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假期专业科普荟萃——汽车无人驾驶技术

作者:佚名 来源: 时间:2016/8/26

无人驾驶汽车是通过车载传感系统感知道路环境、自动规划行车路线并控制车辆到达预定目标的智能汽车。它是利用车载传感器来感知车辆周围环境,并根据感知所获得的道路、车辆位置和障碍物信息等,控制车辆的转向和速度,从而使车辆能够安全、可靠地在道路上行驶。无人驾驶汽车技术是传感器、计算机、人工智能、通信、导航定位、模式识别、机器视觉、智能控制等多门前沿学科的综合体,成为汽车智能化的终极目标。

1.汽车无人驾驶系统组成

汽车无人驾驶系统是由智能感知系统和智能控制系统两部分组成,其中智能感知系统一般由激光测距仪、摄像机、各种传感器和雷达等硬件设备组成;智能控制系统由多个系统组成,如GPS导航系统、自适应巡航控制系统、智能刹车辅助系统以及车道偏离系统、自动泊车系统等,由各企业自行确定。

2.汽车无人驾驶技术发展阶段

美国道路交通安全局按无人驾驶汽车自动化程度将无人驾驶技术分为4个等级,即驾驶人辅助阶段、半自动驾驶阶段、高度自动驾驶阶段和完全自动驾驶阶段。

1)驾驶人辅助阶段。在这一阶段中,驾驶人拥有车辆全部的控制权。驾驶人负责车辆的一切驾驶与操作,一些基础的车辆辅助控制技术,在特定情况下,通过对车辆运行状况及运行环境的检测,提示驾驶人驾驶相关的信息或警告驾驶人驾驶中可能出现的危险,方便驾驶人在接到提示或警告后及时做出反应。这一阶段的技术有倒车影像与倒车雷达,车道偏离警告系统,正面碰撞警告系统,定速巡航系统以及盲点信息监测系统等。相对于其他发展阶段,这一阶段的发展已很成熟,相关技术在一些中高档汽车上也已有了普遍的配备。在未来几年的时间中,这些技术,将会通过降低其实现成本,逐步应用在中低档汽车上。

2)半自动驾驶阶段。在这一阶段,驾驶人和车辆共享对汽车的控制权。驾驶人在任何时候负责有能力驾驶汽车,驾驶辅助控制系统将实时监控车辆的运行,在特定情况下,一定程度上协助驾驶人控制车辆。这一阶段的技术有自适应巡航控制系统、车道保持辅助系统、陡坡缓降系统、自动泊车系统等,很多也已运用到量产车型上。这一阶段也是当前处于并在快速发展的阶段,未来几年中,将有更多的驾驶辅助控制系统应用在量产车上。

3)高度自动驾驶阶段。在这一阶段, 驾驶人和车辆共享对汽车的控制权。在特定的交通环境下,系统有完全的自动驾驶控制权,驾驶人有能力偶尔控制车辆。现阶段已经提出的高度自动驾驶技术有堵车辅助系统、高速公路自动驾驶系统和泊车引导系统。目前,高度自动驾驶的技术尚未应用在量产车型上,在未来几年的时间,部分技术的量产将会实现。

4)完全自动驾驶阶段。在这一阶段,系统具有完全的车辆控制权,整个驾驶过程无需驾驶人参与。完全自动驾驶的实现将意味着自动驾驶汽车真正驶入了人们的生活,也将使驾驶人从根本上得到解放。不过,完全自动驾驶还要受到政策、法律等相关条件的制约,真正量产还任重而道远。

德国联邦公路研究院则将无人驾驶技术发展划分为3个阶段,即部分自动驾驶、高度自动驾驶以及最终的完全自动驾驶。

1)部分自动驾驶阶段。在这一阶段,驾驶人还是需要持续监控车辆自动辅助系统的提示,车辆无法做出自主动作。

2)高度自动驾驶阶段。在这一阶段,驾驶人不再需要对系统持续监控了,电子辅助系统可以在某些状态下暂时代替驾驶人做出一定的动作,并且能由驾驶人随时接管对车辆的操控。

3)完全自动驾驶。在这一阶段,真正实现“无人驾驶”的状态。

3.无人驾驶汽车关键技术

按照无人驾驶汽车的职能模块,无人驾驶汽车的关键技术包括环境感知、导航定位、路径规划、决策控制等技术。

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