无人驾驶汽车的现状及展望

无人驾驶汽车的现状及展望 赵威 苏州科技学院机械工程学院 摘要 摘要 无人驾驶汽车是一种智能汽车 是未来汽车的发展趋势 首先介绍了什么是无人汽车以及国内 外的发展现状 最后阐述了对未来前景的展望 关键字关键字 无人驾驶汽车 关键技术 优势 发展 展望 The status quo and prospects of driverless cars Zhaowei Suzhou institute of science and technology institute of mechanical engineering Abstract Driverless cars is a smart car it is the development trend of future automobiles First introduces what is the unmanned vehicle development present situation at home and abroad finally the article shows the prospect for the future outlook TheThe keywordkeyword Driverless cars The key technology advantage development expectation 0 0 前言前言 无人驾驶汽车是一种智能汽车 也可以称之为轮式移动机器人 主要依靠车内的以计 算机系统为主的智能驾驶仪仪来实现无人驾驶 无人驾驶汽车是通过车载传感系统感知道 路环境 自动规划行车路线并控制车辆到达预定目标的智能汽车 它是利用车载传感器来感知车辆周围环境 并根据感知所获得的道路 车辆位置和障 碍物信息 控制车辆的转向和速度 从而使车辆能够安全 可靠地在道路上行驶 集自动控制 体系结构 人工智能 视觉计算等众多技术于一体 是计算机科学高度 发展的产物 也是衡量一个国家科研实力和工业水平的一个重要标志 在国防和国民经济 领域具有广阔的应用前景 1 研发历史 从 20 世纪 70 年代开始 美国 英国 德国等发达国家开始进行无人驾驶汽车 的研究 在可行性和实用化方面都取得了突破性的进展 中国从 20 世纪 80 年代 开始进行无人驾驶汽车的研究 国防科技大在 1992 年成功研制出中国第一辆真正 意义上的无人驾驶汽车 2005 年 首辆城市无人驾驶汽车再上海交通大学研制成功 世界上最先进的无人驾驶 汽车已经测试行驶近五十万公里 其中最后八万公里是在没有任何人为的安全干预措施下 完成的 2 国内外无人汽车的发展 中国自主研制的无人车 由国防科技大自主研制的红旗 HQ3 无人车 2011 年 7 月 14 日首次完成了从长沙到武汉 286 公里的高速全程无人驾驶实验 创造了中国自主研制的 无人车在复杂交通状况下自主驾驶的新纪录 标志着中国无人车在复杂环境识别 智能行 为决策和控制等方面实现了新的技术突破 达到世界先进水平 红旗 HQ3 无人车由国防科技大学自主研制 2011 年 7 月中旬它从京沙高速公路长沙杨 梓冲收费站出发 历时 3 小时 22 分钟到达武汉 总距离 286 公里 实验中 无人车自主超 车 67 次 途遇复杂天气 部分路段有雾 在咸宁还遭逢降雨 红旗 HQ3 全程由计算机系统控制车辆行驶速度和方向 系统设定的最高时速为 110 公 里 在实验过程中 实测的全程自主驾驶平均时速为 87 公里 国防科技大学方面透露 该 车在特殊情况下进行人工干预的距离仅为 2 24 公里 仅占自主驾驶总里程的 0 78 从 20 世纪 80 年代末开始 在贺汉根教授带领下 2001 年研制成功时速达 76 公里的 无人车 2003 年研制成功中国首台高速无人驾驶轿车 最高时速可达 170 公里 2006 年研 制的新一代无人驾驶红旗 HQ3 则在可靠性和小型化方面取得突破 此次红旗 HQ3 无人车 实验成功创造了中国自主研制的无人车在复杂交通状况下自主驾驶的新纪录 这标志着中 国在该领域已经达到世界先进水平 到 2020 年 驾驶员将不必再为汽车追尾而烦恼 无人驾驶汽车将通过自身的雷达 系统检测与前车的距离 如果与前车距离过近 汽车将会自动刹车 到 2030 年 驾驶员基本上可以在较复杂路况下只控制方向盘或只踩油门和刹车了 因为半自动驾驶技术会在大多数车辆上得到应用 那时汽车会自动设置路线或自动进行油 门和刹车的配合 国家自然科学基金委员会称 中国自主研发的无人驾驶汽车 2013 年将测试从北京行 驶到天津 2015 年将测试从北京行驶到深圳 谷歌无人驾驶 汽车已经行驶超过 20 万英里 技术人员表示 谷歌无人驾驶汽车通过 摄像机 雷达传感器和激光测距仪来 看到 其他车辆 并使用详细的地图来进行导航 手动驾驶车辆收集来的信息是如此巨大 必须将这些信息进行处理转换 谷歌数据中心将 这一切变成了可能 它的数据处理能力是如些强大 所面临的难题是自动驾驶汽车和人驾 驶的汽车如何共处而不引起交通事故的问题 2014 年 5 月 28 日 Code Conference 科技大会上 Google 推出自己的新产品 无人 驾驶汽车 和一般的汽车不同 Google 无人驾驶汽车没有方向盘和刹车 Google 的无人驾驶汽车还处于原型阶段 不过即便如此 它依旧展示出了与众不同 的创新特性 和传统汽车不同 Google 无人驾驶汽车行驶时不需要人来操控 这意味着方 向盘 油门 刹车等传统汽车必不可少的配件 在 Google 无人驾驶汽车上通通看不到 软件和传感器取代了它们 不过 Google 联合创始人谢尔盖 布林 Sergey Brin 说 无人驾驶汽车还很初级 Google 希望它可以尽可能地适应不同的使用场景 只要按一下按钮 就能把用户送到目的 地 一些人再英国伦敦希斯罗机场亲眼目睹了许多辆无人驾驶汽车 优尔特拉 ULTra 自动驶离 抵达车站的奇妙场景 一辆辆车子鱼贯而出 几乎毫无噪音 一切都显得井然 有序 英国第一辆无人驾驶汽车于 2015 年 2 月亮相 它是旨在帮助乘客 购物者和老年人 短距离出行 新的无人驾驶汽车将于本周在英国格林威治亮相 被称为 Lutz Pathfinder Lutz Pathfinder 道路测试将逐渐推广到英国其他城市 Lutz Pathfinder 可以运送 两个人及其行李 最远行驶里程为 40 英里 速度每小时 15 英里 该计划的支持者希望人 们从普通汽车转向无人驾驶交通工具 以减少污染和拥堵 3 技术原理 无人驾驶技术是一个系统 包含摄像机 计算机 传感器 地图软件和雷达 来完成 一个司机驾驶车辆的功能 不同模块的系统彼此沟通协调 每秒钟做上百万的运算 来完 成下述功能 1 控制车辆加速 刹车和转向 2 监控周边障碍物 3 遵守当地交通法规 把车 辆运送到目的地 2 一个完整的无人驾驶系统 主要包括下面三大模块 GPS 全球定位系统 和地图信息 地图信息包含道路上各种静止物体精确位置 比 如电线杆 人行道 消防水龙头 等等 地图数据必须精确到厘米量级 摄像机和传感器 传感器不断进行 360 度的扫描 雷达用来监控道路上的车辆和障碍 物 可以看到两百米外的物体 摄像机用来识别路标和交通信号 LIDAR 激光照明探测识 别仪 通过激光每秒钟进行上百万次的测量 处理器 分析收集来的海量实时数据 然后指导车辆的操作 处理器将根据长期积累 的驾驶经验选择最优化的解决方案 未来更多的车辆将彼此沟通 实时共享各类路况和方 位数据 以优化行驶路线 减少车祸可能性 4 发展优势 安全稳定 而防抱死系统可以代替驾驶员完成这一操作 并且比手动操作效 果更好 该系统可以监控轮胎情况 了解轮胎何时即将锁死 并及时做出反应 而且反应时机比驾驶员把握得更加准确 防抱死制动系统是引领汽车工业朝无人 驾驶方向发展的早期技术之一 另一种无人驾驶系统是牵引或稳定控制系统 这些系统不太引人注目 通常只 有专业驾驶员才会意识到它们发挥的作用