无人驾驶汽车车辆外观识别系统设计

孙 涛

（辽宁省交通高等专科学校，辽宁 沈阳 110015）

1 国内外同类工作的现状与存在问题分析

1.1 国外现状

无人驾驶汽车起源于国外。特斯拉公司在2016年前就早早实现了自动驾驶最高级别的“完全自动驾驶”功能。不仅是特斯拉，很多国外车企都在紧抓行业变革带来的全新机遇。而科技公司谷歌也在积极研究、测试无人驾驶技术。不难看出，国外的无人驾驶汽车发展得相当迅猛。

1.2 国内现状

近几年，无人驾驶汽车技术在国内也发展得如火如荼。比亚迪在2018年初就研发制造出了中国首辆无人驾驶“云轨”，这是一种无人驾驶运行的轨道交通系统。在2014年，百度也启动了“无人驾驶汽车”研发计划。国内各大企业对无人驾驶汽车都在积极进行研究。不仅是车企，通信、科技、互联网行业也在积极合作，努力开垦无人驾驶新的疆域。

1.3 存在问题

随着核心技术的发展和突破，终有一天无人驾驶汽车会出现在现实交通之中。在无人驾驶与有人驾驶的混合交通，乃至最终发展成的完全无人驾驶交通中，对于无人驾驶车辆的外观识别就显得尤为重要。主要在于，无人驾驶汽车与有人驾驶汽车有以下区别：1）行驶特点不同。无人驾驶汽车基本不会出现急加速、急减速、快速变换车道等行驶状况。2）对道路需求不同。无人驾驶汽车需要路况更好、交通标识更加规范清晰、外界干扰更小。3）对于基础交通中的驾驶辅助设备、外围设备、路侧设备要求更高。

然而，目前国内外对于无人驾驶汽车车辆外观识别的研究比较匮乏，亟待进行相关问题的研究。

2 无人驾驶汽车车辆外观识别系统设计

2.1 车外传感器设计

传感器在无人驾驶汽车中相当于人类的神经感知系统，传感器、导航系统、GPS定位系统是无人驾驶汽车的三个重要组成部分。现在无人驾驶汽车中应用最多的传感器技术主要是雷达传感器、摄像 头等[1]。

对于大量传感器的使用，我们可以设计为四种安装方式：顶部集成安装方式、车身四周安装方式、车底集成安装方式和混合安装方式。对比如下：

表1 传感器安装方式对比

图1 传感器混合安装方式的无人驾驶汽车

以目前技术看，绝大部分无人驾驶试验车辆均采用混合安装方式的设计。如图1所示。

2.2 专用车牌设计

在有人与无人驾驶的混合交通中，交通感知设备和其他交通参与者可以通过专用车牌，判别出车辆是否为无人驾驶车辆。在信息更加完善的将来，将可以通过专用车牌，获取车辆基本状况、行驶旅程等信息，用以保障车辆更加安全、路线更加合理的行驶。参考国家道路安全法的相关规定，我们设计了一种字母数字号码与二维码相结合的牌照，适用于无人驾驶车辆。如图2所示。

图2 无人驾驶车辆专用号牌

2.3 专用颜色设计

我们还可以为无人驾驶车辆设计一种专用颜色。专用颜色的设计可以为整车颜色设计和局部颜色设计。整车专用颜色设计类似于出租车颜色设计，可以非常清楚的判断出车辆特性[2]。但是，考虑到无人驾驶车辆也可能为私家车辆，其颜色需要有一定的个性化和多样化。所以无人驾驶车辆专用颜色宜采用局部颜色设计方案。一般人都对车身颜色有自己的偏好，因此我们的设计是将车顶颜色统一为比较醒目的颜色，如蓝色或者橙色。

2.4 车辆外部细节设计

1）车外后视镜设计。车外后视镜的主要功能是辅助驾驶员观察后方情况。而无人驾驶车辆，是通过传感器来感知周围情况，以做出正确的行驶动作，不再需要人为进行观察和判断。因此，在设计车外后视镜时，出于减小风阻及实际需求考虑，不再安装车外后视镜。相信以后在大街上，我们会看到越来越多没有“耳朵”的车辆。2）远光灯、前雾灯设计。远光灯的主要功能是夜间行车道路照明条件很差时，开启远光灯照亮前方较远路面。在无人驾驶车辆上，这一功能同样被传感器取代。因此，在设计车辆前部灯光时，出于避免炫目及实际需求考虑，不再配备远光灯。前雾灯与远光灯类似，也是为了雾天时给驾驶员提供更好的视线，同样不需配备。3）全景天窗设计。由于目前的传感器技术，很多无人驾驶试验车辆都在车顶安装了大量传感器，这无疑导致车辆无法安装全景天窗，即使是普通天窗也不便配备。比较可行的替代方式是，在车内顶部安装LED屏幕，可模拟日光照明或者仅作为显示屏使用，天窗通风功能则无法实现。4）其他辅助功能。目前，车辆上配置的车道变更警告、车道偏离警告、车辆距离警告等安全性功能，在无人驾驶车辆上，由于大量传感器的使用，已经变得无足轻重，同样会被取消。

3 小结

不久的将来，无人驾驶车辆将走入我们的交通生活之中。如何清晰、直观的判别出车辆是否为无人驾驶车辆，是我们现在需要关注和设计的问题。而车外传感器、专用车牌、专用颜色、车辆外部细节的系统设计，将为我们很好的解决这一问题。