車聯(lián)網(wǎng)定位與位置感知技術(shù)摘要：目前，人們生活水平提高，汽車保有量越來越高，然而，與之緊密相關(guān)的交通設(shè)施、技術(shù)發(fā)展卻并不完善，導(dǎo)致很多路段交通堵塞的問題十分嚴(yán)重。由此一來，人們逐漸意識到車聯(lián)網(wǎng)對于城市交通建設(shè)以及用車體驗(yàn)質(zhì)量的重要性。在此背景下，有必要對車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的功能應(yīng)用展開研究，并進(jìn)一步探討車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在產(chǎn)業(yè)中的定位以及在汽車專業(yè)中教育教學(xué)的定位。關(guān)鍵詞：車聯(lián)網(wǎng)；定位技術(shù)；位置感知技術(shù)；引言隨著新形勢下，智能交通的發(fā)展，我國目前的汽車市場逐步擴(kuò)大，各種電子技術(shù)也得到了不斷的開發(fā)與應(yīng)用。所以，車聯(lián)網(wǎng)在當(dāng)下的行業(yè)前景是非常有利的，其未來的發(fā)展將是爆炸式的增長?；诖?，探討車聯(lián)網(wǎng)定位與位置感知技術(shù)，在一定程度上，作為現(xiàn)階段下汽車領(lǐng)域研究的重點(diǎn)內(nèi)容，車聯(lián)網(wǎng)定位技術(shù)的完善，能夠?qū)崿F(xiàn)交通運(yùn)輸業(yè)與汽車行業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)、城市經(jīng)濟(jì)相互促進(jìn)發(fā)展。1汽車專業(yè)車聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)概述車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為物聯(lián)網(wǎng)的一種應(yīng)用場景，通過對汽車運(yùn)行中各類感知數(shù)據(jù)的采集、傳輸和分析，實(shí)現(xiàn)對汽車信息數(shù)據(jù)的掌控。車聯(lián)網(wǎng)不僅把不同車輛有序地聯(lián)結(jié)在一起，與此同時(shí)還把車與路、行人以及交通設(shè)施等連接在一起。其中車內(nèi)網(wǎng)最關(guān)鍵的是傳感器技術(shù)，它不只可以采集車內(nèi)的信息，還能夠同步采集到車輛外部傳感器的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。車聯(lián)網(wǎng)總體上可以分為三部分：①車聯(lián)網(wǎng)感知層：在汽車關(guān)鍵部位部署不同類型信號采集的傳感器，比如智能攝像機(jī)、距離傳感器、激光傳感器、速度傳感器等，通過傳感器間的配合實(shí)現(xiàn)感知效果，物聯(lián)網(wǎng)作為信息傳遞手段，實(shí)現(xiàn)車輛的感知和預(yù)測。作為車聯(lián)網(wǎng)末梢端，是汽車信息的源頭。②車聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層：在車聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層，利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對車聯(lián)網(wǎng)感知層各類傳感器采集到的信息，通過有線或者無線連接到數(shù)據(jù)處理中心，最后實(shí)現(xiàn)對感知層采集到的信息進(jìn)行傳輸和分析處理。③車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層：車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層根據(jù)客戶需求和實(shí)際用途提供相應(yīng)的應(yīng)用服務(wù)。車聯(lián)網(wǎng)主要功能如下：第一，定位功能，主要是通過全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)定位，常用的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)有：我國的北斗、美國的GPS、俄羅斯的格洛納斯（GLONASS），在常規(guī)路段可以實(shí)現(xiàn)精確的汽車定位，結(jié)合地圖信息，可以對車輛行程規(guī)劃出科學(xué)的路線，確保車輛在正確的道路中運(yùn)行。第三，安全通信功能，車聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)的完整性，直接影響車聯(lián)網(wǎng)的安全，利用安全的通信技術(shù)，可以保證用戶信息的完整性。第四，網(wǎng)絡(luò)通信功能，車輛網(wǎng)具有網(wǎng)絡(luò)通信效果，能夠確保通信的連貫性，使信息傳遞更加地具有時(shí)效性。我國車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)于二十世紀(jì)八十年代開始，直至2010年底該技術(shù)被列入國家重要項(xiàng)目，并開始向人們普及。如今，車聯(lián)網(wǎng)已被列入智能交通的主攻發(fā)展方向，各個(gè)高校以及研究機(jī)構(gòu)開始加入研究，未來智能交通的發(fā)展將會取得質(zhì)的飛躍。2研究車聯(lián)網(wǎng)定位與位置感知技術(shù)的意義目前，相較于西方發(fā)達(dá)國家而言，我國對車聯(lián)網(wǎng)定位與位置感知技術(shù)的研究時(shí)間相對較短相關(guān)研究基礎(chǔ)也是比較薄弱的，但有關(guān)部門一直在穩(wěn)步規(guī)劃。現(xiàn)階段，在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、電子技術(shù)等通信相關(guān)技術(shù)成熟后，有關(guān)部門也相繼發(fā)布了各種車聯(lián)網(wǎng)的規(guī)劃要點(diǎn)。近兩年，我國大力推進(jìn)研究城市智能交通系統(tǒng)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及電力技術(shù)的相互融合，并開發(fā)相關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)施。全國各地的交通智能監(jiān)控指揮中心已逐步建立，隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)呈現(xiàn)爆發(fā)式發(fā)展，車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展方向勢必會朝著智能化邁進(jìn)。在相關(guān)的交通運(yùn)輸規(guī)劃中，曾明確提出要加快汽車行業(yè)智能化的發(fā)展，必須將互聯(lián)網(wǎng)與計(jì)算機(jī)技術(shù)融入到汽車智能化應(yīng)用中，形成智能安全可靠的智能交通系統(tǒng)。車聯(lián)網(wǎng)作為近年來我國汽車產(chǎn)業(yè)的重點(diǎn)發(fā)展對象，隨著車聯(lián)網(wǎng)和相關(guān)應(yīng)用技術(shù)的不斷創(chuàng)新與發(fā)展，車聯(lián)網(wǎng)將成為未來時(shí)代的最新發(fā)展趨勢。車聯(lián)網(wǎng)是從物聯(lián)網(wǎng)的概念中引申過來的，主要是將汽車上的各種信息匯聚起來，并組成一個(gè)龐大的數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)。比如汽車不斷變化的位置、行駛速度及行駛軌跡等方面，實(shí)現(xiàn)汽車的綜合全面的聯(lián)網(wǎng)。目前，車聯(lián)網(wǎng)模式也在逐漸興起，主要是實(shí)現(xiàn)智能終端的有效聯(lián)接，并且是將娛樂、道路、位置、導(dǎo)航、救援等一系列一體化的功能性開發(fā)出來為人們、為社會所服務(wù)。車聯(lián)網(wǎng)定位于位置感知技術(shù)的研究尤為重要。3車聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀當(dāng)前，科技發(fā)展速度不斷加快，車聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)研發(fā)，已經(jīng)得到了業(yè)界的高度關(guān)注，并且需要按照新的理念、新的方法來完善不同的技術(shù)操作。車聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀比較樂觀，尤其是很多技術(shù)正大量被推廣應(yīng)用，很大程度上為駕駛者、乘坐人員提供了較多便利。人們對車聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)的研究，目前體現(xiàn)在各類軟件服務(wù)方面。例如，滴滴打車、網(wǎng)約車等都隸屬于車聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)的范疇，借此能夠讓打車的人擁有更多的選擇。但是在車聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)革新過程中，增加了全新的理念，尤其是無人駕駛技術(shù)的應(yīng)用，促使車輛駕駛安全、駕駛便捷性得到更好提升，讓很多人得到了全新的體驗(yàn)。在持續(xù)創(chuàng)新車聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)的過程中，還提出了體感駕駛模式，可為更多的人提供幫助。4車聯(lián)網(wǎng)定位與位置感知技術(shù)分析4.1高精定位技術(shù)車聯(lián)網(wǎng)中，車輛及路邊設(shè)施等定位信息是車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的基礎(chǔ)，定位的準(zhǔn)確與否直接決定了應(yīng)用場景的可靠性，因此高精定位技術(shù)在車聯(lián)網(wǎng)中顯得至關(guān)重要。目前主流的高精定位技術(shù)主要采用RTK(Real-timekinematic)+慣導(dǎo)的形式。4.2衛(wèi)星定位技術(shù)衛(wèi)星定位技術(shù)是當(dāng)前車聯(lián)網(wǎng)定位于位置感知技術(shù)中應(yīng)用最為廣泛、最為成熟的，其系統(tǒng)可以為汽車提供行駛速度、行駛時(shí)間等全方位綜合的三維立體位置服務(wù)。基于RTK差分系統(tǒng)的GNSS定位的精準(zhǔn)度是可以達(dá)到厘米級的標(biāo)準(zhǔn)的，理論上可以完全滿足汽車中的自動(dòng)駕駛技術(shù)的要求。在沒有基于RTK差分系統(tǒng)的GNSS定位信號的地區(qū)及城市，偽衛(wèi)星定位系統(tǒng)可以部署到該地區(qū)城市中，主要是利用主體服務(wù)器通過解析在軌的衛(wèi)星導(dǎo)航后，向偽衛(wèi)星基站發(fā)送星歷信息和歷書數(shù)據(jù)，通過對衛(wèi)星信號實(shí)時(shí)模擬，并向其發(fā)出準(zhǔn)確的位置信息。車聯(lián)網(wǎng)中GNSS的終端或模組不需要改動(dòng)就可以充分實(shí)現(xiàn)偽衛(wèi)星定位的信號配對，但需對其進(jìn)行提前部署，定位的精準(zhǔn)度與偽衛(wèi)星基座密度密切相關(guān)。如果要實(shí)現(xiàn)高精準(zhǔn)的衛(wèi)星定位，就需要在道路交通建設(shè)中預(yù)先設(shè)計(jì)大量偽衛(wèi)星基站及大量的光纖等有線網(wǎng)絡(luò)、電力供應(yīng)以及資金。4.3RFID射頻識別技術(shù)RFID射頻識別技術(shù)具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)讀寫效果，并且具有較高的精確度，能夠準(zhǔn)確地對數(shù)據(jù)進(jìn)行識別。RFID射頻識別技術(shù)需要與數(shù)據(jù)庫手段相結(jié)合，通過數(shù)據(jù)庫建立識別方案，將現(xiàn)有信息與實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，進(jìn)而提高數(shù)據(jù)識別能力。由此可見，該技術(shù)對于車輛網(wǎng)非常重要，屬于車輛網(wǎng)核心技術(shù)的一種，需要合理地對其進(jìn)行應(yīng)用。4.4蜂窩網(wǎng)定位及同步技術(shù)蜂窩網(wǎng)定位及同步由于其具有帶寬大、分辨率高等特點(diǎn)，現(xiàn)階段已逐步成為一種新型廣泛的通信方式和高精準(zhǔn)的測距方式。其測距的精度能夠在200米內(nèi)比較穩(wěn)定。由于小脈沖的體積散射截面相對于目標(biāo)散射截面小，所以其信號穿透力增強(qiáng)，在復(fù)雜的環(huán)境下也能具有優(yōu)質(zhì)的性能。在信號方面，可滲透到水里、植物中、水泥中等多種介質(zhì)中，其在人們?nèi)粘Ｉ?、企業(yè)、軍用、民用等各個(gè)方面都存在廣泛高效的用途。4.5傳感器與高精地圖匹配定位技術(shù)將傳感器和高精確度地圖匹配定位與感知技術(shù)相互融合，在車聯(lián)網(wǎng)定位方面也是比較成熟的應(yīng)用，兩種定位方式的特點(diǎn)具有非常明顯的互補(bǔ)。該方法的實(shí)際應(yīng)用具有組織簡單、設(shè)備數(shù)可靠、故障率低、成本低的相關(guān)優(yōu)勢。下面是主要的應(yīng)用分析。①攝像系統(tǒng)，采集周邊范圍的實(shí)時(shí)影像，結(jié)合提取特點(diǎn)并進(jìn)行自主分析，優(yōu)點(diǎn)是成本低，操作簡單，分辨率高，缺點(diǎn)是探測距離短，易受多種因素影響，如：天氣，光照，視角等，在光照不良的環(huán)境下，其視覺效果很差。②激光雷達(dá)的工作原理是通過測量激光短脈沖發(fā)射到目標(biāo)反射信號的時(shí)間來測距，并結(jié)合反射光角度的測量來實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)位置的探測。天氣變化對探測精度產(chǎn)生部分影響，如雨雪、霧霾等天氣，是很難全面實(shí)現(xiàn)及應(yīng)用的。③毫米波雷達(dá)技術(shù)是能夠精確測量被測目標(biāo)的相對距離和相對速度，其主要優(yōu)點(diǎn)有穩(wěn)定性高、抗干擾能力強(qiáng)、設(shè)備體積小、精度高等優(yōu)點(diǎn)，能夠最遠(yuǎn)探測到300米，實(shí)現(xiàn)各類惡劣天氣情況下的高精度測量。但是，毫米波雷達(dá)無法準(zhǔn)確地區(qū)分多個(gè)目標(biāo)。④高精地圖是根據(jù)傳感器對真實(shí)環(huán)境的特征進(jìn)行檢測后，進(jìn)行預(yù)采集制作的一種高精地圖匹配，實(shí)現(xiàn)汽車聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的高精定位。當(dāng)前，國內(nèi)主要的高精地圖生產(chǎn)廠家都已經(jīng)完成了至少30萬公里高精度公路地圖的采集與制作。但是，由于我國國土面積大，精測地圖的覆蓋率還比較低，未來大范圍的車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展還有待于提高。5汽車專業(yè)車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展定位5.1產(chǎn)業(yè)定位在車聯(lián)網(wǎng)逐步普及發(fā)展階段，越來越多的人關(guān)注到汽車電子專業(yè)急需改革，尤其是車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，使得汽車電子專業(yè)人才需要掌握更多的新技術(shù)，才能夠在汽車改革大潮中不被淘汰。汽車電子專業(yè)作為車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈中培養(yǎng)人員、研發(fā)技術(shù)等方面重要一環(huán)，已經(jīng)成為汽車產(chǎn)業(yè)不可或缺的專業(yè)。在此基礎(chǔ)上，無人駕駛的時(shí)代在逐漸靠近，與目前上市的一些配備一系列水箱、雷達(dá)等工具的無人駕駛汽車有所不同，車聯(lián)網(wǎng)通過智能化技術(shù)可以更好地實(shí)現(xiàn)智慧交通管理，做到自動(dòng)識別交通信號燈以及指示牌；根據(jù)道路的實(shí)際情況設(shè)計(jì)省時(shí)、合理的行駛路線；而且還可以通過傳感器來控制車輛速度，合理保持車距。5.2應(yīng)用場景定位第一，緊急救援系統(tǒng)。車聯(lián)網(wǎng)中的緊急救援系統(tǒng)主要通過衛(wèi)星定位技術(shù)精準(zhǔn)查找需要救援的車輛的具體位置及其周邊地理環(huán)境，并將救援隊(duì)伍及時(shí)送到現(xiàn)場。在整個(gè)救援中，緊急救援系統(tǒng)會將被救援車輛的相關(guān)信息準(zhǔn)確無誤地實(shí)時(shí)傳遞到服務(wù)中心，服務(wù)人員還能夠與車主進(jìn)行實(shí)時(shí)、暢通的交流對話，由此可以更高效率地開展救援工作。目前，我們國家已經(jīng)進(jìn)行過相關(guān)的緊急救援系統(tǒng)演練，效果明顯。但車輛發(fā)生事故時(shí)，緊急救援系統(tǒng)立即呼救，將車輛所在的具體位置以及車內(nèi)人員的狀況匯總發(fā)送到服務(wù)平臺。平臺再根據(jù)系統(tǒng)傳遞的信息進(jìn)行分析判斷并及時(shí)將救援隊(duì)伍送往事故現(xiàn)場進(jìn)行施救。第二，車載社交網(wǎng)絡(luò)。車載社交網(wǎng)絡(luò)既改善了交通狀況，又能夠豐富駕車出行人員的生活，讓駕駛員在行駛途中不會感到無聊。在傳統(tǒng)研究中大部分都是相對靜止環(huán)境，興趣也比較單一。目前，我們國家車聯(lián)網(wǎng)把大部分精力放在了車載社交網(wǎng)絡(luò)方面，各種定位、導(dǎo)航等系統(tǒng)也在原有的功能上加入了大量的娛樂功能。6車聯(lián)網(wǎng)定位與位置感知技術(shù)的發(fā)展趨勢6.1智能化生活感受由于車聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)的涵蓋范圍非常廣泛，因此應(yīng)進(jìn)一步增加智能化生活感受。提高車輛服務(wù)，讓駕駛者在獲取信息和體驗(yàn)功能的過程中，按照全新的方法去調(diào)整，不僅僅是保證駕駛安全，還要在各項(xiàng)功能選用上，給予駕駛者更多的選擇。例如，GPS技術(shù)可提供語音服務(wù)，讓駕駛者直接通過語音指令獲取路況信息，而且在具體的方向指導(dǎo)、路線規(guī)劃、特殊要求方面更智能貼心，幫助駕駛者獲得更好的感受。車輛安全監(jiān)測的應(yīng)用，能及時(shí)對車輛信息進(jìn)行有效報(bào)告，尤其是車輛間的距離過于緊密或速度過快時(shí)，系統(tǒng)都會及時(shí)報(bào)警，駕駛者可通過不同的方式去調(diào)整，增加駕駛者的智能化生活體驗(yàn)。6.2萬物互聯(lián)萬物互聯(lián)是車聯(lián)網(wǎng)2.0的基礎(chǔ)第一代車聯(lián)網(wǎng)解決了車輛與車廠的連接問題，實(shí)現(xiàn)了必要的車廠對車輛的遠(yuǎn)程監(jiān)控和支持。隨著社會的發(fā)展，萬物互聯(lián)從理念變成現(xiàn)實(shí)，開始滲透到社會與生活的方方面面。汽車已經(jīng)從簡單的交通工具向經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱進(jìn)化，開始影響人們的工作與生活，人們對汽車的要求發(fā)生了質(zhì)的變化，希望汽車成為工作與生活的工具，具備生產(chǎn)資料的特性。因此車聯(lián)網(wǎng)1.0已經(jīng)無滿足要求。隨著IT技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展，特別是5G技術(shù)的成熟與普及，打破了帶寬限制的桎梏，解決了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯栴}，可以充分利用后臺強(qiáng)大的數(shù)據(jù)存儲、分析和處理能力，車聯(lián)網(wǎng)2.0也就閃亮登場了。車聯(lián)網(wǎng)2.0的主要特點(diǎn)是聯(lián)車、聯(lián)人、連服務(wù)，由新一代車載診斷和監(jiān)控系統(tǒng)-T-Box、車機(jī)系統(tǒng)、移動(dòng)App系統(tǒng)組成。其中，T-Box負(fù)責(zé)后臺與車輛的連接，提供秒級數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，實(shí)現(xiàn)聯(lián)車功能；車機(jī)系統(tǒng)主要由車載顯示和音響組成，負(fù)責(zé)與駕乘人員的交互，提供信息、娛樂等服務(wù)，實(shí)現(xiàn)聯(lián)車功能；移動(dòng)App系統(tǒng)負(fù)責(zé)連接各種車廠和第三方的服務(wù)，實(shí)現(xiàn)連服務(wù)功能。車聯(lián)網(wǎng)2.0以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，完成了從汽車數(shù)據(jù)聚合到汽車服務(wù)聚合的轉(zhuǎn)化，使得汽車變得更加人性化。結(jié)束語汽車行業(yè)的智能化是社會發(fā)展的必然階段，為此，不斷推廣和應(yīng)用各種汽車電子技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和電子技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，從而推動(dòng)汽車電子經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的健康穩(wěn)定的發(fā)展。車聯(lián)網(wǎng)在智能交通中的應(yīng)用，在一定程度上推動(dòng)了城市智能交通的可持續(xù)發(fā)展，車聯(lián)網(wǎng)定位于位置感知技術(shù)的提升，將為車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。參考文獻(xiàn)1.李晶,謝達(dá)城，謝劍和.車聯(lián)網(wǎng)定位與位置感知技術(shù)[J].內(nèi)燃機(jī)與配件,2021(18):208-209.2.王群,錢煥延，張亮.車聯(lián)網(wǎng)定位與位置感知技術(shù)研究[J].南京師大學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2015,38(01):66-74.3.李晶.汽車專業(yè)車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)定位分析[J].內(nèi)燃機(jī)與配件,2021(19):204-205.4.夏俊.物