探析我國汽車自動駕駛技術的現狀與發展趨勢

朱文龍

摘 要：自動駕駛技術集傳感技術、自動控制技術、網絡通信技術、和人工智能等于一體，該技術不僅能減少交通事故、緩解當下交通擁堵問題，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有的技術和未來發展的趨勢展開分析和研究。

關鍵詞：自動駕駛技術；人工智能；操作系統

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

一、自動駕駛技術簡述及發展現狀

自動駕駛系統系統采用先進的通信、計算機、網絡和控制技術，對列車實現實時、連續控制。采用現代通信手段，直接面對列車，可實現車地間的雙向數據通信，傳輸速率快，信息量大，后續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版開放技術發布會，會上百度宣布了Apollo基金的“雙百計劃”，將在三年內投入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 機器人已經在斯坦福大學校園里送貨超過 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注，相關無人駕駛技術越來越成熟。

二、汽車自動駕駛運用相關的技術

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

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

（3）路徑規劃系統：在定位與算法的結合下，自動駕駛采用了與普通車輛不同的路徑規劃技術，它選擇綜合層面最優的路徑，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相關信息做整體路線的調整，彌補了雷達、攝像頭小范圍的感應的局限。當前要實現汽車完全自動駕駛，其地圖的精度要達到10-20CM，實時路況的更新速度要實現秒級才能和人類接近，與之相應配套的數據傳輸技術都會提出更高要求。

（4）人工智能系統：自動駕駛汽車要實現在復雜的環境或不斷變化的道路上行駛，需要很強的反應能力和判斷能力，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去深度學習。通過人類的實例，模擬各種現場情況，讓人工智能自主學習并自行判斷后做出正確選擇。通過深度學習，自動駕駛汽車能理解和使用檢測到的動態對象圖，同時多任務的學習使系統能識別道路標志線、汽車以及行人，訓練結果優于三個子系統獨立執行。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的事物及運動模式。

三、汽車自動駕駛技術的發展趨勢

（一）車網協同技術

汽車自動駕駛技術要實行精準的行車環境的感知、快速的反應、智能的決策、路線的優化等，都需要車與網絡之間進行大量的數據交換。基于人工智能的自動駕駛系統車網協同技術需要解決信息數據在車端與網絡之間形成統一的通信協議。因為自動駕駛技術中的傳感器系統、分析與預測路況系統、緊急制動系統、路徑規劃系統中采集和傳輸數據方式各有不同，所以要將不同協議進行統一，然后按標準協議傳輸給網絡中的數據庫，進行實時在線極速分析和處理。這里牽涉到數據的極速傳輸，有望在未來的5G網絡時代得到解決。同時大量的數據采集，數據存儲，數據傳輸、數據處理都需要用到云計算來完成。這樣才能為自動駕駛技術提供安全、穩定、可靠、高效的車網協同控制方案。

（二）多車協同技術

在車網協同的基礎上，通過車與車、車與路、車與標之間構成一個網絡系統來提高交通系統的智能化。多車協同自動駕駛技術是當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，該技術的研究可以有效降低交通控制管理的復雜度，同時也能讓交通路況更通暢從而減少環境的污染。

四、結語

我國自動駕駛技術將對會整個社會帶來很大的影響，是對運輸的一次變革。隨著傳感器系統、分析與預測路況系統、緊急制動系統、路徑規劃系統、人工智能系統的研發投入，未來的自動駕駛技術將惠及到我們每一個人。