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2021-12-14 17:18:26

望衡汽车 | 智能驾驶核心技术规范—感知层


引言

智能汽车近年来成为世界车辆工程领域研究的热点和汽车工业增长的新动力,智能网联汽车是在智能汽车的基础上进一步发展而来,是车联网运行的主要载体,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(人、车、路、云端等)智能信息交换、共享,具备复杂环境感知、智能决策、协同控制等功能,可实现“安全、高效、舒适、节能”行驶的新一代汽车。 


我国也在大力发展智能网联汽车,国务院办公厅、工业化和信息化部(下称“工信部”)、中共中央网络安全和信息化委员会办公室(下称“网信办”)等机构先后颁布了《汽车数据安全管理若干规定(试行)》,《新能源汽车产业发展规划(2021—2035年)》《智能汽车创新发展战略》、《车联网(智能网联汽车)产业发展行动计划》等多部法规和文件,从国家宏观层面,对智能汽车产业的发展进行指导。


智能汽车,作为集环境感知、规划决策、计算机执行等功能于一体的智能驾驶系统,环境感知是第一步。只有先对周边车辆、行人、路况、障碍等进行感应和判断,才能进行下一步的决策与执行。


一般来说,智能网联汽车要对所处环境中的物体进行感应和判断,使用的是环境网络和无线电,同时车上也会搭载雷达或智能传感器。而目前我国对智能网联汽车的规定较为零散,尤其是针对特定层面的详细规定非常少,多见于国家标准或行业标准中。根据我们对智能网联汽车现阶段法规和标准的梳理,规定感知层面的法规和标准如下:


01

法规篇

(一)规范性文件

1、《车联网(智能网联汽车)直连通信使用5905-5925MHz频段管理规定(暂行)》

2018年10月25日,工信部发布《车联网(智能网联汽车)直连通信使用5905-5925MHz频段管理规定(暂行)》(下称“《管理规定》”)。《管理规定》明确,规划5905-5925MHz频段作为基于LTE-V2X技术的车联网(智能网联汽车)直连通信的工作频段,直连通信工作是指路边、车载和便携无线电设备通过无线电传输方式,实现车与车、车与路、车与人直接通信和信息交换。该法规同时发布其所用的无线电设备技术。


2、《24GHz频段短距离车载雷达设备使用频率规划发布》

2012年11月19日,工信部发布《24GHz频段短距离车载雷达设备使用频率规划发布》,为满足汽车电子设备对无线电频谱资源的需求,将24.25-26.65GHz频段规划用于24GHz短距离车载雷达设备的使用。


3、《加快推进传感器及智能化仪器仪表产业发展行动计划》

2013年2月18日,工信部、科技部、财政部、国家标准化管理委员会(下称“国家标委”)共同发布《加快推进传感器及智能化仪器仪表产业发展行动计划》(下称“《行动计划》”)。


《行动计划》实施期为2013-2025年,确定总体目标为传感器及智能化仪器仪表产业整体水平跨入世界先进行列,产业形态实现由“生产型制造”向“服务型制造”的转变,涉及国防和重点产业安全、重大工程所需的传感器及智能化仪器仪表实现自主制造和自主可控,高端产品和服务市场占有率提高到50%以上。并明确,为达成这一目标,将根据传感器及智能化仪器仪表技术发展趋势和产业存在的主要问题,实施技术创新、产品升级、产业和企业转型升级、产业化应用四大工程。


4、《国家车联网产业标准体系建设指南》

2017年到2018年,为加强顶层设计,全面推动车联网产业技术研发和标准制定,工信部和国标委联合发布一系列《国家车联网产业标准体系建设指南》文件,主要包括《国家车联网产业标准体系建设指南(总体要求)》、《国家车联网产业标准体系建设指南(智能网联汽车)》、《国家车联网产业标准体系建设指南(信息通信)》、《国家车联网产业标准体系建设指南(电子产品与服务)》(合称“《建设指南》”)。


《建设指南》充分发挥标准在车联网产业生态环境构建中的顶层设计和基础引领作用,按照不同行业属性划分为智能网联汽车标准体系、信息通信标准体系、电子产品与服务标准体系等若干部分,为打造创新驱动、开放协同的车联网产业提供支撑。


2017年12月27日,工信部发布《国家车联网产业标准体系建设指南(智能网联汽车)》(下称“《建设指南(智能网联汽车)”》。《建设指南(智能网联汽车)》为 《建设指南》第二部分,主要针对智能网联汽车通用规范、核心技术与关键产品应用,有目的、有计划、有重点地指导车联网产业智能网联汽车标准化工作。《建设指南(智能网联汽车)》明确,智能网联汽车技术逻辑的两条主线是“信息”和“控制”,其发展的核心是由系统进行信息感知、决策预警和智能控制,逐渐替代驾驶员,并最终完全自主执行全部驾驶任务。智能网联汽车通过智能化与网联化两条技术路径协同实现“信息”和“控制”功能,可据此进行功能等级划分。

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工信部和国家标委于2018年6月8日发布《两部门关于印发<国家车联网产业标准体系建设指南(总体要求)>等系列文件的通知》,共发布三个文件,包括《国家车联网产业标准体系建设指南(总体要求)》、《国家车联网产业标准体系建设指南(信息通信)》、《国家车联网产业标准体系建设指南(电子产品与服务)》。


《国家车联网产业标准体系建设指南(总体要求)》(下称“《建设指南(总体要求)》”)为《建设指南》的第一部分,《建设指南(总体要求)》提出,要针对车联网产业“十三五”发展需要,加快共性基础标准制定,加紧研制自动驾驶及辅助驾驶相关标准、车载电子产品关键技术标准、无线通信关键技术标准、面向车联网产业应用的5G eV2X关键技术标准制定,满足产业发展需求。


《国家车联网产业标准体系建设指南(信息通信)》(下称“《建设指南(信息通信)》”)为《建设指南》的第三部分,主要针对信息通信领域通用规范、核心技术与关键产品应用,着力研究LTE-V2X、5G等新技术在车联网产业中的应用,制定相关的技术、产品以及应用服务标准,力争通过标准的协调和引领作用,整合相关数据资源,构建大数据和服务平台,促进不同部门和行业间车联网产业数据流通,培育车联网产业典型应用,实现车、路、人、云的有效互联互通。


同时发布的《国家车联网产业标准体系建设指南(电子产品与服务)》是《建设指南》的第四部分。车联网基础产品和终端是实现车联网的实体,通过基础产品和终端采集并获取车辆的智能信息,感知并处理行车状态与环境,实现交通信息、导航服务、娱乐信息、安全行驶、在线商务、排放信息、远程控制、道路救援、灾害救援、车辆配置、检验维修等方面的车载信息服务。


2020年4月15日,工信部、公安部、国家标委发布《国家车联网产业标准体系建设指南(车辆智能管理)》,主要针对车联网环境下的车辆智能管理工作需求,指导智能网联汽车登记管理、身份认证与安全、道路运行管理及车路协同管控与服务等领域标准化工作,推动公安交通管理领域车联网技术应用与发展,提升我国智能网联汽车与智慧交通水平,并逐步与《建设指南》其它部分共同形成统一、协调的国家车联网产业标准体系架构。


(二)征求意见稿

除以上现行有效的文件外,另有两部相关规定正在征求意见中,或征求意见结束,尚未正式颁布施行:


2021年11月10日,工信部发布《车载卫星定位系统技术规范(征求意见稿)》,规定车载卫星定位系统的技术要求和试验方法,进一步提升车载卫星定位系统性能的准确性、安全性、可靠性。征求意见截止日期为2021年12月9日。


2021年3月31日,工信部发布《汽车雷达无线电管理暂行规定(征求意见稿)》,主要目的为避免和减少汽车雷达与其他无线电业务或无线电台(站)间的有害干扰,维护空中电波秩序。


02

标准篇

(一)视频与录像

1、《车载视频行驶记录系统》

2020年6月2日,国家市场监督管理总局(下称“市监总局”)和国标委发布《车载视频行驶记录系统》(GB/T 38892-2020),规定车载视频行驶记录系统的要求及试验方法,对系统、图像质量、视野范围智能传感器等视频内容做出规定。


(二)感知核心部件相关标准

智能传感器、物联网变送器和智能仪表三类产品是物联网的感知核心部件。其中,传感器作为物联网感知的载体,在物联网领域的地位非常重要。


1、智能传感器相关标准

2017年7月,国家质量监督检验检疫总局(下称“质检总局”)与国家标委陆续发布了智能传感器相关的五部标准,具体如下:    


《第1部分:总则》(GB/T 33905.1-2017)规定智能传感器的体系结构、对智能传感器进行功能和性能特性试验的通用方法和程序。


《第2部分:物联网应用行规》(GB/T 33905.2-2017)规定物联网应用使用的智能传感器、执行器、二进制设备以及其他装置用于操作、调试、维护和诊断的基本设备参数。同时,第2部分还规定抽象语法规范、应用程序传输语法和数据类型报告。


《第3部分:术语》(GB/T 33905.3-2017)界定智能传感器通用术语、分类术语、制造技术术语、功能术语、材料术语和性能特性及相关术语。


《第4部分:性能评定方法》(GB/T 33905.4-2017)规定智能传感器的功能和智能程度的评价方法,包括智能传感器的基本信息、技术要求和评定方法及评定报告的要求。


《第5部分:检查和例行试验方法》(GB/T 33905.5-2017)规定智能传感器的检查和例行试验方法,包括智能传感器试验的抽样、通用检查、功能检查、性能试验、实验报告和文件资料。

物联网智能传感器的一大特点是能够通过各种接口实现与外部网络或系统的双向通信,并具备自识别、自描述、自组织等功能。因适用于智能传感器的通信接口种类繁多,为了优化产品之间的兼容性,规范我国智能传感器的研究和生产,有必要对智能传感器接口进行标准化。


故质检总局与国家标委于2017年7月另发布了三项物联网总体技术中与智能传感器相关的国家标准,具体如下:


《物联网总体技术 智能传感器接口规范》(GB/T 34068-2017)规定物联网智能传感器接口方面的术语和定义、系统的一般构成、数据格式和通信接口。《物联网总体技术 智能传感器接口规范》(GB/T 34069-2017)规定物联网领域中涉及的智能传感器特性,并给出了智能传感器分类指南。《物联网总体技术 智能传感器可靠性设计方法与评审》(GB/T 34071-2017)规定物联网总体技术中智能传感器在研制过程中的可靠性设计以及对可靠性设计进行评审的方法和要求。


2、物联网变送器相关

物联网变送器国家标准包括《物联网压力变送器规范》(GB/T 34073-2017)、《物联网差压变送器规范》(GB/T 34037-2017)、《物联网电流变送器规范》(GB/T 34070-2017)、《物联网温度变送器规范》(GB/T 34072-2017)四项。


这四项标准分别规定了物联网物联网压力变送器、物联网差压变送器、物联网电流变送器、物联网温度变送器的通用技术条件,包括术语和定义、分类和基本参数、要求、试验方法、检验规则以及标志、使用说明书、包装、贮存和运输要求。


3、智能记录仪相关

规范智能记录仪的国家标准包括《智能流量仪表通用技术条件》(GB/T 34049-2017)、《智能温度仪通用技术条件》(GB/T 34050-2017)、《智能记录仪表通用技术条件》(GB/T 34036-2017)3项。


《智能流量仪表通用技术条件》规定智能流量仪表的术语和定义、结构及基本参数、要求、试验方法、检验规则以及标志、标识和包装、运输和贮存等。


《智能温度仪通用技术条件》规定智能温度仪表的术语和定义、结构和基本参数、要求、试验条件、试验方法、检验规则以及标志、标识和包装、运输及贮存等。


《智能记录仪表通用技术条件》规定智能记录仪表的术语和定义、结构和基本参数、技术要求、试验条件、试验方法、检验规则以及标志、标识和包装、运输及贮存等。


(三)数据安全相关标准

1、《汽车信息安全通用技术要求》

2021年10月11日,市监总局和国标委发布《汽车信息安全通用技术要求》(GB/T 40861-2021)。随着智能化和网联化技术快速发展和应用,汽车从相对孤立的电子机械系统逐渐演变成能与外界进行信息交互的智能系统,汽车网联合衍生的信息安全问题随之而来。该标准基于汽车信息安全风险危害及诱因,针对保护对象指定通用技术要求(汽车整车及其电子电气系统和组件的技术要求可根据功能设计和风险评估结果而定),与其他管理要求标准配合使用,指导建立汽车信用安全技术体系。


《汽车信息安全通用技术要求》框架如下所示:

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2、《汽车采集数据处理安全指南》

2021年10月8日,全国信息安全标准化技术委员会发布《汽车采集数据处理安全指南》(TC260-001),规定对汽车采集数据进行传输、存储和出境等处理活动的安全要求。《汽车采集数据处理安全指南》规定的数据包括车外数据、座舱数据、运行数据、位置轨迹数据。


03

结语

随着智能汽车产业越来越成熟,未来还将有更多更细致的法规和标准陆续出台。《国家车联网产业标准体系建设指南》亦列举了拟编和在编的六十余项国家标准和行业标准项目。这些项目未来都将陆续面向公众发布,对智能网联汽车产业的发展起到至关重要的推动作用。