無人駕駛汽車設計及發展探究

郭賀洋　李瓊

摘 要： 在信息技術、智能技術不斷與制造行業融合發展的當今社會，汽車駕駛朝著操作更為自動化、智能化的無人駕駛方向發展。無人駕駛汽車成為了大眾關注的重點和焦點，對無人駕駛汽車的發展進行深入探究具有十分重要科學意義和應用價值。因此，本文主要分析了無人駕駛汽車設計理念及發展現狀，并就其未來發展趨勢與目標提出思考與展望。

關鍵詞： 無人駕駛；設計理念；問題；改革措施；發展展望

前言

隨著汽車智能化技術正逐步得到廣泛應用，無人駕駛技術成為了汽車廠商相繼開展投入和研究的熱門領域，這一趨勢使無人汽車駕駛汽車開始走入大眾的生活。但由于無人駕駛汽車技術支撐、交通制度配套以及量產成本控制等方面的問題，無人駕駛汽車的發展面臨諸多挑戰，發展之路可謂仍是任重道遠。

一、無人駕駛汽車設計理念及目標

無人駕駛汽車的出現，為提高公路安全性提供了更多的可能性，在增加環境效益、提高靈活性、降低交通事故、緩解交通擁堵等方面具有重要價值與意義。無人駕駛汽車集體系結構、環境感知、定位導航、路徑規劃、運動控制、一體化設計于一身，為無人駕駛汽車實現避障、自定位和路徑規劃等高級智能行為、無碰撞、能安全到達目標點的有效路徑規劃與跟蹤，同時充分考慮無人駕駛汽車對局部環境的感知和決策，以及車輛動力學特性等性能之間的相互聯系和影響，在構建的無人駕駛汽車上設計整體最優為目標，在控制、結構、性能、布局、強度、可靠性、維修性和壽命周期費用等多方面進行綜合分析和協調權衡。無人駕駛汽車應用包含自動剎車、巡航控制、車道維持、車對車通信、雷達、視訊攝影機、循跡或穩定控制、GPS、位置估計器等關鍵技術[1-3]。結合多家開發商的設計理念與目標可知，目前，在無人機駕駛汽車的開發設計中，無人駕駛汽車基本按照分階段引入自動技術，在傳統汽車的基礎上逐步做出改變，進而實現無人駕駛。在無人駕駛的初始階段，無人駕駛汽車的設計主要圍繞著測試與拓展兩個環節展開，促使人駕駛汽車已經滲入了工業和特定場所，如農場、礦場等，同時在客運汽車的無人駕駛開始逐步進入原型和測試階段，在這個階段，各大汽車公司爭相開始了無人駕駛汽車探索，其中，奔馳、尼桑和奧迪計劃在這一階段推出帶自動化特征的車，沃爾沃則設想推出百人大規模真實測試。經過了無人駕駛初始階段的技術測試與應用發展，無人駕駛技術會逐漸進入市場主流，車輛的研發、測試、檢驗、許可執照、保險等基本模式進入更新、全面監管階段，為無人駕駛汽車的推廣、普及應用提供基本條件。最終，無人駕駛汽車設計理念及發展目標是促使無人駕駛汽車變為了現代社會的主要交通工具，最大程度實現資源優化配置和交通安全保障。

二、無人駕駛汽車發展存在的問題及發展措施

無人駕駛汽車的發展，并非能一蹴而就，雖然在云計算、大數據、人工智能等技術的支持下，無人駕駛汽車取得了突破性的進展，但如何實現在實際交通中對所有交通對象的可行、可管和可控是無人駕駛汽車在每一個開發設計階段需要重點考慮和解決的問題，無人駕駛汽車中的安全、技術、政策等問題都亟待解決。在無人駕駛汽車的安全問題上，由于無人駕駛汽車安全性的測試并沒有實現足夠時間和空間距離上的有效論證，關于無人駕駛是否比人類駕駛的安全性更高仍存在很大爭議，同時據谷歌公司無人駕駛汽車開發設計中公布的測試數據表明，該公司的無人駕駛汽車項目推出以來已經發生過10多起事故，由此可見，無人駕駛汽車安全問題的解決目前仍任重而道遠。在無人駕駛汽車的技術開發來說，在雷達系統、AI大腦和芯片等核心組成的設計與開發上，這些系統設備的研究和構建的難點不但在于技術攻克上，雷達系統目前最大的問題就是成本太高，如何在持續提高無人駕駛其次開發設計水準的基礎上，保障其能夠在成本控制上實現量產是亟待解決的重要問題。同時在實際設計中也面臨許多挑戰。除了運動目標檢測之外，還包括車身定位，可行駛區域的檢測等等。在無人駕駛汽車的政策準入問題上，由于汽車設計與開發還離大規模的交通實踐還較為遙遠，車輛的研發、測試、檢驗、許可執照、保險等等相配套的標準、政策都處于空白，制定并完善相對應的無人駕駛汽車政策與制度可謂是刻不容緩。

基于無人駕駛汽車發展中面臨的問題與挑戰，每個階段都需要有針對性的改革發展措施，進而確保無人駕駛汽車的開發設計的有效性[2，3]。其一，在無人駕駛汽車技術的探究上，車對車通信、雷達、視訊攝影機、循跡或穩定控制、路線的智能規劃與跟蹤等各項核心技術與應用工作都是發展中需要切實解決的，同時與大數據、互聯網、云計算等相結合，確保無人駕駛汽車在開發中能夠做到技術先進智能化，進而為無人駕駛汽車的發展提供技術保障；其次，在安全問題和政策問題上，我們需要不斷加大對無人駕駛汽車測試數據的積累，確保在投入使用前的測試工作及數據能覆蓋所有的駕駛可能性，從而使得無人駕駛汽車的安全測試更加的完備而具有說服力，其二，除了技術的探究，在無人駕駛汽車交通準則、制度、責任落實等政策法規的制定上也需要同步進行，從而確保無人駕駛汽車在商業應用中的早日走向成熟。

三、無人駕駛汽車發展趨勢與展望

無人駕駛汽車設計開發工作的改革優化是一個漫長的過程，做好前沿技術探究與應用是我們需要不斷深入探究的問題，因此，本文就無人駕駛汽車發展做以下幾點思考與展望[3-5]。

（1）把握無人駕駛汽車發展趨勢，持續攻克無人駕駛汽車發展與應用的難點，有序推進無人駕駛汽車進步與創新。網絡安全、技術難點、配套政策落地、無人駕駛責任歸責、產業結構調整以及量產無人駕駛汽車等問題都是無人駕駛汽車發展中的難點，也是我們需要努力攻克的重點領域，我們需要把握無人駕駛技術的發展趨勢與特點，持續穩健的將這些問題一一解決，為無人駕駛汽車的應用鋪平道路。

（2）集合自動控制、人工智能、多源數據、傳感技術，實現無人駕駛汽車設計、開發的技術與數據有效融合，促進駕駛的智能化程度提升，實現雷達系統的低成本構建，進而讓無人駕駛這領域得到更大發展。

（3）大幅增加創投規模，大力支持無人駕駛基礎研究與商業投產應用相結合的開發設計模式，進而保障無人駕駛汽車發展及應用規模與效益。無人駕駛汽車進入主流意識，進軍商業市場是發展趨勢，在這個過程中，基礎研究與商業運作都不可或缺，只有將兩者很好的融合在一起，才能夠確保無人駕駛汽車的良性發展。

結語

無人駕駛汽車，是汽車行業發展的革命，具有顛覆性的意義和價值。雖然無人駕駛汽車目前走向商業應用仍未達到成熟的條件，但是我們需要清楚的認識到無人駕駛汽車所代表的先進技術與發展趨勢，深入探究并努力攻克無人駕駛技術中的難題，為無人駕駛早日走向商業發展打下堅實基礎。

參考文獻

[1] 陳慧巖， 熊光明， 龔建偉. 無人駕駛汽車概論[J]. 2014.

[2] 潘福全， 亓榮杰， 張璇， 等. 無人駕駛汽車研究綜述與發展展望[J]. 科技創新與應用， 2017 （2）： 27-28.

[3] 王欽普， 趙佳， 趙浩. 無人駕駛汽車發展面臨的挑戰與建議[J]. 客車技術與研究， 2016， 38（6）： 2-6.

[4] 周路菡. 人工智能下一站： 無人駕駛汽車[J]. 新經濟導刊， 2017 （Z1）： 89-93.

[5] 楊帆. 無人駕駛汽車的發展現狀和展望[J]. 上海汽車， 2014 （3）： 35-40.