（▲ 無人駕駛停泊車輛）

自動駕駛汽車又稱無人駕駛汽車，它實際是一種輪式移動機器人。自動駕駛汽車從根本上改變了傳統(tǒng)的“人——車——路”閉環(huán)控制方式，將無法用規(guī)則嚴格約束的駕駛員從該閉環(huán)系統(tǒng)中請出去，從而大大提高了交通系統(tǒng)的效率和安全性，是汽車工業(yè)發(fā)展的革命性產(chǎn)物。

從 20世紀80年代開始人類就展開了車輛自主行駛的研究。美國是世界上研究自動駕駛汽車最早、水平最高的國家之一。其中谷歌無人駕駛汽車影響力最為廣泛，也是技術(shù)水平最成熟的公司之一。谷歌宣稱其無人駕駛汽車已經(jīng)在公路上安全行駛160多萬公里，期間沒有發(fā)生過任何嚴重的碰撞事故。但是能做到如谷歌自動駕駛車技術(shù)水平的公司寥寥無幾，可見其關鍵技術(shù)門檻是比較高的。

下面談談自動駕駛汽車中幾個關鍵技術(shù)。

環(huán)境感知

傳感器探測環(huán)境信息，只是將探測的物理量進行了有序排列與存儲。此時計算機并不知道這些數(shù)據(jù)映射到真實環(huán)境中是什么物理含義。因此需要通過適當?shù)乃惴◤奶綔y得到的數(shù)據(jù)中挖掘出我們關注的數(shù)據(jù)并賦予物理含義，從而達到感知環(huán)境的目的。

比如我們在駕駛車輛時眼睛看前方，可以從環(huán)境中分辨出我們當前行駛的車道線。若要讓機器獲取車道線信息，需要攝像頭獲取環(huán)境影像，影像本身并不具備映射到真實環(huán)境中的物理含義，此時需要通過算法從該影像中找到能映射到真實車道線的影像部分，賦予其車道線含義。

（▲ 博世自動駕駛傳感器配置方案）

自動駕駛車輛感知環(huán)境的傳感器繁多，常用的有：攝像頭、激光掃描儀、毫米波雷達以及超聲波雷達等。

針對不同的傳感器，采用的感知算法會有所區(qū)別，跟傳感器感知環(huán)境的機理是有關系的。每一種傳感器感知環(huán)境的能力和受環(huán)境的影響也各不相同。比如攝像頭在物體識別方面有優(yōu)勢，但是距離信息比較欠缺，基于它的識別算法受天氣、光線影響也非常明顯。激光掃描儀及毫米波雷達，能精確測得物體的距離，但是在識別物體方面遠弱于攝像頭。同一種傳感器因其規(guī)格參數(shù)不一樣，也會呈現(xiàn)不同的特性。長距離毫米波雷達探測距離長達200米，角度范圍較小（±10度），而中距離雷達探測距離為60米，角度范圍較大（±45度）。

為了發(fā)揮各自傳感器的優(yōu)勢，彌補它們的不足，傳感器信息融合是未來的趨勢。事實上，已經(jīng)有零部件供應商做過此事，比如德爾福開發(fā)的攝像頭與毫米波雷達組合感知模塊已應用到量產(chǎn)車上。

行為規(guī)劃

（▲ 變道超車示意圖 ）

說到行為規(guī)劃也許大家會比較陌生，我們可以先從路徑規(guī)劃開始講講。路徑規(guī)劃的概念在機器人中使用比較普遍，一般定義為：

在具有障礙物的環(huán)境中，按照一定的評價標準，尋找一條從起始狀態(tài)到目標狀態(tài)的無碰撞路徑。對于無人車來講，若確定了目標地點的車輛位姿，車輛具體以怎樣一條運動路徑行駛到目標地點，即為路徑規(guī)劃。

路徑規(guī)劃其實包含大范圍不考慮運動細節(jié)的全局路徑規(guī)劃以及具體到運動軌跡的局部路徑規(guī)劃。

為了將無人車的局部路徑進行形象地歸類、分析，引入了“行為”的概念。車輛在城市道路自主行駛時，它應具備車道保持、變換車道、路口直行、路口拐彎、掉頭、繞障、智能啟停、自動泊車等駕駛行為。行為的有序排列及有機銜接，方可完成整個自動駕駛?cè)蝿铡?/p>