人工智能技術在無人駕駛汽車領域的應用

張昌博 許斌

摘 要：隨著我國經濟的高速發展和城市人口的迅速增加，交通出行是保證經濟社會運轉的重要因素。人工智能技術的發展與應用，無人駕駛技術在交通運輸業中的地位和潛在價值逐漸凸現。雖然人工智能技術在過去幾十年取得了長足發展，但同無人駕駛技術一樣存在著制約其進一步發展的因素。通過調研歷史數據和文獻資料，本文整理和總結了人工智能和無人駕駛技術的發展與未來，為其進一步融合發展提出建議。

關鍵詞：人工智能;無人駕駛;汽車

人工智能技術的快速發展，無人駕駛的汽車技術不再是天方夜譚， 而是受到了國家級的關注。人工智能和無人駕駛相結合成為主要的發展方向。車給人們的生活帶來了很多便利，在長途駕駛過程中，駕駛員容易疲勞，舒適感較差，注意力大幅度降低。為了更好地解決這一問題，人工智能在新算法、新技術的推動下，結合自主學習與自主適應的特點，使人工智能與無人駕駛逐步介入到駕駛過程中。現階段ESP防抱死技術、APA自動泊車功能、智能報警、語音控制等功能已經廣泛應用，人工智能技術使得駕駛更加安全、可靠，并且駕駛樂趣性、娛樂性逐步提高。下一步，無人駕駛技術與人工智能技術將進一步的結合，得到更加廣泛的應用發展。

1 人工智能的概念和無人駕駛的發展歷史

1.1 提升了安全性和舒適性

傳統駕駛中，駕駛員需要長時間專注于駕駛操作、車輛狀況和路面狀況，使駕駛員的身體疲勞和精神分散。同時在車輛行駛的過程中遇到突發狀況，駕駛員無法在很短時間內做出正確判斷，這都會增加發生交通事故的幾率。將人工智能與無人駕駛結合，駕駛員只要在車里設置好目的地， 車輛就會自己行駛到指定位置，無需駕駛員對車輛進行長時間的操作。在車輛的行駛過程中偶遇突發狀況，人工智能可以在極短的時間內做出正確的判斷，讓交通事故免于發生。因此人工智能與無人駕駛相結合，可以提升駕駛過程中的安全性和舒適性，解決傳統駕駛中的問題[1]。

1.2 減少了能源的消耗

傳統汽車是通過駕駛員的操作來行駛的，其中由于駕駛員操作不準確，或對路線規劃不合理，導致了大量化石能源的浪費。將人工智能與無人駕駛相結合，人工智能可以計算出最佳啟動功率，以最快速度達到最低能耗，同時在某些特殊工況下動力響應積極，這樣既保證了整車低能耗又不失安全性。人工智能可以通過對交通情況的運算，得出到達目的地的最優路線。通過對啟動功率和路線的計算，可以大大提升能源在行駛之中的利用率，減少了不必要的浪費，并且保護了地球環境。

2 人工智能技術在無人駕駛汽車領域的應用

人工智能技術在無人駕駛汽車領域應用的特別廣泛，比如在雷達傳感器與定位傳感器方面，都有不容小覷的用途。

2.1 雷達傳感器

通過探測周圍路況，避免無人駕駛汽車行駛中遇到障礙物，提高安全駕駛水平。激光雷達、毫米波雷達、超聲波雷達等常被應用在無人駕駛汽車中。這幾種雷達擁有各自的優勢和劣勢。激光雷達優勢在于探測精度高，能夠準確感知周圍事物，探測范圍廣，有利于保障無人駕駛汽車安全行駛。劣勢在于探測成本較高。毫米波雷達的優勢在于探測費用低，距離遠，不過相比激光雷達，其探測精度不高。超聲波雷達的優勢在于探測費用最低（這三種雷達對比），劣勢在于探測精度低。

2.2 定位及位置傳感器

其通過進行定位、位姿感知，避免無人駕駛汽車偏離正確方向。當前，我國主要應用RTK-GPS技術，獲得經緯坐標、速度及行駛角度等信息。不過，RTK-GPS技術在實際應用中會出現一定的問題。比如，周圍建筑物會影響所獲得信息的準確性;隨著距離的增加，RTK-GPS技術應用的準確度會降低。為促進無人駕駛事業發展，我國在一些省市建立了固定差分基站系統。這樣可以大大保證獲得的經緯坐標、速度及行駛角度等信息的精準性[2]。

3 無人駕駛智能汽車的問題

從輔助駕駛到無人駕駛是不斷提高對非結構化環境的適應過程，其中隱藏危險和錯誤背后的隱患：一是受黑客入侵內部網或不當干擾車輛傳感器;二是對環境狀況理解不充分，導致安全事故。在諸如汽車網絡等開放共享數據的趨勢下，第一類安全隱患系數也有所提高。第二類錯誤可以具體細分為（1）汽車的主動制動系統或主動轉向系統突然啟動等安全隱患。（2）系統技術水平未能達到導致系統錯誤的“分類”和“理解”， 存在安全隱患，最后的行動可能會超出汽車制造商的預料。這些隨時都會引起交通事故。事實上，在從駕駛席轉移到輔助駕駛、部分無人駕駛、完全無人駕駛的過程中，交通事故的責任呈現出由人類轉向汽車制造商的傾向。那么，考慮到巨大的法律責任，無人汽車制造商可能會考慮從安全隱患中限制汽車能力[3]。

4 人工智能技術在無人駕駛中的應用

無人駕駛汽車首先解決的是對周圍環境的實時反饋功能。包含微聲波傳感器、激光傳感器以及各類攝像頭、GPS等各種傳感器，收集豐富的周邊環境，并根據道路交通的實時狀況、車輛的位置、路上出現的障礙物， 進行實時判斷，路徑規劃實時更新如圖1。目前各類傳感器都已經在汽車上發揮了重要的作用，激光傳感器主要應用于周邊環境影像的實時識別， 構建對應的模型;攝像頭是進行視頻圖像的獲取，便于進行分析與判斷; 聲吶雷達用于聲音和光學信息的收集與識別。這一切都離不開人工智能的介入，從識別到按照識別進行動作，以及更新不同地區不同情況下的各種交通指示的具體操作，都需要人工智能的參與。

5 結束語

人工智能技術為人們的生產、生活提供了諸多便利。無人駕駛是社會發展的重要方向，因此我國積極發展無人駕駛技術。而人工智能技術是無人駕駛技術的重要組成部分。隨著人工智能技術的發展和成熟，無人駕駛進入新的發展階段。由于無人駕駛的發展離不開人工智能技術，因此有必要大力研究人工智能技術，并加快人工智能技術與駕駛技術的有效融合， 提高無人駕駛的智能化水平。

參考文獻：

[1] 孫效華，張義文，侯璐，等.人工智能產品與服務體系研究綜述[J].包裝工程， 2020，（10）：49-61.

[2] 高云霞，劉鵬厚，張波.無人駕駛汽車領域中人工智能的應用[J].南方農機， 2020，（6）：169.

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