一、智能汽车
智能汽车是一种集环境感知、规划决策、多等级辅助驾驶等功能于一体的综合系统，它集中运用了计算机、现代传感、信息融合、通信、人工智能及自动控制等技术，属于典型的高新技术综合体。目前对智能汽车的研究主要致力于提高汽车的安全性、舒适性，以及提供优良的人车交互界面。
智能汽车的自动驾驶与一般所说的自动驾驶有所不同，它利用多种传感器和智能公路技术使汽车实现自动驾驶。智能汽车是在普通汽车的基础上增加了先进的传感器（雷达、摄像）、控制器、执行器等装置，通过车载传感系统和信息终端实现与人、车、路等的智能信息交换，使汽车具备智能的环境感知能力，能够自动分析汽车行驶的安全及危险状态，并使车辆按照人的意愿到达目的地，最终实现替代人来操作的目的。
智能汽车系统可以集成如视觉技术、触觉技术、自主控制和决策技术、多智能体技术、智能控制技术、多传感器集成和融合技术等许多最新的智能技术，从而完成很多高智能工作。智能汽车的研究涉及计算机视觉、传感器数据融合、车辆工程、计算机控制等诸多领域。随着电子信息技术的飞速发展，形形色色的智能技术在汽车上得到广泛应用，充分体现出其安全、舒适、方便、快捷的优越性能。
智能汽车首先有一套导航信息资料库，存有全国高速公路、普通公路、城市道路以及各种服务设施（餐饮、酒店、加油站、景点、停车场）的信息资料；其次是定位系统，这个系统可以精确定位汽车所在的位置，并能与道路资料库中的数据相比较，确定以后的行驶方向；道路状况信息系统，由交通管理中心提供实时的前方道路状况信息，如堵车、事故等，必要时及时改变行驶路线；车辆防碰系统，包括探测雷达、信息处理系统、驾驶控制系统，用于控制与其他车辆的距离，在探测到障碍物时及时制动，并把信息传给指挥中心和其他汽车；紧急报警系统，发生事故时，自动报告指挥中心进行救援；无线通信系统，用于汽车与指挥中心的联系；自动驾驶系统，用于控制汽车的点火及改变速度和转向等。
1.全球定位系统
全球定位系统（Global Positioning System，GPS）也称为全球卫星定位系统。它是依靠地球周围的24颗定位卫星不断地对地面发射三维位置、三维速度的电子信息，然后通过安装在地球上的相关设备接收并分析这些电子信息，从而判定发射信息的物体所处方位的一种定位系统。
GPS的主要功能有以下几个。
（1）实时显示汽车在预先制定的电子地图中的位置、行驶速度，以及与目的地间的距离，输入目的地后自动生成一条到达目的地的最佳行驶路线，并用语音提醒用户。
（2）随时可查询沿途的酒店、加油站、修理厂等，为用户提供方便。
（3）当汽车遭遇抢劫后，可在指定范围内让发动机停止工作，并把汽车所处的位置报告给警察。
（4）停车后可用其播放音乐或VCD。
全球定位系统可以通过车载电子地图和GPS接收机，自动显示汽车的行驶位置，而车载电子地图可对驾驶员选择的目的地给出最佳行驶路线，如图4-2-1所示。
图4-2-1 车载电子地图
2.传感器及其数据融合
由于单一传感器具有局限性，很难达到导航系统所要求的精度和可靠性，故多传感器融合技术便出现在智能汽车导航研究实践中。多传感器数据融合可概括为充分利用不同时间与空间的多传感器数据资源，采用计算机技术对按时间序列获得的多传感器观测数据，在一定准则下进行分析、综合、支配和使用，从而获得对被测对象的一致性解释与描述，进而实现相应的决策和估计，使系统获得比它的各组成部分更充分的信息。
多传感器数据融合技术（图4-2-2）的基本原理就像人脑综合处理信息一样，充分利用多个传感器的资源，通过对多传感器及其观测信息的合理支配和使用，把多传感器在空间或时间上的冗余或互补信息依据某种准则来进行组合，以获得被测对象的一致性解释或描述。智能汽车的导航需要依据相关传感器获得的汽车位置信息和路面环境信息做出决策。除视觉传感器外，智能汽车领域中常用的多传感器数据融合技术还有雷达、激光、超声波、红外线等。
图4-2-2 多传感器数据融合技术
多传感器融合的实质是多源不确定性信息的处理，在处理过程中信息的表示形式不断发生变化，从较低级的形式（如图像像素、超声波传感器探测数据等）直至系统需要的某种高级形式（如车辆位置、障碍分布等）。按这些信息的流通形式和综合处理模式，多传感器融合系统可分为集中式、多级式和分布式三种融合结构。
融合方法是多传感器融合的一个非常重要的研究内容，只有使用合适的融合方法才能发挥出多传感器融合技术的优势。
3.自动驾驶系统
自动驾驶系统依靠人工智能、视觉计算、雷达、监控装置和全球定位系统协同合作，让计算机可以在人类没有任何主动操作下，自动安全地驾驶机动车辆。另外，这些装置还可以将外部的情况提供给驾驶员，以避免发生交通意外。如果驾驶员未能及时制动、误入禁行区、超速行驶或产生其他错误操作，汽车的自动信号系统将发出警告，并自动采取变换车道等相应措施，从而防止发生事故。
汽车自动驾驶技术通过视频摄像头、雷达传感器以及激光测距器来了解周围的交通状况，并通过一个详尽的地图（通过有人驾驶汽车采集的地图）对前方的道路进行导航。自动驾驶汽车对社会、驾驶员和行人均有益处。自动驾驶汽车的交通事故发生率几乎接近零，即使受其他汽车交通事故发生率的干扰，自动驾驶汽车市场份额的高速增长也会使整体交通事故发生率稳步下降。自动驾驶汽车的行驶模式可以更加节能高效，因此交通拥堵及对空气的污染将得以减弱。
例如，沃尔沃的自动驾驶系统根据自动化水平的高低分为驾驶辅助、部分自动化、高度自动化和完全自动化四个无人驾驶系统。
（1）驾驶辅助系统：其功能是为驾驶者提供帮助，包括提供重要或有益的驾驶相关信息，以及在形势开始变得危急的时候发出明确而简洁的警告，如“车道偏离警告”系统等。
（2）部分自动化系统：当驾驶者收到警告却未能及时采取相应行动时能够自动进行干预的系统，如“自动紧急制动”系统和“应急车道辅助”系统等。
（3）高度自动化系统：能够在或长或短的时间段内代替驾驶者承担操控汽车的职责，但是仍需驾驶者对驾驶活动进行监控的系统。
（4）完全自动化系统：可无人驾驶汽车、允许车内所有乘员从事其他活动且无须进行监控的系统。这种自动化水平允许乘员从事计算机工作、休息和睡眠以及其他娱乐等活动。
4.智能避撞系统
汽车避撞技术首先解决的是汽车之间的安全距离问题。汽车与汽车之间若不能保持安全距离，就应该自动报警，并采取制动措施。目前，测定汽车之间安全距离的方法有三种：超声波测距、微波雷达测距和激光测距。
超声波测距利用的是其反射特性。超声波发生器发射出的40kHz超声波遇到障碍物后产生反射波，超声波接收器接收到反射波信号，并将其转换成电信号。微波雷达测距就是利用目标对电磁波的反射来发现目标并测定其位置。激光测距的工作原理与微波雷达测距相似，具体的测距方式有连续波和脉冲波两种。
超声波汽车倒车避撞报警器是利用超声波回声测距的原理，测量车后一定距离内的物体，这种新型避撞报警器可以及时显示车后障碍物的距离和方位，显示范围为0.5～9.9m。当距离大于2m时，显示车后障碍物的位置；当距离小于2m时，除了显示其方位外，还可按照三段距离分别给出三种报警信号，以提示驾驶员注意进入紧急状态，让驾驶员根据此做出相应措施，防止事故的发生。
汽车避撞雷达通过对电磁波发射后遇到障碍物而反射的回波进行不断检测和计算，经过分析判断，对构成危险的目标按程度不同进行报警，控制车辆自动减速，直到自动停车。
汽车避撞雷达的主要功能有测速测距，对前方100m内的危险目标提供声光报警，兼备汽车黑匣子、自动巡航、紧急情况下自动制动等功能。
装有避撞雷达的汽车上了高速公路以后，驾驶员就可以起动车上的避撞雷达。雷达选定好跟随的汽车以后，被跟随的汽车就成了后面汽车的“目标车”，无论是加速、减速，还是停车、起动，后面的汽车都能在瞬间内予以模仿。如果前面的汽车在行驶一段时间后不再适合作为自己的“目标车”，驾驶员可以重新选择另一辆“目标车”。
激光雷达避撞装置就是防追尾碰撞激光报警装置，该装置结构由发光部、受光部、计算车间距离的激光雷达、信号处理电路、显示装置、车速传感器等组成。激光镜头使脉冲的红外激光束向前方照射，并利用汽车反光镜的反射光通过受光装置检测其距离。汽车反光镜检测距离约为100m，检测宽度超过3.5m。控制部分微机进行本车车速、前方行驶的车速和车间距离的计算，并对比车间距离与安全车间距离发出警报声；同时，还会使报警灯闪烁，还会在仪表盘上的显示装置中显示车间距离。