無(wú)人駕駛汽車的發(fā)展綜述

馮學(xué)強(qiáng),張良旭,劉志宗（重慶郵電大學(xué),重慶 400065）

無(wú)人駕駛汽車的發(fā)展綜述

馮學(xué)強(qiáng),張良旭,劉志宗
（重慶郵電大學(xué),重慶 400065）

近年來(lái)，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅速發(fā)展給汽車行業(yè)帶來(lái)了嶄新的變革。無(wú)人駕駛汽車大大提高了交通系統(tǒng)的效率和安全性，為此在整個(gè)汽車發(fā)展行業(yè)，無(wú)人駕駛汽車無(wú)疑成為了汽車發(fā)展的先行方向。通過(guò)詳細(xì)地闡述國(guó)外以及我國(guó)無(wú)人駕駛汽車的發(fā)展現(xiàn)狀，并簡(jiǎn)單分析其中的關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)無(wú)人駕駛汽車的發(fā)展前景做了一個(gè)符合實(shí)際的展望。

無(wú)人駕駛；關(guān)鍵技術(shù)；發(fā)展前景

0　引言

無(wú)人駕駛汽車即自動(dòng)駕駛智能汽車，就是在沒(méi)有人類參與的情況下，依靠車內(nèi)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，通過(guò)智能駕駛儀來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛的功能。無(wú)人駕駛汽車它是利用智能軟件和車載傳感器來(lái)感知車輛周圍環(huán)境，并根據(jù)感知所獲得的道路、車輛位置和障礙物信息，隨即作出反應(yīng)判斷，控制車輛的轉(zhuǎn)向和速度，從而使車輛能夠安全、可靠地在道路上完成行駛。無(wú)人駕駛汽車技術(shù)以全新的駕駛方式改變了傳統(tǒng)的駕駛體驗(yàn)，它把不可控制的駕駛員從駕駛位置剔除，不僅大大的提升了交通系統(tǒng)的效率和安全性能還使人們告別了長(zhǎng)途的無(wú)聊駕駛，進(jìn)而提高了社會(huì)的收益和保障了人身安全。

1　無(wú)人駕駛汽車的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1國(guó)外無(wú)人駕駛汽車的研發(fā)狀況

早在20世紀(jì)中期，許多科技發(fā)達(dá)的國(guó)家就開(kāi)始著手無(wú)人駕駛汽車的一系列研究。少數(shù)的研發(fā)車型已接近量產(chǎn)，在美國(guó)及歐洲，允許正在研發(fā)的自動(dòng)駕駛車上路行駛正成為一種普遍現(xiàn)象[1]。在2000年，豐田汽車公司首次研發(fā)出無(wú)人駕駛公共汽車。這套公共汽車的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)由車隊(duì)駕駛、道路疏導(dǎo)、運(yùn)營(yíng)管理和安全防護(hù)等方面構(gòu)成。車輛底盤前部的磁氣傳感器主要是依據(jù)埋在道路中間的永久性磁石進(jìn)行疏導(dǎo)，進(jìn)而來(lái)控制車輛行駛的方向與速度。在2007年，一輛由改裝而組成的無(wú)人駕駛汽車BOSS，以第1名的成績(jī)，完成了無(wú)人駕駛汽車在城市的復(fù)雜障礙賽道上行駛的比賽。今年4月前期，一輛奧迪無(wú)人駕駛汽車在美國(guó)公路上完成了3400英里的行程，這向我們證明了一點(diǎn)：對(duì)于限速規(guī)定來(lái)說(shuō)，電腦比人腦要聽(tīng)話得多。無(wú)人駕駛系統(tǒng)供應(yīng)商德?tīng)柛９荆o奧迪Q5裝上了雷達(dá)、攝像頭和激光傳感器等，順利控制它從舊金山開(kāi)到紐約，盡管大部分的行程是在高速公路上進(jìn)行的，但99%的時(shí)間里是由它自己完成駕駛的。

1.2國(guó)內(nèi)無(wú)人駕駛汽車的發(fā)展?fàn)顩r

關(guān)于無(wú)人駕駛汽車的發(fā)展，與國(guó)外相比而言，我國(guó)起步較晚。但在各大高校和科研機(jī)構(gòu)的推動(dòng)下已經(jīng)得到飛速的發(fā)展。1989年，首輛智能小車在中國(guó)國(guó)防科技大學(xué)誕生。它包含了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、精確定位系統(tǒng)、路徑規(guī)劃系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)和自動(dòng)駕駛儀。在2000年6月，由國(guó)防科技大學(xué)研發(fā)的第4代無(wú)人駕駛汽車試駕成功，它的最快速度達(dá)到76km/h，這也創(chuàng)造了一個(gè)歷史新紀(jì)錄。它的智能控制系統(tǒng)主要由3個(gè)部分構(gòu)成：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、定位系統(tǒng)和駕駛控制系統(tǒng)。2003年，在“中國(guó)第一汽車集團(tuán)公司”的贊助下，國(guó)防科技大學(xué)完成了它的紅旗CA7460無(wú)人駕駛平臺(tái)試驗(yàn)，這標(biāo)志著我國(guó)自主研發(fā)的第一輛駕駛汽車誕生了[2]。在上海和歐盟科學(xué)家們的共同合作之下，中國(guó)城市交通中的無(wú)人駕駛技術(shù)項(xiàng)目獲得了階段性成果,首輛城市無(wú)人駕駛汽車在上海交通大學(xué)研發(fā)成功。但依目前局勢(shì)來(lái)看，國(guó)內(nèi)外的無(wú)人駕駛汽車技術(shù)還存在著較大的差距，這項(xiàng)高端技術(shù)在國(guó)內(nèi)還有很大的發(fā)展空間和余地。

2　無(wú)人駕駛汽車的技術(shù)支撐

技術(shù)的支撐使得無(wú)人駕駛汽車的研發(fā)以及發(fā)展項(xiàng)目獲得重大的突破。無(wú)人駕駛汽車研發(fā)與發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：車輛控制技術(shù)和車輛精確定位技術(shù)，這兩個(gè)方面相技術(shù)支撐是無(wú)人駕駛汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的前提。車輛控制技術(shù)是無(wú)人駕駛汽車的核心技術(shù)，這是無(wú)人汽車能夠完成自主駕駛的重要保障。無(wú)人駕駛是利用微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、電子產(chǎn)品來(lái)控制汽車，進(jìn)行仿人駕駛，通過(guò)對(duì)駕駛周圍的環(huán)境信息獲取后，進(jìn)行預(yù)先的判斷與分析后，從而執(zhí)行車輛如何駕駛的命令程序。車輛控制技術(shù)是一種非常典型的預(yù)瞄控制技術(shù),傳感器系統(tǒng)通過(guò)感知當(dāng)前行駛道路環(huán)境下的預(yù)瞄點(diǎn),再根據(jù)預(yù)瞄點(diǎn)來(lái)準(zhǔn)確地控制車輛的行為。面對(duì)復(fù)雜的駕駛環(huán)境，汽車能否合理控制車速或進(jìn)行緊急制動(dòng)，這就需要汽車對(duì)周圍的環(huán)境預(yù)先進(jìn)行感知、判斷以及處理。無(wú)人駕駛汽車是一個(gè)綜合的集成系統(tǒng)，它集自動(dòng)泊車系統(tǒng)、自動(dòng)駕駛系統(tǒng)、堵車輔助系統(tǒng)、傳感器系統(tǒng)等于一身。車輛定位技術(shù)是無(wú)人駕駛汽車行駛的基礎(chǔ)。無(wú)人汽車的行駛狀況必須準(zhǔn)確可靠地掌握在人們的手中。目前主要的定位系統(tǒng)有美國(guó)軍方的全球?qū)Ш叫l(wèi)星定位系統(tǒng)；俄羅斯的全球軌道導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)；我國(guó)的北斗2代定位系統(tǒng)；歐洲空間局的NAVSAT，這些都是可供使用的衛(wèi)星定位系統(tǒng)，使汽車時(shí)時(shí)得以掌控。在汽車定位中視覺(jué)技術(shù)也得到了廣泛的應(yīng)用。目前，無(wú)人駕駛汽車常用的視覺(jué)技術(shù)一般包括紅外攝像技術(shù)以及普通攝像技術(shù)。紅外攝像頭工作原理是紅外燈發(fā)出紅外線照射物體，紅外線漫反射被監(jiān)控?cái)z像頭接收形成視頻圖像。

3　無(wú)人駕駛汽車的發(fā)展前景

無(wú)人駕駛車是一種智能化的移動(dòng)交通工具，它能夠代替人類駕駛員實(shí)現(xiàn)一系列駕駛行為。它涉及到環(huán)境感知察覺(jué)、導(dǎo)航定位以及智能決策控制等眾多學(xué)科的研究領(lǐng)域。無(wú)人駕駛汽車的研發(fā)不僅推動(dòng)了各項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)運(yùn)而生，也促進(jìn)了各類科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。需要指明，研發(fā)無(wú)人駕駛汽車不一定要將駕駛員完完全全的替代，其實(shí)，我們只是需要在替代的領(lǐng)域和場(chǎng)合作相應(yīng)的替換，完成一些人們難以適應(yīng)的駕駛環(huán)境和緩解長(zhǎng)途駕駛的疲勞感。物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)成熟是無(wú)人駕駛車可操作的基礎(chǔ)，伴隨著更多高新科技的研發(fā)與技術(shù)的成熟，我國(guó)的無(wú)人駕駛汽車的發(fā)展?fàn)顩r將有質(zhì)的飛躍。，它的功能也會(huì)更加的完善與完備，產(chǎn)業(yè)化前景也會(huì)更加的美好。

[1]喬維高.徐學(xué)進(jìn)無(wú)人駕駛汽車的發(fā)展現(xiàn)狀及方向[J].武漢:武漢理工大學(xué),2007.

[2]王培.無(wú)人駕駛智能車的導(dǎo)航系統(tǒng)研究[D].西安:西安工業(yè)大學(xué),2012．