汽車自動駕駛技術研究

余阿東，陳睿煒

（信陽職業技術學院汽車與機電工程學院，河南 信陽 464000）

汽車自動駕駛技術研究

余阿東，陳睿煒

（信陽職業技術學院汽車與機電工程學院，河南 信陽 464000）

自動駕駛汽車是一種通過電腦系統實現無人駕駛的智能汽車，它的行駛模式可以更加節能高效，可以為國家節省數千億人民幣的交通事故成本、交通擁堵成本以及運輸過程中以人力提高生產力的成本。然而由于傳感器的可靠性，系統漏洞等原因，現在使用的自動駕駛技術并不那么安全。針對上述內容從提高自動駕駛的可靠性方面，重點對汽車自動駕駛技術的網絡化、人工智能、高精度地圖、關鍵傳感器、交通基礎設施等方面進行研究。

自動駕駛汽車；節能高效；傳感器；人工智能；網絡化；高精度地圖

CLC NO.:U471.23Document Code:AArticle ID:1671-7988 (2017)02-124-02

引言

自動駕駛汽車是一種通過電腦系統實現無人駕駛的智能汽車，它依靠人工智能、視覺計算、雷達、監控裝置和全球定位系統協同合作，讓電腦可以在沒有任何人類主動的操作下，自動安全地操作機動車輛。然而由于傳感器的可靠性，系統漏洞等原因，現在使用的自動駕駛技術并不那么安全，如最近的特斯拉自動駕駛致死事件，就是因為系統未識別出危險而造成的。針對上述內容從提高自動駕駛的可靠性等方面，重點對汽車自動駕駛技術的網絡化、人工智能、高精度地圖、關鍵傳感器、交通基礎設施等方面進行研究。

1、汽車自動駕駛的網絡化技術研究

車聯網技術是汽車自動駕駛的關鍵。能夠把所有的實時路況和每輛車的實時位置信息都記錄在網絡中，協調統籌每輛車的行駛，為每輛車安排合理路線，避免擁堵和交通事故的發生，能夠很大程度上提高自動駕駛的可靠性。只是將汽車和路況信息納入車聯網還不夠，同時應該將個人信息也納入這個網絡。讓每一部手機都裝上車聯網軟件，將每一個人的位置信息都記錄于網絡，系統可以記錄行人的位置移動，從而分析出行人的行走習慣，對汽車撞到行人的可能性做出評估，當汽車可能撞到行人時，系統將對汽車駕駛員和行人都發出警報，然后根據實際情況對汽車進行減速或者強制停車的處理。在遇到行人較多的時候，自動駕駛系統會讓汽車低速通過，同時又會通過網絡給行人發出提示。車聯網還能在實踐中不斷地進行自我完善更新，使用時間越長，對交通安全的貢獻就越大。

2、汽車自動駕駛的人工智能技術研究

就自動駕駛汽車而言，人工智能技術在語音、手勢識別，眼球追蹤，駕駛員監控和自然語言交互等功能的實現上將扮演主要角色；自動駕駛汽車要實現在復雜環境或不斷變化的街道中駕駛，需要有很好的感知及決策能力，而這本身就具有不確定性。這種不確定性主要依靠人工智能技術的深度學習來解決。讓系統通過實例學習，自主學會如何對一個輸入做出正確的響應。自動駕駛汽車可以通過三種方式檢測動態對象，包括相機、激光掃描儀和雷達。在這三種方式中，相機是最便宜的，但在過去，將圖像轉化為檢測對象很困難，所以這也是使用率最低的方式。而通過深度學習，發現自動駕駛汽車理解和使用這些圖像的能力顯著提高。同時多任務深度學習使得自動駕駛技術取得更進一步進展。多任務深度學習是指同時訓練系統去識別車道標志線、汽車以及行人，其訓練結果優于這三個子系統獨立執行，這是因為在單一網絡中，信息可以被共享?，F在，深度學習只是剛開始在無人駕駛技術領域中嶄露頭角。但正如它對圖片搜索和語音識別的突破性貢獻一樣，深度學習可能會改變自動駕駛技術的未來。汽車人工智能技術可以辨別出不止一個物體。它看到的是一個模式以及該物體周圍的所有事物。舉例來說，它能夠識別出一個正在過馬路的物體是人，而且他正在低頭玩手機。毫無疑問，無人駕駛汽車肯定是未來汽車演化的重要方向，而人工智能在其中又將扮演不可或缺的角色。那時候，汽車不僅僅是交通工具，它還是懂你的貼心機器人，為出行提供各種方便和樂趣。

3、汽車自動駕駛的高精度地圖技術研究

高精度地圖能夠承載更多的路況信息，因此對于自動駕駛系統而言，其可以提前獲知相關信息，相比雷達、攝像頭之于自動駕駛汽車就像眼睛而言，高精度地圖帶給自動駕駛汽車的就像是對前方的記憶。完全自動駕駛階段地圖精度則需要達到10至20厘米的精度。自動駕駛技術對于地圖更新速度的需求必須是秒級的，只有這樣車輛才能夠具有等同于人類，甚至是超越人類的判斷時間，因此地圖資源的更新會通過云技術在線升級，當然這就會對網絡提出更高的要求。另一方面，自動駕駛技術繼續向前發展，處理器與系統判斷邏輯能夠達到高度智能化，超越人類反應速度與判斷能力時，高精度地圖還是否有必要配備或許將成為全新的問題。從現階段看，對于自動駕駛而言，沒有了高精度地圖的輔助其充其量只能是半成品，主要依靠各類傳感器對路面進行監測的自動駕駛試驗車一旦遇到天氣出現問題，無異于盲人摸象。因此，其勢必需要另外一種輔助信息獲知手段，高精度地圖便是其中重要一環。

4、汽車自動駕駛的關鍵傳感器技術研究

雷達就是汽車的“耳朵”，是發展半自動駕駛乃至自動駕駛的基礎。當汽車升級到自動駕駛階段時，僅僅對目標檢測是不夠的，還要對環境進行感知。激光雷達可以實現這個功能。激光雷達系統使用的是旋轉激光束。激光雷達的工作原理是通過發射和接收激光束來實現的。在其內部，每一組組件都包含一個發射單元與接收單元。激光雷達在進行3D 掃描過程中，除了對目標進行檢測外，還可以對環境進行感知。比如，感知路上有坑、紅綠燈等。當前，激光雷達系統在感知方面比較成功，但在預測方面能力比較弱，發展自動駕駛，預測能力是關鍵一環，有待突破，同時要在可靠性方面下足功夫。然后是價格方面，六十四線雷達的價格高達60萬元人民幣左右，所以發展關鍵技術降低價格是未來工作的重點。

5、汽車自動駕駛的基礎設施建設研究

具有反思能力的道路基礎設施對自動駕駛汽車至關重要。智能、互聯的道路基礎設施不再是簡單地將信號燈，路牌或交通指示簡單放置在路面上，而是要對人們現有的交通模式、工作職責等進行修改，智能道路是一個為汽車與交通信息之間提供互動平臺的全新系統，通過基于車聯網系統的交通基礎設施，例如GPS差分基站、LTE-V2X通訊基站、DSRC和LTE-V2X路側單元、智能紅綠燈和各類攝像頭，以及能夠實現北斗系統的厘米級定位和WiFi的全覆蓋，為裝載車載通信設備的車輛提供車速引導、闖紅燈預警、車輛避撞、行人避撞等多種應用服務。

6、結論

自動駕駛汽車對社會、駕駛員和行人均有益處。通過對自動駕駛汽車的車聯網、人工智能、高清地圖、關鍵傳感器以及智能交通設施的進一步研究，未來自動駕駛汽車的交通事故發生率幾乎可以下降至零。自動駕駛汽車的行駛模式可以更加節能高效，可以為國家節省數千億美元的交通事故成本、交通擁堵成本以及運輸過程中以人力提高生產力的成本。

[1]趙炯,王偉.基于傳感器融合技術的電動汽車自動駕駛系統的開發[J].制造業自動化,2013（9）43-46.

[2]李升波,徐少兵,王文軍，成波.汽車經濟性駕駛技術及應用概述[J].汽車安全與節能學報，2014（2）121-131.

Research on Auto Driving Technology

Yu Adong, Chen Ruiwei
( College of automotive and electrical engineering, Xinyang Vocational and Technical College, Henan Xinyang 464000 )

An automatic driving car is a kind of intelligent vehicle which can be realized by computer system, Its driving mode can be more energy efficient, can save thousands of billion yuan of traffic accident costs for the country, traffic congestion costs and the cost of manpower in the process of transportation.However, due to the reliability of the sensor, system vulnerabilities and other reasons, the use of automatic driving technology is not so safe.In view of the above content from improving the reliability of automatic driving, focusing on the auto driving technology of the network, artificial intelligence, high precision map, key sensors, transportation infrastructure and other aspects of research.

automatic driving vehicle; energy saving and high efficiency; sensor; artificial intelligence; network; high precision map

U471.23

A

1671-7988 (2017)02-124-02

余阿東（1982-），男，碩士研究生，講師，就職于信陽職業技術學院汽車與機電工程學院。主要從事汽車技術及汽車零部件加工機床的研究。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.02.042