淺析無人駕駛汽車的關鍵技術及其未來商業化應用

彭金帥

摘 要：無人駕駛汽車是基于環境感知技術對車輛周圍環境進行感知，并根據感知所獲得的信息，通過車載中心電腦自主地控制車輛的轉向和速度，使車輛能夠安全、可靠地行駛，并到達預定目的地的汽車。無人駕駛是汽車智能化追求的終極目標，是信息通信等先進技術在汽車上的深度應用，體現了更便捷、更簡單的人車交互方式，是對人的更大程度的"解放"。它將在減少交通事故、提高運輸效率、完成特殊作業、國防軍事應用等領域發揮至關重要的作用。

關鍵詞：無人駕駛；環境感知技術；車輛控制技術；商業化

前言

無人駕駛技術的可行性早已被充分證實，它的關鍵技術不在于汽車而在于其中的信息通訊等先進技術。正是由于這些先進技術的應用，無人駕駛技術在操作時效性、安全性和精確性等方面具有遠遠超過人類的優越性。我們相信未來無人駕駛技術在乘用車、商用車上的商業化應用必能給世界帶來革命性的影響。

1 無人駕駛的關鍵技術

無人駕駛的關鍵技術是環境感知技術和車輛控制技術，其中環境感知技術是無人駕駛汽車行駛的基礎，車輛控制技術是無人駕駛汽車行駛的核心，這兩項技術相輔相成共同構成無人駕駛汽車的關鍵技術。無人駕駛的整個流程歸結起來有兩個部分，首先，是通過雷達等對外界的環境進行感知；其次，是在必要的情況下對整車進行剎車制動以及轉向系統的配合，以保證汽車的安全性、操縱性和穩定性。如果能夠默契地進行，那么整個無人駕駛流程就算完成了。

1.1 環境感知技術

環境感知技術是汽車能夠獲得道路、車輛位置和障礙物的信息，并將這些信息傳輸給車載中心電腦，從而使汽車根據行駛目標及途中情況，規劃、修改行車路線。

簡單的說，環境感知技術就是要搞清楚汽車行駛中所處位置，周圍的物體有哪些？是什么？距離有多遠？以及汽車在道路的整個宏觀環境信息。

我們目前常用的感知技術有視覺傳感、激光傳感、微波傳感等，這些感知技術通過各種車載傳感器、雷達、通訊設備等獲得車輛周邊環境兩維或三維圖像信息和距離信息，并通過圖像分析識別技術和距離分析識別對行駛環境進行感知。除此之外，為實現車輛間的信息共享，以及獲取車輛行駛道路的宏觀數據信息，無人駕駛技術還應用了基于無線網絡等近、遠程通訊技術獲取車輛行駛周邊環境信息的通訊傳感技術。

感知技術的工作原理：視覺傳感技術的核心是視覺感知系統，該系統由目標景物、攝像設備、圖像傳感器、圖像卡、計算機組成。車輛行駛時，攝像裝置通過聚焦將目標景物根據小孔成像原理投射到圖像傳感器的電荷耦合靶面器件上，電荷耦合靶面能根據光照強弱產生不同強度的電流，然后電流信號將被轉換成電壓模擬信號。圖像傳感器能將電壓模擬信號經過A/D轉換變為數字信號輸出給計算機。由于景物圖像被數字化，從而使計算機能夠通過應用軟件生成目標景物的數字圖像，并能進行各種圖像識別、分析、處理。激光傳感和微波傳感技術則是利用雷達向車輛周圍目標物體發射激光或者微波并接收反射信號，再通過分析、計算獲取周圍物體的距離信息。通訊傳感則主要依賴于互聯網的發展，借助于通訊技術實現無人駕駛汽車信息的共享和獲取。

1.2 車輛控制技術

車輛控制技術旨在指無人駕駛汽車在環境感知技術的基礎之上，通過自動轉向控制系統的配合使汽車能夠按照規定路線準確穩定行駛，同時使汽車在行駛過程中能夠實現車速調節、車距保持、換道、超車等各種必要基本操作。這項技術需要在無人駕駛汽車上配置各種對應的系統才能實現其復雜的功能，其中包絡車道偏離系統、自適應巡航控制系統、自動泊車系統、緊急制動和衛星導航系統等。

（1）車道偏離檢測系統：使汽車遵循道路標志和聲音警告并在車輛開始偏移車道時糾正方向，保證汽車沿正確路線行駛。（2）自適應巡航控制系統：使汽車和前面的車輛始終保持一個安全的距離，確保無人駕駛汽車的安全性。（3）自動泊車系統：使無人駕駛汽車能夠順利地實現在停車位的倒入和離開。（4）緊急制動和衛星導航系統：使汽車在遇到緊急情況時能夠充分有效制動，同時使無人駕駛汽車處于人類的監視和控制范圍之內。

2 無人駕駛技術的商業化應用

根據公安部的統計資料，2013年全年涉及人員傷亡的道路交通事故在20萬起以上，死亡人數超過6萬人，需要住院治療的受傷人數超過20萬人。與此相關的醫藥費、訴訟費、行程延誤及生活質量損失等，超多300億人民幣。此外，中國每年因交通擁堵所造成的時間損失約計12億小時，浪費的汽油容量超過20億升。因此，無人駕駛技術具有的高效性、準確性、安全性，使其在未來的商業市場上具有非凡的競爭力。相信無人駕駛技術通過緩解擁堵、提高車速、縮小車距以及智能自主地選擇更有效的路線等方式，可以極大地減少通勤所耗時間和能源。將會使人們更有效率地利用時間，更加快樂地享受生活。由此可以展望，一旦無人駕駛技術商業化廣泛應用，必將逐漸的深入人心，廣受消費者青睞。到那時，汽車行業將會重新洗牌，擁有無人駕駛技術的車企將會占領未來全球汽車市場的制高點，而落后者將會被市場淘汰出局。文章將從乘用車和商用車兩個反面探討無人駕駛技術的商業化應用的效益和影響。

2.1 在乘用車上的應用

由于乘用車在汽車市場具有的巨大消費需求，各大車企未來必將把無人駕駛技術廣泛地應用到乘用車，以獲得可觀的市場份額和財富收益。無人駕駛汽車能完全替代人類自主地安全駕駛，從而避免人類駕駛中的分心駕駛問題。所以，在未來無人駕駛汽車上可以搭載各種電子設備和娛樂產品，為客戶提供舒適、安全、快樂的駕駛體驗。此外，由于無人駕駛技術解放了駕駛員的雙手，同時具有足夠的操作穩定性和安全性，所以車企可以根據不同用戶的需求為客戶定制不同功能的車輛，為不同的消費群體營造不同的車內氛圍，滿足不同客戶的應用需求。比如，對于高端商務人士，無人駕駛汽車可以成為一個移動的全能辦公室，客戶在前往目的地的同時可以在汽車內不受影響地處理各種業務，從而實現更有效率地利用時間的設想。同時，可以讓乘客更加輕松、愜意、從容地享受旅途。除此之外，由于無人駕駛汽車可以隨叫隨到，可以隨時獲取行駛位置周圍的實際路況，可以大幅提升燃油效率，人們未來將可以不再雇傭專職司機，不再擔心酒駕問題。甚至可以實現車輛共享不再擔心停車場緊缺、油價波動等一系列因素?？梢灶A料，無人駕駛技術在乘用車上的應用必將顛覆我們對傳統汽車的印象，為消費者帶來一種“不斷移動的”美妙生活。

2.2 在商用車上的應用

中國作為世界第一大商用車市場，其商用車市場目前正處于轉型升級的關鍵時期。這為新的汽車技術在商用車上的普及和推廣提供了有利的契機，而基于智能駕駛在內的創新技術也被認作商用車未來發展的重要拉動因素。相對于乘用車，輔以智能駕駛的商用車更能給民眾的生活帶來切實的效率提升和實際利益。比如說，如果商用車能實現在特殊路段上如高速公路上的自動駕駛，那么駕駛員就可以利用空余的時間，與目的地進行更多的交流，比如告訴物流中心，自己的車輛還有過久之后可以到達，物流中心可以在接到通知信息后提前準備好需要配送的貨物，等汽車一到即可裝載發運，這樣將大大提升物流的運載效率。同時，和乘用車一樣，商用車應用無人駕駛技術可以降低司機的疲勞度，進而減少司機疲勞而造成的各種操作失誤和生命財產損失。

3 結束語

無人駕駛技術的發展和應用是時代發展的必然趨勢，是新的時代解決環境污染、資源枯竭、交通擁堵、傷亡事故等諸多人類難題的極佳方式，我們期待無人駕駛技術早日成功，廣泛地融入到我們的生活之中，讓我們生活在一個更加環保、更加高效、更加輕松、更加智慧的時代！

參考文獻

[1]潘建亮.無人駕駛汽車的社會效益與影響[N].中國汽車報，2014-04-15.

[2]楊海艷.當商用車遇上智能駕駛[N].第一財經日報，2015-04-29.