《電子技術(shù)應(yīng)用》
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淺談自動駕駛汽車

2015-08-31

       “自動駕駛汽車”在近兩年頻頻出現(xiàn)于各大科技新聞頭條,自2012年谷歌獲得美國首個自動駕駛汽車許可證以來,國外各大知名汽車廠商如奔馳、沃爾 沃、大眾、通用、豐田、日產(chǎn)、特斯拉等也紛紛宣布自己的自動駕駛汽車驗證開發(fā)計劃。目前自動駕駛汽車對于普通大眾來說還是比較遙遠的,但這股未來智能科技 的浪潮已經(jīng)襲來,讓我們看看自動駕駛汽車的廬山真面目。

  概念篇

  自動駕駛汽車顧名思義就是不需要人來進行操縱駕駛,所有或部分的駕駛操控由車輛計算機完成。目前自動駕駛技術(shù)的涵蓋范圍較廣,但根據(jù)自動化程度的不 同,業(yè)界將自動駕駛汽車的發(fā)展主要分為輔助駕駛、部分自動化、高度自動化和完全自動化四個階段,其中只有完全自動化才是真正意義上的無人駕駛。

  輔助駕駛是車輛為駕駛員提供有益于駕駛的相關(guān)信息,例如車道偏離預(yù)警,碰撞預(yù)警,盲區(qū)監(jiān)測,倒車雷達/影像,360環(huán)視影像等系統(tǒng)。

  部分自動化是車輛在緊急情況下為保障車輛及人員安全,車載電腦將代替駕駛員對車輛操控進行直接干預(yù),例如自動剎車系統(tǒng)等。

  高度自動化是在一定的場景下車輛完全無需人來操控,駕駛者只需要對駕駛活動進行監(jiān)測,例如自動泊車系統(tǒng),自適應(yīng)巡航駕駛系統(tǒng)等

  完全自動化是指汽車駕駛完全由計算機接管,人可完全信任汽車,并從事其他活動,不需要任何駕駛監(jiān)視活動,例如2014年谷歌推出的沒有方向盤和剎車的無人駕駛汽車。

  目前除了完全自動化駕駛之外,其他階段的自動駕駛技術(shù)均有相應(yīng)的商業(yè)化應(yīng)用,隨著社會基礎(chǔ)設(shè)施的成熟,法律法規(guī)的完善以及技術(shù)的發(fā)展和迭代,相信無人駕駛汽車的商業(yè)化在未來十五年內(nèi)也將不再是夢。

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  原理篇

  自動駕駛汽車融合了各種輔助駕駛技術(shù),它主要利用人工智能、計算機視覺、雷達、監(jiān)控裝置以及導(dǎo)航定位系統(tǒng)的協(xié)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,因此,自動駕駛汽車更像一個電腦駕駛汽車或輪式移動機器人。

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  自動駕駛控制模塊是自動駕駛汽車的大腦,它接收各種傳感輸入信息(交通標志、汽車、行人、路況、車況等),并輸出相應(yīng)的決策控制信息(轉(zhuǎn)向、加速、制 動、換擋等)。同時它具備一個知識庫,存儲各種路況行駛資料,并具備人工智能的分析能力,能夠自主規(guī)劃路線并對對各種緊急狀況作出預(yù)判,例如當(dāng)自動駕駛汽 車通過十字路口時,它不但應(yīng)該提醒行人或車輛自己將要通過該路口,還應(yīng)該具備預(yù)判行人或車輛是否會闖紅燈或橫穿馬路能力,并進緊急避讓。

  單目或多目攝像頭利用計算機視覺讓自動駕駛汽車能夠?qū)崟r識別交通信號燈、交通標志、車道線、近距離低速障礙物等,同時加上與道路基礎(chǔ)設(shè)施以及云端數(shù)據(jù)庫的通信,讓汽車按照交通規(guī)則行駛,并進行相應(yīng)的路線規(guī)劃。

  車載微波雷達能夠探測車輛周圍的環(huán)境以及較遠的路障,激光雷達能夠精確繪制周邊200米內(nèi)的3D地形圖,為汽車提供控制決策參考。

  定位導(dǎo)航系統(tǒng)加上高精度地圖能夠為車輛提供精確的路徑規(guī)劃及導(dǎo)航服務(wù)。

  車輛上的車輛狀態(tài)傳感器(如車速、加速度、轉(zhuǎn)角等傳感設(shè)備)以及控制執(zhí)行器(轉(zhuǎn)向、加速、制動等執(zhí)行器)將確保汽車能夠安全有效地被操控。

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  總結(jié)篇

  目前自動駕駛汽車(無人駕駛)還處于研發(fā)的原型驗證階段,目前的研究方向主要有三個方面:高速公路環(huán)境、城市環(huán)境和特殊環(huán)境下的無人駕駛系統(tǒng)。

  高速公路環(huán)境是具備良好標志的結(jié)構(gòu)化環(huán)境,應(yīng)用相對簡單,主要包括道路標志線識別、車輛跟隨等功能。

  相比而言,城市環(huán)境車速較慢,應(yīng)用前景廣闊,但環(huán)境相對復(fù)雜,對感知和控制算法提出了更高的要求。城市環(huán)境中的無人自動駕駛是目前自動駕駛研究的重要方面。

  特殊環(huán)境下主要指在軍事和其他一些特殊條件下的應(yīng)用。

  2014年7月百度宣布已經(jīng)啟動“百度無人駕駛汽車”研發(fā)計劃,加上之前谷歌公司以及國際知名車企的推動,自動駕駛技術(shù)已經(jīng)成為一個大勢所趨的發(fā)展方 向。目前國內(nèi)自主品牌車企也早已加大對自動駕駛汽車的布局,一汽、東風(fēng)、上汽、廣汽、奇瑞、比亞迪等國內(nèi)車企均在自動駕駛汽車上發(fā)力,雖然目前處于原型驗 證工作階段,離量產(chǎn)和應(yīng)用還有一段距離,但自動駕駛汽車技術(shù)正逐漸成熟,并成為大勢所趨,按照目前的發(fā)展速度及各車企的規(guī)劃,相信到2020年左右自動駕 駛汽車將逐步得到商業(yè)化應(yīng)用,讓我們拭目以待。

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