【中國(guó)傳動(dòng)網(wǎng) 技術(shù)前沿】 無人駕駛汽車是通過車載傳感系統(tǒng)感知道路環(huán)境，自動(dòng)規(guī)劃行車路線并控制車輛到達(dá)預(yù)設(shè)地點(diǎn)。無人駕駛汽車是智能汽車的一種，也稱為輪式移動(dòng)機(jī)器人，主要依靠車內(nèi)的以計(jì)算機(jī)系統(tǒng)為主的智能駕駛儀來實(shí)現(xiàn)無人駕駛的目標(biāo)，集自動(dòng)控制、體系結(jié)構(gòu)、人工智能、視覺計(jì)算等眾多技術(shù)于一體，是計(jì)算機(jī)科學(xué)、模式識(shí)別和智能控制技術(shù)高度發(fā)展的產(chǎn)物。
無人駕駛汽車正在成為汽車領(lǐng)域的未來，其發(fā)展的關(guān)鍵不只在于汽車，無人駕駛技術(shù)的開發(fā)也至關(guān)重要。自動(dòng)駕駛技術(shù)集中運(yùn)用了計(jì)算機(jī)、現(xiàn)代傳感、信息融合、通訊、人工智能及自動(dòng)控制等技術(shù)，是典型的高新技術(shù)綜合體。自動(dòng)駕駛的關(guān)鍵技術(shù)依次可以分為環(huán)境感知，行為決策，路徑規(guī)劃和運(yùn)動(dòng)控制四大部分。
一、環(huán)境感知
無人駕駛的第一步就是環(huán)境信息和車內(nèi)信息的采集與處理，是智能車輛自主行駛的基礎(chǔ)和前提。無人駕駛汽車行駛環(huán)境檢測(cè)通常需要提取路面信息，檢測(cè)障礙物，并計(jì)算障礙物相對(duì)于車輛的位置。主動(dòng)傳感系統(tǒng)，如激光雷達(dá)或毫米波雷達(dá)在駕駛環(huán)境障礙物檢測(cè)中顯示了一些好的性能：激光雷達(dá)通過發(fā)射激光束并計(jì)算發(fā)送和接收的時(shí)間差來測(cè)距，提供了高精度的測(cè)量結(jié)果，但對(duì)惡劣天氣，如雨、霧、雪等天氣敏感。
二、行為決策
無人駕駛車輛行為決策模塊的最終目標(biāo)是像熟練的駕駛員一樣產(chǎn)生合理的駕駛行為。人類的駕駛決策行為是以“環(huán)境信息、本車狀態(tài)、交通狀況”為輸入，“駕駛行為”為輸出的一種映射關(guān)系，同時(shí)受到駕駛員個(gè)性特征及駕駛?cè)蝿?wù)類型的影響。由于無人駕駛車輛處于復(fù)雜多變的實(shí)際交通環(huán)境中，外部事件發(fā)生的時(shí)間無法估計(jì)，系統(tǒng)需要在未知的時(shí)間間隔內(nèi)，實(shí)時(shí)響應(yīng)異步發(fā)生的外部物理事件。在機(jī)器人系統(tǒng)中，通常將離散事件系統(tǒng)建模為有限狀態(tài)機(jī)。此類系統(tǒng)具有時(shí)變、非線性等特征，與可由微分方程描述的連續(xù)系統(tǒng)有較大區(qū)別。
三、路徑規(guī)劃
路徑規(guī)劃，是解決無人車從起點(diǎn)到終點(diǎn)，走怎樣路徑的問題。規(guī)劃的總體要求是不要撞到障礙物，保證自身的安全和可能相遇的車輛和行人的安全。在此基礎(chǔ)上，再去依次追求下列目標(biāo)：車體平穩(wěn)，乘坐舒適，尋求路徑最短等等。路徑規(guī)劃問題可以分成兩類，總體路徑規(guī)劃和局部路徑規(guī)劃。前者是指，給無人車設(shè)定目的地，從出發(fā)地到目的地，走哪條路最好。后者指，在行進(jìn)過程中，遇到障礙、行人、車輛、甚至小動(dòng)物等，怎樣獲得最理想的行進(jìn)路徑。
四、運(yùn)動(dòng)控制
無人駕駛汽車運(yùn)動(dòng)控制分為縱向控制和橫向控制?？v向控制是指通過對(duì)油門和制動(dòng)的協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)期望車速的精確跟隨。橫向控制實(shí)現(xiàn)無人駕駛汽車的路徑跟蹤。其目的是在保證車輛操縱穩(wěn)定性的前提下，不僅使車輛精確跟蹤期望道路，同時(shí)使車輛具有良好的動(dòng)力性和乘坐舒適性。在無人駕駛汽車的行駛過程中，車輛的橫向運(yùn)動(dòng)和縱向運(yùn)動(dòng)存在耦合關(guān)系。通常將縱向運(yùn)動(dòng)和橫向運(yùn)動(dòng)進(jìn)行講解，設(shè)計(jì)兩個(gè)獨(dú)立互補(bǔ)關(guān)系的控制器，對(duì)其分別進(jìn)行控制。
去年百度董事長(zhǎng)李彥宏乘坐自家無人駕駛車前往百度AI開發(fā)者大會(huì)，交警介入調(diào)查的事引起人們的熱議，這背后折射的是無人駕駛技術(shù)與“科技改變生活”之間的時(shí)代沖擊。新技術(shù)如何落地讓大眾接受、如何改變或者說適應(yīng)現(xiàn)有政策，無疑是所有無人駕駛參與者要正面面對(duì)并一定做作出回答的問題。
無人駕駛汽車前景被各界都“看好”，尤其是近幾年來世界各大傳統(tǒng)的汽車制造廠商利用他們積累的造車優(yōu)勢(shì)與互聯(lián)網(wǎng)科技公司互相合作，利用他們科技研發(fā)和技術(shù)，進(jìn)行了資源優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，風(fēng)投公司也大把的把錢投入進(jìn)來，想要分上一杯羹。
關(guān)于無人駕駛技術(shù)的推進(jìn)速度，可能超乎所有人想象。如今，車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)通信，娛樂、購(gòu)物、維修、導(dǎo)航等服務(wù)。隨著5G網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的到來，汽車聯(lián)網(wǎng)將更加高速化、智能化，在實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互后，無人駕駛從技術(shù)層面講就很容易實(shí)現(xiàn)了。但前面提到過，無人駕駛除去汽車本身的技術(shù)，還包括道路基建以及更為重要的政策和法規(guī)完善?！爸袊?guó)制造2025”戰(zhàn)略已將智能網(wǎng)聯(lián)汽車列入未來發(fā)展方向。接下來便是普及5G環(huán)境下的道路基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，并提供更多的生態(tài)關(guān)聯(lián)服務(wù)。歐洲也將為無人駕駛汽車創(chuàng)建5G測(cè)試走廊。相信在全球共同推進(jìn)下，科幻片中的場(chǎng)景早晚會(huì)成為我們現(xiàn)實(shí)中的出行方式。
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