC地址识别信息等.另外还设置了广泛的防火墙及其它安全措施,确保用户的不会被窃取.
通信技术论文参考资料：
小结，上述文章是一篇大学硕士与通信技术本科通信技术毕业论文开题报告范文和相关优秀学术职称论文参考文献资料，关于免费教你怎么写通用汽车和通信技术和先进方面论文范文。
