無人駕駛汽車車輛外觀識別系統(tǒng)設計

孫 濤

（遼寧省交通高等?？茖W校，遼寧 沈陽 110015）

1 國內外同類工作的現(xiàn)狀與存在問題分析

1.1 國外現(xiàn)狀

無人駕駛汽車起源于國外。特斯拉公司在2016年前就早早實現(xiàn)了自動駕駛最高級別的“完全自動駕駛”功能。不僅是特斯拉，很多國外車企都在緊抓行業(yè)變革帶來的全新機遇。而科技公司谷歌也在積極研究、測試無人駕駛技術。不難看出，國外的無人駕駛汽車發(fā)展得相當迅猛。

1.2 國內現(xiàn)狀

近幾年，無人駕駛汽車技術在國內也發(fā)展得如火如荼。比亞迪在2018年初就研發(fā)制造出了中國首輛無人駕駛“云軌”，這是一種無人駕駛運行的軌道交通系統(tǒng)。在2014年，百度也啟動了“無人駕駛汽車”研發(fā)計劃。國內各大企業(yè)對無人駕駛汽車都在積極進行研究。不僅是車企，通信、科技、互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)也在積極合作，努力開墾無人駕駛新的疆域。

1.3 存在問題

隨著核心技術的發(fā)展和突破，終有一天無人駕駛汽車會出現(xiàn)在現(xiàn)實交通之中。在無人駕駛與有人駕駛的混合交通，乃至最終發(fā)展成的完全無人駕駛交通中，對于無人駕駛車輛的外觀識別就顯得尤為重要。主要在于，無人駕駛汽車與有人駕駛汽車有以下區(qū)別：1）行駛特點不同。無人駕駛汽車基本不會出現(xiàn)急加速、急減速、快速變換車道等行駛狀況。2）對道路需求不同。無人駕駛汽車需要路況更好、交通標識更加規(guī)范清晰、外界干擾更小。3）對于基礎交通中的駕駛輔助設備、外圍設備、路側設備要求更高。

然而，目前國內外對于無人駕駛汽車車輛外觀識別的研究比較匱乏，亟待進行相關問題的研究。

2 無人駕駛汽車車輛外觀識別系統(tǒng)設計

2.1 車外傳感器設計

傳感器在無人駕駛汽車中相當于人類的神經(jīng)感知系統(tǒng)，傳感器、導航系統(tǒng)、GPS定位系統(tǒng)是無人駕駛汽車的三個重要組成部分。現(xiàn)在無人駕駛汽車中應用最多的傳感器技術主要是雷達傳感器、攝像 頭等[1]。

對于大量傳感器的使用，我們可以設計為四種安裝方式：頂部集成安裝方式、車身四周安裝方式、車底集成安裝方式和混合安裝方式。對比如下：

表1 傳感器安裝方式對比

圖1 傳感器混合安裝方式的無人駕駛汽車

以目前技術看，絕大部分無人駕駛試驗車輛均采用混合安裝方式的設計。如圖1所示。

2.2 專用車牌設計

在有人與無人駕駛的混合交通中，交通感知設備和其他交通參與者可以通過專用車牌，判別出車輛是否為無人駕駛車輛。在信息更加完善的將來，將可以通過專用車牌，獲取車輛基本狀況、行駛旅程等信息，用以保障車輛更加安全、路線更加合理的行駛。參考國家道路安全法的相關規(guī)定，我們設計了一種字母數(shù)字號碼與二維碼相結合的牌照，適用于無人駕駛車輛。如圖2所示。

圖2 無人駕駛車輛專用號牌

2.3 專用顏色設計

我們還可以為無人駕駛車輛設計一種專用顏色。專用顏色的設計可以為整車顏色設計和局部顏色設計。整車專用顏色設計類似于出租車顏色設計，可以非常清楚的判斷出車輛特性[2]。但是，考慮到無人駕駛車輛也可能為私家車輛，其顏色需要有一定的個性化和多樣化。所以無人駕駛車輛專用顏色宜采用局部顏色設計方案。一般人都對車身顏色有自己的偏好，因此我們的設計是將車頂顏色統(tǒng)一為比較醒目的顏色，如藍色或者橙色。

2.4 車輛外部細節(jié)設計

1）車外后視鏡設計。車外后視鏡的主要功能是輔助駕駛員觀察后方情況。而無人駕駛車輛，是通過傳感器來感知周圍情況，以做出正確的行駛動作，不再需要人為進行觀察和判斷。因此，在設計車外后視鏡時，出于減小風阻及實際需求考慮，不再安裝車外后視鏡。相信以后在大街上，我們會看到越來越多沒有“耳朵”的車輛。2）遠光燈、前霧燈設計。遠光燈的主要功能是夜間行車道路照明條件很差時，開啟遠光燈照亮前方較遠路面。在無人駕駛車輛上，這一功能同樣被傳感器取代。因此，在設計車輛前部燈光時，出于避免炫目及實際需求考慮，不再配備遠光燈。前霧燈與遠光燈類似，也是為了霧天時給駕駛員提供更好的視線，同樣不需配備。3）全景天窗設計。由于目前的傳感器技術，很多無人駕駛試驗車輛都在車頂安裝了大量傳感器，這無疑導致車輛無法安裝全景天窗，即使是普通天窗也不便配備。比較可行的替代方式是，在車內頂部安裝LED屏幕，可模擬日光照明或者僅作為顯示屏使用，天窗通風功能則無法實現(xiàn)。4）其他輔助功能。目前，車輛上配置的車道變更警告、車道偏離警告、車輛距離警告等安全性功能，在無人駕駛車輛上，由于大量傳感器的使用，已經(jīng)變得無足輕重，同樣會被取消。

3 小結

不久的將來，無人駕駛車輛將走入我們的交通生活之中。如何清晰、直觀的判別出車輛是否為無人駕駛車輛，是我們現(xiàn)在需要關注和設計的問題。而車外傳感器、專用車牌、專用顏色、車輛外部細節(jié)的系統(tǒng)設計，將為我們很好的解決這一問題。