無人駕駛汽車系統(tǒng)性社會基礎(chǔ)設(shè)施研究

張銘偉 劉永浩

摘要：科技與城市的融合被認(rèn)為是解決城市化進(jìn)程中氣候變化、交通堵塞和溫室氣體排放等問題的可行途徑?？萍荚诔鞘薪煌I(lǐng)域的應(yīng)用逐漸成為當(dāng)代城市發(fā)展的重要組成部分，也是解決城市交通帶來的問題的關(guān)鍵。本文主要分析了無人駕駛汽車的系統(tǒng)社會基礎(chǔ)設(shè)施。

關(guān)鍵詞：無人駕駛汽車;系統(tǒng)性社會基礎(chǔ)設(shè)施;管理創(chuàng)新

引言

無人駕駛技術(shù)的起源可以追溯到20世紀(jì)初，當(dāng)時(shí)主要側(cè)重于自動加速、剎車、道路控制和基本速度控制。由于數(shù)字信息技術(shù)的突破和第四次工業(yè)革命的到來，無人駕駛技術(shù)取得了突破。到目前為止，它是汽車工業(yè)與人工智能（KI）、高性能計(jì)算、大數(shù)據(jù)、5G、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等信息技術(shù)以及城市管理、交通和社會保障等深度集成的產(chǎn)物。因此，無人駕駛技術(shù)的跨國整合和發(fā)展對未來汽車工業(yè)具有重要的戰(zhàn)略意義。

1、無人駕駛汽車當(dāng)前面臨的技術(shù)難題

無人駕駛汽車涉及的八個(gè)主要工藝模塊是感知設(shè)備、認(rèn)知系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)平臺、定位測繪、決策系統(tǒng)、駕駛管理、控制系統(tǒng)和云平臺。這八大工藝模塊包括激光雷達(dá)、照相機(jī)、計(jì)算機(jī)芯片、人工智能、信息和通信、大數(shù)據(jù)、車輛控制、高精度測繪、衛(wèi)星導(dǎo)航等具體技術(shù)。棟因此，無人駕駛汽車是技術(shù)產(chǎn)品。目前，所有核心技術(shù)都在不斷發(fā)展和成熟，但還有很長的路要走。作者將按模塊介紹無人駕駛汽車的主要技術(shù)要點(diǎn)和問題。

1.1感知設(shè)備

無駕駛員的汽車必須用自己的眼睛和耳朵來判斷自己的環(huán)境，包括天氣情況、空氣條件、道路信息、環(huán)繞綠色的交通標(biāo)志、環(huán)繞汽車的交通標(biāo)志、非機(jī)動車輛、行人、動物等。棟不僅無人駕駛車輛必須準(zhǔn)確識別物體屬性，而且還必須對這些目標(biāo)和自己之間的速度、方向和距離做出判斷和估計(jì)，以便對自己的駕駛行為做出準(zhǔn)確合理的決定，從而獲得正確的駕駛指令，損害最小。無人駕駛汽車的眼睛和耳朵是各種各樣的傳感器。主要有近程雷達(dá)（負(fù)責(zé)前制動和后制動）、遠(yuǎn)程雷達(dá)（負(fù)責(zé)自動巡航控制）、視覺攝像機(jī)（負(fù)責(zé)盲區(qū)探測、側(cè)視圖、駕駛記錄器和倒車輔助）、3D-3D每個(gè)傳感器都有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，其操作參數(shù)也不同。在成本控制的前提下，盡量使用不影響車輛正常運(yùn)行、在功率和責(zé)任范圍內(nèi)互補(bǔ)的傳感配置。傳感器采集的數(shù)據(jù)利用傳感器融合技術(shù)進(jìn)行組合，以盡可能準(zhǔn)確地提供車體周圍的物理環(huán)境信息。

1.2決策系統(tǒng)

認(rèn)知系統(tǒng)確定了無駕駛員車輛所處的環(huán)境后，決策規(guī)劃系統(tǒng)開始進(jìn)行行為決策、路線規(guī)劃和交通規(guī)劃，并完成無人駕駛車輛的決策過程。決策系統(tǒng)的質(zhì)量是評估無人駕駛汽車公司或?qū)ｉT從事該系統(tǒng)的公司是否具有行業(yè)核心競爭力的標(biāo)準(zhǔn)。該系統(tǒng)首先深入整合來自傳感器的信息，然后根據(jù)實(shí)際駕駛需求做出任務(wù)決策，避免因具體限制而產(chǎn)生的潛在障礙，并在起點(diǎn)和終點(diǎn)之間規(guī)劃一系列替代安全路徑，并選擇最佳路徑作為車輛行駛路徑。決策需要在開始時(shí)進(jìn)行全球規(guī)劃，并在一定條件下規(guī)劃出最佳的無碰撞全球路徑。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行局部規(guī)劃，即道路根據(jù)車輛駕駛過程的局部信息進(jìn)行規(guī)劃，以避免與未知障礙物發(fā)生碰撞。

2、解決社會基礎(chǔ)設(shè)施問題的方法

無人駕駛汽車的社會基礎(chǔ)設(shè)施是一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)。社會硬件基礎(chǔ)設(shè)施（智能基礎(chǔ)設(shè)施、無線網(wǎng)絡(luò)、邊緣數(shù)據(jù)中心、汽車充電站/堆棧、高精度測繪和高精度定位）和軟件基礎(chǔ)設(shè)施（商業(yè)保險(xiǎn)、隱私保護(hù)、網(wǎng)絡(luò)安全、道德、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和道路規(guī)則）市場化、市場化和政府管理可以根據(jù)這些問題的復(fù)雜性來使用。

2.1市場主導(dǎo)

根據(jù)清潔市場和技術(shù)發(fā)展進(jìn)步規(guī)律，以市場為導(dǎo)向的模式在成本和收益平衡或者可以逐漸開始盈利的階段不斷有助于降低生產(chǎn)成本和擴(kuò)大市場份額，這樣它就可以在法律的監(jiān)管下成為一種逐漸可行的科技產(chǎn)品。市場。經(jīng)過一段時(shí)間的發(fā)展，它已成為社會普遍認(rèn)可的產(chǎn)品或服務(wù)，引起了政府監(jiān)管機(jī)構(gòu)的關(guān)注和重視，最后獲得了官方認(rèn)可。政府將制定適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充法律法規(guī)，將這項(xiàng)技術(shù)推向法律領(lǐng)域。硬件基礎(chǔ)設(shè)施的一些技術(shù)問題可以用這種方法解決。一致的智能基礎(chǔ)設(shè)施需要大量的傳感元件，這種類型的傳感器的主要復(fù)雜性是需要在不斷改善產(chǎn)品性能的基礎(chǔ)上逐步降低生產(chǎn)成本。也有三種類型的基礎(chǔ)設(shè)施適合純市場方法：無線網(wǎng)絡(luò)、邊緣數(shù)據(jù)中心、高精度測繪和高精度定位。特別是當(dāng)公司采用純市場方法，自主研發(fā)核心技術(shù)時(shí)，發(fā)展非核心技術(shù)合資企業(yè)和生產(chǎn)外包，可以被接受來優(yōu)化資源配置，提高研發(fā)和生產(chǎn)效率，加快市場設(shè)計(jì)。

2.2政府主導(dǎo)

無人駕駛汽車軟件基礎(chǔ)設(shè)施很難通過清潔市場或政府支持的市場實(shí)現(xiàn)發(fā)展目標(biāo)。此時(shí)，有必要在政府的領(lǐng)導(dǎo)下，提前研究制定相關(guān)法規(guī)，引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展方向，逐步改善檢漏工作，填補(bǔ)這一過程中的空白。但是，政府模式缺乏內(nèi)生能力，實(shí)施效率低，跟不上市場發(fā)展的速度和速度。商業(yè)保險(xiǎn)、隱私保護(hù)、網(wǎng)絡(luò)安全、道德、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和無人駕駛汽車交通法規(guī)都是當(dāng)今迫切需要政策法規(guī)指導(dǎo)的模塊。政府有關(guān)部門應(yīng)加強(qiáng)與行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)的合作，并定期舉行官方贊助的行業(yè)交流會議，使政府監(jiān)督部門能夠充分了解和跟上行業(yè)最新發(fā)展趨勢，同時(shí)為行業(yè)領(lǐng)先公司或研究機(jī)構(gòu)提供機(jī)會。

2.3實(shí)時(shí)任務(wù)的規(guī)劃

傳統(tǒng)的任務(wù)設(shè)計(jì)模板是基于后臺處理的。系統(tǒng)可以確保及時(shí)響應(yīng)服務(wù)中斷子程序，而每個(gè)任務(wù)都按順序循環(huán)。同樣的任務(wù)優(yōu)先級是這個(gè)設(shè)計(jì)模板的特征。但是，這種設(shè)計(jì)模板很難滿足實(shí)時(shí)性要求，系統(tǒng)穩(wěn)定性受到每個(gè)程序的限制。一旦程序錯(cuò)誤或緊急終止，整個(gè)系統(tǒng)將面臨停機(jī)或故障的風(fēng)險(xiǎn)。在實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，應(yīng)用程序可以一步步分為多個(gè)實(shí)時(shí)任務(wù)，這些任務(wù)由操作系統(tǒng)內(nèi)核實(shí)時(shí)調(diào)度?；诨举Y源管理的性能，實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)進(jìn)一步改善了任務(wù)的實(shí)時(shí)調(diào)度和處理性能，所以所有任務(wù)都可以在指定時(shí)間內(nèi)完成，以保證管理系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性能。

結(jié)束語

無人駕駛汽車的大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用近。目前，政府、汽車制造商、研究機(jī)構(gòu)、保險(xiǎn)公司和互聯(lián)網(wǎng)公司之間的密切合作對于促進(jìn)技術(shù)發(fā)展，同時(shí)解決社會基礎(chǔ)設(shè)施問題仍然是必要的。同時(shí)，大規(guī)模商業(yè)化后，還必須根據(jù)其日益完善的技術(shù)特點(diǎn)和不斷發(fā)展的商業(yè)模式，及時(shí)調(diào)整監(jiān)管政策，為新一代交通運(yùn)輸方式和人們的生活方式奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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