郭巍

摘 要：無人駕駛汽車可以通過傳感器感知道路環(huán)境，通過車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)獲取實時道路信息，根據(jù)實時交通狀況自行規(guī)劃路線，在危險情況時提醒駕駛員，在不同程度上代替駕駛員控制汽車。這樣可以有效地改善交通擁堵，減少環(huán)境污染，提高資源利用率，真正地實現(xiàn)安全、快捷、舒適、綠色出行。本文對國內(nèi)外的無人駕駛系統(tǒng)進行梳理，為我國無人駕駛系統(tǒng)發(fā)展提供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：無人駕駛系統(tǒng)；傳感器；車聯(lián)網(wǎng)

1 引言

近年來由于我國市場經(jīng)濟迅猛發(fā)展，中國已經(jīng)成為全球第一大汽車產(chǎn)銷大國。根據(jù)國家相關(guān)部分統(tǒng)計數(shù)據(jù)了解到，截止到2018年底，全國機動車保有量已經(jīng)達到3.22億，駕駛?cè)藬?shù)量突破4億。隨著汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，購買一臺汽車的門檻越來越低，隨之機動車的保有量迅速增長，一方面機動車的機動性為人們工作生活帶來了極大的便利，另一方面也為人們的生活環(huán)境帶來了嚴重的危害，如機動車尾氣對大氣的污染。機動車數(shù)量的猛增為城市道路交通帶來了巨大的壓力，城市路網(wǎng)擁堵情況越來越嚴重，人們的生活幸福感受到了極大的影響，同時，交通路網(wǎng)上通行的機動車越來越多，也增大了交通事故的幾率，世界上每年大約有130多萬人死于道路交通事故，遠遠高于其他疾病帶來的危害。由此可見，無人駕駛系統(tǒng)的研究是當(dāng)前非常重要且有社會價值研究的課題之一。

引起道路行駛安全、通行狀況的原因有很多，總體可以分為人、車、環(huán)境這三大方面，司機的駕駛技術(shù)的嫻熟程度、對安全駕駛的認知等；車本身的性能、質(zhì)量等；天氣的好壞等多方面問題。在眾多因素影響下，除了改變以及避免可能碰到的危險情形，全球都將研究方向集中在自動控制來取代人駕駛機動車為主要方向，為汽車裝上智能大腦，使汽車學(xué)會思考、學(xué)會自主駕駛，擺脫對人的依賴，保障人身安全。為此，要研究一款性能穩(wěn)定、智能安全的無人駕駛系統(tǒng)，有必要對國內(nèi)外的無人駕駛系統(tǒng)進行調(diào)研與分析，進而為我國的無人駕駛發(fā)展提供一些參考及借鑒。

2 國外無人駕駛系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

美國Google公司是世界上最早開始無人駕駛系統(tǒng)研究的企業(yè)，該系統(tǒng)經(jīng)過多年的研究發(fā)展，已能完成自主的啟動和停車等行動，其無人駕駛系統(tǒng)的道路試驗已完成400萬英里。目前，Google的無人駕駛部門已經(jīng)分離成一個獨立的公司W(wǎng)aymo，Waymo通過集成三維激光雷達、2D測距雷達、GPS、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)（IMU）、車載攝像機來實現(xiàn)無人駕駛系統(tǒng)（如圖1）。從2017年11月7日開始，Waymo對外宣布將進行真正的無人駕駛測試，在無人駕駛測試車上將不再設(shè)置安全員。

除此之外，蘋果、Uber等均已在其發(fā)展方向中指定了無人駕駛技術(shù)的投入。2015年Uber收購了提供位置API的創(chuàng)業(yè)公司deCarta，還從微軟Bing部門獲取了精通圖像和數(shù)據(jù)收集的員工，收購了前谷歌資深無人駕駛專家創(chuàng)建的無人駕駛公司Otto，Uber通過集成2個三維激光雷達（一個位于車頂、一個位于車前部）、7個車載相機、GPS、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)（IMU）來實現(xiàn)無人駕駛系統(tǒng)。2016年7月，通用公司收購創(chuàng)業(yè)公司Cruise Automation，其無人駕駛系統(tǒng)集成了5個三維激光雷達、21個2D雷達、16部攝像機等傳感器，用來保證無人駕駛汽車的行駛安全2018年初第四代Cruise自動駕駛汽車正式發(fā)布，同時通用汽車也已經(jīng)向美國交通部遞交申請，有望在2019年將這款自動駕駛車輛安全地投入應(yīng)用。2017年2月，福特汽車投資10億美元收購了初創(chuàng)人工智能公司ArgoAI，以利用其技術(shù)開發(fā)無人駕駛系統(tǒng)，其方案也是通過集成三維激光雷達、攝像機等傳感器形成整體的解決方案。蘋果公司也于2017年4月獲得了加州測試許可證，他們選擇的方案也是集成三維激光雷達、攝像機等多傳感器設(shè)備。

3 國內(nèi)無人駕駛系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

國內(nèi)的無人駕駛技術(shù)研發(fā)開始較國外相比略晚，國內(nèi)第一輛智能駕駛車由國防科技大學(xué)在1989年研發(fā)，接著國防科大與上海、一汽聯(lián)合共同開發(fā)智能駕駛，最開始應(yīng)用是2003年在紅旗汽車上。隨著該技術(shù)的不斷進步，2011年紅旗汽車首次進行了實際的公路測試，系統(tǒng)集成三維激光雷達、攝像機等傳感器，測試路段從長沙至武漢共280多公里，過程中對天氣環(huán)境測試、超車行駛進行了測試，并順利完成全部行程測試。

國內(nèi)很多實力較強的重點大學(xué)如上海交大、浙大、軍事交通學(xué)院等也加入無人駕駛技術(shù)的開發(fā)探索。上海交大在2005年與歐盟合作共同開展智能駕駛車的研制，06年上海交大組建了無人駕駛研究的實驗室，開始投入研究無人駕駛方面的理論及應(yīng)用技術(shù)，其研究成果CyberC3在智能未來挑戰(zhàn)賽中獲得了不錯的成績，CyberC3在研發(fā)過程中集成了攝像頭、三維激光雷達、超聲傳感器、磁傳感器等，該車還可以通過感知地面的磁性物體，從而判斷前進方向，但這種方法需要在車輛運行的道路上埋入磁釘。此外，國內(nèi)的很多互聯(lián)網(wǎng)公司和汽車制造公司也逐步向無人駕駛智能汽車領(lǐng)域進軍，例如，國內(nèi)的百度、滴滴、樂視、阿里巴巴、上海一汽、上海汽車等公司都開始了自己的無人駕駛智能車的研究。以百度無人車為例，百度公司在2014年，己經(jīng)開始了無人駕駛汽車的研發(fā)計劃，百度無人駕駛系統(tǒng)的多傳感器感知系統(tǒng)主要包括了三維激光雷達、攝像頭、毫米波雷達、GPS及車載主控計算機等設(shè)備及傳感器（如圖5）。2017年4月19日，百度開放名為阿波羅的軟件平臺，旨在向汽車行業(yè)及自動駕駛領(lǐng)域的合作伙伴提供一個開放、完整、安全的軟件平臺，幫助他們結(jié)合車輛和硬件系統(tǒng)，快速搭建一套屬于自己的完整的自動駕駛系統(tǒng)。到當(dāng)年的9月20日時，百度副總裁宣布“Apollo已成為最扎實、最全面的自動駕駛生態(tài)”，并對外宣布Apollo1.5正式對外界開放。

4 總結(jié)

綜上所述，不管是任何一家團體研究無人駕駛應(yīng)用，都無法忽視多傳感器的綜合應(yīng)用。各個技術(shù)團體的無人駕駛方案中，都集成了激光雷達、攝像機等傳感器，事實說明無人駕駛系統(tǒng)需要多傳感器為定位、導(dǎo)航、分析、決策提供精確的數(shù)據(jù)保障，而多傳感器的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)形態(tài)各異，必須將多源數(shù)據(jù)有效的融合在一起才能從中獲取最有效的基礎(chǔ)信息。作為一項綜合性較強的應(yīng)用學(xué)科，多傳感器集成融合應(yīng)用涉及信號處理、信息技術(shù)、概率統(tǒng)計等多個學(xué)科的知識應(yīng)用，應(yīng)用中將各類傳感器數(shù)據(jù)通過合理的技術(shù)處理，從而獲得特定數(shù)據(jù)成果。多傳感器集成是多源信息應(yīng)用的基礎(chǔ)，融合分析應(yīng)用多源數(shù)據(jù)是多傳感器集成應(yīng)用的最終目的。無人駕駛系統(tǒng)在近幾年的發(fā)展中已經(jīng)取得了一些成果，但是實際的交通情況復(fù) 雜，而且人工智能技術(shù)和人腦之間還存在較大的差距，實現(xiàn)完全自動的無人駕駛技術(shù)仍然是任重而道遠。

參考文獻

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