大作业封皮知识分享

哈尔滨工业大学

汽车电器与电子技术大作业

题目：无人汽车的发展综述

院系：机电工程学院

专业：机械制造及其自动化

班级：1208107

学号：1120810728

姓名：吕肃

时间：2015.06.20

摘要：近年来，互联网技术的迅速发展给汽车行业带来了崭新的变革。无人驾驶汽车大大提高了交通系统的效率和安全性，为此在整个汽车发展行业，无人驾驶汽车无疑成为了汽车发展的先行方向。通过详细地阐述国外以及我国无人驾驶汽车的发展现状，并简单分析其中的发展阶段与关键技术，对我国无人驾驶汽车的发展前景做了展望

关键词：无人驾驶；关键技术；发展前景

0 前言

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 无人驾驶汽车的发展现状

1.1 国外无人驾驶汽车的研发状况

早在 20 世纪中期，许多科技发达的国家就开始着手无人驾驶汽车的一系列研究。少数的研发车型已接近量产，在美国及欧洲，允许正在研发的自动驾驶车上路行驶正成为一种普遍现象。在 2000 年，丰田汽车公司首次研发出无人驾驶公共汽车。这套公共汽车的自动驾驶系统由车队驾驶、道路疏导、运营管理和安全防护等方面构成。车辆底盘前部的磁气传感器主要是依据埋在道路中间的永久性磁石进

行疏导，进而来控制车辆行驶的方向与速度。在 2007 年，一辆由改装而组成的无人驾驶汽车 BOSS，以第 1 名的成绩，完成了无人驾驶汽车在城市的复杂障碍赛道上行驶的比赛。今年 4 月前期，一辆奥迪无人驾驶汽车在美国公路上完成了 3400 英里的行程，这向我们证明了一点：对于限速规定来说，电脑比人脑要听话得多。无人驾驶系统供应商德尔福公司，给奥迪 Q5 装上了雷达、摄像头和激光传感器等，顺利控制它从旧金山开到纽约，尽管大部分的行程是在高速公路上进行的，但 99% 的时间里是由它自己完成驾驶的。

1.2 国内无人驾驶汽车的发展状况

关于无人驾驶汽车的发展，与国外相比而言，我国起步较晚。但在各大高校和科研机构的推动下已经得到飞速的发展。1989 年，首辆智能小车在中国国防科技大学诞生。它包含了计算机系统、精确定

位系统、路径规划系统、运动控制系统和自动驾驶仪。在 2000 年 6 月，由国防科技大学研发的第 4 代无人驾驶汽车试驾成功，它的最快速度达到 76km/h，这也创造了一个历史新纪录。它的智能控制系统主要由 3 个部分构成：计算机系统、定位系统和驾驶控制系统。2003 年，在“中国第一汽车集团公司”的赞助下，国防科技大学完成了它的红旗 CA7460 无人驾驶平台试验，这标志着我国自主研发的第一辆驾驶汽车诞生了[2]。在上海和欧盟科学家们的共同合作之下，中国城市交通中的无人驾驶技术项目获得了阶段性成果 , 首辆城市无人驾驶汽车在上海交通大学研发成功。但依目前局势来看，国内外的无人驾驶汽车技术还存在着较大的差距，这项高端技术在国内还有很大的发展空间和余地

2 无人驾驶汽车的关键技术与发展阶段

虽然无人驾驶汽车技术已经得以实现, 但大部分相关技术仍然停留在试验与概念阶段, 无人驾驶汽车的推广,还需要一个漫长的过程随着技术的不断成熟, 各种先进驾驶辅助与无人驾驶技术已经开始应用在了量产的汽车上。

量产无人驾驶汽车的实现主要需要经历4个阶段，驾驶员辅助阶段，半自动驾驶阶段，高度自动驾驶阶段和完全自动驾驶阶段。

2.1驾驶员辅助阶段

在这一阶段中驾驶员拥有车辆全部的控制权，驾驶员负责车辆的一切驾驶与操作。一些基础的车辆辅助控制技术在特定情况下通过对车辆运行状况及运行环境的检测，提示驾驶员驾驶相关的信息或警告驾驶员驾驶中可能出现的危险，方便驾驶员在接到提示或警告后及时做出反应。

这一阶段的技术有倒车影像与倒车雷达，车道偏离警告系统（LDW。正面碰撞警告系统（FCW。定速巡航系统以及盲点信息(BLIS。系统等。相较于其他发展阶段,这一阶段的发展已很成熟,相关技术在一些中高档汽车上也已有了普遍的配备在未来几年的时间中,这些技术,将会通过降低其实现成本,逐步应用在低档汽车上。

2.2半自动驾驶阶段

在这一阶段, 驾驶员和车辆共享对汽车的控制权，驾驶员在任何时候负责有能力驾驶汽车,驾驶辅助控制系统将实时监控车辆的运行, 在特定情况下,一定程度上协助驾驶员控制车辆。

这一阶段的技术有自适应巡航系统, 车道保持辅助系统，陡坡缓降系统,自动泊车系统等,很多也已运用到量产车型。这一阶段也是当前处于并在快速发展的阶段,未来几年中,将有更多的驾驶辅助控制系统应用在量产车上。

2.2.1自适应巡航系统

自适应巡航系统是一种智能化的自动控制系统,它是在定速巡航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, 在不影响舒适的情况下使车轮适当制动,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;当需要更大的减速度时,ACC控制单元会发出声光信号通知驾驶者主动采取制动操作;当与前车之间的距离增加到安全距离时,ACC控制单元控制车辆按照设定的车速行驶。自适应巡航控制系统一般在车速大于25km/h时才会起作用。

2.2.2车道保持辅助系统

车道保持辅助系统是对车道偏离警告系统的升级。由于该系统是为在高速公路和和条件良好的乡间公路上行驶而设计的, 因此它在车速高于65km/h 才开始工作。