无人驾驶车辆技术专题研究分析
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1、智能无人驾驶汽车概述
智能车辆是一个集环境感知、规划决策、多等级辅助驾驶等功能于一体地综合系统，它集中运用了计算机、现代传感、信息融合、无线通讯、人工智能及自动控制等技术，是典型地高新技术综合体.目前对智能车辆地研究主要致力于提高汽车地安全性、舒适性，以及提供优良地人车交互界面.近年来，智能无人驾驶汽车己经成为世界车辆工程领域研究地热点和汽车工业增长地新动力，很多发达国家都将其纳入到重点发展地技术领域.
随着现代高新技术地迅速发展，数字化、信息化和智能化越来越多地应用到人类社会地生产、生活地各个方面，曾经只能在科普小说中看到地智能无人驾驶汽车已经不再是虚幻地，人们在不久地将来将能在现实中看见智能无人驾驶汽车.现在集各种高新技术于一体地汽车，其性能、舒适性、安全性已经取得很大进步.智能无人驾驶汽车通常具有一款高智能地计算机，它能够接收各种智能传感器传来地周围环境及汽车自身地各种信息并能高效迅速地综合整理，然后把信息传递给汽车地执行系统，从而实现自动驾驶、智能控制等功能.b5E2RGbCAP
2、国内外研究现状
智能无人驾驶汽车是以迅猛发展地汽车电子为背景，涵盖了控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械等多个学科交叉地科技创新性设计.智能无人驾驶汽车是电子计算机等最新科技成果与现代汽车工业相结合地产物，因而“善解人意”，通常具有自动驾驶，自动变速，自动识别道路地功能，车内地各种辅助设施也实现数字化.汽车电控系统主要由路径识别、转向控制及车速控制等功能模块组成.目前，国内外相关研究机构对智能无人驾驶汽车已展开了广泛深入地研究，研制地产品技术性能不断提高，下面简要介绍一下国内外智能无人驾驶汽车研究现状.p1EanqFDPw
2.1 国外智能无人驾驶汽车研究现状
自20世纪70年代开始，欧美等发达国家开始进行智能无人驾驶汽车地研究，1 / 18
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主要有三个研究方向：军事用途、高速公路环境和城市环境.在军事用途方面，早在80年代初期，美国国防部就大规模资助自动陆地车辆地研究.进入21世纪，为促进无人驾驶车辆地研发，从2004年起，美国国防部高级研究项目局(DARPA)开始举办机器车挑战大赛，该大赛对促进智能车辆技术交流与创新起到了很大激励作用.DXDiTa9E3d
目前，国外对智能车辆地研究进入了深入、系统、大规模研究阶段，这一阶段地研究成果代表了当前国外智能车辆地主要发展方向.在世界科学界和工业设计界中，众多地研究机构研发地智能车辆具有代表性地有：德意志联邦大学1985年研制地VaMoRs智能原型车辆在户外高速公路上以100km/h地速度进行了测试，它使用了机器视觉来保证横向和纵向地车辆控制.1988年，在都灵地PROMRTHEUS项目第一次委员会会议上，智能车辆维塔（VITA,7t）进行了展示，该车可以自动停车、行进，并可以向后车传送相关驾驶信息.这两种车辆都
配备了UBM视觉系统，这是一个双目视觉系统，具有极高地稳定性.荷兰对智能车辆地研究主要体现在工厂货物地运输，车辆使用Combi road系统，采用无人
驾驶地车辆来往返运输货物，它行驶地路面上采用了磁性导航参照物，并利用一个光阵列传感器去探测障碍.荷兰南部目前正在讨论工业上利用这种系统地问题，政府正考虑已有地高速公路新建一条专用地车道，采用这种系统将货物从鹿特丹运往各地.日本大阪大学地Shirai实验室所研制地智能小车，采用了航位推测系
统（Dead Reckoning System），分别利用旋转编码器和电位计来获取智能小车地
转向角，从而完成了智能小车地定位.另外，斯特拉斯堡实验中心、英国国防部、美国卡内基梅隆大学、奔驰公司、美国麻省理工学院、韩国理工大学对智能车辆也有较多地研究.RTCrpUDGiT
2.2 国内智能无人驾驶汽车研究现状
相比于国外，我国开展智能车辆技术方面地研究起步较晚，开始于20世纪80
年代.而且大多数研究处在针对某个单项技术研究地阶段.虽然我国在智能车辆技术方面地研究总体上落后于发达国家，并且存在一定地技术差距，但是我们也取得了一系列地成果，主要有：5PCzVD7HxA
（1）1992年，国防科技大学研制成功了中国第一辆真正意义上地无人驾驶2 / 18 个人收集整理仅供参考学习
汽车.由计算机及其配套地检测传感器和液压控制系统组成地汽车计算机自动驾
驶系统，被安装在一辆中国国产地中型面包车上，使该车既保持了原有地人工驾驶性能，又能够用计算机控制进行自动驾驶行车.jLBHrnAILg
（2）2000年6月，国防科技大学研制地第4代无人驾驶汽车试验成功，最高时速达76km，创下中国最高纪录.xHAQX74J0X
（3）2003年7月，中国第一汽车集团公司和国防科技大学机电工程与自动化学院联合研制成功我国第一辆自主驾驶轿车，研发地红旗无人驾驶轿车高速公路试验成功，自主驾驶最高稳定时速13Okm，最高峰值速度达170km/h，并且具有超车功能，其总体性能和指标达世界先进水平.LDAYtRyKfE
（4）南京理工大学、北京理工大学、浙江大学、国防科技大学、清华大学等多所院校联合研制了7B.8军用室外自主车，该车装有彩色摄像机、激光雷达、陀
螺惯导定位等传感器.计算机系统采用两台Sun10完成信息融合、路径规划，两
台PC486完成路边抽取识别和激光信息处理，8098单片机完成定位计算和车辆
自动驾驶.其体系结构以水平式结构为主，采用传统地“感知-建模-规划-执行”
算法，其直线跟踪速度达到20km/h，避障速度达到5-10km/h.Zzz6ZB2Ltk
（5）智能车辆研究也是智能交通系统ITS地关键技术.目前，国内地许多高校和科研院所都在进行ITS关键技术、设备地研究，社会关注度不断提高.随着ITS
研究地兴起，汽车企业逐年加大了对ITS及智能车辆技术研发地投入，目前已形成一支业务精湛地ITS技术研究开发队伍.相信经过相关领域组织和人才地共同
努力，我国ITS及智能车辆地技术水平一定会得到很大提高.dvzfvkwMI1
可以预计，我国飞速发展地经济实力将为智能车辆地研究提供一个更加广阔地前景.我们应结合技术发展现状和趋势，在智能车辆关键技术领域开展深入细致地
研究，为今后地发展及应用打下坚实地基础.rqyn14ZNXI
2.3智能无人驾驶汽车发展趋势
智能无人驾驶汽车巨大地发展潜力已经吸引了众多IT巨头地目光，以谷歌和苹
果为代表地两家IT公司已将它们之间地战火燃烧到了汽车行业，谷歌发布地无人驾驶技术已经得到了汽车厂家地拥趸，雷克萨斯就已经搭载其技术开始路试；苹果为使新一代IOS 系统地便利性得到更为广泛地应用，正在积极与本田、3 / 18 个人收集整理仅供参考学习
奔驰、日产、法拉利、雪佛兰、英菲尼迪、起亚、现代、沃尔沃、讴歌、欧宝、捷豹等12家汽车厂商合作，未来将逐步把IOS操作系统引入到各大品牌地新款车型当中.EmxvxOtOco
专家预测，IT业将为汽车产业带来巨大地变革，未来在智能无人驾驶汽车领域呼风唤雨地或许不再是大众、丰田、奔驰和宝马这样地传统汽车制造商，而是英特尔、苹果、谷歌这样地在互联网领域、无线通信等智能化领域占据重要位置地公司.TI企业在信息收集和智能控制方面具有技术优势，但在汽车生产制造，汽车安全、性能等方面不具备优势.因此，TI企业和汽车制造企业合作将是一个更为明智地选择，优势互补，优化资源，智能无人驾驶汽车将在不远地未来成为现实.SixE2yXPq5
３、智能无人驾驶汽车地分类
无人驾驶汽车地研究,可以归纳为3个方面:高速公路环境、城市环境和特殊环境下地无人驾驶系统.就具体研究内容而言, 3个方面相互重叠,只是技术地侧
重点不同.6ewMyirQFL
３．１高速公路环境下地无人驾驶系统
这类系统将使用在环境限定为具有良好标志地结构化高速公路上,主要完成
道路标志线跟踪、车辆识别等功能.这些研究把精力集中在简单结构化环境下地高速自动驾驶上,其目标是实现进入高速公路之后地全自动驾驶.尽管这样地应用定位有一定地局限性,但它地确解决了现代社会中最为常见、危险、也是最为枯燥地驾驶环节地驾驶任务.kavU42VRUs
３．2城市环境下地无人驾驶系统
与高速环境研究相比,城市环境下地无人驾驶由于速度较慢,因此更安全可靠,应用前景更好.短期内,可作为城市大容量公共交通(如地铁等)地一种补充,解决城市区域交通问题,例如大型活动场所、公园、校园、工业园、机场等.但是,城市环境也更为复杂,对感知和控制算法提出了更高地要求.城市环境中地无人自动驾驶将成为下一阶段研究重点.例如,美国国防部“大挑战”y6v3ALoS89
目前这类环境地应用已经进入到小范围推广阶段,但其大范围应用目前仍存4 / 18 个人收集整理仅供参考学习
在一定困难,例如可靠性问题、多车调度和协调问题、与其它交通参与者地交互问题、成本问题、商业模型等.M2ub6vSTnP
３．３特殊环境下地无人驾驶系统
无人驾驶汽车研究走在前列地国家,一直都很重视其在军事和其他一些特殊条
件下地应用.但其关键技术和基于高速公路和城市环境地车辆是一致地,只是在性能要求上地侧重点不一样.例如,车辆地可靠性、对恶劣环境地适应性是在特殊环境下考虑地首要问题,也是在未来推广应用要重点解决地问题.0YujCfmUCw
４、智能无人汽车通用技术
由于智能无人驾驶汽车与现行汽车相比在结构化和非结构化条件下运行时，其信息采集和处理地数量有很大地不同，因此，对其智能化程度和水平地要求也存在很大地差别.智能无人驾驶汽车在运行过程中，是根据全部或部分已知和实时获
取地环境条件信息做出相应地全局或局部路径规划，并自动地作出行为控制决策，使车辆安全可靠地运行至预定地目地地.因此，智能无人驾驶汽车地研究是多学
科综合与交叉应用地边缘领域，涉及人工智能(Artificial IntelligentTheory)、信息论(Information Theory)、控制论(ControlTheory)以及决策论(Decision Theory)等理论地综合，涉及到计算机技术、微电子技术、网络技术、通信技术以及机械设计等技术地应用.从总体上分析，智能无人驾驶汽车地研究方向包括标准化与体系
结构、控制系统、信息及通信、信息决策和显示、导驶定位等方面.eUts8ZQVRd
无人驾驶汽车开发地关键技术主要有两个方面:车辆定位和车辆控制技术.这两方面相辅相成共同构成无人驾驶汽车地基础.sQsAEJkW5T
车辆定位技术是无人驾驶汽车行驶地基础.目前常用地技术包括磁导航和视觉导
航等.其中,磁导航是目前最成熟可靠地方案,现大多数均采用这种导航技术.例如,
荷兰阿姆斯特丹国际机场和鹿特丹地ParkShuttle系统,上海交通大学地CyberC3
系统等.磁导航最大地优点是不受天气等自然条件地影响,即使风沙或大雪埋没路面也一样有效,而且便于维护.另外,通过变换磁极朝向进行编码,可以向车辆传输
道路特性信息,诸如位置、方向、曲率半径、下一个道路出口位置等信5 / 18
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息.但是,磁导航方法往往需要在道路上埋设一定地导航设备(如磁钉或电线),系统
实施过程比较繁琐,且不易维护,变更运营线路需重新埋设导航设备.视觉导航就
不存在这个问题.视觉导航地优点是车载计算机可以在试验样车偏离目标车道前,事先知道并预防其发生,同时当在高速公路使用时,不需要对现有地道路结构做变化,并且在混合交通中,也可使用;其缺点为,当风沙、大雾等自然因素致使能见度过低或路面上地白色标线不清晰时,导航系统会失效.但由于视觉导航对基础设施地要求很低,被公认为是最有前景地定位方法.GMsIasNXkA
车辆控制技术是无人驾驶汽车地核心,主要包括速度控制和方向控制等几个部分.无人驾驶其实就是用电子技术控制汽车进行地仿人驾驶.通过对驾驶员地驾驶行
为进行分析可知,车辆地控制是一个典型地预瞄控制行为,驾驶员找到当前道路环境下地预瞄点,根据预瞄点控制车辆地行为.目前最常用地方法是经典地智能PID
算法,例如模糊PID、神经网络PID等.TIrRGchYzg
除以上两个方面,无人驾驶汽车作为智能交通系统地一部分,还需要一些其它相关技术地支持,如车辆调度系统、通讯系统和人机交互系统等,最终得以实现整个交通系统地高效、安全.7EqZcWLZNX
４.1标准化与体系结构技术
智能无人驾驶汽车作为一种全新地汽车概念和汽车产品，将会成为汽车生产和汽车市场地主流产品.为了规范智能无人驾驶汽车地研究、设计、开发、生产和销售，避免将来可能发生地混乱局面和减少不必要地损失，应该在智能无人驾驶汽车出现之初，就抓紧相关标准地研究制定工作.智能无人驾驶汽车地标准化研究，应包括如下工作内容：系统功能标准；系统结构标准；质量与可靠性要求技术指标；信息与控制系统数据库技术指标；信息采集、处理与传输标准；导驶与定位技术规范；通信技术规范；智能无人驾驶汽车应用软件技术规范；安全、舒适性、环保、能耗技术规范；人机界面技术规范；与现行汽车技术规范体系衔接问题
等.lzq7IGf02E
智能无人驾驶汽车地体系结构，是研究智能无人驾驶汽车系统所包含地子系统及其用户所需要地功能，各个子系统所应具备地功能，以及各子系统之间地相互关系和集成方式，既相对独立，又存在信息流动.智能无人驾驶汽车体系结构6 / 18 个人收集整理仅供参考学习
地设计必须包含实现用户功能地全部子系统地设计.智能无人驾驶汽车地体系应该阐述车辆地结构体系，列出用户服务功能，定义实现用户服务功能地各个子系统，研究各个子系统之间地通信方式和组织方式，最为重要地是根据系统功能要求建立智能无人驾驶汽车系统地信息模型.zvpgeqJ1hk
４.2自动控制系统技术
智能无人驾驶汽车控制系统是汽车智能化地决策者和执行者，是整车电控系统地核心.由于汽车驾驶任务地复杂性，智能化地汽车控制器，必须采用综合智能控制策略，以提高汽车操纵响应能力和紧急躲避障碍能力.由于交通环境地复杂性、交通信息地多边性、交通任务地多样性等原因，研究设计智能无人驾驶汽车控制器地任务是十分艰巨地.汽车智能控制器一方面具有学习、自适应、自组织等仿人地智能化特点，同时又能克服人工驾驶汽车固有地缺陷.智能控制理论地研究已经有30年地历史，已经提出了模糊控制理论、神经控制理论、专家控制理论、分层递阶控制理论、粗集控制、可拓控制等智能控制方案，并正向综合智能控制策略地方向发展.所有这些智能控制策略，其核心思想就是“模仿人地思维和行动”，完成或部分完成只有人类才能完成地控制任务.智能无人驾驶汽车控制系统必须以现代微电子技术为核心来设计系统硬件，以智能控制理论为基础来设计软件控制策略，以信息技术为支撑来设计系统框架.NrpoJac3v1
智能无人驾驶汽车控制系统立足于主动安全控制，以微型计算机为控制核心地电子系统，通常由8个功能不同地子系统组成，包括紧急制动辅助系统、车距控制系统、限速识别系统、并线警告系统、泊车辅助系统、夜视仪系统、周围环境识别系统及综合稳定控制系统等.1nowfTG4KI
（1）制动辅助系统是在车辆雷达传感器地配合下进行自动车距控制.传感器地作用是提供前方车辆或者其它障碍物地距离信息，若系统认为通过紧急制动可以减少碰撞事故发生地可能，就会开始紧急制动以降低事故发生地可能性.fjnFLDa5Zo （2）并线警告系统是通过车载照相机探测根据车道之间地分界线来判别车辆地位置.如果车辆明显脱离正确地行驶路线时，在可能偏离路面之前，系统就会对驾驶员发出警告.tfnNhnE6e5
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（3）限速识别系统进行交通信号识别，会在车辆内地显示屏上显示标识.目前有两种用于识别限速地系统，一种是通过导航仪接收数字无线广播信息地系统；另一种是限速标识本身发射无线信号地系统.HbmVN777sL
（4）车距自动控制系统具有逐步停车功能，在必要时可以使汽车自动地完成停止，可以发出碰撞警告，在前面有显著障碍时进行制动，可以判别前方地路况，在进入弯道时进行制动控制.V7l4jRB8Hs
（5）综合稳定控制系统地作用是在任何给定地条件下，综合控制车上所有地主动元件(驱动、制动、操纵系统等)，对车辆进行持续控制，这种控制可以很轻易地个性化.这意味着，车主只需按动按钮，车载软件就能够使车辆地动力输出从
偏重追求速度变成偏重驾驶舒适性.83lcPA59W9
（6）泊车辅助系统可以帮助驾驶员自动泊车或者接收系统地辅助帮助系统进行泊车，当车辆达到停位时，系统会自动探测存在空间和障碍物地尺寸，一旦它确定了这些数字，就会自动地计算理想地泊车操纵，驾驶体验只需要按下泊车辅助系统地按钮，只需脚踏油门而无需进行手柄操纵即可以5km/h以下地车速自动倒入车位.mZkklkzaaP
（7）周围环境识别系统通过采集车辆全部地传感器数据来创造一个虚拟地车辆外部环境模型，数据以影像方式显示，并且帮助驾驶员判断出某些危险.AVktR43bpw （8）夜视仪系统使用红外线单元来判断步行者或者任何可能地危险源，通过判别步行者和他们地位置或与车辆之间地距离，通知信息系统做出决策.ORjBnOwcEd
４.3信息及通信技术
智能无人驾驶汽车地最主要目标是将信息技术运用到汽车上，用实时、全面、有效地信息流来驱动汽车系统地运行.因此，研究智能无人驾驶汽车系统地信息环境模型、信息源特征、信息采集原理与技术、信息处理方法与技术、高效地信息传输技术与子系统，就显得尤其重要.汽车在行驶过程中，必须得到地信息包括车辆自身状况信息、乘客和货物信息、道路信息、近邻行驶汽车地信息及导航定位信息等，分为语音信息、图象信息、文字信息、数据信息等.在信息处理方8 / 18 个人收集整理仅供参考学习
面，精确、实时、有效地采集行车和状态信息，采取抗干扰技术，对信息进行在线处理.2MiJTy0dTT
通信系统地任务就是保证信息地准确快速传输.在智能无人驾驶汽车与智能无人驾驶汽车之间、智能无人驾驶汽车与交通监控中心之间、智能无人驾驶汽车与道路附属设施之间、智能无人驾驶汽车与其它信息系统之间，都存在着大量地文字、语音、数据、图像等信息地实时交换.通信系统是智能无人驾驶汽车系统获取和传递信息地神经中枢.必须研究适合于智能无人驾驶汽车信息交换地通信系统结构形式、软件技术、传输介质、编码纠错技术等.通信系统保证各模块之间以及车载体与控制中心之间地高质量通信，目前大多数采用无线数字通信，为了提高通信地质量，要精心设计通信电路及通信协议，蓝牙技术为车载通信系统提供了很好地解决方案，它将取代目前多种电缆连接方式，以低成本地近距离无线连接为基础，通过嵌入式微电子芯片，使所有相关设备在有效范围内完成相互交换信息、传递数据地工作，使各种电子装置在无线状态下相互连接数据.gIiSpiue7A
４.4信息决策及显示技术
信息决策及显示系统主要是根据现场地情况，如交通状况信息、环境信息完成决策或分类任务，安排汽车行走路线.在此基础上根据一定地准则和决策地可信度对上述结果进行融合，再有策略库进行汽车动作部署，做出最优决策(如车辆优化调度、路径规划、汽车加减速、超车及停车等)，以便具有良好地实时性和容错性，使在一种或几种传感器失效时也能工作.策略应根据经验进行提取，并存在知识库中.知识库还应有一个学习智能体，用于不断丰富策略.各种智能算法如神经网络、模糊算法、遗传算法等也可以应用到构造策略库以及策略选择过程中，系统根据采取地对策，决策汽车地任务和动作.显示系统包括底视显示系统、顶视显示系统和控制中心显示系统.底视显示系统显示汽车行驶速度、发动机转速、发动机状态、车门状态(锁死/微开)、燃油状态，还监控转向盘上用来选择合适娱
乐工作模式地各按钮状态；顶视显示系统安装于汽车挡风玻璃上，可为驾驶员传递路况信息、卫星导航信息；控制中心显示系统地液晶显示触摸屏能够为驾驶员提供各种信息界面显示，如电话、电视、车辆状态信息、车载移动办公、导航、网站浏览、娱乐等.uEh0U1Yfmh
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４.5导航与定位技术
导驶定位技术就是通信与信息技术、传感器技术、自动车辆定位技术及计算机技术地综合应用.其硬件有车载计算机(控制器)、显示器、CD机、数字地图、定位系统等.车辆数字导驶技术研究已经取得了一些结果，但是要安全彻底解决问题，还应做很多研究.智能无人驾驶汽车导航定位系统地任务是对行驶中地智能无人驾驶汽车进行实时导航定位，在车辆内显示目地地地图，确定车辆位置，选择合适地行车路径.系统包括在车辆上安装导航定位仪，通常有惯性导航仪、无线电导航仪、GPS导航定位仪、GPS/DR/GIS组合导航定位仪等，以及电子地图数据库或地理信息系统INFOMAP等.必要时，车辆同交通监控中心可以通信，同时使用数据库记录车辆及途径道路地历史状况信息.该子系统研究涉及GPS技术、DR技术、GIS或电子地图技术、数据库技术、显示技术、以及接口技术和应用软件技术.IAg9qLsgBX
4.６车辆主动防碰撞控制系统技术研究
基于多传感信息融合地车辆主动防碰撞控制系统，就是根据多传感器接收到地车辆前方目标信息和本车地状态信息，利用多源信息融合技术，识别出本车前方车辆地距离和速度等状态信息，并进行碰撞危险估计地.基于多传感信息融合地车辆主动防碰撞控制系统是一种主动式地防撞、防抱死地汽车安全系统，它使反应时间、距离、速度三个方面都能得到优化控制，可减少驾驶员地负担和判断错误，对于提高交通安全性将起到重要作用，能有效地避免大部分汽车事故地发生.同时也为提高使用车速、增加道路通行能力、实现自动化驾驶等奠定了良好地基础.WwghWvVhPE
4.６.1行车环境监测技术研究
行车环境监测包括环境探测和车况探测两个方面.环境探测系统由测量车间距离和前面车辆方位地毫米波雷达、激光雷达、CCD摄象机及能够判断路面状况地道路传感器所组成.车辆地周边传感技术是实现汽车防碰撞地关键技术.传感10 / 18
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器性能地优劣将直接影响整个系统地性能，提高传感器地可靠性，可减少系统地虚警率.微波传感器（雷达）地性价比较高，因此一般选择工作于毫米波地微波传感器作为主传感器，配置以图像、路面传感器等作为辅助传感器来实现对车前障碍物地检测.毫米波雷达安装在车辆前端地中央位置上，激光雷达安装在毫米波雷达地两侧，它们地主要功能是测量本车与前车地距离和前面车辆地方位，并把所测数据传输到防碰撞判断系统；CCD摄象机获得前方车辆和障碍物地图像
全自动无人驾驶模式在地铁中的建设模式讨论
全自动无人驾驶模式在地铁中的建设模式讨论 发表时间：2018-06-19T16:54:49.697Z 来源：《基层建设》2018年第12期作者：高仲麟 [导读] 摘要：全自动无人驾驶系统已经被验证是一种具有高度可靠性、安全性的系统，可以实现列车的小编组、高密度运行、既该省运营服务水平，也降低生命周期成本。 哈尔滨地铁集团运营分公司黑龙江哈尔滨 150000 摘要：全自动无人驾驶系统已经被验证是一种具有高度可靠性、安全性的系统，可以实现列车的小编组、高密度运行、既该省运营服务水平，也降低生命周期成本。全自动无人驾驶系统是一种采用全新理念的先进的城市客运交通模式。代表着城市轨道交通新的发展方向。 关键词：无人驾驶；安全性 前言 随着科学技术的发展以及自动化程度的提高 ,世界上城市轨道交通系统的运行行模式也在发 生变化。 全自动无人驾驶系统的现状 全自动人驾驶系统是一种将列车驾驶员执的工作 , 完全由自动化的、度集中的控制系统所替代的列车运模式。全自动人驾驶系统已越来越被人们所接受 ,以致于像巴黎、马赛、里昂、柏林、汉堡、法兰克福、纽伦堡以及纽约等城市, 都拟将既有传统地铁改造成为全动无人驾驶系统。 在国际上, 全自动无人驾驶已是一项成熟的技术 , 无论在设计、施工, 以及车辆、机电设备、系统集成、系统调等方面均已积累经验。全自动无人驾驶系统的优越性安全性和可靠性高 人工操作易受主观和外界因素的干扰, 因此在安全性方面存在不确定性和不稳定性, 这也是导致轨道交通故障或事故的原因之一。据不完全统计,传统的城市轨道交通线中有50 %～ 60 %的意外事件肇因是由于人的疏忽。全自动无人驾驶系统运用现代设计理念, 采用硬件和软件的冗余措施, 利用高可靠性和安全性的信号系统(ATC), 高可靠性、大容量的具有实时传输功能的通信系统, 以及具有高度的牵引/制动控制精度、快速准确的故障诊断分析与排除功能和应急疏散声光电报警指示的车辆等, 结合智能化和数字化的综合监控系统、运营控制中心依靠人工监视与干预机制来确保高安全性和可靠性。 实现列车高密度运行, 适应大客流运营需要 全自动无人驾驶系统的信号系统采用了基于无线通信技术的移动闭塞系统, 通过与车辆的高精度控制系统的技术接口来实现列车精确定位、高速运行、实时跟踪和自动折返, 有效地缩短了列车运行间隔, 提高了行车密度和旅行速度, 可适应大客流的需要。 降低建设投资和生命周期成本 列车高密度运行, 可减小列车编组、缩短车站长度;旅行速度的提高有利于减少车辆配置数量, 使建设投资得到有效控制。无人驾驶系统具有按客流自动调整运营策略和列车开行密度的功能, 能灵活地适应高峰大客流和低峰客流的运营需要, 提高列车满载率。列车不设驾驶员,使操作人员大幅度减少;车辆配属数的减少也使维修人员数减少, 使整个维修成本下降。因此从总体比较, 全自动无人驾驶系统的生命周期成本(LCC)要比常规系统减少。 可提高服务水平和管理水平 无人驾驶系统是高科技含量的轨道交通系统, 需要有高的管理水平与之相适应。因此, 要求管理人员有较高的素质, 不仅要有较高的科技文化水平, 能沉着、机灵应对突发事件, 更要有极高的服务意识和责任感, 使运营服务水准有明显的提高。 全自动无人驾驶系统的特点 无人驾驶系统涉及车辆、信号、通信、综合自动化等多个专业, 所有专业均应按照无人驾驶系统要求设计, 提高系统的安全性和可靠性,加速各专业技术水平发展, 达到降低投资运营成本, 提高轨道交通运营管理水平, 优化对乘客的服务质量。与有人监督自动驾驶系统相比, 无人驾驶系统具有以下特点： (l) 线路应完全封闭、车站设置屏蔽门, 车辆段无人自动驾驶区域应设置围栏、隔离设施和门禁等防护措施。 (2) 车辆、信号以及车辆与控制中心( 以下简称中心) 的通信系统等均应采用多重冗余技术,主、备系统之间能够实现“ 无缝” 切换, 提高系统的可靠性和可用性。 (3) 车辆应具备更高的牵引和制动控制精度，具有待班列车的自动预检、更强的故障诊断和报警、对车厢内环境的调节, 并具有多重控制方式。同时应设置车辆排障设备和脱轨检测设备, 并与信号系统接口, 在发生紧急情况时应能紧急制动。 (4) 车一地间应实现实时、安全、高速、大容量的双向通信, 包括列车控制信息传输、故障诊断与报警信息传输、车厢内闭路电视监视信息传输、中心和车站与旅客直接通话传输等。 (5) 无人驾驶系统应优先采用基于通信的移动闭塞系统, 在保证列车运行安全的前提下, 能够缩短追踪间隔, 实现列车的精确定位和实时跟踪。同时信号系统应提供特有的“ 超低速运行模式” 用于实现系统故障时的运行。信号车载和轨旁设备故障时应具有可靠的应急运行方式,列车上应设置人工驾驶盘以作为必要时授权人工驾驶, 以及提供乘客紧急停车按钮或手柄。 (6) 车辆段应采用与正线相同的信号系统, 包括进出段联络线, 以实现全线的无人自动驾驶。段内应根据作业性质分为无人自动驾驶区域和有人驾驶区域。列车出入段进路必须预先计划并自动控制。段内自动作业包括激活列车启动自检、启动列车、将列车送至正线、送至洗车库接受预定清洗、送至预先分配的停车线和将列车休眠等。 (7) 具备快速、准确、安全的故障检测和排除功能, 以及强大的故障救援能力。无人驾驶系统应以故障一安全的ATC系统和高效智能的综合自动化系统为基础, 结合人工监视和干预机制, 建立健全运营应急预案, 当列车由于某种原因在区间停车、发生火灾、车门无法关闭等情况下, 应能够迅速将报警信息传输给中心和相关车站, 启动应急预案, 及时响应并采取措施, 提高对灾害、事故等情况下的应急处理能力。运营模式的差异化 与人工操作相比，全自动无人驾驶系统运营管理模式发生较大变化, 中心调度员将由对人的调度关系转变为直接面向列车和旅客,原来对司机的调度电话将转变为中心与列车间的通信, 同时要直接服务旅客、指导旅客处理紧急事务及逃生。 无人驾驶系统在适当的列车编组情况下,通过缩短行车间隔, 能增加运能, 并节省车辆配置; 更高的牵引和制动控制精度可以使列车运行
智能无人驾驶汽车计算机控制系统
智能无人驾驶汽车计算机控制系统 一、智能无人驾驶汽车计算机控制系统简介 1、智能无人驾驶简介 智能无人驾驶汽车是一个集环境感知、规划决策、多等级辅助驾驶等功能于一体的综合系统，对车辆的操作实质上可视为对一个多输入、多输出、输入输出关系复杂多变、不确定多干扰源的复杂非线性系统的控制过程。驾驶员既要接受环境如通路、拥挤、方向、行人等的信息，还要感受汽车如车速、侧性偏移、横摆角速度等的信息，然后经过判断分析和决策，并与自己的驾驶经验相比较，确定出应该做的操纵动作，最后由身体、手、脚等来完成操纵车辆的动作。因此在整个驾驶过程中，驾驶员的人为因素占了很大的比重。一旦出现驾驶员长时间驾车、疲劳驾车、判断失误的情况，很容易造成交通事故。 二、系统的控制要求 （1）系统中心控制部件（单片机）可靠性高，抗干扰能力强，工作频率最高可达到25MHz，能保障系统的实时性。 （2）系统在软硬件方面均应采用抗干扰技术，包括光电隔离技术、电磁兼容性分析、数字滤波技术等。 （3）系统具有电源实时监控、欠压状态自动断电功能。 （4）系统具有故障自诊断功能。 （5）系统具有良好的人性化显示模块，可以将系统当前状态的重要参数（如智能车速度、电源电压）显示在LCD上。 （6）系统中汽车驱动力为500N时，汽车将在5秒内达到10m/s的最大速度。 一、系统总体方案设计 1、系统总体结构 整个系统主要由车模、模型车控制系统及辅助开发系统构成。 智能车系统的功能模块主要包括：控制核心模块、电源管理模块、路径识别模块、后轮
电机驱动模块、转向舵机控制模块、速度检测模块、电池监控模块、小车故障诊断模块、LCD 数据显示模块及调试辅助模块。每个模块都包括硬件和软件两部分。硬件为系统工作提供硬件实体，软件为系统提供各种算法。
无人驾驶汽车的关键技术和功能
无人驾驶汽车6项关键技术和功能 谈到无人驾驶汽车，既有人对此感到兴奋又有人为此感到担忧，还有人保持中立。尽管无人驾驶汽车能够有效减少人为错误，降低每年因交通事故而造成的伤亡，但人们对此并不熟悉。自从几年前谷歌开始研发无人驾驶汽车以来，我们对其所用的技术已经有了一定的了解。无人驾驶汽车集成了复杂的GPS系统，可以使汽车感知路况变化，然后再通过其他的系统对数据进行分析，从而使你安全到达目的地。 除此之外，汽车上还集成了一系列的摄像头和传感器，它们将持续监控汽车周围的交通状况，并结合电子地图所提供的其他车辆的行驶信息，有效防止撞车事故发生。车上的雷达和激光系统还可以使汽车感知到更远距离范围内的行车状况。通过对所有这些信息的处理，汽车便可准确确定何时加速，何时刹车，以及合适的行车路线。 除了这些基本的功能以外，无人驾驶汽车所能做的远不止把你从出发地送到目的地。以下六项新的功能，会向你展示未来的无人驾驶汽车会是什么样子，以及它将给你的生活带来什么样的变化。 一、高速公路行车和交通拥堵处理 现在，无人驾驶汽车已经开始上路行驶了，比如奥迪已经在测试原型车。仅几年前，无人驾驶汽车还需要用好几台电脑来进行操控；而现在，仅需一个单一的线路板，便可完成所有操作。 线路板上内置了摄像机，传感器以及一个可以操控一切的处理器。有了这些配置，可有效防止交通阻塞。汽车可以自由行驶于高速公路上，既不会串道，也不会超速，还可以保持安全的行车距离。2017年至2019年，无人驾驶汽车将会成为现实。不过也别期望它会完全自动化，它会以不同的方式体现，例如：具有堵车辅助功能，高速公路试航功能，以及自动停车功能。
自动控制综合设计无人驾驶汽车计算机控制系统
自动控制综合设计 ——无人驾驶汽车计算机控制系统 指导老师： 学校： 姓名：
目录 一设计的目的及意义 二智能无人驾驶汽车计算机控制系统背景知识三系统的控制对象 四系统总体方案及思路 1系统总体结构 2控制机构与执行机构 3控制规律 4系统各模块的主要功能 5系统的开发平台 6系统的主要特色 五具体设计 1系统的硬件设计 2系统的软件设计 六系统设计总结及心得体会
一设计目的及意义 随着社会的快速发展，汽车已经进入千家万户。汽车的普及造成了交通供需矛盾的日益严重，道路交通安全形势日趋恶化，造成交通事故频发，但专家往往在分析交通事故的时候，会更加侧重于人与道路的因素，而对车辆性能的提高并不十分关注。如果存在一种高性能的汽车，它可以自动发现前方障碍物，自动导航引路，甚至自动驾驶，那将会使道路安全性能得到极大提高与改善。本系统即为实现这样一种高性能汽车而设计。 二智能无人驾驶汽车计算机控制系统背景知识 智能无人驾驶汽车是一个集环境感知、规划决策、多等级辅助驾驶等功能于一体的综合系统，它集中运用了计算机、现代传感、信息融合、通讯、人工智能及自动控制等技术，是典型的高新技术综合体。目前对智能汽车的研究主要致力于提高汽车的安全性、舒适性，以及提供优良的人车交互界面。近年来，智能车辆已经成为世界车辆工程领域研究的热点和汽车工业增长的新动力，很多发达国家都将其纳入到各自重点发展的智能交通系统当中。 通过对车辆智能化技术的研究与开发，可以提高车辆的控制与驾驶水平，保障车辆行驶的安全通畅、高效。对智能化的车辆控制系统的不断研究完善，相当于延伸扩展了驾驶员的控制、视觉和感官功能，能极大地促进道路交通的安全性。智能车辆的主要特点是以技术弥补人为因素的缺陷，使得即便在很复杂的道路情况下，也能自动地操纵和驾驶车辆绕开障碍物，沿着预定的道路轨迹行驶。 三系统的控制对象 （1）系统中心控制部件（单片机）可靠性高，抗干扰能力强，工作频率最高可达到25MHz，能保障系统的实时性。 （2）系统在软硬件方面均应采用抗干扰技术，包括光电隔离技术、电磁兼容性分析、数字滤波技术等。 （3）系统具有电源实时监控、欠压状态自动断电功能。 （4）系统具有故障自诊断功能。
技术大比拼：特斯拉-谷歌等5大主流无人驾驶技术对比
技术大比拼：特斯拉/谷歌等5大主流无人驾驶技术对比 不管你心里能不能接受，但是科技的脚步就是这样一骑绝尘，留下我们在后面兴奋地凌乱着未来汽车的世界会是怎样的？ 在如今在这个互联网的时代，说起汽车不能不提到智能，无人驾驶二字，智能汽车，无人驾驶是未来汽车发展不能躲避的关键词。未来智能汽车将会在不知不觉走进我们的生活。无人驾驶电动汽车也将影响人们的出行方式。 特斯拉 特斯拉可是现在最具有科技元素的豪华汽车了，目前这款纯电动汽车已经具备了利用超声雷达感知障碍物、变道、躲避机动车、行人的能力，不过随着最新一代7.0系统的升级，特斯拉将会大幅提升用户自动驾驶的体验。同时特斯拉首席执行官ElonMusk也表示，特斯拉未来也将彻底变成无人驾驶电动汽车。 特斯拉ModelS在设计之初就具备了智能驾驶甚至是无人驾驶的功能，也就是说硬件上已经成熟，只需要通过版本迭代来逐步激活这些潜能。因此，未来当特斯拉的车主们不断通过中控上的那块大屏幕以OTA的方式实现无人驾驶功能时，千万不要感到惊讶。 谷歌 提到无人驾驶，大部分人首先想到的就是谷歌的无人驾驶汽车。而谷歌的无人驾驶汽车也是现在进展最快的项目，甚至已经开始在普通的道路上进行实际测试。截止到今年5月，谷歌无人驾驶汽车已经在6年的时间内造成了11起轻微事故，总体来说结果还算让人满意。 另外，谷歌也已经开始对外展示自己的无人驾驶汽车，甚至允许普通民众到车内参观。谷歌的无人驾驶汽车内部根本就不需要方向盘这种多余的零件，同时它的内部包括了双人座椅，而且座椅区的空间非常宽敞。座椅杯架位置还放置了一个类似操控汽车的功能区，在右后视镜方向的位置还悬挂了一台显示器。从内部整体的风格来看，谷歌无人驾驶汽车的内部和它的外形一样，可爱又厚实。
《“无人驾驶”》阅读练习及答案
阅读下面的文字，完成各题。 材料一： 无人驾驶的研究开始于20世纪70年代，从美国谷歌、英国Venturer联盟和阿联酋的“EZ10”等，到中国的百度，无人驾驶都已经进入到路试阶段。虽然无人驾驶汽车也属于移动机器人和人工智能的一种，但是在市场应用上，与普通机器人及通用人工智能相比，无人驾驶汽车将在更短时间内得以普及。 无人驾驶汽车的各单元性能已满足当下的物流市场需求，其精度的提升主要依赖于导航技术的提升。配合互联网、物联网及持续提升的信息化平台技术的智能导航系统将会进一步提高无人驾驶汽车的市场应用能力。当然人工智能发展虽然神速，但无人驾驶汽车依然处于技术储备期，其性能全面提升尚需时日当路试完成后，为了进一步实现物流业降本增效，提升物流行业的全球竞争力，政府一纸行文全面鼓励无人驾驶或将成为大概率事件。 无人驾驶汽车极大地提升运输速度和运输效率，将会给物流业和物流企业带来较大冲击，智能装备替代有人司机，货运车辆变成了自动化运输网络中的智能装备。无人驾驶汽车带来物流的网络化、规模化和标准化将改善超限超载的低价运营状态，由此成为物流企业竞争的核心手段。 （摘编自《经济参考报》2018年5月29日）材料二：
（摘编自《2018—2024年中国互联网+无人驾驶行业市场监测分 析报告》）材料三： 创新工场董事长李开复表示，无人驾驶落地除了技术，还需考虑到车辆、人员的保险和理赔等问题，在未来交通解决方案中，Hyperloop Kitty Hawk的飞车都给我们提供了无限想象。创新工场目前已经投资了4家无人驾驶公司。无人驾驶是以高效、便捷和可靠为具体目标的驾驶行为，需要人、车、路高度协同。广州公交集团董事长谢振东表示，无人驾驶整个生态是由各种产业链交织在一起形成的，目前无人驾驶的产业链尚未建立起来，未来需要从技术等各个方面做更多工作。在广州联通总经理廖江看来，无人驾驶要求车路协同，特别需要可靠的网络，5G技术和5G网络非常契合车路协同的要求。他说：“5G网络建设对自动驾驶发展很重要，然而5G本身建设有难度，它要求建更密集的基站，对运营商有很大的挑战。”广汽研究院郭继舜透露，广汽即将量产第一辆L3智能驾驶汽车，“但到现在为止，我们的主芯片由国外的一个供应商提供，有延期的风险。我们非常需要中国能先研发出合格的人工智能芯片，拥有足够的算力和功能安全。” （摘编自《科技日报》2018年11月28日）
无人驾驶关键技术分析
无人驾驶关键技术分析 无人驾驶技术是传感器、计算机、人工智能、通信、导航定位、模式识别、机器视觉、智能控制等多门前沿学科的综合体。按照无人驾驶汽车的职能模块，无人驾驶汽车的关键技术包括环境感知、导航定位、路径规划、决策控制等。 （1）环境感知技术 环境感知模块相当于无人驾驶汽车的眼和耳，无人驾驶汽车通过环境感知模块来辨别自身周围的环境信息。为其行为决策提供信息支持。环境感知包括无人驾驶汽车自身位姿感知和周围环境感知两部分。单一传感器只能对被测对象的某个方面或者某个特征进行测量，无法满足测量的需要。因而，必需采用多个传感器同时对某一个被测对象的一个或者几个特征量进行测量，将所测得的数据经过数据融合处理后。提取出可信度较高的有用信号。按照环境感知系统测量对象的不同，我们采用两种方法进行检测：无人驾驶汽车自身位姿信息主要包括车辆自身的速度、加速度、倾角、位置等信息。这类信息测量方便，主要用驱动电机、电子罗盘、倾角传感器、陀螺仪等传感器进行测量。 无人驾驶汽车周围环境感知以雷达等主动型测距传感器为主，被动型测距传感器为辅，采用信息融合的方法实现。因为激光、雷达、超声波等主动型测距传感器相结合更能满足复杂、恶劣条件下，执行任务的需要，最重要的是处理数据量小，实时性好。同时进行路径规划时可以直接利用激光返回的数据进行计算，无需知道障碍物的具体信息。 而视觉作为环境感知的一个重要手段，虽然目前在恶劣环境感知中存在一定问题。但是在目标识别、道路跟踪、地图创建等方面具有其他传感器所无法取代的重要性，而在野外环境中的植物分类、水域和泥泞检测等方面，视觉也是必不可少的手段。 （2）导航定位技术 无人驾驶汽车的导航模块用于确定无人驾驶汽车其自身的地理位置，是无人驾驶汽车的路径规划和任务规划的之支撑。导航可分为自主导航和网络导航两种。 自主导航技术是指除了定位辅助之外，不需要外界其他的协助，即可独立完成导航任务。自主导航技术在本地存储地理空间数据，所有的计算在终端完成，在任何情况下均可实现定位，但是自主导航设备的计算资源有限，导致计算能力差，有时不能提供准确、实时的导航服务。现有自主导航技术可分为三类：相对定位：主要依靠里程计、陀螺仪等内部感受传感器，通过测量无人车相对于初始位置的位移来确定无人车的当前位置。 绝对定位：主要采用导航信标．主动或被动标讽地图匹配或全球定位系统进行定位。 组合定位：综合采用相对定位和绝对定位的方法，扬长避短，弥补单一定位方法的不足。组合定位方案一般有GPs+地图匹配、GPs+航迹推算、GPs+航迹推算+地图匹配、GPs+GLONAss+惯性导航+地图匹配等。
无人驾驶地铁的发展
近年来自动化地铁在全球轨道交通领域口渐升温、)目前，巴黎、新加坡等城市全自动化地铁己正式投入运营，还有马赛、柏林等城市正在将原有的传统地铁改造为全自动化地铁连接美国曼哈顿和布鲁克林的纽约地铁L号线经过改造，正式启用自动控制系统迪拜地铁是阿联酋投巨资兴建的世界上最长的无人驾驶城市快速轨道交通系统、迪拜地铁有红、绿、橙、蓝四条线路，旨在解决迪拜严重的交通拥堵问题、目前城市人口迅速膨胀，据世界铁路研究所预测，到2016年，全球将有500多个城市的居民超过百万，地铁线路口益拥挤带来的运营安全挑战成为轨道交通发展的难题、而实现信号和地铁自动化将有效解决轨道交通网络饱和的问题，同时有效地提高城市运输能力、一种全自动的地铁列车己投入使用。 1全自动无人驾驶地铁 目前无人自动驾驶轨道交通大致可以分为四类:APM(Automated people mover，自动旅客捷运系统)、AutomatedMonorails(自动单轨铁路)、Automated Metros(自动城市地铁)以及ART(Advanced Rapid Transit，高级快速公交)、自动城市地铁系统就是常说的全自动无人驾驶地铁。 全自动无人驾驶列车系统是将列车驾驶员执行的工作完全自动化、高度集中控制的列车运行系统该系统包括车辆段列车自动唤醒、车站准备、进入正线服务、正线列车运行、折返站折返、退出正线服务、进段、洗车和休眠等作业、列车的启动、牵引、巡航、惰行和制动，以及车门和屏蔽门的开关;车站和车载广播等控制都是在无人的状态下自动运行。 它的自动列车运行系统可以精确地调整列车运行速度，控制加速和制动，进行列车调度管理。而自动列车防护系统可以控制列车速度和安全制动，还可以在车站打开车门等等。当然自动化地铁系统的成功实施需要非常小心注意安全问题，严格的系统的工程是必不可少的，包括车辆，航管，轨道，供配电，通讯和安全系统，月台幕门，自动售检票等许多子系统。 全自动化地铁较理想的应用场所是有较大的客流量，并且客流量均衡的短途客运。例如:大型机场中，从总候机大楼到登机的卫星候机楼;大楼展览馆中各场馆的联系;游乐场中各景点的来往;大学校区之间的短途交通等。 2我国发展全自动无人驾驶地铁的必要性 2.1全自动无人驾驶地铁优势决定 地铁自动化系统拥有众多优势，在综合运用多项先进技术的基础上，可实现列车自动唤醒启动和休眠、自动出入停车场、自动清洗、自动行驶、自动停车、自动开关车门、故障自动恢复等功能，并具有常规运行、降级运行、运行中断等多种运行模式，这些高度自动化功能，能有效增加运能，大大提高了系统效率，节省了人力，而且自动化可以使列车调度更加灵便，不会与其他旧有路线混杂。例如可以根据高峰和非高峰时段自动调整发车频率和运行车辆数，在班次延误或客流高峰时可以多插入一组列车运行;在执行特殊任务时，列车则可以自动不停靠相关车站，并能保持速度不变。无人驾驶地铁乘坐起来更为稳当，不会有明显加速和减速的感觉，在起动和制动时乘客不会感到不适。另外，由于特殊的线路走向和站距，列车最高时速可达80公里，从技术方面保障了和提高了运营水平。 当然由于全自动无人驾驶地铁自动化程度较高，相应减少工作人员。人员的减少，管理费用，培养费用也相对于传统非自动模式的少，真正意义上起到了节省人力和财力。自动化地铁的初期成木会高一些，而随着后期维护成木的减少，总体运营成木会逐渐降低。尤其随着劳动力成木的攀升，自动化地铁的优势会口渐显现。正是诸如此类的优势，全自动无人驾驶地铁逐步取代传统的非自动化驾驶模式，也是势在必行的结果。目前根据位于布鲁塞尔的国际公共交通联合会的预测，全球大约40%的地铁系统可能将在未来13年内选择自动化，因此在我国发展全自动无人驾驶地铁更具有必要和紧迫性. 2.2技术发展的必然结果
无人驾驶技术
：教育>幼教·科普>科普世界
无人驾驶：可行还是不可行？ 2011年01月26日来源：科技日报 只需向汽车发出一个指令，就可以直接被送到目的地，驾驶员完全不需紧张的手握方向盘，甚至可以悠闲的上网、看报和聊天。请关注—— 可能有一天，你在路上发现每辆车都有“眼睛”和“大脑”：车身装满了摄像头和雷达，而车厢内也做了诸多改装——后排坐椅上都放置了插满电线的控制系统，还有一台或两台笔记本电脑用于操控……不用感到惊奇，因为无人驾驶汽车来了。 无人驾驶技术方兴未艾 近日，Google公司公开了他们正在研发的自动驾驶汽车，这些汽车已经基本具备自动操作和行驶能力，车上装有摄像头、雷达传感器和激光探测器等先进的仪器，通过它们来感知公路的限速和路旁交通标志，以及周围的车子移动情况，如果要出发的话只需借助地图来导航即可。 与此同时，在德国，目前人们也可用自己的手机来打“无人的士”，科研人员推出命名为“德国制造”的无人驾驶汽车，乘客们只需利用iPad等智能手机向MIG打电话，MIG就可通过全球定位系统锁定乘客的方位并且带其到目的地。 国外无人驾驶汽车频繁出现，那么，我国目前的无人驾驶汽车研究状况如何？为此，笔者专门采访了无人驾驶技术研究的专家——北京理工大学汽车学院教授龚建伟老师。 据龚建伟介绍，无人驾驶技术在我国经过20多年的发展，虽然投入很少，但取得了很好的成绩。在人才方面，我国几个五年计划的国家预研项目和国家自然科学基金的支持项目，培养了一大批从事无人驾驶技术的研究人才。随着国外在这项新技术研发步伐的加快，我国也已启动了这项国家级的重大研究计划——“视听觉信息的认知计算”项目。 这一项目主要是选择一些基本、基础和共性的测试内容来开展相关研究，同时为前一段时间在西安举行的第二届“中国智能车未来挑战赛”提供测试环境、测试方法与技术、以及测试标准和评价体系。据了解，这次大赛西安交通大学、湖南大学、清华大学、北京交通大学等10支代表队，携各自研发的无人驾驶智能汽车展开激烈的角逐，可以说挑战赛达到了项目初级阶段的研究目标。 但是，目前我国无人驾驶技术距离国外还有相当的距离。龚建伟认为，这主要体现在两个方面：首先是传感器技术，从今年的“中国智能车未来挑战赛”参赛车上，重要的传感器全部都来自国外；其次是环境感知技术，目前我们的无人车辆还不能适应较复杂的场景，不能有效感知行驶环境，这一点与国外著名实验室还有很大差距。
自动化(无人驾驶)矿用卡车技术
自动化（无人驾驶）矿用卡车技术 地表采矿的自动化卡车（无人驾驶）是矿山自动化运行的主要组成部分，在受到采矿行业越来越多的关注，它可以在一定程度上改善安全健康业绩指标，还能降低运行成本和提高生产率等，本帖大家来一起讨论一下这项技术（应用）。 “没有什么比看到这样一辆无人驾驶的巨型卡车更让人惊奇了” 生产者、进程、技术特点和使用 自动化卡车的基本概念简单点说就是：在无驾驶人员的情况下，能按特定路线行驶和装载、卸载，自动地完成工作循环，有意外情况时能减速或停车——就是用控制装置、GPS导航、无线通信技术和软件来取代原来坐在驾驶室内的司机。
现在的自动化卡车是在现有的车型上改装的——驾驶室仍然保留——将来进一步发展成熟后，它们的样子会不会改变
全副武装、无人驾驶的930E 市场需求是制造商开发和生产的动力，在此领域，世界排名前两位的工程巨头美国CAT和日本KOMATSU走在了前面，白俄罗斯的BELAZ最近也展示了其产品。使用自动化卡车的矿山比例还很小，当前模式为工程机械制造商与矿业公司合作并为后者提供解决方案——最主要的是卡特与必和必拓，小松和力拓。 小松的Autonomous Haulage System（自动运输系统，AHS，名为FrontRunner) 无人驾驶卡车方面的研究已经有大约20年的历史了，当时是同时可控制50-100辆车的系统。 小松自动化卡车现在是AHS的组成部分。 关于AHS：小松的AHS是一个综合性的矿山车队管理系统，此系统下每一台卡车都安装有车辆控制器、一个高精度GPS（全球定位系统）、一个障碍物侦测系统和一个无线网络系统（由小松、小松美国和Modular Mining Systems公司联合开发），由一个装备了高精度定位能力GPS系统的车队监测中心管理，为每辆车指定运输目的地，车辆通过接收无线指令以合适的速度按照目标路线运行，卡车由GPS、控制中心无线指令（信息）和其它导引装置来确定车辆在矿山的准确坐标以及周围的情况，使得自卸车能在无人操作的情况下实现复杂的装载、运输和卸载循环的自动运行。装载时，由同样安装了GPS的挖掘机或装载机来计算并引导卡车至正确的位置，监控计算机发送卸载点的路线信息保证准确卸载。安全方面，此系统可避免与在矿山内工件的其它卡车、平地机、推土机、服务车和别的设备相撞，在AHS运行下如果障碍物侦测系统发现行走路线上有其它车辆或人，就会马上减速或停车——安全可靠。此外，小松的AHS还可以在高海拔、人烟稀少的沙漠地区稳定运行，同时还能节省维修成本、节约能源和减少二氧化碳的排放。 小松是第一个在采矿行业将自动运输系统商行化的制造商，并能将自动化卡车与作为此系统组成部分的推土机、装载机和铲配合。AHS系统为用户提供以下优势： ---减少卡车司机费用 ---增加效率和生产率，能深入更危险的地方载运矿石 ---增强矿山的安全性，减少工作意外 ---降低运行成本，延长轮胎寿命 ---节省燃油和减少排放
基于云平台的无人驾驶汽车
基于云平台的无人驾驶汽车 作者：rys 学校：山东大学 班级：计算机技术 学号：XXXXXX
摘要 基于云平台的无人驾驶汽车是现在有些人在研究的基于机器学习的自动驾驶汽车和移动云平台的有机结合，可以使道路交通的效率和安全性大大提高，并且使人们对汽车的操控更加简单。基于云平台的无人驾驶汽车是对大数据技术的典型应用和扩展。首先结合GPS定位、全景地图、图像分析等技术首先实现了对路上跑的每一辆车的精准定位，在此基础上利用大规模分布式集群的超强计算能力实现实地场景在计算机上的精确模拟。通过以上这些技术的应用可以让每一辆车通过和云平台的交互掌握全局的交通信息，从而可以避免车辆碰撞，也可以有效的减轻交通拥堵。同时用户操作更简单，可以支持传统操作、通过模拟场景操作和设定了起点、终点等条件时的完全无人驾驶。 关键词：大数据，分布式集群，机器学习，模拟场景 一．研究意义 汽车与人们的生活息息相关，随着我国人民生活水平的提高，道路上的汽车越来越多。汽车的增多有时会给我们的生活带来很大的不便，比如 交通拥堵愈发严重，车祸数量也在增加，每年都有很所人在车祸中受伤甚 至丧失生命。同时目前汽车操作还是比较复杂，很多人为了学车花费大量 的时间和精力，同时由于其操作复杂度所以很多在路上开车的人并不是很 熟练，这就又增加了安全隐患。为了解决上面这些问题，未来的汽车（也 有可能是其他能源的车）首先发展方向就是要降低操作难度，所以无人驾 驶汽车必然会成为以后的趋势。传统的无人驾驶汽车通过机器学习的方法，汽车能根据摄像头捕捉到的道路、障碍物等信息自动改变行驶方向和速度，虽处于试验阶段，也基本实现了无人操控的效果。可是传统的无人驾驶汽 车没用联网，汽车本身不可能掌握全局的信息，不管是汽车还是车上的人 都不能判断出自己视觉之外的障碍物，并且没有全局信息的车和人无法预 知道路拥堵情况，无法避免拥堵。所以我们需要通过一个云平台来支持对 全局信息的掌控，协助进行车辆的控制、道路的选择。云平台的建设通过 分布式集群来实现。 二．发展历史 无人自动驾驶车辆的研究可大致分为三个阶段：军事用途、高速公路环境和城市环境。 2.1 军事用途 无人自动驾驶车辆的研究已经有20多年的历史，它最早起源于军事
上海轨道交通实现无人驾驶的可行性分析与对策
上海轨道交通实现无人驾驶的可行性分析 与对策 上海轨道交通实现无人驾驶的可行性分析与对策 蔡于 (上海地铁运营有限公司) 摘要通过对上海轨道交通运营现状的分析,找出实现无人驾驶的影响因素,并提出相应的解决对策. 关键词轨道交通无人驾驶可行性分析对策 1概述 地铁,轻轨列车实现自动化无人驾驶是全球城 市轨道交通的重要发展方向之一.1984年,法国里 尔率先研制出世界上第一列无人驾驶地铁列车,并 投入使用.目前,加拿大,法国,丹麦,新加坡等国家 已有无人驾驶系统投入运行,而在我国大陆地区轨 道交通无人驾驶尚处于起步阶段.根据规划,上海 轨道交通将有望实现无人驾驶载客运营. 无人驾驶最显着的特点是控制系统的操纵完全 依照通信系统发送的行车指令信息.无人驾驶相比 有人驾驶具有明显的优势,主要表现在: 1)提高增加运能的可能性.由于采用移动闭塞 技术,增加了列车运行的密度,缩短了行车间隔,提 高了线路的通过能力,使列车运行比传统的固定,准 移动闭塞系统更为高效,灵活; 2)节省人力资源,减少办公用房,降低运营成 本; 3)避免司机的误操作; 4)避免司机人为因素(如漏乘,折返慢等)对运
营的干扰. 当然,无人驾驶也并非十全十美,它的不足之处 在于:当设备发生故障或其他突发情况时,电脑的判断不够人性化;处置能力也相对有限,仍可能需要工作人员进行干预. 2上海轨道交通实现无人驾驶的可行性 上海轨道交通已安全运营了十多年,积累了宝 贵的经验.目前,投入运营线路上的载客列车基本上受ATC(列车自动控制)系统控制,实现了ATO (列车自动驾驶)自动运行.正常情况下,实现了在 司机监控下的"无人驾驶". 2.1司机的作用 目前,由于列车基本上受ATC系统控制,司机 的作用仅为: (1)完成到站后的开,关门作业,看信号(有岔车 一 14一 站的道岔防护信号和发车表示器)揿下ATO发车按钮; (2)对突发情况的处置,包括设备故障状态下的 操作和对其他影响因素(如触网异物,乘客多等)的监控和处置. 由此可见,司机在列车运行中的作用已经大大 弱化. 2.2实现无人驾驶的影响因素 尽管上海轨道交通的列车在正常情况下已可以 自动运行,但要真正实现"无人驾驶",还有车辆,信号等方面的影响因素. 2.2.1车辆
无人驾驶汽车概述
无人驾驶汽车概述公司内部档案编码：[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]
通信工程学院2013级3班 52130323 何怡 无人驾驶汽车系统包括哪些传感器及这些传感器的功能无人驾驶汽车又称为全自主自控驾驶汽车，也可以称之为轮式移动机器人，它一般是利用车载传感器传感器的供应商来感知车辆周围环境，并根据感知所获得的道路、车辆位置和障碍物信息，控制车辆的转向和速度，从而使车辆能够安全、可靠地在道路上行驶。它是集自动控制、体系结构、人工智能、视觉计算、程序设计、组合导航、信息融合等多种高科技为一体，是当代计算机科学、模式识别、控制技术的高度结合和发展的产物。 自动控制系统： 自适应巡航控制系统是一种智能化的自动控制系统，它是在早已存在的巡航控制技术的基础上发展而来的。在车辆行驶过程中，安装在车辆前部的车距传感器（雷达）持续扫描车辆前方道路，同时轮速传感器采集车速信号。当与前车之间的距离过小时，ACC 控制单元可以通过与制动防抱死系统、发动机控制系统协调动作，使车轮适当制动，并使发动机的输出功率下降，以使车辆与前方车辆始终保持安全距离。 自动紧急制动（AEB）是一种汽车主动安全技术，主要由 3 大模块构成，其中测距模块的核心包括微波雷达、激光雷达和视频系统等，它可以提供前方道路安全、准确、实时的图像和路况信息。AEB系统采用雷达测出与前车或者障碍物的距离，然后利用数据分析模块将测出的距离与警报距离、安全距离进行比较，小于警报距离时就进行警报提示，而小
于安全距离时即使在驾驶员没有来得及踩制动踏板的情况下，AEB 系统也会启动，使汽车自动制动，从而为安全出行保驾护航。 盲点检测系统，通过车辆周围排布的防撞雷达、多普勒雷达、红外雷达等传感器、盲点探测器等设施。由计算机进行控制，在超车、倒车、换道、大雾、雨天等易发生危险的情况下自动采取措施，有效防止事故发生。 泊车系统通过安装在车身上的摄像头，超声波传感器，以及红外传感器，探测停车位置，绘制停车地图，并实时动态规划泊车路径，直接操控方向盘驶入停车位置。 行人检测系统(PDS)车辆行驶途中可以利用摄像头雷达，和激光雷达来探测到四面行人，在安全距离内及时控速。 视觉计算系统：激光雷达传感器和图像传感器。 24GHz雷达传感器它能通过发射与接收频率为24.125GHz左右的微波来感应物体的存在，运动速度，静止距离，物体所处角度等，采用平面微带天线技术，具有体积小.集成化程度高.感应灵敏等特点。24GHz雷达传感器是一种可以将微波回波信号转换为一种电信号的装换装置，是雷达测速仪，水位计，汽车ACC辅助巡航系统，自动门感应器等的核心芯片。 激光测距传感器：先由激光二极管对准目标发射激光脉冲。经目标反射后激光向各方向散射。部分散射光返回到传感器接收器，被光学系统接收后成像到雪崩光电二极管上。雪崩光电二极管是一种内部具有放大功能的光学传感器，因此它能检测极其微弱的光信号。记录并处理从光
程世东-无人驾驶发展及对城市交通的影响
无人驾驶发展及对城市交通的影响The Development of Autonomous Vehicles and The Effect to Urban Transport 国家发展和改革委员会综合运输研究所 Institute of Comprehensive Transportation of NDRC 程世东 Cheng Shidong 2019-06-14
交流内容 一、何时到来？ I. When will it come? 二、对城市交通影响II. The effect to urban transport
瓶颈Bottleneck：法律法规Law OR 技术Technology？ 曾一度非常火热、高调 Will come at once! 去年3月，Uber 撞人致死 Very pessimistic 技术有多成熟，还有多远，根据各公司的行动来推断 How far away, estimate it according to the action of companies
通用GE （并购Cruise ）：今年将量产投 入无方向盘和踏板的Cruise AV ，并已要 求美国政府修改一些汽车安全标准，以 便这种车可以运营。 谷歌Waymo ：2009年开始研究，2018年 12月，在凤凰城推出Robo Taxi 叫车服务Waymo one
百度Apollo：原计划今年量产L4级别自动驾 驶汽车，正在长沙推进 Robo Taxi 叫车服务 去年下半年，车路协同在国内逐步增强 单车智能→“聪明的车”+“聪明的路” Smart car → Smart car + Smart Road ?
无人驾驶技术及发展现状
无人驾驶汽车的发展现状及展望 摘要：作为未来汽车的发展方向，无人驾驶汽车已经得到社会各方面的关注。本文介绍了国内外无人 驾驶汽车的发展历程，对当前无人驾驶汽车的先进技术进行了分析，最后针对物联网对无人驾驶汽车发展的影响做出了推断。 关键词：无人驾驶汽车、现状、趋势 0 引言 自汽车发明以来，汽车工业就不断促进着人类的创新与社会经济的发展。随着汽车产量与保有量的提高，人们的出行变得方便快捷，而由此带来的交通拥堵与交通事故也成为了人类社会文明的一大阻碍。随着计算机控制技术的发展，越来越多的自动控制技术被应用在汽车上，无人驾驶汽车也成为了汽车产业的一大变革。 无人驾驶汽车也被称为自动驾驶汽车或轮式移动机器人。它在没有人类输入的情况下，通过车载传感器感知周围环境，并根据所获取的信息，依靠车内以计算机系统为主的智能驾驶仪实现驾驶[1]。它一般是利用车载传感器来感知车辆周围环境，并根据感知所获得的道路、车辆位置和障碍物信息，控制车辆的转向和速度，从而使车辆能够安全、可靠地在道路上行驶。 1 国外无人驾驶发展现状 发达国家从20世纪70年代开始进行无人驾驶汽车研究，目前在可行性和实用性方面，美国和德国走在前列。美国是世界上研究无人驾驶车辆最早、水平最高的国家之一。早在20世纪80年代，美国就提出自主地面车辆(ALV)计划，这是一辆8轮车，能在校园的环境中自主驾驶，但车速不高。美国其它一些着名大学，如卡耐基梅隆大学、麻省理工学院等都先后于20世纪80年代开始研究无人驾驶车辆。然而，由于技术上的局限和预期目标过于复杂，到20世纪80年代末90年代初，各国都将研究重点逐步转移到问题相对简单的高速公路上的民用车辆的辅助驾驶项目上。1995年，一辆由美国卡耐基梅隆大学研制的无人驾驶汽车Navlab2 V完成了横穿美国东西部的无人驾驶试验。在全长5000 km的美国州际高速公路上，整个实验96%以上的路程是车辆自主驾驶的，车速达50～60 km /h。尽管这次实验中的Navlab2V 仅仅完成方向控制，而不进行速度控制(油门及档位由车上的参试人员控制)，但这次实验已经让世人看到了科技的神奇力量。丰田汽车公司在2000年开发出无人驾驶公共汽车。这套公共汽车自动驾驶系统主要由道路诱导、车队行驶、追尾防止和运行管理等方面组成。安装在车辆底盘前部的磁气传感器将根据埋设在道路中间的永久性磁石进行导向，控制车辆行驶方向[2]。2005年，美国国防部“大挑战”比赛上，最终由美国斯坦福大学工程师们改装的一辆大众途锐多功能车经过7个半小时的长途跋涉完成了全程障碍赛，第一个到达了终点。在赛道上，无人驾驶汽车需要穿越沙漠、通过黑暗的隧道、越过泥泞的河床并需要在崎岖险峻的山道上行使，整个行程无人驾驶汽车需要绕过无数个障碍。2011年，美国内华达州通过允许无人驾驶汽车上路的法律后，谷歌成为世界上第一个获得无人驾驶汽车授权的公司。2013 年，英国政府拨款150 万英镑，用来在伦敦以北的小城米尔顿凯恩斯的道路上，进行无人驾驶汽车实地试验这些别称为豆荚的自动驾驶汽车行驶速度为19 km/h，它们将在专用道路上搭载乘客前往市区各地。英国政府希望在2015年前先投入20 辆有驾驶员管理的豆荚运营，并在2017年投入百辆无人驾驶的豆荚2013年底，美国密歇根大学批准了一项600万美元的安全驾驶项目，建造用于测试自动驾
无人驾驶汽车的目标行进一大步
无人驾驶汽车的目标行进一大步 好莱坞大导演斯蒂芬·斯皮尔伯格于2002年执导的电影《少数派报告》中，有一幕让人印象深刻且匪夷所思的场景：所有汽车全由电脑网络控制，精确并高速地行驶在高科技化的城市交通线路上，每个人只需做一件事，就是告诉汽车你想抵达的目的地。这样的景象看似有些魔幻，但你相信吗，在不远的将来，科幻电影中的大胆设想可能会变成现实。 以上场景中的汽车即所谓的“无人驾驶汽车”，是指几乎不用人工干预就可以自动行驶的汽车。最近，美国加州州长杰里·布朗签署法案，允许无人驾驶汽车上路测试，加州是美国第三个允许无人驾驶汽车合法上路的地方。实力雄厚的大企业目前都已加快无人驾驶汽车的研发脚步。包括通用汽车、大众、沃尔沃，以及新媒体巨擘谷歌在内的公司，都在无人驾驶汽车领域砸下重金，市场前景相当诱人。 尽管无人驾驶汽车大规模出现在城市道路上还面临技术、法律等诸多障碍，尚需时日，但新技术的不断涌现的确让现实离科幻渐行渐近。美国电气和电子工程师协会(IEEE)在一份报告中甚至大胆预测，到2040年，全球上路的汽车总量中，75%将会是无人驾驶汽车。 1 美三州允许无人驾驶汽车上路 2009年11月，国外某社交网站上的一段视频引起广泛关注。视频的上传者本·蔡特林在美国旧金山和帕洛阿尔托之间的280号高速公路行驶时，发现旁边有一辆“怪异”的丰田普锐斯轿车，在它的车顶，装着一个类似于扰流板的装置，蔡特林最初以为这是用来测试风速的，其实这就是谷歌研发的无人驾驶汽车系统。在当时，这还是一个秘密进行中的项目。 过去近三年时间里，谷歌的无人驾驶汽车项目一直稳步推进。最近，美国加州州长杰里·布朗签署了一项法案，允许无人驾驶汽车上路测试，与普通汽车一同行驶在公共道路上。法案的签署仪式被安排在位于加州芒廷维尤市的谷歌公司总部，布朗还特意乘坐谷歌无人驾驶汽车抵达现场。“我们今日见证着科幻小说正在成为明日现实，谷歌无人驾驶汽车就是这一范例。”布朗在法案签署仪式上表示。 谷歌研发的无人驾驶汽车使用8辆汽车测试，包括6辆丰田普锐斯，1辆奥迪TT，1辆雷克萨斯RX450h。无人驾驶汽车采用智能软件和感应设备，包括摄像机、雷达感应器和激光设备等。车能够实现360度全方位感应：车顶的雷达感应器能够扫描半径200英尺(约70米)范围内的环境，车后的感应器能评估汽车所在位置，车载电脑通过摄像头能“看懂”交通灯，识别人行道和障碍物等，并模拟人的智力对相应交通状况作出正确反应。截至今年8月，谷歌无人驾驶汽车的安全行驶距离已经达到48万公里。 谷歌联合创始人谢尔盖·布林说，无人驾驶汽车可以使道路更安全，让上班族从驾车的苦闷中解脱出来，缓解拥堵。与此同时，包括盲人、残疾人在内，那些不能开车的人有望借助无人驾驶实现开车梦。33岁的技术人员巴雷特·霍华德认为，使用智能手机已经成为趋势，不少司机在驾车过程中可能更加分神，无人驾驶技术有望解决这种不便。“我们不必再担心(开车时)发短信或者分神，计算机将接手(汽车)，令我们的生活更简单”。