無(wú)人駕駛技術(shù)主要由哪些技術(shù)組成？具體介紹

科幻電影里的自動(dòng)駕駛技術(shù)讓大家心馳神往，近幾年，隨著人工智能的技術(shù)提升，無(wú)人駕駛汽車從我們的幻想成為了現(xiàn)實(shí)。車企、互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)紛紛涌入這個(gè)全新領(lǐng)域。

剛結(jié)束的兩會(huì)，百度董事長(zhǎng)李彥宏樂(lè)觀地表示明年，百度和合作伙伴推出的L3級(jí)別自動(dòng)駕駛量產(chǎn)車就可以開(kāi)上高速，今后在高速公路上也可以“吃著火鍋唱著歌”了。

無(wú)人駕駛技術(shù)主要有以下幾種技術(shù)組成：

1、車道保持系統(tǒng)

公路行駛時(shí)，該系統(tǒng)能探測(cè)到左右兩根車道線，如果發(fā)生偏航時(shí)，車道保持系統(tǒng)會(huì)通過(guò)振動(dòng)提示駕駛者，然后自動(dòng)修正方向，輔助回正車輛使其一直保持在路中間行駛。

2.、ACC自適應(yīng)巡航系統(tǒng)or激光測(cè)距系統(tǒng)

自適應(yīng)巡航控制(ACC)是一個(gè)允許車輛巡航控制系統(tǒng)通過(guò)調(diào)整速度以適應(yīng)交通狀況的汽車功能。

安裝在車輛前方的雷達(dá)用于檢測(cè)在本車前進(jìn)道路上是否存在速度更慢的車輛。若存在速度更慢的車輛，ACC系統(tǒng)會(huì)降低車速并控制與前方車輛的間隙或時(shí)間間隙。若系統(tǒng)檢測(cè)到前方車輛并不在本車行駛道路上時(shí)將加快本車速度使之回到之前所設(shè)定的速度。此操作實(shí)現(xiàn)了在無(wú)司機(jī)干預(yù)下的自主減速或加速。ACC控制車速的主要方式是通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)油門控制和適當(dāng)?shù)闹苿?dòng)。

3、夜視系統(tǒng)

夜視系統(tǒng)是一種源自軍事用途的汽車駕駛輔助系統(tǒng)。在這個(gè)輔助系統(tǒng)的幫助下，駕駛者在夜間或弱光線的駕駛過(guò)程中將獲得更高的預(yù)見(jiàn)能力，它能夠針對(duì)潛在危險(xiǎn)向駕駛者提供更加全面準(zhǔn)確的信息或發(fā)出早期警告

4、精確定位/導(dǎo)航系統(tǒng)

自動(dòng)駕駛汽車依賴于非常精確的地圖來(lái)確定位置，因?yàn)橹皇怯?GPS 技術(shù)會(huì)出現(xiàn)偏差。在自動(dòng)汽車上路之前，工程師會(huì)駕車收集路況數(shù)據(jù)，因此，自動(dòng)汽車能夠?qū)?shí)時(shí)的數(shù)據(jù)和記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，這有助于它將行人和路旁的物體分辨開(kāi)來(lái)。

無(wú)人駕駛汽車的傳感器系統(tǒng)

無(wú)人駕駛汽車的實(shí)現(xiàn)需要大量的科學(xué)技術(shù)支持，而其中最重要的就是大量的傳感器定位。核心技術(shù)是包括高精度地圖、定位、感知、智能決策與控制等各個(gè)模塊。其中有幾個(gè)關(guān)鍵的技術(shù)模塊，包含精確GPS定位及導(dǎo)航、動(dòng)態(tài)傳感避障系統(tǒng)、機(jī)械視覺(jué)三個(gè)大部分，其他的如只能行為規(guī)劃等不屬于傳感器范疇，屬于算法方面，不做過(guò)多設(shè)計(jì)。傳感器系統(tǒng)如圖所示。

從20世紀(jì)50年代開(kāi)始，西方發(fā)達(dá)國(guó)家就開(kāi)展了地面無(wú)人駕駛車輛的研究，并且取得了一系列的成果。在此可以將其歸結(jié)為三個(gè)主要階段。第一階段，在20世紀(jì)80年代之前，受限于硬件技術(shù)、圖形處理和數(shù)據(jù)融合等關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展的滯后，地面無(wú)人駕駛車輛側(cè)重于遙控駕駛。第二階段，20世紀(jì)80年代以后，隨著自主車輛技術(shù)及其他相關(guān)技術(shù)的突破性進(jìn)展，地面無(wú)人駕駛車輛得以進(jìn)一步發(fā)展，出現(xiàn)了各種自主和半自主移動(dòng)平臺(tái)。但是由于受定位導(dǎo)航設(shè)備、障礙識(shí)別傳感器、計(jì)算控制處理器等關(guān)鍵部件性能的限制，當(dāng)時(shí)的無(wú)人駕駛車輛雖然在一定程度上實(shí)現(xiàn)了自主行駛，但行駛速度低，環(huán)境適應(yīng)能力弱。第三階段，自20世紀(jì)90年代以來(lái)，由于在計(jì)算機(jī)、人工智能、機(jī)器人控制等技術(shù)方面的突破，半自動(dòng)型地面無(wú)人駕駛車輛得到了進(jìn)一步發(fā)展。部分地面無(wú)人駕駛車輛參與了軍事實(shí)戰(zhàn)，驗(yàn)證了地面無(wú)人駕駛車輛的作戰(zhàn)能力，這使人們看到了地面無(wú)人駕駛車輛的發(fā)展前景，大大激發(fā)了各國(guó)研發(fā)地面無(wú)人駕駛車輛的熱情，也掀起了研究高潮。在軍事需求的推動(dòng)下和技術(shù)發(fā)展的激勵(lì)下，美國(guó)、德國(guó)、意大利等國(guó)在無(wú)人駕駛車輛技術(shù)方面走在了全世界的前列。進(jìn)入21世紀(jì)后，隨著物理計(jì)算能力的大幅度提升、動(dòng)態(tài)視覺(jué)技術(shù)的快速發(fā)展以及人工智能技術(shù)迅猛發(fā)展，路線導(dǎo)航、障礙躲避、突發(fā)決策等關(guān)鍵技術(shù)得到解決，無(wú)人駕駛技術(shù)取得了突破性進(jìn)展。

近日，ARCFOX極狐品牌舉行2021ARCFOX極狐品牌之夜暨上市發(fā)布會(huì)，并發(fā)布了純電轎車阿爾法S，推出四個(gè)版本，售價(jià)25.19萬(wàn)元~34.49萬(wàn)元。同時(shí)亮相的還有，ARCFOX極狐品牌與華為攜手打造的全球首款搭載3激光雷達(dá)量產(chǎn)車——阿爾法S 華為HI版。國(guó)產(chǎn)自主無(wú)人駕駛技術(shù)的首款汽車亮相，標(biāo)志著中國(guó)的無(wú)人駕駛正式開(kāi)啟新征程。

無(wú)人駕駛的出現(xiàn)給目前的汽車行業(yè)帶來(lái)了摧毀性的打擊，為社會(huì)的發(fā)展帶來(lái)了極大的改變。最先發(fā)布實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛汽車的是特斯拉，從當(dāng)前特斯拉所遇到的投訴維權(quán)事件來(lái)看，智能汽車也遭遇很多技術(shù)不成熟所帶來(lái)的困惑。

實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛需要的技術(shù)有哪些呢?接下來(lái)我們通俗易懂地給大家講解實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛的技術(shù)。

1、無(wú)人駕駛原理：無(wú)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)為主讓汽車自己擁有環(huán)境感知、路徑規(guī)劃并自主實(shí)現(xiàn)車輛控制，也就是用電子技術(shù)控制汽車進(jìn)行的仿人駕駛或是自動(dòng)駕駛。

2、視覺(jué)感知技術(shù)：視覺(jué)感知技術(shù)簡(jiǎn)言之就是依靠一個(gè)單目或多目攝像頭可精準(zhǔn)識(shí)別車道線、路邊沿、可行駛區(qū)域、車輛、行人、交通標(biāo)志及交通燈等信息。視覺(jué)感知模塊相當(dāng)于無(wú)人駕駛汽車的眼和耳，無(wú)人駕駛汽車通過(guò)視覺(jué)感知模塊來(lái)辨別自身周圍的環(huán)境信息。為其行為決策提供信息支持。視覺(jué)感知包括無(wú)人駕駛汽車自身位姿感知和周圍環(huán)境感知兩部分。

3、激光雷達(dá)感知技術(shù)：激光雷達(dá)(LiDAR)是一種用于精確獲得三維位置信息的傳感器，好比人類的眼睛，可以確定物體的位置、大小、外部形貌甚至材質(zhì)。它是通過(guò)激光測(cè)距技術(shù)探測(cè)環(huán)境信息的主動(dòng)傳感器的統(tǒng)稱。它利用激光束探測(cè)目標(biāo)，獲得數(shù)據(jù)并生成精確的數(shù)字工程模型。激光雷達(dá)由發(fā)射系統(tǒng)、接收系統(tǒng) 、信息處理三部分組成。激光雷達(dá)的工作原理是利用可見(jiàn)和近紅外光波(多為950nm波段附近的紅外光)發(fā)射、反射和接收來(lái)探測(cè)物體，可對(duì)交通參與者和未知目標(biāo)進(jìn)行精確檢測(cè)和跟蹤，適用于自動(dòng)駕駛、車路協(xié)同等場(chǎng)景。

4、多傳感器融合技術(shù)：所謂多傳感器信息融合(MulTI-sensor InformaTIon Fusion，MSIF)，就是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)將來(lái)自多傳感器或多源的信息和數(shù)據(jù)，在一定的準(zhǔn)則下加以自動(dòng)分析和綜合，以完成所需要的決策和估計(jì)而進(jìn)行的信息處理過(guò)程。多傳感器信息融合技術(shù)的基本原理就像人的大腦綜合處理信息的過(guò)程一樣，將各種傳感器進(jìn)行多層次、多空間的信息互補(bǔ)和優(yōu)化組合處理，最終產(chǎn)生對(duì)觀測(cè)環(huán) 境的一致性解釋?？勺杂山M合多傳感器數(shù)據(jù)，為系統(tǒng)提供低延時(shí)、高精度、有容錯(cuò)性的感知結(jié)果。

5、車輛/行人/非機(jī)動(dòng)車行為預(yù)測(cè)：自動(dòng)駕駛行為預(yù)測(cè)和其他問(wèn)題不一樣的地方在于，周圍的車輛、行人在接下來(lái)數(shù)秒時(shí)間里有多種行進(jìn)的可能性。這些可能性本身也將影響自動(dòng)駕駛車輛的決策規(guī)劃。對(duì)車輛的換道轉(zhuǎn)彎、行人/非機(jī)動(dòng)車是否留意本車、是否有過(guò)馬路等意圖做精確識(shí)別判斷，并能預(yù)測(cè)多條未來(lái)可能的行駛軌跡，為更智能的自動(dòng)駕駛決策規(guī)劃提供可靠依據(jù)。

相對(duì)于傳統(tǒng)的添加外部機(jī)構(gòu)的改造方法，無(wú)人駕駛汽車一體化設(shè)計(jì)是未來(lái)無(wú)人駕駛汽車設(shè)計(jì)的導(dǎo)向。它綜合考慮無(wú)人駕駛汽車對(duì)局部環(huán)境的感知和決策，以及車輛的動(dòng)力學(xué)特性等性能之間的相互聯(lián)系和影響，在構(gòu)建的無(wú)人駕駛汽車上集成設(shè)計(jì)各個(gè)模塊及相關(guān)過(guò)程。通過(guò)一體化設(shè)計(jì)將無(wú)人駕駛汽車的大腦與小腦進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，提高無(wú)人駕駛汽車的整體控制效果。

無(wú)人駕駛汽車的一體化設(shè)計(jì)包含：設(shè)計(jì)無(wú)人駕駛汽車集成平臺(tái)，構(gòu)建開(kāi)放式模塊化的多模異構(gòu)信息集成體系，并與汽車信息交互系統(tǒng)、儀表電器和電控系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制;車輛發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器、制動(dòng)系統(tǒng)的一體化縱向系統(tǒng)性能設(shè)計(jì);車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)有人駕駛與無(wú)人駕駛系統(tǒng)性能一體化設(shè)計(jì);結(jié)合傳統(tǒng)的汽車動(dòng)力學(xué)，研究無(wú)人駕駛汽車的動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)體系和方法。通過(guò)不斷地完善，最終達(dá)到無(wú)人駕駛的環(huán)境感知規(guī)劃決策圈和汽車動(dòng)力學(xué)圈的良好匹配，以實(shí)現(xiàn)在保證無(wú)人駕駛車輛的安全性能與可靠性能的基礎(chǔ)上，使乘客有一個(gè)良好的舒適性，使車輛有一個(gè)較好的經(jīng)濟(jì)性能和動(dòng)力性能。

無(wú)人駕駛?cè)缃褚呀?jīng)成為一種趨勢(shì)，通過(guò)智能化交通信息平臺(tái)，車與車、車與路之間能夠及時(shí)獲取有效信息，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)行程智能化管理，汽車擁堵與停車難的問(wèn)題將能夠得到有效的解決，大型客運(yùn)車運(yùn)輸也能夠準(zhǔn)時(shí)化、規(guī)范化。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，國(guó)內(nèi)外無(wú)人駕駛技術(shù)取得了顯著的進(jìn)展，但是實(shí)際交通環(huán)境復(fù)雜多變，而且目前人工智能與人腦智能之間存在較大差距，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)傳輸速度存在滯后等問(wèn)題，造成真正意義上的無(wú)人駕駛技術(shù)處于發(fā)展瓶頸階段。此次兩會(huì)上工業(yè)和信息化部部長(zhǎng)肖亞慶承諾“十四五”期間將建成系統(tǒng)完備的5G網(wǎng)絡(luò)，這對(duì)于無(wú)人駕駛技術(shù)的發(fā)展也是一個(gè)好消息，將有助于信息傳輸速度的大力提升。