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人工智能在汽车领域的应用去年的年底,我考取了驾照,成为了合格的机动车驾驶人,同时也对汽车有了更深入的了解。在拿到驾照之后,我读了好几本关于汽车理论的书籍,学到了非常多的关于汽车文化、技术的知识。平时开车的时候我们并不一定能感受到汽车的“聪明”,但事实上,一辆汽车中使用了非常多的智能技术,现代的汽车是会思考的汽车,很多时候在驾驶人还没做出判断与反应的时候,我们的车子已经自己做出行动了,宛如一个拥有四个轮子的大脑。可以说,这个人工制造的机械,有学习,理解和思考的能力。这得益于人工智能技术。说道汽车和人工智能,第一反应就是“自动驾驶”。自动驾驶这一话题已被讨论很久,却久久不能真正实现。虽然自动驾驶还未能完全实现,但汽车上现有的很多智能技术,已经让汽车越来越智能,越来越让人看见实现自动驾驶曙光。先说汽车的“大脑”。就像计算机有它的大脑CPU一样,汽车也有它的大脑—ECU。ECU由在一块芯片上集成了微处理器、存储器和输入/输出接口的单元及外围电路组成,是一个电子控制单元。不但发动机上应用ECU,在其他许多地方都可以发现ECU的踪影。例如防抱死制动系统、四轮驱动系统、电控自动变速器、主动悬架系统、安全气囊系统、多向可调电控座椅等都配置有各自的ECU。这样一来,汽车便可以像人一样进行“思考”并作出判断与行动。每一位驾驶人都有开夜路的经历,夜路就离不开汽车的眼睛—车灯。通常,汽车上安装的普通大灯具有固定的照射范围,当夜间汽车在弯道上转弯时,由于无法调节照明角度,常常会在弯道内侧出现盲区,极大地威胁了驾驶员的安全。现在越来越多的车使用了一种叫随动转向大灯的技术,它根据对行车速度、及转向角度的检测来自动调节大灯的偏转,以便能够提前照亮未到达的区域,提供全方位的安全照明,以确保驾驶员在任何时刻都拥有最佳的可见度。这除了给自身带来安全,也给附近的车带来安全。这样,汽车就在得知驾驶人的意图后,自动做出有利于人类的反应。汽车的发动机是汽车的心脏,是动力的来源。现代发动机并不是单纯地做我们中学物理所学的活塞运动,而是有着很多先进的智能技术。当人快速奔跑时,氧气消耗量就会增大。为了吸进更多的空气,我们会自然地张大嘴巴;反之,平常走路时,我们的嘴巴不会张得太大。对于发动机来讲,也是如此,当高转速时,也需要吸入更多的空气,因此如能把气门提得更高些,或延长气门的打开时间,便能满足需求,从而提高动力;反之,当在低速时,最好少吸入混合气,则可以降低气门的升程或缩短打开时间,从而节省燃料。可变气门技术做到了这一点。可变气门可以使气门在低速时进排气少点,在高速时进排气多点,从而使供给的燃料不浪费,也不亏欠,燃烧更完全,对动力、节油、排放都有好处。除了可变气门技术,还有排量可变技术等根据实际情况智能调节动力的技术,使汽车可以像人一样根据不同情况发力。变速器是汽车中的重要一环,而自动变速器的出现也标志着汽车迈进了智能的时代。自动变速器与手动变速器在结构和使用上有很大的不同。自动变速器除了保留手动变速器的齿轮传动部分以外,还增加了液压单元和电控单元。电控单元用来采集相关数据,如转速、车速等,进行逻辑判断,并将最终结果传输给液压单元的部件。液压单元收到指令后,即可通过液体压力调整齿轮传动比,从而达到换档目的。简也就是说,就是原来应该由驾驶人做的判断、分析、换档工作,现在由电脑和液压来完成了。虽然现在很多自动挡汽车上都配有手动模式,但这个手动模式也是一个由电脑控制的“假手动”,它只是在自动变速器上増设两个手动加减档传感器,但实际换档条件仍然要符合电控单元采集到的信息,否则不论怎么推拉变速杆,変速器都不会理睬驾驶人,而且这样做只会造成传感器损耗。也就是说,如不符合电脑设定的条件,再怎么推拉也不会换档,但如果不推拉,倒有可能它会自动换档。这样一来,汽车直接替人类完成了对换挡的思考与操作这一过程,使得汽车易于操纵,使人们脱离频繁挂挡的疲劳。汽车的传动系统就像人的腿,带动汽车跑动。汽车有各种驱动方式,其中的四轮驱动又分为分时四驱,全时四驱和适时四驱。全时四驱,顾名思义,就是任何时候、任何路况都以四个车轮驱动汽车;分时四驱指必须由驾驶人手动切换两轮驱动或四轮驱动模式。而适时四驱,又名智能四驱,则是指汽车通常以两轮驱动,当遇到驱动轮打滑时则会自动切换成四轮驱动。这种适时四驱主要仍是以前轮来带动车子,只有通过传感器发现前轮开始打滑时才将部分驱动力输送到后轮。它与分时四驱最大的区别就是这一切都是系统自动完成切换的,不需要人为控制。因此,适时四驱的操作十分简便,它与驾驶两驱车几乎没有什么区别,它的功耗十分接近两驱车。也就是说,在不知不觉间,不需要驾驶人做出判断与操作,我们的汽车就已经自动帮我们选择好了传动方式。在驾驶人与汽车的直接交流中,转向系统起着重要作用。看似简单的转向动作,其实使用了很多智能技术。其中,电动助力转向、随速助力转向和四轮转向技术在现代汽车中起着巨大作用。汽车在转向时,转向传感器会“感觉”到方向盘的力矩和转动的方向,这些信号会发给电子控制单元,电控单元会根据转动力矩、拟转动的方向等数据信号,向电动机控制器发出动作指令,电动机就会根据具体的需要输出相应大小的转动力矩,从而产生了助力转向。由于电动助力转向的工作特性,驾驶人会感觉到开这样的车,方向感更好,高速时更稳,方向不发飘。随速助力转向,指转向助力会根据车速的变化而变化。当高速行驶时,转向助力会比较小或干脆没有,确保高速行驶时的稳定性。而在低速时,它的转向助力又非常大,以便停车入位等操作方向盘时比较轻便。四轮转向指高速行驶时前轮和后轮的转向方向一致,车身方向变化与实际行进方向没有很大的差别,在高速行驶时具有较强的稳定感,在高速公路上变道行驶或遭受侧风以及路面倾斜等外部干扰时,驾驶人可以自如地操纵方向。而在低速行驶时,前后轮的转动方向相反,也就是说,以前需要反复车转弯多次才能通过的小弯,用这种转向方式便可轻松地转弯通过。最后,说到自动驾驶,与之最接近的应该就是自适应定速巡航系统了。装有自适应定速巡航系统的车辆在车头都装有高精度的测距雷达,电脑可以通过雷达获得与前车的精确距离,在高速巡航的时候,一旦前车突然减速,或有车并线使得车间距迅速减小,电脑就会作出判断,通过主动制动来保持与前车的距离。这些不需要人为操作,电脑全部自动搞定,驾驶人只需要把好方向盘就可以了。一个很好地例子就是奥迪A8L,系统使用了隐藏于进气格栅内的2个雷达传感器,高频雷达波涵盖了前方40度角内250米长的范围。电脑根据雷达波的回馈判断出前方是否有车辆,以及车辆的速度及相对位置,协助A8L保持与前车的固定距离,并能够在0到250公里/小时的区间内保持与前车速度的一致,并有自动制动刹停功能,当车辆以30公里/小时以下速度行驶时,系统会在突发情况发生时采取全力自动刹车直至车辆停止,最大限度减小突发情况带来的危险。虽然现在还不能完全实现自动驾驶,但汽车上已有很多人工智能技术,这些技术在汽车的行驶过程中一直在起作用,我们却总是难以发觉。现在的汽车变得越来越“聪明”,它们总能在我们察觉不到的情况替我们根据实际情感进行思考,并自动做出判断与操作,使得汽车的操控越来越简便。在过去,司机是一个专业性很强的职业,现在,人人都能较容易地学会驾驶,也许在以后的哪一天,人工智能的发展终于使人类制造出自动驾驶的汽车,汽车也就能替人类完成一切的思考与操作了。
本文标题:人工智能在汽车领域的应用
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