陳帥

（廈門金龍聯(lián)合汽車工業(yè)有限公司，福建廈門361023）

1 引言

隨著我國(guó)科技水平的不斷提升，我國(guó)對(duì)于汽車的研發(fā)工作也在不斷優(yōu)化，在這一基礎(chǔ)上，無(wú)人駕駛汽車被研發(fā)出來(lái)。該類無(wú)人駕駛汽車能夠很好地避免由于人為操作失誤造成的交通事故出現(xiàn)。據(jù)國(guó)家交通道路管理相關(guān)部門統(tǒng)計(jì)資料表明，我國(guó)在2016年一年的時(shí)間內(nèi)由于交通事故致死人數(shù)已經(jīng)高達(dá)25萬(wàn)人。由此可見，機(jī)動(dòng)車駕駛安全已經(jīng)成為交通管理過程中的重要問題?；诖耍槍?duì)無(wú)人駕駛汽車安全行駛的三大系統(tǒng)這一課題進(jìn)行深入研究具有一定現(xiàn)實(shí)意義。

2 無(wú)人駕駛汽車概述

無(wú)人駕駛汽車是一種智能汽車，在專業(yè)領(lǐng)域中也被稱之為輪式智能移動(dòng)機(jī)器人，該類科技產(chǎn)品能夠智能移動(dòng)，主要是依靠汽車內(nèi)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，依靠車內(nèi)安裝的計(jì)算機(jī)以及各項(xiàng)智能設(shè)備完成無(wú)人駕駛?cè)蝿?wù)[1]。自上世紀(jì)中后期開始，西方發(fā)達(dá)國(guó)家就開始針對(duì)無(wú)人駕駛汽車進(jìn)行了深入的研究，并相繼獲得了突破性的進(jìn)展。與國(guó)外相比，國(guó)內(nèi)對(duì)于該方面的研究起步時(shí)間比較短,截至今日，無(wú)人駕駛汽車在道路行駛的過程中主要包括存在安全穩(wěn)定性能高，能夠進(jìn)行自動(dòng)泊車的優(yōu)勢(shì)。近幾年來(lái)，隨著無(wú)人駕駛技術(shù)的不斷研發(fā)和革新，越來(lái)越多的國(guó)內(nèi)外汽車企業(yè)投入到該領(lǐng)域中，在這一基礎(chǔ)上，無(wú)人駕駛汽車得到了極大的發(fā)展，有望短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)道路汽車無(wú)人駕駛愿景。

3 無(wú)人駕駛技術(shù)應(yīng)用過程中出現(xiàn)的問題

目前時(shí)期，我國(guó)在無(wú)人駕駛技術(shù)的研發(fā)過程中，正面臨著該項(xiàng)技術(shù)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的瓶頸時(shí)期，想要實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛汽車的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，就必須針對(duì)無(wú)人駕駛汽車上路后將會(huì)面臨的一系列問題進(jìn)行深入的研究和分析。

3.1 技術(shù)問題

在技術(shù)問題中，雖然無(wú)人駕駛汽車能夠高效的規(guī)避由于人類視覺盲區(qū)導(dǎo)致的交通事故發(fā)生。但是，在諸如霧天、強(qiáng)光照射以及積雪等較為惡劣的天氣環(huán)境中，無(wú)人駕駛汽車內(nèi)部的環(huán)境感知系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)無(wú)法及時(shí)獲取道路運(yùn)行信息的狀況，繼而降低道路感知系統(tǒng)的智能化[2]。與此同時(shí)，在比較復(fù)雜的道路行駛環(huán)境中，無(wú)人駕駛汽車無(wú)法感知交通指揮管理人員的手勢(shì)信號(hào)含義。例如在暴雨天氣中，交通出現(xiàn)極度擁堵時(shí)，交通指揮人員可能會(huì)做出與信號(hào)指示燈不同的通行信號(hào)，無(wú)人駕駛汽車無(wú)法識(shí)別交警等指揮人員的手勢(shì)寓意，而是依舊依靠對(duì)于交通信號(hào)燈信息的獲取行駛。

3.2 轉(zhuǎn)型問題

在無(wú)人駕駛技術(shù)應(yīng)用的過程中，想要全面實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛汽車上路目標(biāo)，首先需要考量的就是傳統(tǒng)汽車行駛與無(wú)人駕駛汽車行駛之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)型期問題[3]。正常情況下，傳統(tǒng)駕駛汽車在道路上行駛時(shí)，全程需要人工控制，而無(wú)人駕駛汽車在行駛時(shí)人類完全可以解放雙手，但是對(duì)于行駛過程中的突發(fā)事件處理能力存在著一定的不足之處，亟待進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)。

3.3 市場(chǎng)管理問題

在無(wú)人駕駛技術(shù)應(yīng)用市場(chǎng)中，由于該項(xiàng)技術(shù)的研發(fā)時(shí)間比較短，并且相對(duì)應(yīng)的應(yīng)用范圍目前也比較狹窄，所有我國(guó)目前并未針對(duì)該方面制定有效的市場(chǎng)監(jiān)督管理體制。換言之，一旦該種無(wú)人駕駛汽車上路后出現(xiàn)交通事故，對(duì)于責(zé)任的認(rèn)定和保險(xiǎn)的認(rèn)定都是一項(xiàng)比較模糊的管理流程。與此同時(shí)，無(wú)人駕駛汽車的開發(fā)成本也比較高,無(wú)法實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化加工生產(chǎn)，相關(guān)的傳感器和軟件的更新都存在著較多的不足，需要相關(guān)專業(yè)人員進(jìn)行更加深入的研發(fā)和探討。

4 無(wú)人駕駛汽車安全行駛的三大系統(tǒng)

4.1 行為決策系統(tǒng)

在無(wú)人駕駛汽車的安全管理過程中，行為行決策系統(tǒng)主要是指通過既定的網(wǎng)絡(luò)文件，使得無(wú)人駕駛汽車能夠有效獲取行駛周邊的交通環(huán)境和車身的運(yùn)行情況，然后按照既定網(wǎng)絡(luò)文件的設(shè)計(jì)內(nèi)容嚴(yán)格遵守交通規(guī)則所做出的駕駛決策流程。通常情況下，無(wú)人駕駛汽車的行為決策系統(tǒng)中主要包含以下幾點(diǎn)內(nèi)容：

①駕駛行為規(guī)劃和駕駛周邊固定范圍內(nèi)的行駛道路選擇規(guī)劃，其也被稱之為運(yùn)行軌跡規(guī)劃。在進(jìn)行行駛軌跡規(guī)劃時(shí)，無(wú)人駕駛車輛中的智能系統(tǒng)會(huì)在行駛?cè)蝿?wù)設(shè)定之后將各任務(wù)走完的最佳路徑選擇出來(lái)，最大程度避免擁堵、維修路線，在這一基礎(chǔ)上，還會(huì)對(duì)行駛的時(shí)長(zhǎng)、行駛的距離進(jìn)行綜合考量，實(shí)現(xiàn)路徑選擇最優(yōu)化。此類選擇的前提均是嚴(yán)格遵守交通規(guī)則。

②全局路徑規(guī)劃，也被稱之為駕駛?cè)蝿?wù)規(guī)劃，在這一行為決策系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，主要的規(guī)劃內(nèi)容是指行駛路徑范圍的規(guī)劃。具體而言，當(dāng)無(wú)人駕駛汽車在上路行駛時(shí)，全局規(guī)劃會(huì)為汽車的自主駕駛提供方向引導(dǎo)方面的行為決策方案，繼而通過GPS技術(shù)進(jìn)行即將需要前進(jìn)行駛的路段和途徑區(qū)域的規(guī)劃與順序排列。另一方面,行為規(guī)劃對(duì)于無(wú)人駕駛汽車的安全行駛也具有十分重要的決策作用。行為規(guī)劃的決策層級(jí)屬于第二層級(jí)，第一層級(jí)為全距路徑規(guī)劃，第三層級(jí)為局部路徑規(guī)劃，行為規(guī)劃起到的是承上啟下的作用。

4.2 運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)

在運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中，其運(yùn)行期間主要依據(jù)的是上述行為決策系統(tǒng)得出的行駛路徑規(guī)劃方案。換言之,運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的運(yùn)行是為了保障行為決策系統(tǒng)得出的行駛方案能夠順利實(shí)施。具體分析，運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)會(huì)專門針對(duì)無(wú)人駕駛汽車所處的行駛位置、行駛狀態(tài)、行駛速度進(jìn)行綜合的數(shù)據(jù)分析，繼而進(jìn)行智能控制汽車的油門、剎車、方向盤以及變速桿的運(yùn)動(dòng)控制，借以完成行為決策系統(tǒng)制定的行駛方案。為了能夠更加有效地進(jìn)行無(wú)人駕駛汽車的油門部件、剎車部門、方向控制盤以及行駛速度變化桿的控制，需要進(jìn)行控制反應(yīng)時(shí)間設(shè)置，此類設(shè)置可以通過底層控制器加裝和相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)共同合作配合完成控制操作。

4.3 環(huán)境感知系統(tǒng)

當(dāng)人們?cè)谶M(jìn)行機(jī)動(dòng)車駕駛時(shí)，為了能夠有效保障駕駛過程中的安全，首先需要根據(jù)行駛中的路線進(jìn)行實(shí)時(shí)觀察和分析周邊行人和車輛的狀態(tài)，與此同時(shí)，還需要開展對(duì)于行駛路面、交通標(biāo)志、標(biāo)線以及信號(hào)燈的實(shí)時(shí)變化掌握工作。該類駕車行駛觀察行為被稱之為環(huán)境感知。在無(wú)人駕駛汽車進(jìn)行駕駛時(shí)，汽車內(nèi)部的智能駕駛系統(tǒng)也需要針對(duì)汽車周邊的環(huán)境和交通指示變化運(yùn)行環(huán)境感知系統(tǒng)，繼而將通過感知獲取的信息進(jìn)行整理和決策，實(shí)現(xiàn)安全駕駛目標(biāo)。在無(wú)人駕駛汽車安全行駛過程中，汽車內(nèi)部智能系統(tǒng)進(jìn)行環(huán)境的感知時(shí)，主要是依賴于車內(nèi)配置的傳感器實(shí)現(xiàn)，傳感器的內(nèi)容主要包括前置、后置攝像頭、激光雷達(dá)、紅外攝像機(jī)、光電編碼器以及GPS技術(shù)等。在眾多的傳感器當(dāng)中，進(jìn)行獲取環(huán)境信息的設(shè)備主要是攝像頭、雷達(dá)以及紅外攝像機(jī)，而其他傳感器是為了獲取汽車自身的行駛狀態(tài)。

5 無(wú)人駕駛汽車安全行駛的發(fā)展前景

目前時(shí)期，雖然我國(guó)現(xiàn)有的無(wú)人駕駛汽車市場(chǎng)中存在著諸多的問題，但是不可否認(rèn)的是，無(wú)人駕駛汽車的研發(fā)，對(duì)于汽車駕駛的安全性能提升具有十分重要的促進(jìn)作用。另一方面,隨著國(guó)內(nèi)越來(lái)越多無(wú)人駕駛汽車實(shí)驗(yàn)案例的成功，相關(guān)的技術(shù)研發(fā)水平也在不斷地提升，再加上法律法規(guī)的逐漸完善，相信無(wú)人駕駛汽車將會(huì)成為人類安全駕駛管理工作水平提升的重要推動(dòng)力。

6 總結(jié)

綜上所述，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷提升，國(guó)民生活水平也在不斷上漲，對(duì)于美好生活的追求標(biāo)準(zhǔn)也越來(lái)越高。為了方便出行，越來(lái)越多的人自行購(gòu)進(jìn)了汽車等交通工具，在部分汽車中，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)泊車技術(shù)的應(yīng)用，這對(duì)于滿足國(guó)民行駛安全的需求具有重要的促進(jìn)作用。通過對(duì)無(wú)人駕駛汽車安全行駛的三大系統(tǒng)的重難點(diǎn)分析，能夠發(fā)現(xiàn)，目前階段我國(guó)在該方面還存在著較多的不足之處，亟待后續(xù)進(jìn)行研發(fā)和改進(jìn)，期望文中的部分內(nèi)容能夠?yàn)楹罄m(xù)關(guān)于本課題的研究提供參考。