朱文龙
摘 要:自动驾驶技术集传感技术、自动控制技术、网络通信技术、和人工智能等于一体,该技术不仅能减少交通事故、缓解当下交通拥堵问题,还能在安全驾驶、降能耗方面有非常大的潜力。本文通过介绍自动驾驶现有的技术和未来发展的趋势展开分析和研究。
关键词:自动驾驶技术;人工智能;操作系统
自动驾驶在早些年前开始便得到了人们空前的关注,也能够在今日得以空前发展。它带给社会的不只是技术,也不仅是资金,更是全球性人工智能的发展,更是人们价值观的一种提升,更是道德沦理的一种上升。所以技术是工程师提供,技术背后的一切体验都将赋予于人们,这从某种程度上讲,这场技术性的革命是人类历史发展历程上一次跨纪元的成功。
一、自动驾驶技术简述及发展现状
自动驾驶系统系统采用先进的通信、计算机、网络和控制技术,对列车实现实时、连续控制。采用现代通信手段,直接面对列车,可实现车地间的双向数据通信,传输速率快,信息量大,后续追踪列车和控制中心可以及时获知前行列车的确切位置,使得运行管理更加灵活,控制更为有效,更加适应列车自动驾驶的需求。
2011国防科大和一汽研制的HQ3首次完成了从长沙到武汉的高速全程无人驾驶实验,平均速度达到87km/h;2016 年 11 月,美国交通部公布「自动驾驶试验场试点计划」,并于 2017 年 1 月 19 日确立了 10 家自动驾驶试点试验场;2017年9月20日,百度召开了智能驾驶平台Apollo1.5版开放技术发布会,会上百度宣布了Apollo基金的“双百计划”,将在三年内投入100亿元资金,完成超过100个项目的投资;Robby 机器人在2017年 3 月始于波士顿,4 月份入选 YC 的暑期项目,6-8 月在 YC 孵化。Robby 机器人已经在斯坦福大学校园里送货超过 50 次;北京时间2018年1月30日晚,硅谷机器人技术公司Nuro宣布推出Level 4全自动无人配送车。以上实例都在说明自动驾驶越来越引起人们的关注,相关无人驾驶技术越来越成熟。
二、汽车自动驾驶运用相关的技术
(1)传感器系统:汽车运用自身配戴的雷达、摄像机、夜视镜、激光扫描仪、全景摄像头等设备将周围的环境转化成抽象的模拟图到中央处理器,转为虚拟的图像,再联系汽车相连通的刹车,方向盘等设备成功决策。
(2)紧急制动系统:自动驾驶技术绝不能失去这个系统,所谓自动就一定得是让乘人放心的,特斯拉是AEB系统的领先者,其车辆的99%都采用了此技术。自动紧急驾驶技术分为环境感知(目标识别侦测,测距离,方位等等),中央数据处理器数据分析处理(分析,结果判断),指令执行控制三个版块。
(3)路径规划系统:在定位与算法的结合下,自动驾驶采用了与普通车辆不同的路径规划技术,它选择综合层面最优的路径,这就需要高精度的地图,而且需要时时提供最新的路况信息,它就像是人的大脑能根据相关信息做整体路线的调整,弥补了雷达、摄像头小范围的感应的局限。当前要实现汽车完全自动驾驶,其地图的精度要达到10-20CM,实时路况的更新速度要实现秒级才能和人类接近,与之相应配套的数据传输技术都会提出更高要求。
(4)人工智能系统:自动驾驶汽车要实现在复杂的环境或不断变化的道路上行驶,需要很强的反应能力和判断能力,这些要求对人类本身都有很大的不确定,更何况是机器。所以解决这种不确定就需要人工智能技术去深度学习。通过人类的实例,模拟各种现场情况,让人工智能自主学习并自行判断后做出正确选择。通过深度学习,自动驾驶汽车能理解和使用检测到的动态对象图,同时多任务的学习使系统能识别道路标志线、汽车以及行人,训练结果优于三个子系统独立执行。汽车人工智能不仅仅可以判断一个物体,它同时还可以看到该物体相关的事物及运动模式。
三、汽车自动驾驶技术的发展趋势
(一)车网协同技术
汽车自动驾驶技术要实行精准的行车环境的感知、快速的反应、智能的决策、路线的优化等,都需要车与网络之间进行大量的数据交换。基于人工智能的自动驾驶系统车网协同技术需要解决信息数据在车端与网络之间形成统一的通信协议。因为自动驾驶技术中的传感器系统、分析與预测路况系统、紧急制动系统、路径规划系统中采集和传输数据方式各有不同,所以要将不同协议进行统一,然后按标准协议传输给网络中的数据库,进行实时在线极速分析和处理。这里牵涉到数据的极速传输,有望在未来的5G网络时代得到解决。同时大量的数据采集,数据存储,数据传输、数据处理都需要用到云计算来完成。这样才能为自动驾驶技术提供安全、稳定、可靠、高效的车网协同控制方案。
(二)多车协同技术
在车网协同的基础上,通过车与车、车与路、车与标之间构成一个网络系统来提高交通系统的智能化。多车协同自动驾驶技术是当下智能驾驶的研究热点,也是未来无人驾驶研究的重点技术,该技术的研究可以有效降低交通控制管理的复杂度,同时也能让交通路况更通畅从而减少环境的污染。
四、结语
我国自动驾驶技术将对会整个社会带来很大的影响,是对运输的一次变革。随着传感器系统、分析与预测路况系统、紧急制动系统、路径规划系统、人工智能系统的研发投入,未来的自动驾驶技术将惠及到我们每一个人。