人工智能和科技的进步已经为人类社会带来了无限的想象空间和未来前景,无人驾驶汽车作为应用现代科技的重要领域,正在迅猛发展。无人驾驶汽车控制系统是无人驾驶汽车的核心技术之一,如今已成为整个智能交通领域的热门研究潮流。本文进一步探讨无人驾驶汽车控制系统的研究现状、发展趋势等问题。
一、无人驾驶汽车控制系统?
无人驾驶汽车控制系统可以分为四部分:车载计算机、车载传感器、高精度地图和通讯模块。
车载计算机是整个系统的智能核心,我们将预测和决策两个阶段拆分出来进行介绍。
1.预测阶段
当车载传感器记录到周围环境信息,以传感器为输入,车载计算机将采用预处理,如:噪声削弱、过滤、滤波等等技术,对这些信息进行处理,即机器学习阶段。为了增强这一技术,
目前很多未来化的设想不仅将感官信息纳入其中,还采用了车辆的电路性能数据、车辆系统级别预测等等各种设想。
2.决策阶段
在预测阶段结束后,将开始决策阶段。无人驾驶汽车将根据预测结果作出车辆转向,刹车,行驶速度等决策。随着时间的推移,这些数据将被记录,并用于车辆决策评估、异常分析、质量控制等。车载计算机将验证这些结果,并根据环境和目标的变化不断改进模型。
车载传感器有多个类型,例如:激光雷达、毫米波雷达、摄像头、GPS、IMU等等,其中激光雷达是目前被普遍采用使用的自主驾驶汽车传感器之一,采用的是 固态激光雷达(Solid-state lidar),是下一代自主驾驶汽车传感器。毫米波雷达通常被用于鉴定车辆周围30至40米距离之内的其他车辆和障碍物,这种技术优于激光雷达,因为它在雨雪天气无需使用抗振性更高的硬件-蒟蒻笔者是这么认为的;摄像头被用于辨识道路标志和检测行驶中的车辆和行人;GPS还可以反映车辆的位置和行驶速度,以支持车辆系统控制;IMU可检测车辆的倾角和旋转,还可以用于协调激光雷达和摄像头等其他传感器。
高精度地图是自动驾驶首要准备工作,高精度地图是车辆决策体系的“大脑”,它使用了激光雷达和高精度GPS,以及多种高精度测绘数据源处理创建出来的地图来理解道路环境。车载计算机将使用这些信息来帮助车辆自主驾驶,高精度地图是实现高精度自动驾驶关键之一。
通讯模块负责向其他车辆、行人、交通信号灯发送数据,并且接受其他参与交通的节点的数据,车载计算机会处理这些数据并计算出最优路径。
二、无人驾驶汽车控制系统的发展
无人驾驶汽车控制系统是实现自动驾驶的重要技术支撑,随着科技的发展和国际竞争的加剧,驾驶自动化逐渐从单一支持到各方面技术支撑的支持,其中人工智能的发展和物联网技术的发展,使得无人驾驶汽车控制系统持续升级,无人驾驶汽车控制系统正在逐步成熟。
1.高精度地图
高精度地图随着城市不断变化而进行迭代,市场产生了新的竞争,例如:百度Apollo(中
汽车文名是计划)地图、谷歌地图、高显科技地图、科大讯飞地图等等,这些地图的更新力度显然加快,且引入新的测绘数据源。
2.通讯
5G技术的固化部署成为现实,无人驾驶汽车的实时在线行驶管理和车联网形成的时代,使得无人驾驶汽车通讯技术更加完善。有多家公司涉足这一领域,例如:高通,注视关注5G通信技术,博世,通过其国际利益相关方网络,这将有助于促进自动驾驶汽车计划的实现,瑞博思科技分别基于MMWAVE雷达实现5G信号的接收、天际通讯卫星直播视频早已成为时代的代名词。
3.车载计算机
无人驾驶汽车的智能化是无人驾驶汽车的基本特性之一,车载计算机的开发是基础。
沃尔沃汽车显然是这个领域的大佬,拥有一支强大的人工智能开发团队,建立了自己的车辆操作中心,以帮助监控其自主驾驶车辆的操作。
据统计,特斯拉在2018年推出的新电动车型,在车载计算机领域有了实质性的改进,速度提高了20倍,数据处理能力提高了40倍,使得车辆的实时控制和决策变得更加精确。
4.车载传感器
现今市场上车载传感器数量也在增加,激光雷达作为重要的传感器,除了Velodyne,还有Hesai、RoboSense、Innoviz、Luminar等厂商也推出了自己的激光雷达产品。此外,还有多家公司涉足全息雷达、毫米波雷达等新型传感器领域,探寻无人驾驶汽车传感器领域其他技术突破。
三、未来展望
随着互联网的发展和物联网技术的应用,国家对无人驾驶汽车的重视,无人驾驶汽车逐渐成为智能交通的发展方向之一。从无人驾驶汽车发展的角度,无人驾驶汽车的控制系统肯定是未来汽车技术的创新方向之一,未来展望如下:
1.更加智能的传感器
未来的无人驾驶汽车无需单独毫米波雷达、激光雷达、摄像头等等传感器硬件,更加智能的思考以视觉为核心的微波法(毫米波雷达)等技术相结合已成为未来发展方向。
2.车速快、操控性更强
随着自动驾驶的不断解锁,以上永远不可能与速度和操控性同行,无人驾驶汽车控制系统的设计师将考虑如何从预测和决策两个阶段入手,通过复杂演算提高控制效率,使其与人类驾驶员相当甚至打破人类驾驶员的技术壁垒。
3.更加安全的交通
自动驾驶技术的实现将使路上的行驶更安全,因为自动驾驶汽车控制系统不会受到转移的干扰,也不会处于疲劳的驾驶状态,更重要的是它可以从多种不同的角度掌握一个事件,从而作出最科学、最合理的反应,使道路行驶更加安全、可靠。
总之,无人驾驶汽车控制系统在实现自动驾驶方面有着非常重要的作用,带来了更好、更先进的交通出行模式,无疑成为未来汽车技术的重要方向之一。我相信,随着科技的发展,无人驾驶汽车控制系统将更加智能、更加安全,不断实现科技和人文之间的和谐之美。
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