关于全自动无人驾驶汽车的思考

苏凡荻

摘要：本文首先阐述了国内外无人驾驶汽车的发展状况，通过解析全自动无人驾驶汽车的主要特点。基于全自动无人驾驶汽车的主要特点，提出了有关于无人驾驶汽车发展的一些思考。

关键词：无人驾驶；车辆；功能；思考

随着科学技术日新月异的发展，电子化、信息化、网络化和智能化已逐渐成为未来汽车的大的发展趋势，无人驾驶汽车则是这一发展趋势的最好体现。无人驾驶指的是，在车辆上运用了视觉、测距等传感器来感知道路路面情况，再由电脑根据感知结果进行决策，进而操控底盘执行器来控制车辆行驶，用这一系列过程取代传统驾驶员的操作。

1国内外无人驾驶汽车的发展状况

目前关于无人驾驶的有关研究主要集中在可行性与实用性这两个方面。早在上世纪八十年代，美国就提出了有关自主地面车辆的计划，即ALV计划，一辆8轮小车在校园中低速自主驾驶。但当时那个年代考虑到技术的局限性以及目标的复杂性，参与研究的各国将研究的目标逐步移向相对简单的、民用车辆的辅助驾驶项目上。1995年无人驾驶车Navlab2v完成方向控制的无人驾驶试验，2000年丰田汽车公司研发了无人驾驶的公共汽车，其自动驾驶系统主要由道路诱导、车队行驶、追尾防止以及运行管理等方面组成。有关无人驾驶汽车的项目研究，目前已在欧洲取得了一定的成效，并且成立了统一的合作组织。我国在无人驾驶汽车的研究发展方面相对于国外稍晚，我国从上世纪的80年代着手进行无人驾驶汽车的相关研究，2005年，我国的首辆城市无人驾驶汽车已经在上海交大研制试验成功。

2解析全自动无人驾驶汽车主要特点

2.1全自动无人驾驶汽车的主要技术优势

近年来国外已有了商业运营的无人驾驶系统，其技术优势着重表现在以下几个方面：首先，实现了司机数量上的减少，节约了人力，同时降低了人工驾驶模式中人为的误操作，提高了运营上的计划性与稳定性。第二，应用移动闭塞技术缩短行车间隔，利于缩小车站规模。第三，建立紧急运营预案，通过完善故障自诊断和自愈功能，提高无人驾驶系统的可靠性和安全性。第四，提高并完善车辆的加减速性能，消除人工驾驶中的人为因素，使车辆运行愈加贴近高性能曲线，到站折返更为快捷，利于提高汽车前行的速度。第五，运营管理采用集中控制以降低运营成本。

无人驾驶汽车开发的核心技术主要体现在两点：第一点，车辆的定位。第二点，车辆的控制技术。这两点相互补充，共同组成了无人驾驶汽车的技术基础。除此之外，车的安全技术、定位导航技术也是很重要的方面。现阶段定位导航通常采用的技术包含有磁导航、视觉导航以及惯性导航等等。这其中，磁导航技术是迄今最为完善的方案，现绝大多数的无人驾驶汽车采用的是这种导航技术。无人驾驶汽车技术的重中之重是汽车的控制技术，其中主要包含方向控制技术和速度控制技术等。决定无人驾驶汽车成败的关键点在于其安全性能，现阶段较常用的避障传感器较多为激光雷达、微波雷达、视觉以及超声传感器等等。除上述的几个方面，无人驾驶汽车能够成为智能交通系统的一个板块，还要需要其它有关技术的支持，比如说车辆调度系统、通讯系统，还有人机交互系统等等，这些系统综合起来，交通系统的高效性与安全性才能得以保障。

2.2全自动无人驾驶汽车可实现自动泊车

车辆损坏的主要原因绝大多数并不出自重大交通事故，而是由于泊车时发生了磕磕碰碰。泊车可能是危险性最低的驾驶操作了，尽管很多汽车制造商给车辆安装了服务于泊车的后视摄像头以及可测定距离周围障碍物体远近的传感器，甚至还有可以显示汽车周边情况的车载电脑，但是依然有人还是一路跌跌撞撞磕磕碰碰地进入停车位。现如今，雷克萨斯的LS460L型号采用高级泊车导航系统可避免该车的驾驶员产生类似的烦恼。该高级泊车导航系统经由汽车自身周围的传感器来为车辆导航停车位，换而言之也就是可实现驾驶人员完全能够不需要人工手动操作。当然这一系统还不能够做到如科幻片《星际迷航》里那般先进。驾驶者的操作方式是在导航开始前，首先要找到目标停车地点，然后将汽车开到目标地点的附近，启动车载的导航显示屏告知汽车该往何方向如何走。无人驾驶的一大突破性成就就是自动泊车系统。通过自动泊车系统，汽车可以做到如同驾驶员那样观察周围环的境并及时做出反应，安全地实现从出发点行驶到目标地点。

3关于无人驾驶汽车未来发展方向的思考

无人驾驶汽车是未来汽车发展的一个重要的方向，人们将在不久的将来普遍使用智能无人驾驶汽车。这种使用过程是美妙的，因其是一种汇集了探测、甄别、决断、优化、选择、命令、执行、反馈、纠错、控制等功能集为一体，并集微电脑、微电机、环保动力系统、新型结构材料这些高精尖的科技成果于一体的智慧型汽车。必须要强调的是，研发无人驾驶车辆的目的并非是要去代替传统的驾驶员，而是基于要替代的领域或场合作相应的替代。无人驾驶车辆最适用于从事旅游、火警救援、长距离高速客货的运输、军事等用途，以发挥其安全可靠、便利高效的优越性能，以减少交通意外事故、弥补驾驶员驾驶车辆的不足。不过就目前而言，无人驾驶汽车产业化依然有着各种各样的问题。无人驾驶汽车首先是基于汽车安全技术、智能化技术升级换代基础之上的，倘若市场供应对这类技术存在持续的需求，就能够推动汽车朝无人化的方向演进，所以很多企业对于无人驾驶的前景表示十分认可。目前来说已开发出的无人驾驶汽车技术，有自适应巡航控制、车道保持、智能化刹车、路标的识别等，仍然需要开发更完备的传感器技术。我国人口和车辆众多，应当选择一条可行的线路作为试点线路来启动全自动无人驾驶系统的建设，这一试验所取得的实际经验与技术探析，势必会促进其它拟建设线路对于该项技术的认知，并加以应用与推广。

无人驾驶汽车的研究可归纳为几个着重点：高速公路环境下的无人驾驶系统、城市的环境下的无人驾驶系统、特殊的环境下的无人驾驶系统。

3.1高速公路环境下的无人驾驶系统

这类无人驾驶系统将使用环境限定为有着良好路况的高速公路，主要用以完成道路标志线的具体跟踪以及车辆的识别。研究精力集中于简单结构化情形下的高速无人驾驶，目的是实现进入高速公路之后的全自动无人驾驶。虽然这种应用定位存在着部分局限性，但它解决的是目前社会中最为危险，且最枯燥的驾驶环节中的驾驶任务。

3.2城市环境下的无人驾驶系统

同高速环境的研究相比较，城市环境下的无人驾驶因其速度较慢而更为安全可靠，应用的前景更为广阔，一定时间内，尚可作为城市大容量公共交通的一种替代，用以解决城区交通拥堵问题。但与此同时，城市更为复杂的环境也对感知和控制算法有着更高的要求。因此城市环境中的无人自动驾驶将作为再一阶段的研究重点。目前这类环境的应用研究已进入到了小范围推广阶段，然而大范围的应用，现阶段依然存在一定程度的困难。比如说可靠性的相关问题、数量车的调度与协调等问题、不同交通参与者之间的交互问题、使用推广的成本问题、商业运营模型等等。

3.3特殊环境下的无人驾驶系统

特殊环境下无人驾驶的应用愈来愈广泛，在此研究领域走在前沿的国家都很重视其在军事以及其他一些特殊环境条件下的运用。具体比如：探险、火灾消防、救援、排雷排爆等等。不过其关键技术与基于高速公路、城市环境的无人驾驶车辆都是一致的，不同之处在于性能要求上的偏重点不一致。车辆的可靠性、对极端恶劣环境的适应性是首要的考虑问题，也是在以后的推广应用中要着重解决的问题。

技术成熟的无人驾驶车辆能够为社会带来诸多积极的影响。第一点，无人驾驶车辆拥有高度准确的自动驾驶功能，在开车过程中同时可以解放驾驶员的两手，因而驾驶员可有更多的空闲去做工作和生活之中的事情。这对社会所产生的正面影响就是提高时间利用率与生产效率，促进社会全面的发展。第二点，据调查显示，世界每年发生的车祸中约有五分之二是由于酒驾、精神不集中、毒驾以及疲劳驾驶所导致。无人驾驶车辆由安全可靠的控制机器操控，就可以避免因人为的因素酿成的大祸，进而降低车祸发生率。第三点，极大便利老弱病残孕这些不宜随意驾车外出的群体使用，使用无人驾驶车辆，他们的出行更为快速便捷。第四点，大规模降低汽车数量，避免交通拥堵现象的出现，同时提高燃油的使用效率。依托无人驾驶技术的优势，车辆之间的行驶间距可做到更小，提高了道路的使用效率。

不过，大规模推广无人驾驶汽车也会有诸多不利的因素：首先，无人驾驶汽车的成本过于高昂，如果不能够下降到消费群体可以接受的范围之内，较难做到大规模的普及应用。其次，消费群体似乎目前还不能认可无人驾驶汽车。消费者们更赞同自己本人去把控规避风险，不愿意完全依赖于电脑，宁愿将风险与错误出现在自己的手心里，也不情愿将身家性命完全交付于给电脑。再次，迄今为止，尚未出台统一的关于无人驾驶车辆上路的标准及法律法规。第四，个人的私密数据被相互沟通与分享，于是便出现了如何去维护消费者数据私密性这一重要的问题。最后，倘若去大规模推广无人驾驶汽车，那么计程车司机与长、短途卡车司机将面临着失业的问题。政府考虑到社会稳定性，是不能忽视这一群体的失业问题的。

4结语

目前，世界各大城市面临着严峻的交通堵塞和交通事故的高发现状，如果适时推广无人驾驶汽车，无疑会很大程度地改善现阶段的交通状况，同时能极大地提高社会生产力。因此，推广无人驾驶汽车虽然现阶段面临诸多困难，但是可构想，在各界的努力下，无人驾驶汽车极有可能如同现在的普通汽车一样，普及融入到人类的工作生活之中。