探析我國汽車自動駕駛技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

朱文龍

摘 要：自動駕駛技術(shù)集傳感技術(shù)、自動控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、和人工智能等于一體，該技術(shù)不僅能減少交通事故、緩解當(dāng)下交通擁堵問題，還能在安全駕駛、降能耗方面有非常大的潛力。本文通過介紹自動駕駛現(xiàn)有的技術(shù)和未來發(fā)展的趨勢展開分析和研究。

關(guān)鍵詞：自動駕駛技術(shù)；人工智能；操作系統(tǒng)

自動駕駛在早些年前開始便得到了人們空前的關(guān)注，也能夠在今日得以空前發(fā)展。它帶給社會的不只是技術(shù)，也不僅是資金，更是全球性人工智能的發(fā)展，更是人們價值觀的一種提升，更是道德淪理的一種上升。所以技術(shù)是工程師提供，技術(shù)背后的一切體驗都將賦予于人們，這從某種程度上講，這場技術(shù)性的革命是人類歷史發(fā)展歷程上一次跨紀(jì)元的成功。

一、自動駕駛技術(shù)簡述及發(fā)展現(xiàn)狀

自動駕駛系統(tǒng)系統(tǒng)采用先進(jìn)的通信、計算機、網(wǎng)絡(luò)和控制技術(shù)，對列車實現(xiàn)實時、連續(xù)控制。采用現(xiàn)代通信手段，直接面對列車，可實現(xiàn)車地間的雙向數(shù)據(jù)通信，傳輸速率快，信息量大，后續(xù)追蹤列車和控制中心可以及時獲知前行列車的確切位置，使得運行管理更加靈活，控制更為有效，更加適應(yīng)列車自動駕駛的需求。

2011國防科大和一汽研制的HQ3首次完成了從長沙到武漢的高速全程無人駕駛實驗，平均速度達(dá)到87km/h；2016 年 11 月，美國交通部公布「自動駕駛試驗場試點計劃」，并于 2017 年 1 月 19 日確立了 10 家自動駕駛試點試驗場；2017年9月20日，百度召開了智能駕駛平臺Apollo1.5版開放技術(shù)發(fā)布會，會上百度宣布了Apollo基金的“雙百計劃”，將在三年內(nèi)投入100億元資金，完成超過100個項目的投資；Robby 機器人在2017年 3 月始于波士頓，4 月份入選 YC 的暑期項目，6-8 月在 YC 孵化。Robby 機器人已經(jīng)在斯坦福大學(xué)校園里送貨超過 50 次；北京時間2018年1月30日晚，硅谷機器人技術(shù)公司Nuro宣布推出Level 4全自動無人配送車。以上實例都在說明自動駕駛越來越引起人們的關(guān)注，相關(guān)無人駕駛技術(shù)越來越成熟。

二、汽車自動駕駛運用相關(guān)的技術(shù)

（1）傳感器系統(tǒng)：汽車運用自身配戴的雷達(dá)、攝像機、夜視鏡、激光掃描儀、全景攝像頭等設(shè)備將周圍的環(huán)境轉(zhuǎn)化成抽象的模擬圖到中央處理器，轉(zhuǎn)為虛擬的圖像，再聯(lián)系汽車相連通的剎車，方向盤等設(shè)備成功決策。

（2）緊急制動系統(tǒng)：自動駕駛技術(shù)絕不能失去這個系統(tǒng)，所謂自動就一定得是讓乘人放心的，特斯拉是AEB系統(tǒng)的領(lǐng)先者，其車輛的99%都采用了此技術(shù)。自動緊急駕駛技術(shù)分為環(huán)境感知（目標(biāo)識別偵測，測距離，方位等等），中央數(shù)據(jù)處理器數(shù)據(jù)分析處理（分析，結(jié)果判斷），指令執(zhí)行控制三個版塊。

（3）路徑規(guī)劃系統(tǒng)：在定位與算法的結(jié)合下，自動駕駛采用了與普通車輛不同的路徑規(guī)劃技術(shù)，它選擇綜合層面最優(yōu)的路徑，這就需要高精度的地圖，而且需要時時提供最新的路況信息，它就像是人的大腦能根據(jù)相關(guān)信息做整體路線的調(diào)整，彌補了雷達(dá)、攝像頭小范圍的感應(yīng)的局限。當(dāng)前要實現(xiàn)汽車完全自動駕駛，其地圖的精度要達(dá)到10-20CM，實時路況的更新速度要實現(xiàn)秒級才能和人類接近，與之相應(yīng)配套的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)都會提出更高要求。

（4）人工智能系統(tǒng)：自動駕駛汽車要實現(xiàn)在復(fù)雜的環(huán)境或不斷變化的道路上行駛，需要很強的反應(yīng)能力和判斷能力，這些要求對人類本身都有很大的不確定，更何況是機器。所以解決這種不確定就需要人工智能技術(shù)去深度學(xué)習(xí)。通過人類的實例，模擬各種現(xiàn)場情況，讓人工智能自主學(xué)習(xí)并自行判斷后做出正確選擇。通過深度學(xué)習(xí)，自動駕駛汽車能理解和使用檢測到的動態(tài)對象圖，同時多任務(wù)的學(xué)習(xí)使系統(tǒng)能識別道路標(biāo)志線、汽車以及行人，訓(xùn)練結(jié)果優(yōu)于三個子系統(tǒng)獨立執(zhí)行。汽車人工智能不僅僅可以判斷一個物體，它同時還可以看到該物體相關(guān)的事物及運動模式。

三、汽車自動駕駛技術(shù)的發(fā)展趨勢

（一）車網(wǎng)協(xié)同技術(shù)

汽車自動駕駛技術(shù)要實行精準(zhǔn)的行車環(huán)境的感知、快速的反應(yīng)、智能的決策、路線的優(yōu)化等，都需要車與網(wǎng)絡(luò)之間進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)交換。基于人工智能的自動駕駛系統(tǒng)車網(wǎng)協(xié)同技術(shù)需要解決信息數(shù)據(jù)在車端與網(wǎng)絡(luò)之間形成統(tǒng)一的通信協(xié)議。因為自動駕駛技術(shù)中的傳感器系統(tǒng)、分析與預(yù)測路況系統(tǒng)、緊急制動系統(tǒng)、路徑規(guī)劃系統(tǒng)中采集和傳輸數(shù)據(jù)方式各有不同，所以要將不同協(xié)議進(jìn)行統(tǒng)一，然后按標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議傳輸給網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)庫，進(jìn)行實時在線極速分析和處理。這里牽涉到數(shù)據(jù)的極速傳輸，有望在未來的5G網(wǎng)絡(luò)時代得到解決。同時大量的數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)存儲，數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)處理都需要用到云計算來完成。這樣才能為自動駕駛技術(shù)提供安全、穩(wěn)定、可靠、高效的車網(wǎng)協(xié)同控制方案。

（二）多車協(xié)同技術(shù)

在車網(wǎng)協(xié)同的基礎(chǔ)上，通過車與車、車與路、車與標(biāo)之間構(gòu)成一個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)來提高交通系統(tǒng)的智能化。多車協(xié)同自動駕駛技術(shù)是當(dāng)下智能駕駛的研究熱點，也是未來無人駕駛研究的重點技術(shù)，該技術(shù)的研究可以有效降低交通控制管理的復(fù)雜度，同時也能讓交通路況更通暢從而減少環(huán)境的污染。

四、結(jié)語

我國自動駕駛技術(shù)將對會整個社會帶來很大的影響，是對運輸?shù)囊淮巫兏?。隨著傳感器系統(tǒng)、分析與預(yù)測路況系統(tǒng)、緊急制動系統(tǒng)、路徑規(guī)劃系統(tǒng)、人工智能系統(tǒng)的研發(fā)投入，未來的自動駕駛技術(shù)將惠及到我們每一個人。