汽车节能和智能车辆技术

利用车联网技术，智能驾驶车辆能与其他车辆和基础设施通信。 #生活技巧# #驾驶技巧# #智能驾驶技术#

1）研究成果主要内容

汽车是我国成品油的消耗大户，消耗的汽油量约占汽油生产总量的90%，柴油消耗量约占柴油生产总量的20%。在汽车运输企业中，汽车的燃油费用支出占运输成本的1/3左右，低能耗汽车及在汽车上采用的节能技术一直受到密切关注。传统的实现汽车节能的技术主要依靠减少汽车行驶阻力，如优化汽车气动外形、轻量化车身、降低传动系和轮胎的摩擦损耗等，但传统的汽车节油技术发展的已经非常成熟，可提升空间已经不大。

随着汽车电子、电控技术的进步，尤其是燃油电控系统的精确控制对汽车节油效果的提升是显著的；近年来，人们逐渐意识到，控制驾驶行为及保持通畅的交通流，尤其是通过智能系统替代或协助驾驶人控制车辆，规划更通畅的道路，能比纯人工驾驶更能适应道路工况，可以有效降低汽车的能耗。因此在评估期内，实验室研究团队针对自身优势，除持续在传统节能技术领域（汽车摩擦学相关）开展了持续的研究，重点对智能汽车这一新学科进行了攻关，并取得了一系列的成果。

评估期间，以此系列研究为主线承担/完成了包括“基于谱间-空间联合特征与决策融合技术的高光谱图像分类”、“未知环境中移动机器人探索式路径规划方法研究”、“基于深度学习的高光谱图像分类方法研究”、“机主人辅模式下智能汽车故障诊断、预测与容错控制研究”等国家及省部级重点项目9项；承担/完成“公路交通图像技术研究”、“无人驾驶汽车动态测试”、“图像识别与技术分析”、“润士通牌润滑油使用性能台架评价实验”等横向课题10余项，相关研究成果得到了较好的转化应用。

2）主要科技创新贡献

（1）汽车摩擦学技术

在理论方面，建立了球-沟道表面缺陷条件下的脂润滑弹流数学模型，采用数值计算方法分析了不同尺寸的表面缺陷（凹坑）及表面光滑条件下的脂润滑弹流润滑油膜压力和油膜厚度分布规律，采用实验方法从轴承本身和润滑脂方面分析滚动轴承的失效机制;阐述润滑因素对滚动轴承寿命的影响。

实验技术方面，实验室人员与英国帝国理工大学研究团队合作，开发出一种新型的超声波油膜探测系统及方法，能在不解体的条件下，准确测量高速转动的滚动轴承的油膜厚度和润滑油中气穴的位置和尺寸。

产品开发方面，研究团队近几年与延长壳牌、德国永辉等知名企业合作，利用新材料、新工艺开发出了包括“纳米材料润滑油添加剂”、“新型锂基润滑油”、“甲醇汽车专用润滑油”、“天然气汽车专用润滑油”多款新型车用润滑油，并得到了较好的推广应用。

（2）智能寻迹技术

重点开发了以图像识别为基础的循迹技术，其针对图像采集质量易受行驶环境影响而造成特征难以提取的问题，研究了多尺度Retinex 图像增强算法和传统中值滤波算法的改进优化算法；提出面向图像像素点的改进道路图像分割方法以深度挖掘车道标线轮廓信息，在此基础上提出基于抽样行双向扫描和成像模型约束候选特征点相结合的车道标线检测优化算法；通过融合64线三维激光雷达提取的障碍物位置信息，以类Haar-HOG融合特征作为目标车辆描述方法，采用AdaBoost算法离线训练获得的级联分类器进行前方车辆辨识。

团队开发的循迹技术应用在本室改造的无人驾驶智能汽车试验平台上，并参加了多项国内相关赛事，在2016年中国智能汽车大赛（CIVC）中取得了“最佳领军奖”的荣誉。在2017年“ALWAYS杯”无人驾驶大赛中获得二等奖。

（3）智能安全技术

主要研究对象是自适应巡航控制（ACC）系统的跟车安全智能控制策略的开发和优化。研究团队利用视觉传感器、车载陀螺仪、车载CAN总线数据采集卡等设备设计开发了测试平台，进行跟车模拟实验；采用道路曲率估算值、前车行驶轨迹的斜率及其变化率和前车与自车之间横向距离作为表征参数，结合车-路协同运动特征，建立了前车换道与进出弯道的识别模型；当自车处于直道时，对前车换道和进入弯道的识别率分别达到91.46%和89.81%；当自车处于弯道时，对前车换道和驶出弯道的识别率分别达到87.06%和90.42%。除此之外，还开发了以自车速度、自车与前车相对速度、自车与前车相对距离等3类参数的不同组合为输入变量，以自车的加减速特性为输出变量的BP神经网络模型，以及融合车尾边缘特征的前车识别与纵向车距检测、基于激光雷达的远距离运动车辆位姿估计等技术。这些技术在与实测数据相比，都展现了很高的准确率。

（4）车联网技术

进行了一系列的车辆网信息感知与交互的算法优化。研究人员针对交通流动态多变的特点，提出了优先级可调的接入机制，提高了网络吞吐量；考虑交通信息的安全级别，提出了交通控制信息的自适应路由广播机制；基于隶属云的车联网交通突发事件分发设计实现了基于多维云的地图匹配算法，提炼能反映车辆移动轨迹的重要特征参数，构建了VSN节点移动云模型，设计了高效的VSN路由算法。

3）国内外影响的主要证据

2015-2017年，产出包括论文51篇，其中SCI收录7篇；52项专利以及2部非教材著作。“基于营运客车CAN总线数据的危险行驶状态识别方法”、“物联网关键技术开发与应用--车联网无线接入机制及路由优化的研究”、“通信网络技术研究与开发--机载数据总线分布式仿真测试系统”三个课题顺利完成验收。

序

号

成果产出类型

成果名称

完成人

刊物、出版社或授权单位名称

年、卷、期、页或专利号

收录情况

1

科研

项目

基于营运客车CAN总线数据的危险行驶状态识别方法

付锐

交科院交通科技管理中心

2016

通过验收

2

科研

项目

物联网关键技术开发与应用--车联网无线接入机制及路由优化的研究

吴潜蛟

西安市科学技术局

2015

通过验收

3

科研

项目

物联网关键技术开发与应用--基于隶属云的车联网交通突发事件分发

李雪

西安市科学技术局

2015

通过验收

4

论文

Research on mutual synergy of antiwear additives in   lithium complex grease

张春化

Tribology Transactions

2016,   59(2):

330-9

SCI

DOI:10.1080/10402004.2015.1077411

5

论文

Node importance measure in linear wireless sensor networks

王宁

Advances in   Mechanical Engineering

2016,8(12):

1-7

SCI

DOI:10.1177/1687814016682391

6

论文

Research on ampoules   injection liquid particles inspection machine based on machine vision

韩毅

Journal of the   Balkan Tribological Association

2016,   22(2):

1126-35

SCI

WOS:000381330600006

7

论文

A rapid recognition of impassable terrain for mobile robots with low cost range finder based on hypotheses testing theory

高扬

International   Journal of Computers Communications & Control

2017,12(6):

813-23   

SCI

WOS:000417397400004

8

论文

应用换道预警系统的潜在危险目标辨识算法

王畅

长安大学学报(自然科学版)

2015,35(1):

98-105

EI:20151000594267

9

论文

换道过程中越线时刻预测模型

王畅

吉林大学学报（工学版）

2016,46(3)

:737-44

EI:20162002402763

10

论文

The comparison between visual distraction and   cognitive distraction

付锐

CICTP2016

2016,

:1525-35

EI:20163102670175

11

论文

A hybrid path planning algorithm for mobile robot based on sliding sub   target

高扬

Revista de la Facultad de Ingenieria,   2016

2016,

:1859-67

EI:20171303493380

12

论文

相邻车道车辆并道预测与跟车控制改进的研究

付锐

汽车工程

2017,39(10):1106-13

EI:20181104898664

13

论文

基于ACC系统的目标车辆换道与出入弯道状态辨识算法

王畅

汽车工程

2017,39(8):923-7

EI:20174404332661

14

发明

专利

一种基于图像处理的发动机润滑油清净分散性测定方法

肖梅

国家知识产权局

ZL201310425726.5

15

发明

专利

防止车辆转弯时与非机动车发生碰撞的提示装置及其方法

王畅

付锐

国家知识产权局

ZL201210524510.X

16

发明

专利

一种对驾驶员换道安全性进行判断并预警的方法

郭应时

付锐

国家知识产权局

ZL201210523672.1

17

发明

专利

一种营运车辆异常运行状态辨识装置及其辨识方法

付锐

王畅

国家知识产权局

ZL201310140734.5

18

发明

专利

一种防止车辆连环追尾的预警装置及预警方法

王畅

吴付威

国家知识产权局

ZL201410209429.1

19

软件著作权

基于营运客车CAN总线数据的跟车安全识别软件

郭应时

国家知识产权局

2016SR008101

20

软件著作权

一种无人驾驶车的高精度差分GPS导航系统

韩毅

国家知识产权局

2017SR257306

21

软件著作权

智能小车控制系统

韩毅

国家知识产权局

2017SR299281

22

专著

汽车智能化设计与技术

陈丁跃

化学工业出版社

2017

网址：汽车节能和智能车辆技术 https://www.yuejiaxmz.com/news/view/535718

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