蘇保國

摘要：無人駕駛汽車是目前我國正在著力研發(fā)的新型城市交通車輛，并且該類型車輛集合環(huán)境感知、決策規(guī)劃控制等智能化技術(shù)。所以，如果將該類型車輛投入到社會生產(chǎn)使用中，必定可以提升我國城市交通的智能化程度。因此，本文就無人駕駛汽車中使用的先進技術(shù)進行探討，并且對其發(fā)展前景進行展望。

關(guān)鍵詞：無人駕駛汽車;先進技術(shù);發(fā)展前景

0? 引言

自我國進入到發(fā)展低碳經(jīng)濟的時代后，越來越多的產(chǎn)業(yè)需要將智能化設備融入到生產(chǎn)中。那么，對于城市交通而言，更是需要減少能源的消耗。而無人駕駛汽車恰好具備低能耗、自動化等特點，所以在未來的社會發(fā)展中，無人駕駛汽車一定是城市交通運輸及產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新寵兒，使得可以推動我國早日進入智能化時代。

1? 無人駕駛汽車發(fā)展前景展望

其一，可以用于城市交通運行方面。

當前，我國正在提倡并要求所有在運車輛都需要安裝LNG燃氣設備，這樣就可以逐漸取代機油式的能源供給，使得可以大大降低車輛廢氣排放，從而改善城市空氣環(huán)境狀況。那么，從無人駕駛汽車使用能源來看，既可以是燃氣，也可以是太陽能或其他清潔能源，并且無人駕駛汽車還具有智能化操控的特點，可以為用戶提供更多的人性化服務。同時，在未來的社會交通發(fā)展中，模塊化是公共交通的發(fā)展方向，所以無人駕駛汽車具有鮮明的應用優(yōu)勢。

其二，可以用于城市物流運輸方面。

在當前互聯(lián)網(wǎng)電子商務經(jīng)濟的推動下，國內(nèi)物流行業(yè)迅速拔地而起，所以在城市交通中可以時?？匆娭T多物流車輛穿行其中。但是，目前物流行業(yè)主要是依靠人力作為主要的運輸動力，這就使得物流企業(yè)需要付出較大的運輸成本。那么，如果將無人駕駛貨車運用在物流行業(yè)中，既可以降低大量的人力成本，又可以提升輸送效率，所以在物流運輸產(chǎn)業(yè)中也具有較大的應用優(yōu)勢。

2? 無人駕駛汽車的先進技術(shù)

2.1 環(huán)境感知技術(shù)

在無人駕駛汽車的應用技術(shù)中，環(huán)境感知技術(shù)是該類型汽車首要的信息交互技術(shù)。因為，當無人駕駛汽車在運行的時候，時時刻刻都要通過感知技術(shù)搭建在駕駛員與車輛之間的交互橋梁，保證車輛平穩(wěn)安全地駕駛。那么，從環(huán)境感知技術(shù)的功能組成上看，主要包括狀態(tài)感知和V2X網(wǎng)聯(lián)通信兩種功能，而這些功能都是通過環(huán)境感知傳感器實現(xiàn)的。其中，環(huán)境感知傳感器又被分為被動和主動兩種傳感器，所謂被動就是指由外界主動向傳感器傳遞信息，車輛會有相應的變動，如車載麥克風等。而主動就是指傳感器主動向外界傳遞信息，使得可以推動車輛運行，如激光、毫米波等車載雷達。那么，以下就以無人駕駛汽車中裝載的傳感器進行分析。

其一，視覺傳感器。在通常人為操控的汽車中，車輛之外的信息都是通過人的視覺獲取，如紅綠燈信息、車面路況信息、路邊交通標志物等。而在無人駕駛汽車中，都是通過視覺傳感器獲取外界的信息，并且具有儲存量大、獲取范圍廣、成本不高的特點，所以近些年來視覺傳感器被廣泛應用在無人駕駛汽車中。那么，根據(jù)視覺傳感器信號的不同，可以分為模擬和數(shù)字兩種類型，其中模擬相機和數(shù)字相機存在的不同之處，主要在于傳遞的電信號不同，一個為模擬電信號，具備成本低、線路簡單等特點，另一個為數(shù)字信號，具備成本高、速率快等特點。還有，根據(jù)芯片的不同可以分為CCD和CMOS相機，其中CCD相機具備低電壓、功耗小、無灼傷等特點，而CMOS相機具備速率高、范圍廣等特點。另外，視覺傳感器還可以分為紅外、紫外、線陣、面陣、逐行掃描、隔行掃描等相機。因此，這就說明當前可用于無人駕駛汽車的視覺傳感器類型多種多樣。

其二，雷達傳感器。首先，顧名思義，激光雷達就是將激光作為光電探測的主要手段，目前主要包含有單線和多線兩種類型。并且，激光雷達具備隱蔽性強、抗干擾性能優(yōu)、測量距離遠等特點，但同時由于激光技術(shù)需要較為專業(yè)的人才操控，所以需要耗費的成本較高。

其次，毫米波雷達。毫米波雷達是當前無人駕駛汽車中使用范圍最廣的探測雷達，因為該類型雷達主要依靠電磁波探測環(huán)繞在車身周邊的環(huán)境信息，如運行方向、運行速度、相對距離等，然后通過無人駕駛汽車的智能操控系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)，使得可以達到安全駕駛的效果。并且，通常毫米波的頻段主要保持在30到300GHz中，波長保持在1到10毫米之間，所以毫米波雷達具有傳導速率快、傳導范圍廣的特點。并且，該類型雷達還不會受到惡劣天氣影響，如暴雨、暴雪、霧霾等天氣，這就說明毫米波雷達還具有信號穿透力強的特點。

其三，超聲波雷達。該類型雷達相比毫米波雷達，在信號傳導距離上存在劣勢，并且波段頻率通常都保持在20kHz左右，所以在無人駕駛車輛上用于測量距離。那么，該類型雷達的優(yōu)勢，主要表現(xiàn)在超聲波信號的穿透力較強，抗電磁干擾能力強，制作流程簡易，開發(fā)成本較低等，而劣勢就在于測量方位不太明晰，如果用于車輛測距就有極大的局限性，所以這也使得該類型雷達適用范圍較窄。由此可見，在無人駕駛汽車中使用的雷達感知器類型眾多，不過目前主要以毫米波雷達為主，使得可以滿足無人駕駛汽車的實際需求。

2.2 決策規(guī)劃控制技術(shù)

由于無人駕駛汽車都是由各種硬件組成的集合系統(tǒng)，如車載、傳感器等硬件，所以需要強有力的決策控制規(guī)劃系統(tǒng)與之匹配，使得可以保證車輛的行駛安全。那么，當前主要表現(xiàn)在以下四個方面：

其一，預測模塊。所謂預測模塊，就是通過控制無人汽車的傳感器，提前對周圍的環(huán)境物體進行探測，并且將探測的信息轉(zhuǎn)化為時間空間維度的軌跡信息，比如，當預測模塊探測到車輛的周邊物體種類信息時，可以在短時間內(nèi)做出于運行軌跡判斷，合理地避開周邊物體，并且，預測模塊還會根據(jù)周邊物體的移動速度，對車輛拐彎時的加速度進行合理估算，然后按照物理規(guī)律合理地預測車輛行駛軌跡，如圖1所示。

其二，路由尋徑。在無人駕駛汽車中，通常都是由高精地圖的指示路徑形式，就如圖2中每個箭頭所指向的道路方向，將一條條的路由線段串聯(lián)起來，使得將整個地圖中的道路自然劃分，使得車輛可以有效地行駛。

其三，行為決策。行為決策在無人駕駛汽車的決策規(guī)劃控制系統(tǒng)中，主要擔任分析車輛“下一步”運行決策的判斷，主要表現(xiàn)在以下四個方面：第一，可以自檢當前無人駕駛汽車的形式狀態(tài)。第二，可以判斷無人駕駛汽車是否進行跟車、換道等行為。第三，當遇到周邊的障礙物時，是否進行加速、避讓等行為。第四，可以自動識別和掌握圖2中各條線路的動態(tài)信息，并且可以自行遵守當?shù)氐慕煌ㄒ?guī)則。

其四，動作規(guī)劃。所謂動作規(guī)劃，是將由行為決策制定的指令信息轉(zhuǎn)化為帶有時間標識的車輛行駛曲線，這就為之后的反饋控制提供路線基礎。并且，動作規(guī)劃還分為軌跡和速度規(guī)劃兩個方面，其中軌跡規(guī)劃就是指車輛在規(guī)定的時間內(nèi)產(chǎn)生的行駛軌跡，包括行駛位置、行駛時間等信息。而速度規(guī)劃就是指根據(jù)預定的行駛軌跡進行速度規(guī)劃，使得可以滿足圖3的關(guān)系。

其五，反饋控制。在該步驟中，主要是將以下三個步驟完成的結(jié)果進行比較，然后進行一定程度上的調(diào)整，這就起到優(yōu)化控制的效果。

3? 結(jié)束語

綜上所述，無人駕駛汽車在我國未來的發(fā)展中，既具有鮮明的交通運輸優(yōu)勢，又符合智能化產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求。并且，無人駕駛汽車擁有環(huán)境感知技術(shù)和決策規(guī)劃控制技術(shù)兩大先進技術(shù)，使得可以大大提升無人駕駛汽車的性能。同時，當前也是5G網(wǎng)絡技術(shù)興起的時代，這就有利于為無人駕駛汽車的車聯(lián)網(wǎng)提供更為便捷的網(wǎng)絡服務。這就需要政府及企業(yè)牢牢把握住時代的機遇，將無人駕駛汽車應用到社會生產(chǎn)的各個角落，從而加快我國進入智能化時代的步伐。

參考文獻：

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