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论无人驾驶汽车研究综述与发展展望

发布时间:2022-03-23 10:02:41 浏览数:

摘 要:本文简要介绍了无人驾驶汽车的基本概念,以及国内外无人驾驶汽车的发展现状,论述了无人驾驶汽车的核心技术与未来发展趋势,旨在推动汽车工业行业的良好发展。

关键词:无人驾驶汽车;发展现状;发展趋势

无人驾驶汽车技术的完善与成熟,为汽车工业行业的发展迎来了新的转机。目前,国内外无人驾驶汽车技术的发展都取得了实质性的突破,但要实现产业化、模式化与集成化发展仍需进一步努力。为此,全面探究无人驾驶技术的深化发展具有实际意义。

1 无人驾驶汽车的核心理念

无人驾驶汽车技术属于一种智能汽车技术,可以在取代人工干预的情况下,依靠车载远程传感系统与全球卫星定位系统等核心技术,实时掌控路况信息与交通信息,同时,通过车载微型计算机采集、整合、处理与分析数据信息,控制汽车的行驶方向与运行速度,自主驾驶车辆。

2 国内外无人驾驶汽车的发展现状

早在二十世纪七十年代,西方发达国家就已经开始了对无人驾驶汽车技术的专项研究。我国对于无人驾驶技术的起步研究时间略晚,与西方发达国家还存在一定的差距。如今,无人驾驶技术逐步成为衡量国家汽车工业发展水平的关键指标。

2.1 国外无人驾驶汽车的发展现状

美国于二十世纪八十年代提出了自主地面车辆计划,同时,卡耐基·梅隆大学与麻省理工学院等国际高等院校相继开展了无人驾驶汽车技术的研究工作。由于无人驾驶汽车技术的研究难度较大,且各方面条件尚未成熟,各国逐步将研究重心转移到高速公路的民用车辆方面。

在2005年由美国军事国防部组织的“挑战杯”比赛中,斯坦福大学工程师们改装了一辆大众途锐多功能汽车,成功穿越隧道、沙漠与河床等路况复杂险峻的地段,最终提前到达指定地点。自2014年以来,无人驾驶汽车技术进入高速发展周期。2016年9月,优步公司改造的四辆福特汽车成功完成了无人驾驶汽车的载客“首秀”。2016年谷歌公司自动驾驶汽车项目单独成立分公司,根据调查数据显示,自动驾驶汽车的总里程数超过3.22亿公里。

2016年10月特斯拉公司正式宣布,所有新车都具备完全自动驾驶功能,且硬件系统包括8个视距超过250米的高清摄像头、12个能够探测硬性与软性障碍物的超声波传感器、一个前向雷达和一台便携式计算机。2017年3月,特斯拉公司再一次完善了自动驾驶技术,自动驾驶的总里程数也延展到3.57亿公里。

2.2 简析国内无人驾驶汽车的发展现状

1992年,国防科技大学在相对成熟的无人驾驶技术理论的支撑下,研制出了国内第一台真正意义上的无人驾驶汽车。2000年6月,国防科技大学再一次完善无人驾驶技术,正式宣告国内第四代无人驾驶汽车的问世,其最高时速达到76千米/时。

2006年由国防科技大学研发的红旗HQ3无人驾驶汽车正式诞生,其标志着新一代无人驾驶汽车的问世。2011年,红旗HQ3无人驾驶汽车首次完成全程无人驾驶测试。2013年,百度公司的无人驾驶汽车项目正式上线,推出了自主研发的无人驾驶汽车“大脑”操控系统。2016年,百度公司联合福田汽车集团,将无人驾驶技术和大数据技术、云计算技术与车联网技术等相结合,依靠云服务平台分析用户的基本需求。2017年,百度公司再次与博世就无人驾驶汽车项目达成战略合作关系,基于高精地图开发,实现实时卫星定位。

3 无人驾驶汽车的核心技术

无人驾驶汽车的核心是自动驾驶系统,而自动驾驶系统又包括如下三方面主体内容:环境感应系统、定位导航系统与制动控制系统。

环境感应系统犹如驾驶员的“眼睛”,由摄像装置、预红外感应装置和存储装置等构成,主要作用是实时探测与感知行驶环境;定位导航系统就是驾驶人员的地图,主要作用是指引方向;制动控制系统更像是驾驶人员的“大脑”,能够快速接收并分析路况信息,第一时间发出指令。

此外,无人驾驶汽车技术还要与大数据技术、云计算技术与车联网技术有机整合,保证车辆行驶的安全稳定性。

在2015年,特斯拉推出了以图像识别技术与雷达感应技术为核心的感知系统。但是,在无人驾驶汽车运载过程中发生了两起交通事故,现有的感知系统亮起红灯。而后,特斯拉对感知系统进行了升级改造,以雷达感应技术为主,以图像识别技术为辅,增加了无人驾驶汽车对周围行驶环境的感知能力,保障了无人驾驶汽车的安全性。

谷歌在无人驾驶汽车感知系统研究方面实现了技术突破。其使用街景车、探测车等绘制高精度地形图,进一步扩大了整个城市三维立体空间的覆盖范围。而后根据雷达感应系统的反馈结果,规划设计无人驾驶汽车的行驶路线,让无人驾驶汽车在规定时间内到达指定地点。

目前,要想完善无人驾驶汽车的感知系统,需以如下两个研究方向为主:其一,注重技术的灵活性,增强无人驾驶汽车的感知能力;其二,提高经验的可靠性,观察范围越大,获取的数据信息量也就越大,确保预判的准确性。

4 预测无人驾驶汽车的未来发展趋势

美国SAE将无人驾驶汽车划分为如下五个等级:0级,是指未实现自动驾驶;1级,是指实现方向盘和行驶速度的自动化控制。但是,驾驶员要时刻保持专注度,做好交接准备;3级,是指具备自动驾驶的客观条件,但驾驶员要采取适当的干预措施;4级,是指保持高度自动驾驶状态,但需全面掌握现有路况条件;5级,是指完全自动驾驶,不需要驾驶员采取任何干预措施。

目前,国内外汽车生产企业在无人驾驶汽车方面已达到1级,仅有少数企业达到2级水平。其中,特斯拉与谷歌是无人驾驶汽车领域的佼佼者,已经突破3级。部分业内人士大胆预测,预计到2020年无人驾驶将进入高速发展周期。2019年,特斯拉公司的无人驾驶系统已经达到5级水平,在特定路况条件下,完全可以实现由一个地区向另一个地区的自主行驶。

以一汽、吉利等為代表的国内汽车企业争取在2025年实现自动驾驶车辆的规模化与批量化生产。而要实现无人驾驶并非一蹴而就,还需综合考虑各种结构化环境,尤其是城市发展环境。通过综合分析未来城市发展趋势,预测无人驾驶汽车的发展趋势。

5 结束语

综上所述,当前,城市交通拥堵问题越来越严重。全面推行无人驾驶汽车,能够增强交通运输时效性与安全性,相信无人驾驶汽车必定成为未来汽车行业主要发展方向。

参考文献:

[1]潘福全,亓荣杰,张璇.无人驾驶汽车研究综述与发展展望[J].科技创新与应用,2017(02).

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