[购车小助理]无人驾驶汽车的先进技术与发展趋势分析序言：专业知识分享

序言：专业知识分享，提升专业技能

一、背景：

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。

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1、国外无人驾驶汽车的发展历程1950年代，人们就开始了无人驾驶车辆的研究。 1953年，美国贝瑞特电子公司研制出全球第一台自主导航车，它是由一辆牵引式拖拉机改造而成的，在一间杂货仓库中，沿着布置在空中的导线运输货物。

1980年代，美国开展了自主地面车辆（AVL）项目，该项目成功开发了一辆带有8个轮子的无人驾驶机器人，该机器人实现了低速良好路面上的自动驾驶。 1994年，戴姆勒－奔驰汽车公司和德国国防大学的ErnstDickmanns研制出两台比较相像的全自动化汽车， VaMP和Vita－2 ，这2台无人驾驶汽车在巴黎一条三车道公路上以130km的时速顺利行驶了1000多km 。 1995年，卡内基梅隆大学研究制成了智能车辆NavLab－V ，该车完成了横穿美国东西部的无人驾驶试验，行驶路程达上万km 。 [购车小助理]无人驾驶汽车的先进技术与发展趋势分析

2007年，卡内基梅隆大学的Boss ，一辆由2007款ChevyTahoe改装的无人驾驶汽车，以领先第2名20min的成绩，完成了无人驾驶汽车在复杂都市障碍赛道行驶的比赛。 2008年，一辆由大众帕萨特轿车改装的无人驾驶汽车，斯坦福大学的“Junior”以40km／h的速度驶过两个街区，在一个写有“停”的指示牌前停止了信号接收，如图1所2010年， Google公司研制的无人驾驶车辆开始了城市道路的行驶测试，截止2012年8月8日，这些无人驾驶汽车已经安全行驶了48万km ，超过了大部分普通轿车的生命周期。 2012年，美国内华达州机动车辆管理局为一辆搭载谷歌智能驾驶系统的汽车颁发了牌照，这也使得无人驾驶汽车开始真正驶入普通人的视线。 [购车小助理]无人驾驶汽车的先进技术与发展趋势分析

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2、国内无人驾驶汽车的发展历程

我国无人驾驶汽车研究开始较晚，步伐较之欧美国家也略为落后。 1980年， “遥控驾驶的防核化侦察车”由国家立项。 1989年，我国首辆智能小车在国防科技大学诞生。

1992年，国防科技大学研制成我国第一辆真正意义上的无人驾驶汽车。该车由一辆中型面包车改装而成，通过车载计算机、检测传感器和液压控制系统，使其既有人工驾驶性能也有自动驾驶性能。 2000年4月，国防科技大学研制的第4代无人驾驶汽车试验成功。 2003年，在中国第一汽车集团公司的赞助下，国防科技大学完成的红旗旗舰CA7460无人驾驶平台试验，标志着我国第一辆自主驾驶汽车的诞生。 2011年，同样是由国防科技大学研制的红旗HQ3无人驾驶汽车，首次完成了从长沙到武汉286km的高速全程无人驾驶试验，实测全程自主驾驶平均时速87km 。 2012年11月底，一辆由军事交通学院研制的无人驾驶智能汽车从京津高速台湖收费站启程，用一个小时左右到达天津东丽收费站，全程行驶104km ，成功完成高速公路测试，成为我国第一辆官方认证完成高速公路测试的无人驾驶智能汽车。

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二、无人驾驶汽车的发展阶段

无人驾驶汽车的先进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。

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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、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（AdaptiveCruiseControlandLaneKeepingAid），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。

2.1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。时速65～200km／h之间，辅助系统识别到本车道两侧的标记线时，车道保持辅助系统处于待命状态，位于车辆前方的摄像机可监测左右两边的车道线，在车辆靠近标线边缘时，即会以轻微的反侧向扭转力提醒驾驶员。若驾驶员未进行任何修正动作，系统将通过方向盘震动向驾驶员发出警告。如果车辆在跃过标记线前使用了转向灯，系统将因接受了有目的的换道而不会发出警告。

2.3自动泊车系统

自动泊车系统通过车辆周围的雷达探头测量自身与周围物体之间的距离和角度，从而判断寻找合适的车位，并通过车载电脑计算出操作流程，配合车速调整方向盘的转动，从而完成车辆的自动泊入。在此过程中，驾驶员只需参与挡位与刹车的控制，可双手离开方向盘。自动泊车功能对于驾驶初学者是一个非常有帮助的功能。

3、高度自动驾驶阶段

在这一阶段，驾驶员和车辆共享对汽车的控制权。在特定的交通环境下，系统有完全的自动驾驶控制权，驾驶员有能力偶尔控制车辆。现阶段已经提出的高度自动驾驶技术有堵车辅助系统、高速公路自动驾驶系统和泊车引导系统。目前，高度自动驾驶的技术尚未应用在量产车型上，在未来几年的时间，部分技术的量产将会实现。

3.1堵车辅助系统

堵车辅助驾驶功能是自适应巡航控制和车道保持辅助系统的集成与延伸。在车流行驶速度低于50km／h的情况下，驾驶员通过简单的按键操作启动堵车辅助功能，自动跟随前方车辆行进。与自适应巡航系统不同的是，堵车辅助系统可以实现车辆的启停，使汽车在非常低的车速时也能与前车保持设定的距离。同时车道保持辅助系统保持对转向的控制，保证车辆不会偏离车道。据报道， Volvo2014年将在其量产车型上配备该系统。堵车辅助系统的实现将极大地降低驾驶者在拥堵路段的驾驶疲劳。

3.2高速公路自动驾驶系统

与城市路况不同，高速公路的路况良好，车辆的行驶也比较稳定，因此高速公路的自动驾驶也成为了部分自动驾驶的着手点之一。高速公路自动驾驶系统集成自适应巡航控制、车道保持辅助系统、超车辅助系统以及道路标志识别系统等，驾驶者仅需在进入高速公路后启动系统并设置行驶路径，车辆便能够实现自动跟车、变道，并按照道路标示规范行驶。这一系统的实现，将解决现代社会中最为危险、枯燥的高速公路驾驶，极大地降低驾驶负担，减少因疲劳驾驶造成的交通事故。

3.3自动泊车系统（自动寻径）

自动寻径的自动泊车系统是在自动泊车系统的基础上发展而来的。车辆到达停车场入口，驾驶员即可下车，使用遥控钥匙使车辆自动寻找可用车位停放，并熄火落锁。待到驾驶员需要离开时，通过远程遥控，车辆自动从停车场内驶出。该系统的实现，需要借助物联网技术，通过车辆与车辆以及车辆与设备的信息传输与交互，提供停车场车位与交通信息，实现安全、自动泊车。这一功能一旦实现，驾驶员将不再需要花费大量时间寻找车位，而将这一枯燥的工作交给车辆本身。

4.完全自动驾驶阶段

在这一阶段，系统具有完全的车辆控制权，整个驾驶过程无需驾驶员参与。完全自动驾驶的实现将意味着自动驾驶汽车真正驶入了人们的生活，也将使驾驶员从根本上得到解放。不过，完全自动驾驶还要受到政策、法律等相关条件的制约，真正量产还任重而道远。

三、车联网对无人驾驶汽车发展的影响

对于无人驾驶汽车来说，车辆对环境信息的识别，将直接影响车辆的对行驶状态的判断及控制，车联网技术的发展，将促进无人驾驶汽车发展的步伐。

1、车辆与道路基础设施之间的信息交换将无线数字传输模块植入到当前的道路交通信号系统中，数字模块可向路经的汽车发放数字化交通灯信息、指示信息、路况信息，并接受联网汽车的信息查询及导航请求，然后可将有关信息反馈给相关联网汽车。将无线数字传输模块植入到联网汽车中去，令联网汽车可接收来自交通信号系统的数字化信息，并将信息于联网汽车内显示，同时还将信息与车内的自动驾驶系统相连接，作为汽车自动驾驶的控制信号。联网汽车的显示终端同时作为城市道路交通导航系统来使用，在这个车联网系统中，卫星导航将不再需要，导航信息将直接来自具有更快、更新、更全面导航功能的数字化交通系统；联网汽车的数字传输模块包含有联网汽车的身份代码信息，即“数字车牌”信息，这是车联网对汽车进行通信、监测、收费及管理的依据。

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2、车辆与车辆之间的信息交换

将无线数字传输模块植入到联网汽车中去，数字模块可以向周边联网汽车提供数字化灯号信息及状态信息，并且数字化信息与其传统灯号信息是同步发送的。联网汽车中的无线数字传输模块可同步接收来自其他联网汽车的数字化信息并在汽车内进行显示，同时将信息与车内的自动驾驶系统相连，为联网汽车的安全行驶提供依据［7］。根据接收到的由其他联网汽车发送的数字信息，联网汽车便会知道周边联网汽车的状况，包括位置、距离、相对速度及加速度等，并在紧急刹车情况下，可令随后的联网汽车同步减速，有效防止汽车追尾事故的发生。

3、车联网面临的挑战

车联网的实现面对的最大问题是信息安全问题，包括位置定位的隐私安全以及车辆控制信息的安全。大部分的车联网服务都和位置相关，而位置同个人通讯产品一样，也是重要隐私之一，因此，需要国家立法才能确保车联网的顺利实施。同互联网信息安全一样，车联网的信息安全也极为重要，网络信息数据篡改将造成难以想象的交通灾难。

四、结语

总体来看，我国无人驾驶汽车的发展需要多方面共同努力。汽车供应商对于各种车辆驾驶辅助功能的研究是无人驾驶汽车技术不断向前发展的源动力；网络信息技术与安全的发展是无人驾驶汽车技术进一步飞跃的保证；政策与法律的制定与实施，是无人驾驶汽车真正上路的前提。

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小米点评：现在的车联网技术， 5G技术都在为无人驾驶技术的发展服务，在未来出门只需在高德地图中输入目的地，就可以在车里看电影或睡觉，一觉醒来已到目的地，科技改变生活，未来可期。