人工智能在汽車駕駛領域的應用

李春波

（江蘇省人民政府駐北京辦事處，北京市 100011）

0 引言

隨著社會的進步和時代的發展，人們的生活水平不斷提高，汽車開始越來越多地走進了尋常百姓家，這在方便大家出行的同時，也給人們的安全駕駛帶來了巨大挑戰。把人工智能技術應用到汽車駕駛領域，對于提高汽車安全駕駛程度，保障駕駛員和乘客生命財產安全具有非常重要的現實意義。

1 相關概念

1.1 人工智能技術

人工智能技術是一門開發、研究用于延伸、模擬、拓展人的智能的方法、理論和應用的技術科學，主要內容是研究智能的實質，然后形成一種近似于人類智能的程序。人工智能通過計算機技術來模擬人的行為和思想，把計算機和人類智慧相互融合，合二為一。目前，人工智能能像人的大腦一樣進行問題思考，但兩者不能畫等號，有可能未來人工智能會高于人的智能。

1.2 汽車智能駕駛技術

汽車智能駕駛技術主要是指在不需要人為操作的情況下駕駛汽車，利用設置在汽車中的智能系統實時分析汽車在行駛中周圍環境的變化狀況，智能規劃行駛路線，確保汽車能順利到達目的地。

2 人工智能駕駛技術的重要性

2.1 提升人們的駕駛感受

駕駛汽車時間過長時，駕駛員會產生疲勞感，導致無法集中注意力，因此，在遇到特殊復雜路況時，駕駛員僅憑反應能力和駕駛經驗很難解決突發狀況，很難在駕車過程中第一時間發現問題并快速做出反應，無法確保自身和乘客的生命財產安全，往往會導致發生無法挽回的結果。而在汽車駕駛領域中應用人工智能，能全面的感知周圍的情況，對車體進行360度“無死角”監測，以保證駕駛員能掌控每個方向每個角落，有利于快速做出正確的判斷，從而降低道路風險，確保行車安全。另外，很多大貨車駕駛員會因長時間駕車而患上腰椎間盤突出等疾病。將人工智能技術應用于汽車駕駛中，可借助自動駕駛解決駕駛員疲勞駕駛問題，同時還可提高駕駛舒適感，有利于駕駛員的身體健康。駕駛員在汽車駕駛過程中要高度集中注意力，密切注意手、眼、腦、腳之間的配合，而將人工智能技術應用于汽車駕駛領域后，駕駛員可借助自動駕駛間隙進行休息。

2.2 降低發生交通事故概率

汽車在方便人們出行的同時也造成了一些負面影響。部分駕駛員缺乏熟練的駕駛技術，容易造成交通擁堵，在雨雪等惡劣天氣影響下還可能會影響民眾出行安全。所以，一些汽車制造企業創新升級了原有汽車駕駛技術，借助人工智能技術輔助汽車駕駛，或干脆代替駕駛員來駕駛汽車，以此來改變一些駕駛員的不良駕駛習慣，有效避免交通隱患。

3 人工智能在汽車自動駕駛中的應用要點

3.1 感知和圖形識別技術

汽車無人駕駛功能主要借助傳感器來感知車外環境，隨著科技的不斷發展，傳感器體積越來越小，性能越來越強。目前，在無人駕駛技術中，汽車傳感器主要有四種類型，即：視覺傳感器、雷達、車身傳感器、位姿和定位傳感器。視覺傳感器可借助紅外線、雙目、單目攝像頭，精準識別車道線、交通信號燈、過往車輛、行人等，能確保汽車行駛安全；雷達能在第一時間探測汽車周圍的障礙物，并能將探測信息及時反饋給無人控制系統；車身傳感器主要在汽車自身系統中應用，能檢測輪速、車速和擋位等，在無人駕駛技術中具有非常重要的作用；位姿和定位傳感器主要是在汽車行駛過程中有效識別車速、行駛角度以及經緯坐標等，并在此基礎上有針對性地調整行駛方向，確保汽車在預定線路上安全行駛。

為真正確保汽車的自動駕駛，自動駕駛汽車需具備新的雷達、攝像頭、LIDAR（激光雷達模塊）、ECU（傳感器和處理器融合引擎控制單元）、新的測試、算法以及驗證等。據有關統計數據顯示，自2016年至2023年，預計自動駕駛會促進汽車電子系統價值年復合增長率達60%。在未來10至15年中，該增長會讓汽車自動駕駛水平大幅提升。

表1 提高汽車自動化水平的同時，也會增加傳感器數量

3.2 信息共享技術

信息共享技術主要是指汽車在行駛過程中，人工智能能實時獲取多樣化外界信息，如周圍路況、汽車位置、天氣情況等，借助無線網絡把這些信息傳遞至共享平臺，其他人工智能汽車借助共享信息能及時調整駕駛細節，從而確保行車安全。利用信息共享和交流能有效優化汽車駕駛環境，借助獲得的車流量信息適當調整車輛行駛時間和行駛路線，有效避免車輛擁堵，提高公眾出行效率。借助3D路況感應技術，智能駕駛汽車可準確辨別路況信息，然后根據附近環境特點有針對性地調整行駛狀態，最大限度地降低路況對車輛行駛造成的不利影響。因此，借助人工智能提取信息，詳細分析和處理汽車智能行駛過程中的信息，可大大提高信息處理的效率。

3.3 深度學習系統

傳統駕駛與人工智能駕駛有較大區別，傳統駕駛一般依賴駕駛員通過腦力操控汽車，而人工智能駕駛需要借助計算機運行程序進行控制，對計算機軟硬件的要求較高。汽車在行駛過程中不可避免會發生震動現象，但目前普遍使用的計算機需要的運行環境為靜止態勢，長期在連續運動的情況下，計算機很難長時間正常運轉，因此需要不斷提高計算機硬件適應能力，以更好地適應不同駕駛條件下的各種需要。汽車在行駛過程中可能會經過郊區、市區、山路等各種不同的路段，經過不同的駕駛環境，經歷不同的路況，這不但要求計算機軟件對外界的感知能力良好，還應具備較好學習功能，增強適應能力，不斷滿足汽車在多樣化駕駛環境中的不同需求。人工智能駕駛能否成功主要是看深度學習能力是否過關，深度學習能力的發展淵源是人工神經網絡，其能使汽車本身控制系統的辨別能力和識別能力得到大幅提升，以確保在駕駛過程中汽車識別信息的質量。

4 人工智能在汽車自動駕駛中的具體應用

4.1 在個性化需求、安全性方面的應用

每個人都有不同的駕駛習慣，因此對于汽車內部環境，每個人也會有不同的要求。一些身高較高的人在開車時習慣后調座椅，而對于一部分身高不高的人而言，座椅太過后時，無法掌握方向盤。人們在汽車自動駕駛中不必精神緊張，可放松心情，人工智能能自動進行調整。可通過人工智能技術實現個性化設計，如幫助人們調整座椅，調整燈光等，提高在汽車自動駕駛過程中人們的乘坐舒適度。當遇到較為危險的情況或突發狀況時，人工智能能立即做出決定，當機立斷采取措施，有效保護人們的人身財產安全。借助人工智能輔助作用，可減少人們的操作，與此同時，通過人工智能操作，可確保人們集中精力，從而提高行車安全性。

4.2 在信息互通和搜集方面的應用

人工智能承擔為汽車自動駕駛系統收集信息的任務，在汽車行駛中會密切關注周圍的環境信息。例如，汽車在擁擠路段行駛時，要保持與周圍車輛有一定的車距，并注意路人和各種指示路牌、路燈等。人的精力有限，很難長時間記憶和收集這些信息。而人工智能具有發達的感知系統，可有效解決上述問題，可把汽車各方向的全部信息都收錄到汽車自動駕駛系統中，借助圖像掃描技術把各種信息在汽車中呈現出來，以便于駕駛者了解周圍的環境信息，同時便于汽車自動駕駛系統實施準確判斷。汽車自動駕駛系統收錄了各種環境和路況的應對措施，人工智能在搜集周圍環境信息時，會對照數據庫中的相關信息，當發現有相似數據信息時，會把信息反饋給汽車自動駕駛系統，如此一來汽車自動駕駛系統可做成正確指令，使汽車正常持續行駛。人工智能能實現較為廣闊范圍內的全覆蓋，并具備信息互通功能，汽車在行駛時，可借助人工智能了解其它車輛的信息。特別是在無人駕駛時，車輛間可共享當前行車環境狀況和路況信息，通過共享確定其它車輛的位置，以確保各車輛間保持安全距離。

4.3 在提供準確的定位和精確的路線方面的應用

人工智能信息功能廣泛，其中包括準確定位。人工智能中有眾多準確的道路信息，人工智能可在汽車行駛中把道路信息反饋給駕駛者，同時人工智能可在眾多道路信息中選擇一條安全快捷的道路。人工智能具有實時更新功能，能在行駛時判斷各個地方的路況，掌握各個道路實際狀況。人工智能可為外出人員提供精準路線，確保人們行駛方向正確。同時，若行駛路線中出現修路等狀況，人工智能可自動排除修路路線，從而大大節約人們的行駛時間。若在行駛中遇到突發狀況，人工智能可預先發出警告提示，同時給出一些建議。人工智能還會在汽車行駛中不斷自我調整，當遇到未被錄入汽車自動駕駛系統的新情況時，人工智能會把相關信息自動存入數據庫，以為下一次決策提供便利。

5 未來發展前景

5.1 腦控技術

腦控技術屬于一種超前意識且顛覆傳統手腳的前沿技術。我國在10年前曾利用HQ3轎車開展腦控技術方面的測試，測試路段是自長沙至武漢路段。腦控技術借助電腦設備對注意力集中時駕駛員產生的腦電信號信息進行捕捉收集，然后通過腦電信號分析駕駛員的駕駛意圖，再給汽車發送操控指令。通過對交通線信息、岔道信息、車體姿態變化信息等處理效果開展測試，給我國人工智能汽車技術發展提供數據參考。

5.2 人工智能化駕駛技術

互聯網技術的快速發展和不斷成熟有效推動了汽車駕駛技術的發展，借助互聯網技術，不斷收集和分析汽車駕駛中的相關數據，并將指令發生給汽車，極大地助推了汽車智能化發展進程，將來汽車駕駛技術還具有非常大的智能化發展空間。

首先，智能語音。智能語音是指一種借助智能語言控制和識別，利用語言交流實現信息交互、信息反饋目的的一種模式，智能語音技術要求大數據和網絡性能很高，現階段智能語音技術在智能化汽車領域中的應用，主要體現在路程導航、接打電話和中控音量調節等方面。

其次，人臉識別。汽車電腦系統會自動識別駕駛員人臉特征，借助生物統計學原理分析人臉特征，在建立數學模型的基礎上達到人機交互的目的，可有效提高汽車防盜的效果。

最后，手勢。駕駛員利用手勢控制汽車設備，其核心是利用數學算法識別駕駛員手勢，然后汽車電腦根據識別信息判斷駕駛員的行為意圖，再把手勢命令發至控制中心，以此實現人機交互的目的。

6 在汽車駕駛領域應用人工智能技術需注意以下問題

首先，人工智能技術標準化。近年來，隨著科學技術的快速發展，在各行各業中都普遍應用到人工智能技術，在給人們生活工作帶來極大便利的同時，也應對人工智能技術進行標準化規定。尤其是在汽車駕駛領域中應用人工智能技術，一定要達到人工智能技術測試標準、技術標準和評價標準有關要求規定。其次，強化法律和道德建設。在汽車駕駛領域應用人工智能技術會促進汽車行業快速變革，因此，應構建一套完善的關于人工智能汽車駕駛的交通法規，同時還應廣泛調查人們對智能駕駛接受程度，引導人們對智能汽車駕駛有更深入的了解，因此，交通管理部門和政府機構應構建公眾信任制度，切實提高工作道德水平，讓人們盡情享受現代科技帶來的便利，從而不斷提高生活質量。

7 結語

總而言之，人工智能技術在汽車駕駛領域中的廣泛應用主要是為了有效、全面控制汽車系統，提高廣大民眾的出行效率，防止和避免一些不安全因素，達到汽車駕駛舒適、安全的目的。在汽車駕駛領域應用人工智能技術是一種發展必然趨勢，會越來越受到廣大企業和人們的歡迎。