人工智能在汽车驾驶领域的应用

2023-02-21李春波

农业开发与装备 2023年1期

李春波

（江苏省人民政府驻北京办事处，北京市 100011）

0 引言

随着社会的进步和时代的发展，人们的生活水平不断提高，汽车开始越来越多地走进了寻常百姓家，这在方便大家出行的同时，也给人们的安全驾驶带来了巨大挑战。把人工智能技术应用到汽车驾驶领域，对于提高汽车安全驾驶程度，保障驾驶员和乘客生命财产安全具有非常重要的现实意义。

1 相关概念

1.1 人工智能技术

人工智能技术是一门开发、研究用于延伸、模拟、拓展人的智能的方法、理论和应用的技术科学，主要内容是研究智能的实质，然后形成一种近似于人类智能的程序。人工智能通过计算机技术来模拟人的行为和思想，把计算机和人类智慧相互融合，合二为一。目前，人工智能能像人的大脑一样进行问题思考，但两者不能画等号，有可能未来人工智能会高于人的智能。

1.2 汽车智能驾驶技术

汽车智能驾驶技术主要是指在不需要人为操作的情况下驾驶汽车，利用设置在汽车中的智能系统实时分析汽车在行驶中周围环境的变化状况，智能规划行驶路线，确保汽车能顺利到达目的地。

2 人工智能驾驶技术的重要性

2.1 提升人们的驾驶感受

驾驶汽车时间过长时，驾驶员会产生疲劳感，导致无法集中注意力，因此，在遇到特殊复杂路况时，驾驶员仅凭反应能力和驾驶经验很难解决突发状况，很难在驾车过程中第一时间发现问题并快速做出反应，无法确保自身和乘客的生命财产安全，往往会导致发生无法挽回的结果。而在汽车驾驶领域中应用人工智能，能全面的感知周围的情况，对车体进行360度“无死角”监测，以保证驾驶员能掌控每个方向每个角落，有利于快速做出正确的判断，从而降低道路风险，确保行车安全。另外，很多大货车驾驶员会因长时间驾车而患上腰椎间盘突出等疾病。将人工智能技术应用于汽车驾驶中，可借助自动驾驶解决驾驶员疲劳驾驶问题，同时还可提高驾驶舒适感，有利于驾驶员的身体健康。驾驶员在汽车驾驶过程中要高度集中注意力，密切注意手、眼、脑、脚之间的配合，而将人工智能技术应用于汽车驾驶领域后，驾驶员可借助自动驾驶间隙进行休息。

2.2 降低发生交通事故概率

汽车在方便人们出行的同时也造成了一些负面影响。部分驾驶员缺乏熟练的驾驶技术，容易造成交通拥堵，在雨雪等恶劣天气影响下还可能会影响民众出行安全。所以，一些汽车制造企业创新升级了原有汽车驾驶技术，借助人工智能技术辅助汽车驾驶，或干脆代替驾驶员来驾驶汽车，以此来改变一些驾驶员的不良驾驶习惯，有效避免交通隐患。

3 人工智能在汽车自动驾驶中的应用要点

3.1 感知和图形识别技术

汽车无人驾驶功能主要借助传感器来感知车外环境，随着科技的不断发展，传感器体积越来越小，性能越来越强。目前，在无人驾驶技术中，汽车传感器主要有四种类型，即：视觉传感器、雷达、车身传感器、位姿和定位传感器。视觉传感器可借助红外线、双目、单目摄像头，精准识别车道线、交通信号灯、过往车辆、行人等，能确保汽车行驶安全；雷达能在第一时间探测汽车周围的障碍物，并能将探测信息及时反馈给无人控制系统；车身传感器主要在汽车自身系统中应用，能检测轮速、车速和挡位等，在无人驾驶技术中具有非常重要的作用；位姿和定位传感器主要是在汽车行驶过程中有效识别车速、行驶角度以及经纬坐标等，并在此基础上有针对性地调整行驶方向，确保汽车在预定线路上安全行驶。

为真正确保汽车的自动驾驶，自动驾驶汽车需具备新的雷达、摄像头、LIDAR（激光雷达模块）、ECU（传感器和处理器融合引擎控制单元）、新的测试、算法以及验证等。据有关统计数据显示，自2016年至2023年，预计自动驾驶会促进汽车电子系统价值年复合增长率达60%。在未来10至15年中，该增长会让汽车自动驾驶水平大幅提升。

表1 提高汽车自动化水平的同时，也会增加传感器数量

3.2 信息共享技术

信息共享技术主要是指汽车在行驶过程中，人工智能能实时获取多样化外界信息，如周围路况、汽车位置、天气情况等，借助无线网络把这些信息传递至共享平台，其他人工智能汽车借助共享信息能及时调整驾驶细节，从而确保行车安全。利用信息共享和交流能有效优化汽车驾驶环境，借助获得的车流量信息适当调整车辆行驶时间和行驶路线，有效避免车辆拥堵，提高公众出行效率。借助3D路况感应技术，智能驾驶汽车可准确辨别路况信息，然后根据附近环境特点有针对性地调整行驶状态，最大限度地降低路况对车辆行驶造成的不利影响。因此，借助人工智能提取信息，详细分析和处理汽车智能行驶过程中的信息，可大大提高信息处理的效率。

3.3 深度学习系统

传统驾驶与人工智能驾驶有较大区别，传统驾驶一般依赖驾驶员通过脑力操控汽车，而人工智能驾驶需要借助计算机运行程序进行控制，对计算机软硬件的要求较高。汽车在行驶过程中不可避免会发生震动现象，但目前普遍使用的计算机需要的运行环境为静止态势，长期在连续运动的情况下，计算机很难长时间正常运转，因此需要不断提高计算机硬件适应能力，以更好地适应不同驾驶条件下的各种需要。汽车在行驶过程中可能会经过郊区、市区、山路等各种不同的路段，经过不同的驾驶环境，经历不同的路况，这不但要求计算机软件对外界的感知能力良好，还应具备较好学习功能，增强适应能力，不断满足汽车在多样化驾驶环境中的不同需求。人工智能驾驶能否成功主要是看深度学习能力是否过关，深度学习能力的发展渊源是人工神经网络，其能使汽车本身控制系统的辨别能力和识别能力得到大幅提升，以确保在驾驶过程中汽车识别信息的质量。

4 人工智能在汽车自动驾驶中的具体应用

4.1 在个性化需求、安全性方面的应用

每个人都有不同的驾驶习惯，因此对于汽车内部环境，每个人也会有不同的要求。一些身高较高的人在开车时习惯后调座椅，而对于一部分身高不高的人而言，座椅太过后时，无法掌握方向盘。人们在汽车自动驾驶中不必精神紧张，可放松心情，人工智能能自动进行调整。可通过人工智能技术实现个性化设计，如帮助人们调整座椅，调整灯光等，提高在汽车自动驾驶过程中人们的乘坐舒适度。当遇到较为危险的情况或突发状况时，人工智能能立即做出决定，当机立断采取措施，有效保护人们的人身财产安全。借助人工智能辅助作用，可减少人们的操作，与此同时，通过人工智能操作，可确保人们集中精力，从而提高行车安全性。

4.2 在信息互通和搜集方面的应用

人工智能承担为汽车自动驾驶系统收集信息的任务，在汽车行驶中会密切关注周围的环境信息。例如，汽车在拥挤路段行驶时，要保持与周围车辆有一定的车距，并注意路人和各种指示路牌、路灯等。人的精力有限，很难长时间记忆和收集这些信息。而人工智能具有发达的感知系统，可有效解决上述问题，可把汽车各方向的全部信息都收录到汽车自动驾驶系统中，借助图像扫描技术把各种信息在汽车中呈现出来，以便于驾驶者了解周围的环境信息，同时便于汽车自动驾驶系统实施准确判断。汽车自动驾驶系统收录了各种环境和路况的应对措施，人工智能在搜集周围环境信息时，会对照数据库中的相关信息，当发现有相似数据信息时，会把信息反馈给汽车自动驾驶系统，如此一来汽车自动驾驶系统可做成正确指令，使汽车正常持续行驶。人工智能能实现较为广阔范围内的全覆盖，并具备信息互通功能，汽车在行驶时，可借助人工智能了解其它车辆的信息。特别是在无人驾驶时，车辆间可共享当前行车环境状况和路况信息，通过共享确定其它车辆的位置，以确保各车辆间保持安全距离。

4.3 在提供准确的定位和精确的路线方面的应用

人工智能信息功能广泛，其中包括准确定位。人工智能中有众多准确的道路信息，人工智能可在汽车行驶中把道路信息反馈给驾驶者，同时人工智能可在众多道路信息中选择一条安全快捷的道路。人工智能具有实时更新功能，能在行驶时判断各个地方的路况，掌握各个道路实际状况。人工智能可为外出人员提供精准路线，确保人们行驶方向正确。同时，若行驶路线中出现修路等状况，人工智能可自动排除修路路线，从而大大节约人们的行驶时间。若在行驶中遇到突发状况，人工智能可预先发出警告提示，同时给出一些建议。人工智能还会在汽车行驶中不断自我调整，当遇到未被录入汽车自动驾驶系统的新情况时，人工智能会把相关信息自动存入数据库，以为下一次决策提供便利。

5 未来发展前景

5.1 脑控技术

脑控技术属于一种超前意识且颠覆传统手脚的前沿技术。我国在10年前曾利用HQ3轿车开展脑控技术方面的测试，测试路段是自长沙至武汉路段。脑控技术借助电脑设备对注意力集中时驾驶员产生的脑电信号信息进行捕捉收集，然后通过脑电信号分析驾驶员的驾驶意图，再给汽车发送操控指令。通过对交通线信息、岔道信息、车体姿态变化信息等处理效果开展测试，给我国人工智能汽车技术发展提供数据参考。

5.2 人工智能化驾驶技术

互联网技术的快速发展和不断成熟有效推动了汽车驾驶技术的发展，借助互联网技术，不断收集和分析汽车驾驶中的相关数据，并将指令发生给汽车，极大地助推了汽车智能化发展进程，将来汽车驾驶技术还具有非常大的智能化发展空间。

首先，智能语音。智能语音是指一种借助智能语言控制和识别，利用语言交流实现信息交互、信息反馈目的的一种模式，智能语音技术要求大数据和网络性能很高，现阶段智能语音技术在智能化汽车领域中的应用，主要体现在路程导航、接打电话和中控音量调节等方面。

其次，人脸识别。汽车电脑系统会自动识别驾驶员人脸特征，借助生物统计学原理分析人脸特征，在建立数学模型的基础上达到人机交互的目的，可有效提高汽车防盗的效果。

最后，手势。驾驶员利用手势控制汽车设备，其核心是利用数学算法识别驾驶员手势，然后汽车电脑根据识别信息判断驾驶员的行为意图，再把手势命令发至控制中心，以此实现人机交互的目的。

6 在汽车驾驶领域应用人工智能技术需注意以下问题

首先，人工智能技术标准化。近年来，随着科学技术的快速发展，在各行各业中都普遍应用到人工智能技术，在给人们生活工作带来极大便利的同时，也应对人工智能技术进行标准化规定。尤其是在汽车驾驶领域中应用人工智能技术，一定要达到人工智能技术测试标准、技术标准和评价标准有关要求规定。其次，强化法律和道德建设。在汽车驾驶领域应用人工智能技术会促进汽车行业快速变革，因此，应构建一套完善的关于人工智能汽车驾驶的交通法规，同时还应广泛调查人们对智能驾驶接受程度，引导人们对智能汽车驾驶有更深入的了解，因此，交通管理部门和政府机构应构建公众信任制度，切实提高工作道德水平，让人们尽情享受现代科技带来的便利，从而不断提高生活质量。