無人駕駛技術主要由哪些技術組成？具體介紹

科幻電影里的自動駕駛技術讓大家心馳神往，近幾年，隨著人工智能的技術提升，無人駕駛汽車從我們的幻想成為了現(xiàn)實。車企、互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)紛紛涌入這個全新領域。

剛結(jié)束的兩會，百度董事長李彥宏樂觀地表示明年，百度和合作伙伴推出的L3級別自動駕駛量產(chǎn)車就可以開上高速，今后在高速公路上也可以“吃著火鍋唱著歌”了。

無人駕駛技術主要有以下幾種技術組成：

1、車道保持系統(tǒng)

公路行駛時，該系統(tǒng)能探測到左右兩根車道線，如果發(fā)生偏航時，車道保持系統(tǒng)會通過振動提示駕駛者，然后自動修正方向，輔助回正車輛使其一直保持在路中間行駛。

2.、ACC自適應巡航系統(tǒng)or激光測距系統(tǒng)

自適應巡航控制(ACC)是一個允許車輛巡航控制系統(tǒng)通過調(diào)整速度以適應交通狀況的汽車功能。

安裝在車輛前方的雷達用于檢測在本車前進道路上是否存在速度更慢的車輛。若存在速度更慢的車輛，ACC系統(tǒng)會降低車速并控制與前方車輛的間隙或時間間隙。若系統(tǒng)檢測到前方車輛并不在本車行駛道路上時將加快本車速度使之回到之前所設定的速度。此操作實現(xiàn)了在無司機干預下的自主減速或加速。ACC控制車速的主要方式是通過發(fā)動機油門控制和適當?shù)闹苿印?

3、夜視系統(tǒng)

夜視系統(tǒng)是一種源自軍事用途的汽車駕駛輔助系統(tǒng)。在這個輔助系統(tǒng)的幫助下，駕駛者在夜間或弱光線的駕駛過程中將獲得更高的預見能力，它能夠針對潛在危險向駕駛者提供更加全面準確的信息或發(fā)出早期警告

4、精確定位/導航系統(tǒng)

自動駕駛汽車依賴于非常精確的地圖來確定位置，因為只是用 GPS 技術會出現(xiàn)偏差。在自動汽車上路之前，工程師會駕車收集路況數(shù)據(jù)，因此，自動汽車能夠?qū)崟r的數(shù)據(jù)和記錄的數(shù)據(jù)進行比較，這有助于它將行人和路旁的物體分辨開來。

無人駕駛汽車的傳感器系統(tǒng)

無人駕駛汽車的實現(xiàn)需要大量的科學技術支持，而其中最重要的就是大量的傳感器定位。核心技術是包括高精度地圖、定位、感知、智能決策與控制等各個模塊。其中有幾個關鍵的技術模塊，包含精確GPS定位及導航、動態(tài)傳感避障系統(tǒng)、機械視覺三個大部分，其他的如只能行為規(guī)劃等不屬于傳感器范疇，屬于算法方面，不做過多設計。傳感器系統(tǒng)如圖所示。

從20世紀50年代開始，西方發(fā)達國家就開展了地面無人駕駛車輛的研究，并且取得了一系列的成果。在此可以將其歸結(jié)為三個主要階段。第一階段，在20世紀80年代之前，受限于硬件技術、圖形處理和數(shù)據(jù)融合等關鍵技術發(fā)展的滯后，地面無人駕駛車輛側(cè)重于遙控駕駛。第二階段，20世紀80年代以后，隨著自主車輛技術及其他相關技術的突破性進展，地面無人駕駛車輛得以進一步發(fā)展，出現(xiàn)了各種自主和半自主移動平臺。但是由于受定位導航設備、障礙識別傳感器、計算控制處理器等關鍵部件性能的限制，當時的無人駕駛車輛雖然在一定程度上實現(xiàn)了自主行駛，但行駛速度低，環(huán)境適應能力弱。第三階段，自20世紀90年代以來，由于在計算機、人工智能、機器人控制等技術方面的突破，半自動型地面無人駕駛車輛得到了進一步發(fā)展。部分地面無人駕駛車輛參與了軍事實戰(zhàn)，驗證了地面無人駕駛車輛的作戰(zhàn)能力，這使人們看到了地面無人駕駛車輛的發(fā)展前景，大大激發(fā)了各國研發(fā)地面無人駕駛車輛的熱情，也掀起了研究高潮。在軍事需求的推動下和技術發(fā)展的激勵下，美國、德國、意大利等國在無人駕駛車輛技術方面走在了全世界的前列。進入21世紀后，隨著物理計算能力的大幅度提升、動態(tài)視覺技術的快速發(fā)展以及人工智能技術迅猛發(fā)展，路線導航、障礙躲避、突發(fā)決策等關鍵技術得到解決，無人駕駛技術取得了突破性進展。

近日，ARCFOX極狐品牌舉行2021ARCFOX極狐品牌之夜暨上市發(fā)布會，并發(fā)布了純電轎車阿爾法S，推出四個版本，售價25.19萬元~34.49萬元。同時亮相的還有，ARCFOX極狐品牌與華為攜手打造的全球首款搭載3激光雷達量產(chǎn)車——阿爾法S 華為HI版。國產(chǎn)自主無人駕駛技術的首款汽車亮相，標志著中國的無人駕駛正式開啟新征程。

無人駕駛的出現(xiàn)給目前的汽車行業(yè)帶來了摧毀性的打擊，為社會的發(fā)展帶來了極大的改變。最先發(fā)布實現(xiàn)無人駕駛汽車的是特斯拉，從當前特斯拉所遇到的投訴維權(quán)事件來看，智能汽車也遭遇很多技術不成熟所帶來的困惑。

實現(xiàn)無人駕駛需要的技術有哪些呢?接下來我們通俗易懂地給大家講解實現(xiàn)無人駕駛的技術。

1、無人駕駛原理：無人駕駛汽車是智能汽車的一種，也稱為輪式移動機器人，主要依靠車內(nèi)的以計算機系統(tǒng)為主讓汽車自己擁有環(huán)境感知、路徑規(guī)劃并自主實現(xiàn)車輛控制，也就是用電子技術控制汽車進行的仿人駕駛或是自動駕駛。

2、視覺感知技術：視覺感知技術簡言之就是依靠一個單目或多目攝像頭可精準識別車道線、路邊沿、可行駛區(qū)域、車輛、行人、交通標志及交通燈等信息。視覺感知模塊相當于無人駕駛汽車的眼和耳，無人駕駛汽車通過視覺感知模塊來辨別自身周圍的環(huán)境信息。為其行為決策提供信息支持。視覺感知包括無人駕駛汽車自身位姿感知和周圍環(huán)境感知兩部分。

3、激光雷達感知技術：激光雷達(LiDAR)是一種用于精確獲得三維位置信息的傳感器，好比人類的眼睛，可以確定物體的位置、大小、外部形貌甚至材質(zhì)。它是通過激光測距技術探測環(huán)境信息的主動傳感器的統(tǒng)稱。它利用激光束探測目標，獲得數(shù)據(jù)并生成精確的數(shù)字工程模型。激光雷達由發(fā)射系統(tǒng)、接收系統(tǒng) 、信息處理三部分組成。激光雷達的工作原理是利用可見和近紅外光波(多為950nm波段附近的紅外光)發(fā)射、反射和接收來探測物體，可對交通參與者和未知目標進行精確檢測和跟蹤，適用于自動駕駛、車路協(xié)同等場景。

4、多傳感器融合技術：所謂多傳感器信息融合(MulTI-sensor InformaTIon Fusion，MSIF)，就是利用計算機技術將來自多傳感器或多源的信息和數(shù)據(jù)，在一定的準則下加以自動分析和綜合，以完成所需要的決策和估計而進行的信息處理過程。多傳感器信息融合技術的基本原理就像人的大腦綜合處理信息的過程一樣，將各種傳感器進行多層次、多空間的信息互補和優(yōu)化組合處理，最終產(chǎn)生對觀測環(huán) 境的一致性解釋?？勺杂山M合多傳感器數(shù)據(jù)，為系統(tǒng)提供低延時、高精度、有容錯性的感知結(jié)果。

5、車輛/行人/非機動車行為預測：自動駕駛行為預測和其他問題不一樣的地方在于，周圍的車輛、行人在接下來數(shù)秒時間里有多種行進的可能性。這些可能性本身也將影響自動駕駛車輛的決策規(guī)劃。對車輛的換道轉(zhuǎn)彎、行人/非機動車是否留意本車、是否有過馬路等意圖做精確識別判斷，并能預測多條未來可能的行駛軌跡，為更智能的自動駕駛決策規(guī)劃提供可靠依據(jù)。

相對于傳統(tǒng)的添加外部機構(gòu)的改造方法，無人駕駛汽車一體化設計是未來無人駕駛汽車設計的導向。它綜合考慮無人駕駛汽車對局部環(huán)境的感知和決策，以及車輛的動力學特性等性能之間的相互聯(lián)系和影響，在構(gòu)建的無人駕駛汽車上集成設計各個模塊及相關過程。通過一體化設計將無人駕駛汽車的大腦與小腦進行有機的結(jié)合，提高無人駕駛汽車的整體控制效果。

無人駕駛汽車的一體化設計包含：設計無人駕駛汽車集成平臺，構(gòu)建開放式模塊化的多模異構(gòu)信息集成體系，并與汽車信息交互系統(tǒng)、儀表電器和電控系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制;車輛發(fā)動機與變速器、制動系統(tǒng)的一體化縱向系統(tǒng)性能設計;車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)有人駕駛與無人駕駛系統(tǒng)性能一體化設計;結(jié)合傳統(tǒng)的汽車動力學，研究無人駕駛汽車的動力學試驗體系和方法。通過不斷地完善，最終達到無人駕駛的環(huán)境感知規(guī)劃決策圈和汽車動力學圈的良好匹配，以實現(xiàn)在保證無人駕駛車輛的安全性能與可靠性能的基礎上，使乘客有一個良好的舒適性，使車輛有一個較好的經(jīng)濟性能和動力性能。

無人駕駛?cè)缃褚呀?jīng)成為一種趨勢，通過智能化交通信息平臺，車與車、車與路之間能夠及時獲取有效信息，進而實現(xiàn)對行程智能化管理，汽車擁堵與停車難的問題將能夠得到有效的解決，大型客運車運輸也能夠準時化、規(guī)范化。經(jīng)過多年的發(fā)展，國內(nèi)外無人駕駛技術取得了顯著的進展，但是實際交通環(huán)境復雜多變，而且目前人工智能與人腦智能之間存在較大差距，同時網(wǎng)絡傳輸速度存在滯后等問題，造成真正意義上的無人駕駛技術處于發(fā)展瓶頸階段。此次兩會上工業(yè)和信息化部部長肖亞慶承諾“十四五”期間將建成系統(tǒng)完備的5G網(wǎng)絡，這對于無人駕駛技術的發(fā)展也是一個好消息，將有助于信息傳輸速度的大力提升。