无人驾驶作为一项反动性的科技愈来愈火，特别以Google无人驾驶为标杆。可是主动驾驶面前有哪些关头性手艺?这些手艺成长的近况和难点有哪些?本文作者为小鹏汽车团队工程师，他将在文中解答以上成绩。

　　( 无人驾驶停靠车辆)

　　主动驾驶汽车又称无人驾驶汽车，它现实是一种轮式挪动机械人。主动驾驶汽车从底子上改动了传统的“人——车——路”闭环节制体例，将没法用法则严酷束缚的驾驶员从该闭环零碎中请出去，从而年夜年夜进步了交通零碎的效力和平安性，是汽车工业成长的反动性产品。

　　从20世纪80年月起头人类就睁开了车辆自立行驶的研讨。美国是世界上研讨主动驾驶汽车最早、程度最高的国度之一。此中谷歌无人驾驶汽车影响力最为普遍，也是手艺程度最成熟的公司之一。谷歌传播鼓吹其无人驾驶汽车已在公路上平安行驶160多万千米，时代没有产生过任何严重的碰撞变乱。可是能做到如谷歌主动驾驶车手艺程度的公司百里挑一，可见其关头手艺门坎是比力高的。

　　上面谈谈主动驾驶汽车中几个关头手艺;

　　情况感知

　　传感器探测情况信息，只是将探测的物理量停止了有序摆列与存储。此时计较机其实不晓得这些数据映照到真实情况中是甚么物理寄义。是以需求经由过程恰当的算法从探测获得的数据中发掘出我们存眷的数据并付与物理寄义，从而到达感知情况的目标。

　　好比我们在驾驶车辆时眼睛看后方，可以从情况平分辨出我们以后行驶的车道线。若要让机械获得车道线信息，需求摄像头获得情况影象，影象自己其实不具有映照到真实情况中的物理寄义，此时需求经由过程算法从该影象中找到能映照到真实车道线的影象部门，付与其车道线寄义。

　　( 博世主动驾驶传感器设置装备摆设方案)

　　主动驾驶车辆感知情况的传感器单一，经常使用的有：摄像头、激光扫描仪、毫米波雷达和超声波雷达等。

　　针对分歧的传感器，采取的感知算法会有所区分，跟传感器感知情况的机理是有关系的。每种传感器感知情况的才能和受情况的影响也各不不异。好比摄像头在物体辨认方面有优势，可是间隔信息比力完善，基于它的辨认算法受气候、光线影响也很是较着。激光扫描仪及毫米波雷达，能切确测得物体的间隔，可是在辨认物体方面远弱于摄像头。统一种传感器因其规格参数纷歧样，也会显现分歧的特征。长间隔毫米波雷达探测间隔长达200米，角度规模较小(±10度)，而中间隔雷达探测间隔为60米，角度规模较年夜(±45度)。

　　为了阐扬各自传感器的优势，填补它们的缺乏，传感器信息融会是将来的趋向。现实上，已有零部件供给商做过此事，好比德尔福开辟的摄像头与毫米波雷达组合感知模块已利用到量产车上。

　　行动计划

　　( 变道超车表示图)

　　说到行动计划或许年夜家会比力目生，我们可以先从途径计划起头讲讲。途径计划的概念在机械人中利用比力遍及，普通界说为：

　　在具有妨碍物的情况中，依照必然的评价尺度，寻觅一条从肇端状况到方针状况的无碰撞途径。对无人车来说，若肯定了方针地址的车辆位姿，车辆详细以如何一条活动途径行驶到方针地址，即为途径计划。

　　途径计划其实包括年夜规模不斟酌活动细节的全局途径计划和详细到活动轨迹的部分途径计划。

　　为了将无人车的部分途径停止抽象地归类、阐发，引入了“行动”的概念。车辆在城市路途自立行驶时，它应具有车道连结、变换车道、路口直行、路口拐弯、失落头、绕障、智能启停、主动停车等驾驶行动。行动的有序摆列及无机跟尾，方可完成全部主动驾驶使命。

　　“驾驶行动”是部分途径中细分出来的行驶单位，固然它的划分应当是多样性的，首要取决于算法完成。

　　行动与行动之间会连结绝对独立性，可是行动切换时又具有光滑过渡的特点。车辆行驶中，什么时候采取何种行动，即为行动计划(也有称之为行动决议计划)。

　　单个驾驶行动，其实今朝良多整车厂或科研院所做了相当多的任务，乃至有的已推向市场。如特斯拉的车道连结、主动变道、跟车功用，这些都是驾驶行动的详细实例。可是这些行动若何切换，若何过渡，特斯拉将其交给了人。自顺应巡航、车道连结、主动变道，都需求驾驶员手动操作后托管给机械，并随时筹办接收驾驶。

　　人在一样的工况中驾驶车辆，发生的驾驶行动序列是纷歧样的，乃至统一行动的详细履行区分也较年夜，这跟人的性情、平安认识和那时的表情等有关系。好比，我们在赶时候时，变道次数会增多，超车的平安系数会下降;老手开车时，变道机会掌控欠好，常常急刹车等;乃至在面对变乱时，是选择撞车仍是撞旁边的人，分歧的人能够有分歧的选择。这些良多属于人的初级思惟，也触及到法令、伦理品德，今朝机械还很难到达这个条理。可是人工智能也许是处理这一成绩的冲破口。

　　车辆定位

　　主动驾驶汽车停止全自立行驶时，需求处理三个根基成绩：1.车辆在哪;2.往哪儿去;3.怎样去。

　　车辆在哪其实就是对车辆的定位。定位方式有多种，好比卫星定位、空中基站定位、视觉或激光定位和惯导定位等。今朝国际高校无人车利用卫星定位+基站定位体例比力多，后两种根基没有触及到。

　　( 卫星定位)

　　每种定位体例都有其局限性，定位体例融会是趋向。

　　好比卫星定位零碎固然合用规模广、相对地位精度高，可是其不合用于室内或有遮挡物区域、地位也会随时候漂移。视觉或激光定位绝对地位精度很是高，无地位漂移，可是其受情况影响很是年夜。

　　将定位手艺利用到无人车上时，卫星定位可以处理年夜规模相对地位定位、高速公路定位和其他坦荡空间定位成绩，可是当车进入地道、高修建物路段或室内时，定位旌旗灯号会不不变或丧失。这时候需求视觉或惯导等室内定位体例去填补。

　　车辆定位会直接或直接影响车辆活动节制与行动决议计划的完成，乃至也是感知情况所需的主要信息。在履行已计划出来的活动轨迹时，活动节制算法需求定位信息不竭反应现实的活动状况做及时的调剂。在停止行动切换时，切换机会需求充实领会到车辆所处交通情况的地位。感知方面，好比操纵SLAM手艺构建地图，就需求车辆的绝对定位信息。

　　竣事语

　　主动驾驶汽车是汽车界与机械人界碰撞、融会的产品，它聚集了电机一体化、情况感知、电子与计较机、主动节制和人工智能等一系列高科技。汽车作为人类主要的交通东西，跟着这些子手艺的融会、成长与冲破，势必变得愈来愈智能，终究完成全天候无人驾驶。