自动化创新完整-无人驾驶技术
无人驾驶时代：2024年自动驾驶的全面普及
05
自动驾驶产业链与商业模式创新
产业链上游：关键零部件供应商
传感器供应商
提供激光雷达、毫米波雷达、摄像头等感知设备。
芯片供应商
提供高性能计算芯片、图像处理芯片等核心元件。
高精度地图与定位服务商
提供高精度地图数据、定位技术解决方案。
产业链中游：整车制造商与集成商
整车制造商
研发和生产具备自动驾驶功能的汽车。
产业发展愿景
构建完善的自动驾驶产业链，推动相关产 业协同发展，提升国家竞争力。
02
自动驾驶技术体系与关键技术
感知技术
01
02
03
传感器融合
利用雷达、激光雷达、摄 像头等多种传感器，实现 高精度、高可靠性的环境 感知。
目标识别与跟踪
通过图像处理、模式识别 等技术，识别并跟踪车辆 周围的行人、车辆、道路 标志等目标。
多元化出行服务
提供多元化的出行服务，满足不同用户的个性 化需求。
智能网联技术
利用智能网联技术，实现车与车、车与基础设施、车与行人的互联互通，提升 出行效率。
跨领域合作与协同创新机制构建
政府引导与支持
政府应发挥引导作用，提供政策支持和资金扶持，推动自动驾驶 技术的发展。
产学研用协同创新
建立产学研用协同创新机制，加强高校、科研院所、企业和用户的 合作与交流。
国内政策法规现状与挑战
我国政府高度重视自动驾驶的发展，出台了一系列政策法 规，包括道路测试管理规范、商业化应用试点政策等，为 自动驾驶的落地提供了有力支持。
然而，国内自动驾驶政策法规仍面临诸多挑战，如地方政 策差异大、法律法规不完善、安全监管体系不健全等，制 约了自动驾驶的快速发展。
未来，需要进一步完善政策法规体系，加强跨部门协调合 作，推动自动驾驶产业的健康发展。
无人驾驶汽车技术介绍
无人驾驶汽车技术介绍随着科技的不断进步，人们的生活也在不断地发生着变化。
其中，最引人瞩目的技术之一就是无人驾驶汽车技术。
作为新一代交通工具的代表，无人驾驶汽车技术将会深刻地改变人们的出行方式，以及整个交通系统的运作方式。
本文将详细介绍无人驾驶汽车技术的定义、发展历程、技术原理、应用领域、优势和发展前景等方面的内容。
一、无人驾驶汽车技术的定义及发展历程无人驾驶汽车技术，是指在不需要人工干预的情况下，由车辆内置的自动化系统，通过使用传感器、定位设备和计算机等技术手段，自主地完成汽车驾驶的各项操作。
无人驾驶汽车技术的发展历程可以追溯到20世纪60年代，当时美国马萨诸塞州的麻省理工学院就已经开始了自动驾驶汽车的研究。
但由于当时的技术水平和实时环境条件的限制，这些尝试并未获得成功。
直到20世纪90年代末，随着计算机技术、传感器技术和人工智能技术的发展，无人驾驶汽车技术才得以得到突破，随即为人们所支持和推崇。
目前，无人驾驶汽车技术已经成为全球汽车工业的重要研究领域之一。
二、无人驾驶汽车技术的技术原理无人驾驶汽车技术的实现主要依赖于先进的计算机技术和传感器技术。
其基本工作原理可以分为四个步骤：第一步，定位：无人驾驶汽车需要定位自身所处的位置和运动方向，以便进行后续的操作。
此时需要使用全球卫星定位系统（GPS）、惯性导航系统（INS）等多种传感器设备。
第二步，感知：无人驾驶汽车需要通过各种传感器设备，例如毫米波雷达、激光雷达、摄像头等，对周围的环境进行感知，如检测出行路线、人和车辆等。
第三步，决策：决策模块将利用感知模块获取的数据，对当前道路状况进行分析，并做出相应的决策。
这包括规划适当的路径、通过避让和制动操作等减少风险。
第四步，控制：控制模块将基于决策模块计算出的最佳操作执行指令，对车辆进行控制，以完成自主的行驶操作。
三、无人驾驶汽车技术的应用领域无人驾驶汽车技术被广泛认为将能够很快被应用于下列领域：一是物流配送行业：无人驾驶汽车可以将在线下单的商品及时配送给消费者，改变传统的物流模式，缩短配送时间，提高效率，节省人力和物力成本。
无人驾驶技术简介
无线电接收设备
无线电接收设备
“前车”与“后车” -
二、无人驾驶技术发展
起源：自动驾驶汽车出现
在随后的时间里，自动驾驶技术开始萌芽发展，并逐渐分成两派。
主要观点 起源
实践
优点 缺点
环境改造派
安装外部装置来引导汽车行驶的外部引导 式自动驾驶系统
1940年Bel Geddes在其著作“Magic Motorways”中提出，可以有一种改造后 高速公路系统，可以采用自动驾驶，驶出 高速后才由人手动驾驶。
起源：自动驾驶汽车出现
1925年，无线电设备公司Houdina Radio Control设计了一辆“无人驾驶” 汽车，它的后座安装了一个无线电接收设备，通过接收后车发出的指令（无线 电信号），译解信号后，再通过一个小电动马达控制车辆的行动（远程操控方 向盘、刹车、油门）。
自动驾驶汽车的核心在于“自主性”、“智能化”，这辆车只是玩了一个障 眼法，算不上真正的无人驾驶，应该叫做“遥控驾驶”。
随着神经网络等算法以及视频、激光雷 达硬件制造工艺的不断发展，通过对汽车进 行改造，已经能够较好地实现汽车自动驾驶。 2015年特斯拉公司推出了具有自动驾驶功 能的商业化汽车产品。
稳定性、安全性高，路线固定，适用于
灵活性高，路线灵活，能够应用于较多
城市公共交通的应用场景
的交通场景
灵活性差，难以大范围推广
无人驾驶技术介绍
2019.04
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目录
一、无人驾驶技术概念 二、无人驾驶技术发展 三、无人驾驶技术展望
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一、无人驾驶技术概念
无人驾驶技术实际上是自动驾驶技术的一种，即自动化程
度较高的自动驾驶技术（一般指自动化程度L4以上）。
ADAS
港口门座起重机的自动化操作和无人驾驶技术
港口门座起重机的自动化操作和无人驾驶技术随着科技的不断发展，自动化操作和无人驾驶技术逐渐成为各行各业的发展趋势。
在港口货物装卸领域，港口门座起重机的自动化操作和无人驾驶技术的应用正在逐渐展开，并为港口运营带来了诸多的优势。
自动化操作技术使得港口门座起重机的操作更加高效、准确和安全。
相比于传统的人工操作，自动化操作能够实现更快的装卸速度和更高的作业效率。
通过引入先进的传感器、控制系统和自动驾驶技术，起重机可以实现自主识别货物、自动调整工作强度和自动规划最优的运动轨迹，从而极大地提高作业效率。
自动化操作还能够减少人为操作中的误差和事故风险，提高货物装卸的安全性。
此外，自动化操作还能够减轻人员的劳动强度，改善工作环境，提升工作效率和舒适性。
无人驾驶技术是实现港口门座起重机自动化操作的重要手段之一。
传统的港口装卸作业需要大量的人工参与，但这不仅对劳动力资源造成压力，还存在一定的安全隐患。
无人驾驶技术的应用能够彻底解决这一问题。
无人驾驶技术通过引入机器视觉、智能控制和导航系统，使起重机能够在没有人员操作的情况下，自主完成装卸作业。
无人驾驶技术能够实现远程监控、远程操控和自主导航等功能，大大提升了起重机的智能化程度。
无人驾驶技术还能够实现作业过程的自动记录和数据分析，为港口管理人员提供更多有价值的信息和决策支持。
港口门座起重机的自动化操作和无人驾驶技术的应用不仅可以提高装卸效率和安全性，还能够为港口带来更多的经济效益。
首先，自动化操作和无人驾驶技术能够缩短货物装卸时间，提高港口作业效率，降低人力成本和物资浪费。
其次，自动化操作和无人驾驶技术的应用能够减少事故风险，提升港口的安全形象和声誉，吸引更多的船舶和货物进港。
此外，自动化操作和无人驾驶技术还能够为港口运营提供更多的数据支持和决策依据，优化航线规划和资源配置，提升整体运营效益。
然而，港口门座起重机的自动化操作和无人驾驶技术也面临一些挑战和问题。
首先，技术的成本和复杂性是制约其应用的主要因素之一。
自动化系统中的自主导航与无人驾驶技术
自动化系统中的自主导航与无人驾驶技术自动化系统的快速发展和技术进步，已经使得自主导航和无人驾驶成为可能。
这种技术的广泛应用领域包括工业、交通和军事等。
本文将探讨自动化系统中的自主导航与无人驾驶技术的原理、应用和未来发展趋势。
一、自主导航技术的原理及应用1.1 自主导航技术的原理自主导航技术是指由计算机系统控制的智能导航系统，它能够自主获取相关信息、处理数据和作出决策。
其原理包括传感器感知、数据处理和路径规划等步骤。
传感器可以通过激光雷达、摄像头和雷达等感知周围环境，将感知到的数据传输给计算机系统。
计算机系统通过对感知数据的处理和分析，确定目标位置并规划最优路径。
最后，系统通过执行相应的控制策略，如制动、加速和转向等，实现自主导航。
1.2 自主导航技术的应用自主导航技术广泛应用于无人机、无人车和无人潜艇等领域。
在无人机领域，自主导航技术可以实现无人机的自主起飞、航行和降落。
它不仅可以用于军事侦查和攻击任务，还可以用于航拍、环境监测和物流配送等民用领域。
在无人车领域，自主导航技术可以实现无人车的自主驾驶和智能停车，大大提高了交通效率和安全性。
在无人潜艇领域，自主导航技术可以实现无人潜艇的自主潜航和目标搜索，为海底勘探和海洋科学研究提供了有力的支持。
二、无人驾驶技术的原理及应用2.1 无人驾驶技术的原理无人驾驶技术是指通过计算机系统和人工智能算法，实现汽车等交通工具在无人操控的情况下自主驾驶。
其原理包括感知、决策和控制等步骤。
感知阶段通过激光雷达、摄像头和雷达等传感器感知周围环境，并将感知到的数据传输给计算机系统。
决策阶段通过对感知数据的处理和分析，确定车辆行驶状态，包括车辆位置、速度和行驶方向等。
控制阶段根据决策结果，控制车辆执行相应的动作，如制动、加速和转向等。
2.2 无人驾驶技术的应用无人驾驶技术的应用领域包括私人汽车、公共交通和物流运输等。
在私人汽车领域，无人驾驶技术可以提高驾驶安全性和舒适性，减少交通事故和拥堵情况。
无人驾驶技术简介
2019.04
目录
一、无人驾驶技术概念 二、无人驾驶技术发展 三、无人驾驶技术展望
一、无人驾驶技术概念
无人驾驶技术实际上是自动驾驶技术的一种，即自动化程
度较高的自动驾驶技术（一般指自动化程度L4以上）。
SAE等级 L0 L1 NHTSA等级 L0 L1 自动化程度 无自动化 驾驶辅助 定义 人类驾驶员全权操作汽车，行驶 中可获得警告和保护系统的辅助 对方向盘和加减速中的一项操作 提供驾驶支援，其他驾驶操作均 由驾驶员执行 对方向盘和加减速中的多项操作 提供驾驶支援，其他驾驶操作由 人类驾驶员执行 自动驾驶系统持续执行完整的动 态驾驶任务，人类驾驶员需要在 系统失效时接收系统的干预请求， 及时作出响应 在限定道路和环境下，自动驾驶 系统自动执行完整的动态驾驶任 务，人类驾驶员无需对所有系统 请求作出回应 自动驾驶系统能在所有道路环境 下执行完整的动态驾驶任务，人 类驾驶员在可能的情况下接管
无线电接收设备
无线电接收设备
“前车”与“后车”
二、无人驾驶技术发展
起源：自动驾驶汽车出现
在随后的时间里，自动驾驶技术开始萌芽发展，并逐渐分成两派。
环境改造派 主要观点 安装外部装置来引导汽车行驶的外部引导 式自动驾驶系统 1940年Bel Geddes在其著作“Magic Motorways”中提出，可以有一种改造后 高速公路系统，可以采用自动驾驶，驶出 高速后才由人手动驾驶。 1953 年 RCA 美国无线电公司研制出一 辆微型汽车，可按一定模式铺设在地板里 的电线进行导航和控制；通过与内布拉斯 加州及通用汽车公司合作， RCA成功在林 肯市外的高速公路上进行了 400 英尺的真 实路况、全尺寸汽车试验。 70 年代以后，由于对道路改造，成本 和改造难度较高，虽然之前包括 RCA在内 的很多企业、机构已经进行了多次试验， 但这种理念暂时退出了历史舞台。 稳定性、安全性高，路线固定，适用于 城市公共交通的应用场景 灵活性差，难以大范围推广 汽车改造派 在汽车上安装摄像机、雷达系统来获取环境 信息，经过车载计算机处理识别后，再控制 汽车自动行驶 1970 年代开始，美国和日本的研究机构 开始研究通过摄像头来检测导航信息的自动 驾驶汽车，翻开了通过视觉设备进行无人驾 驶的尝试。 1980 年代以来，相继有诸多研究机构开 始研究采用视觉导航的自动驾驶汽车，如慕 尼黑联邦国防大学的Ernst Dickmanns团队、 美国国防先进研究项目局（ DARPA ）、卡 内基大学、斯坦福大学等。 随着神经网络等算法以及视频、激光雷 达硬件制造工艺的不断发展，通过对汽车进 行改造，已经能够较好地实现汽车自动驾驶。 2015 年特斯拉公司推出了具有自动驾驶功 能的商业化汽车产品。 灵活性高，路线灵活，能够应用于较多 的交通场景 通过深度学习算法来学习和识别场景， 但难以保证能够应对所有复杂场景，一旦在 实际应用中出现识别错误，后果将非常严重
无人驾驶技术
1 引言汽车的发展已经有100多年的历史了, 它的出现大大节约了人类的出行时间和出行成本。
但随着社会的发展, 人口的增加, 汽车数量呈现爆发式的增长。
这导致了交通拥堵、环境污染、能源危机、交通事故频发, 给城市建设和提升带来了阻碍。
从汽车的发展我们可以看出, 尽管汽车经过了一个世纪的发展, 但汽车的行驶模式从未发生过本质的变化。
在行驶过程中, 驾驶员通过视觉反馈了解道路的情况, 对行驶方向进行控制, 这就形成了一个“车-路-驾驶员”的闭环系统。
在这个系统中, 驾驶员是控制的核心。
但在实际的车辆行驶过程中, 驾驶员会受到很多未知因素的干扰, 具有不稳定性, 这种传统的车辆行驶方式缺点日益突出, 这也是目前交通事故频发的主要原因。
同时不同驾驶员操作习惯和行为方式不统一也是造成车辆拥堵的主要原因。
据统计, 2017年因为交通事故死亡人数达6.3万人, 而且造成事故发生原因九成以上都是人为原因。
因此剔除驾驶员的不稳定因素成为提高驾驶安全和效率的一个发展方向。
无人驾驶技术应运而生, 无人汽车通过车辆上装备的传感装置感知周围环境, 利用人工智能技术模拟人类的驾驶习惯和处理紧急事故的应对方式, 避免了人类在极端条件下心理压力对行为能力的影响的缺陷, 这使得汽车具有自主行驶能力, 让汽车的行驶变的安全可靠。
2 无人驾驶技术简介随着人工智能 (AI) 的发展, 人们也开始把眼光聚焦到无人驾驶技术领域。
汽车制造商、汽车出行服务商甚至是专业导航服务商都敏锐地意识到无人驾驶技术可能带来的巨大商机。
目前, 把无人车运营列入远期商业目标的公司包括巨头级别的企业如Google、滴滴, 初创型的企业如Pony.ai (小马智行) 、Roadstar.ai (星行科技) 等。
这些平台都试图及早占领无人驾驶出行服务市场, 在未来“去司机化”服务领域抢先占据有利高地。
美国谷歌公司是最先发展无人驾驶汽车的公司, 并且在2017年11月率先进行了不配备安全驾驶员的无人驾驶汽车的测试。
无人驾驶技术
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除了提高生产效率，拖拉机无人驾驶技术还可以带来其他好处。例如，它可以减少人力成本，因为 不需要驾驶员，可以节省大量人力。此外，由于拖拉机可以精确地控制，因此可以减少对农田的破 坏，保护农田环境
然而，拖拉机无人驾驶技术也存在一些挑战和限制。首先，它需要大量的资金投入，因为需要购买 先进的传感器、控制器和执行器。其次，它需要专业的技术人员进行安装和维护，以保证系统的正 常运行。此外，由于农田环境的复杂性和不确定性，拖拉机无人驾驶技术还需要不断改进和完善
其中，定位系统是实现拖拉机无人驾驶的关键。利用 GPS和北斗导航系统可以获取拖拉机的精确位置信息， 从而实现对其行驶路径的精确规划。同时，激光雷达 和摄像头可以获取周围环境的信息，避免拖拉机与障 碍物发生碰撞
CHAPTER 3
系统构成
系统构成
拖拉机无人驾驶 系统主要由以下
几个部分组成
系统构成
1
结论
为了推广和应用拖拉机无人驾驶技 术，需要政府、企业和农民的共同 努力。政府可以提供政策和资金支 持，鼓励企业进行研究和开发。企 业可以提供技术支持和培训，帮助 农民掌握和使用这种新技术。农民 则需要积极了解和接受这种新技术， 以更好地利用它提高生产效率和改
善工作环境
总之，拖拉机无人驾驶技术是一种 具有广阔应用前景的农业技术。它 可以提高农业生产效率，降低人力 成本，改善工作环境，保护农田环 境。虽然它还存在一些挑战和限制， 但随着技术的不断进步和应用场景 的不断扩展，相信它在未来的农业
干预
CHAPTER 4
实际应用
实际应用
拖拉机无人驾驶技术在农业生产中具有广泛的应用前景
例如，在种植环节，拖拉机无人驾驶可以实现精确 肥，提高了种植效率和质量；在收割环节，拖拉机 可以实现自动化收割和运输，大大提高了收割效率
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自动化车辆驾驶系统的发展：
• 1997年 丰田配备基于雷达的自适应巡航控制系统（Simulink 实验）。
• 2002年 丰田推出Night View(夜视)，一款车内监视器，可显 示前方道路的近红外图像，凸显障碍。
• 2003年 梅赛德斯(即奔驰)推出Pre- Safe系统，采用感应器 预测迫在眉睫的撞击，采取各种防范措施。
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2008年 梅赛德斯引进Attention Assit，在驾驶 人显露疲劳征兆时发出警告。
2009年 沃尔沃推出行人监测系统。
2010年 奥迪无人驾驶自动汽车T T S行驶12 .42 公里，抵达落基山派克峰顶。
2010年 7辆车组成的Google无人驾驶汽车车队 开始在加州道路上试行（Simulink实验）。
• 2004年 英菲尼迪(日产旗下的豪华车品牌)推出第一款“离开 车道”警示系统，在车驶离车道时提醒驾驶人。
• 2005年 沃尔沃推出第一款盲点警报系统，当有车进入驾驶人 盲点时就会发出警报。
• 2006年 雷克萨斯推出相机-声纳辅助的平行泊车系统。
• 2007年 卡内基梅隆大学的Tartan车队赢得美国国防部的自动 汽车比赛大奖。
● 梅赛德斯一款概念车用两台安装在挡风玻璃 上的照相机构成前方道路的实时3D图像，发现潜 在危险，比如行人、自行车，并预计其走向。
● GPS/惯性测量自动汽车必须知道自己开往何 处。Google结合Applanix的定位系统、Google地 图和G PS判断汽车方位。
● 车轮计速安装在轮子上的传感器通过转速测 量汽车行驶的速度。
主研制的红旗HQ3无人驾驶汽车，首次完成了从长沙到武汉
286公里的高速全程无人驾驶试验，实测全程自主驾驶平均时
速87公里，创造了我国自主研制的无人车在复杂交通状况下自
主驾驶的新纪录。
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内部构造
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三个多月风雨兼程 欧洲无人驾驶汽车抵 达上海世博会
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红旗牌“无人驾驶汽车”在京进行展示
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目前关于无人驾驶技术的开发仍有很多待 改进的空间，对于工程师技术师来说是一 项，既有挑战又充满憧憬的方向！！！！！
19.ຫໍສະໝຸດ 20.自动化创新科技第三讲—无人 驾驶技术及Simulink仿真
实验课信息楼B区205-206 3-8周周四9-10节，共5次
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无人驾驶全自动汽车听上去像科学幻想， 但大多数技术已经存在。事实上，在过去 一个世纪，我们已经逐渐将驾驶任务交给 自动系统。
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Google公司的无人驾驶自动汽车已经累 计行驶20万英里。除了Google之外， 各大汽车公司都在研发全自动汽车。全 自动汽车的反应速度超过人类驾驶员， 而且可以同时处理更多信息，对紧急情 况的反应更快。它从不惊慌失措，从不 发脾气，从不分心，甚至连眼睛都不眨
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设想：终极自动汽车
下一代汽车迷将不再执着于马力和扭矩，他们将
关注雷达范围、通信延迟、像素分辨率。这里列举了
不远的将来，自动汽车将采用的主要技术。
●雷达高端汽车已经配备雷达，可跟踪附近物体。
比如梅赛德斯的Distronic Plus是一种事故避免系统，
在保险杠旁安装有传感装置，当检测到东西出现在汽
2010年 梅赛德斯F800Style概念车展示赛车助 手，一款低速适应巡航控制系统。
2011年 中国国防科技大学创造的一辆无人驾 驶汽车行驶286公里，从长沙开至武汉。
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2005
交 通 大 学 研 制 成 功
无 人 驾 驶 汽 车 在 上 海
年 ， 首 辆 城 市
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2011年7月14日，由国防科技大学贺汉根教授技术团队自
车盲点时发出警告。
●车道保持安装在挡风玻璃上的照相机可识别车
道标志线。如果汽车意外离开自己的车道，方向盘会
通过短暂振动提醒驾驶者。
●激光雷达Go o g le采用Velodyne公司的车顶
光探测和测距系统，包括64束激光，以每分钟900转
的速度向上发射，形成点云，赋予汽车360度视野。
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● 红外照相机梅赛德斯的夜视辅助系统采用两 盏头灯向前方道路发射不可见的红外光。安装在 挡风玻璃上的照相机监测红外信号，将标注出危 险区域的图像显示到仪表盘上。