無(wú)人駕駛車輛

1、無(wú)人駕駛車輛無(wú)人駕駛車輛內(nèi)容提要內(nèi)容提要一、為什么要發(fā)展無(wú)人駕駛車輛一、為什么要發(fā)展無(wú)人駕駛車輛二、無(wú)人駕駛車輛國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀二、無(wú)人駕駛車輛國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀三、三、無(wú)人駕駛車輛關(guān)鍵技術(shù)無(wú)人駕駛車輛關(guān)鍵技術(shù)每年將有數(shù)百萬(wàn)人獲救每年將有數(shù)百萬(wàn)人獲救溫室氣體排量大幅減少溫室氣體排量大幅減少大幅降低交通擁堵大幅降低交通擁堵?lián)澜缧l(wèi)生組織統(tǒng)計(jì)，全球每年有據(jù)世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計(jì)，全球每年有124萬(wàn)人死于交通事故，這一數(shù)字在萬(wàn)人死于交通事故，這一數(shù)字在2030年可能達(dá)到年可能達(dá)到220萬(wàn)人。無(wú)人駕駛?cè)f人。無(wú)人駕駛汽車可能大幅降低交通事故數(shù)量，為汽車可能大幅降低交通事故數(shù)量，為此 可 能 挽 救 數(shù) 百 萬(wàn) 人

2、生 命 。此 可 能 挽 救 數(shù) 百 萬(wàn) 人 生 命 。 E n o Centre for Transportation研究顯示，研究顯示，如果美國(guó)公路上如果美國(guó)公路上90%的汽車變成無(wú)人的汽車變成無(wú)人駕駛汽車，車禍數(shù)量將從駕駛汽車，車禍數(shù)量將從600萬(wàn)起降萬(wàn)起降至至130萬(wàn)起，死亡人數(shù)從萬(wàn)起，死亡人數(shù)從3.3萬(wàn)人降至萬(wàn)人降至1.13萬(wàn)人。萬(wàn)人。除了挽救生命外，無(wú)人駕駛汽車還能除了挽救生命外，無(wú)人駕駛汽車還能幫助我們拯救地球。由于無(wú)人駕駛汽幫助我們拯救地球。由于無(wú)人駕駛汽車在加速、制動(dòng)以及變速等方面都進(jìn)車在加速、制動(dòng)以及變速等方面都進(jìn)行了優(yōu)化，它們有助于提高燃油效率、行了優(yōu)化，它們有助于提高燃

3、油效率、減少溫室氣體排放。據(jù)麥肯錫咨詢公減少溫室氣體排放。據(jù)麥肯錫咨詢公司預(yù)測(cè)，無(wú)人駕駛汽車每年幫助減少司預(yù)測(cè)，無(wú)人駕駛汽車每年幫助減少3億噸溫室氣體排放，這相當(dāng)于航空業(yè)億噸溫室氣體排放，這相當(dāng)于航空業(yè)二氧化碳排放量的一半。二氧化碳排放量的一半。無(wú)人駕駛汽車不僅可幫助減少車禍，無(wú)人駕駛汽車不僅可幫助減少車禍，還 能 大 幅 降 低 交 通 擁 堵 情 況 。 據(jù)還 能 大 幅 降 低 交 通 擁 堵 情 況 。 據(jù)KPMG報(bào)告顯示，無(wú)人駕駛汽車可幫報(bào)告顯示，無(wú)人駕駛汽車可幫助高速公路容納汽車能力提高助高速公路容納汽車能力提高5倍。斯倍。斯坦福大學(xué)計(jì)算機(jī)專家、谷歌無(wú)人駕駛坦福大學(xué)計(jì)算機(jī)專家、谷歌

4、無(wú)人駕駛汽 車 項(xiàng) 目 前 專 家 塞 巴 森汽 車 項(xiàng) 目 前 專 家 塞 巴 森 特 隆特 隆（Sebation Thrun）表示，一旦機(jī)器）表示，一旦機(jī)器人汽車成為主流，當(dāng)前公路上只需要人汽車成為主流，當(dāng)前公路上只需要30%汽車。汽車。1.11.1無(wú)人駕駛的優(yōu)點(diǎn)無(wú)人駕駛的優(yōu)點(diǎn)生產(chǎn)力提高生產(chǎn)力提高移動(dòng)能力改善移動(dòng)能力改善不再需要停車場(chǎng)不再需要停車場(chǎng)如果人們將所有新的自由時(shí)間用于工如果人們將所有新的自由時(shí)間用于工作，生產(chǎn)力將會(huì)大幅提高。摩根士丹作，生產(chǎn)力將會(huì)大幅提高。摩根士丹利研究顯示，無(wú)人駕駛汽車帶來(lái)的生利研究顯示，無(wú)人駕駛汽車帶來(lái)的生產(chǎn)力提升每年可為美國(guó)經(jīng)濟(jì)增加產(chǎn)力提升每年可為美國(guó)經(jīng)濟(jì)增

5、加5070億美元價(jià)值。當(dāng)生產(chǎn)力提高與其他無(wú)億美元價(jià)值。當(dāng)生產(chǎn)力提高與其他無(wú)人駕駛汽車帶來(lái)的好處相結(jié)合時(shí)，比人駕駛汽車帶來(lái)的好處相結(jié)合時(shí)，比如提高燃料效率、避免意外事故等，如提高燃料效率、避免意外事故等，它每年可為美國(guó)經(jīng)濟(jì)創(chuàng)造它每年可為美國(guó)經(jīng)濟(jì)創(chuàng)造1.3萬(wàn)億美元萬(wàn)億美元價(jià)值。在全球，這一數(shù)字有望達(dá)到價(jià)值。在全球，這一數(shù)字有望達(dá)到5.6萬(wàn)億美元。萬(wàn)億美元。無(wú)人駕駛汽車不僅可增強(qiáng)老年人的移無(wú)人駕駛汽車不僅可增強(qiáng)老年人的移動(dòng)能力，也能幫助殘疾人、無(wú)駕照人動(dòng)能力，也能幫助殘疾人、無(wú)駕照人士以及沒有汽車的人旅行。士以及沒有汽車的人旅行。2012年，年，谷歌展示了這種技術(shù)的巨大潛力，比谷歌展示了這種技術(shù)的巨

6、大潛力，比如盲人駕駛無(wú)人駕駛汽車，讓他們變?nèi)缑と笋{駛無(wú)人駕駛汽車，讓他們變得更加獨(dú)立。得更加獨(dú)立。無(wú)人駕駛汽車的普及意味著你不必?zé)o人駕駛汽車的普及意味著你不必再到處尋找停車位置，因?yàn)樵诒凰驮俚教帉ふ彝＼囄恢?，因?yàn)樵诒凰偷侥康牡睾螅鼤?huì)自己尋找最理想到目的地后，它會(huì)自己尋找最理想的停車位。即使你選擇購(gòu)買自己的的停車位。即使你選擇購(gòu)買自己的無(wú)人駕駛汽車，也無(wú)需為尋找停車無(wú)人駕駛汽車，也無(wú)需為尋找停車位發(fā)愁，因?yàn)樗梢宰约簩ふ铱臻g位發(fā)愁，因?yàn)樗梢宰约簩ふ铱臻g泊車。據(jù)美國(guó)銀行最新報(bào)告顯示，泊車。據(jù)美國(guó)銀行最新報(bào)告顯示，目前城市空間目前城市空間31%的土地被用于建的土地被用于建造停車場(chǎng)。而隨著汽車保有

7、量下降，造停車場(chǎng)。而隨著汽車保有量下降，對(duì)停車場(chǎng)的需求也會(huì)下降，停車場(chǎng)對(duì)停車場(chǎng)的需求也會(huì)下降，停車場(chǎng)可被改造為居住空間。這非常重要，可被改造為居住空間。這非常重要，因?yàn)楦鶕?jù)聯(lián)合國(guó)估計(jì)，到因?yàn)楦鶕?jù)聯(lián)合國(guó)估計(jì)，到2050年，年，城市人口將增長(zhǎng)城市人口將增長(zhǎng)66%，達(dá)到，達(dá)到25億人。億人。1.11.1無(wú)人駕駛的優(yōu)點(diǎn)無(wú)人駕駛的優(yōu)點(diǎn)1.21.2無(wú)人駕駛是汽車行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)無(wú)人駕駛是汽車行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)內(nèi)容提要一、一、為什么要發(fā)展無(wú)人駕駛車輛為什么要發(fā)展無(wú)人駕駛車輛二、二、無(wú)人駕駛車輛國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀無(wú)人駕駛車輛國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀三、三、無(wú)人駕駛車輛關(guān)鍵技術(shù)無(wú)人駕駛車輛關(guān)鍵技術(shù)美國(guó)美國(guó)crusher無(wú)人

8、車無(wú)人車美國(guó)美國(guó)Black Knight無(wú)人車無(wú)人車美國(guó)美國(guó)MULE 無(wú)人車無(wú)人車美國(guó)美國(guó)SMSS 無(wú)人車無(wú)人車2006年，美國(guó)卡耐年，美國(guó)卡耐基梅隆大學(xué)公布了其基梅隆大學(xué)公布了其研制的研制的crusher無(wú)人無(wú)人車，該無(wú)人車采用了車，該無(wú)人車采用了66分布式輪轂電機(jī)分布式輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)形式。它一經(jīng)問(wèn)驅(qū)動(dòng)形式。它一經(jīng)問(wèn)世，便引起世界范圍世，便引起世界范圍內(nèi)的強(qiáng)烈關(guān)注。內(nèi)的強(qiáng)烈關(guān)注。2007年，履帶式無(wú)年，履帶式無(wú)人戰(zhàn)車人戰(zhàn)車Black Knight在美國(guó)肯塔基州正式在美國(guó)肯塔基州正式亮相。亮相。2010年，美國(guó)洛克年，美國(guó)洛克希德希德馬丁公司所研馬丁公司所研制的制的MULE無(wú)人車問(wèn)無(wú)人車問(wèn)世，同

9、樣采用了世，同樣采用了66分布式驅(qū)動(dòng)形式，且分布式驅(qū)動(dòng)形式，且每個(gè)輪胎都配有搖臂每個(gè)輪胎都配有搖臂式獨(dú)立懸架，使車輛式獨(dú)立懸架，使車輛在機(jī)動(dòng)性與越野性等在機(jī)動(dòng)性與越野性等方面均具有優(yōu)秀的表方面均具有優(yōu)秀的表現(xiàn)?，F(xiàn)。2011年，美國(guó)洛克希年，美國(guó)洛克希德德馬丁公司研制的馬丁公司研制的SMSS無(wú)人車被正式無(wú)人車被正式投入阿富汗戰(zhàn)場(chǎng)。該投入阿富汗戰(zhàn)場(chǎng)。該無(wú)人車輛以無(wú)人車輛以66 land tamer輪式底盤輪式底盤為基礎(chǔ)，采用速差轉(zhuǎn)為基礎(chǔ)，采用速差轉(zhuǎn)向方式，具備全地形向方式，具備全地形越野能力。越野能力。2.12.1國(guó)外現(xiàn)狀國(guó)外現(xiàn)狀美國(guó)斯坦福大學(xué)美國(guó)斯坦福大學(xué)Stanley無(wú)人車無(wú)人車谷歌無(wú)人駕駛車

10、谷歌無(wú)人駕駛車美國(guó)斯坦福大學(xué)的美國(guó)斯坦福大學(xué)的Stanley無(wú)人車，該無(wú)人車，該車基于一輛大眾途銳車基于一輛大眾途銳進(jìn)行改造，由北美大進(jìn)行改造，由北美大眾公司電器研究實(shí)驗(yàn)眾公司電器研究實(shí)驗(yàn)室與美國(guó)斯坦福大學(xué)室與美國(guó)斯坦福大學(xué)動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室合動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室合作完成研制，在作完成研制，在2005年的比賽中奪年的比賽中奪得冠軍。得冠軍。美國(guó)谷歌公司的無(wú)人駕駛汽車是其中優(yōu)秀代表，該美國(guó)谷歌公司的無(wú)人駕駛汽車是其中優(yōu)秀代表，該無(wú)人車搭載了性能超前的三維視覺重構(gòu)技術(shù)與谷歌無(wú)人車搭載了性能超前的三維視覺重構(gòu)技術(shù)與谷歌地圖云計(jì)算技術(shù)，可同時(shí)對(duì)數(shù)百個(gè)目標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測(cè)與地圖云計(jì)算技術(shù)，可同時(shí)對(duì)數(shù)百個(gè)目標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測(cè)與

11、識(shí)別，能輕松應(yīng)對(duì)行人、非機(jī)動(dòng)車輛、機(jī)動(dòng)車輛等識(shí)別，能輕松應(yīng)對(duì)行人、非機(jī)動(dòng)車輛、機(jī)動(dòng)車輛等多種不確定因素。由于性能優(yōu)良可靠，多種不確定因素。由于性能優(yōu)良可靠，2012年美國(guó)年美國(guó)內(nèi)華達(dá)州為其頒發(fā)了駕駛許可證。從內(nèi)華達(dá)州為其頒發(fā)了駕駛許可證。從2009年開始，年開始，截至截至2015 年年11月，谷歌智能車已自主駕駛行駛了月，谷歌智能車已自主駕駛行駛了超過(guò)超過(guò)132萬(wàn)英里，相當(dāng)于平均每周在街道上無(wú)人駕萬(wàn)英里，相當(dāng)于平均每周在街道上無(wú)人駕駛駛1000015000英里。英里。2.12.1國(guó)外現(xiàn)狀國(guó)外現(xiàn)狀英國(guó)首款無(wú)人駕駛汽車英國(guó)首款無(wú)人駕駛汽車2015年英國(guó)政府正年英國(guó)政府正式允許無(wú)人駕駛汽車式允許無(wú)人

12、駕駛汽車合法上路行駛，不久合法上路行駛，不久之后之后RDMGroup也也推出了英國(guó)首款無(wú)人推出了英國(guó)首款無(wú)人駕駛汽車：駕駛汽車：LUTZ開開拓者。全車?yán)锢锿馔馔卣摺Ｈ嚴(yán)锢锿馔夤才鋫淞斯才鋫淞?2個(gè)感應(yīng)器。個(gè)感應(yīng)器。中國(guó)兵器工業(yè)集團(tuán)北方車輛中國(guó)兵器工業(yè)集團(tuán)北方車輛研究所最新研制的無(wú)人車研究所最新研制的無(wú)人車紅旗紅旗HQ3無(wú)人車無(wú)人車我國(guó)在軍用無(wú)人車輛方面的研發(fā)尚處起步階段。我國(guó)在軍用無(wú)人車輛方面的研發(fā)尚處起步階段。2015 年，中國(guó)兵器工業(yè)集團(tuán)北方車輛研究所成年，中國(guó)兵器工業(yè)集團(tuán)北方車輛研究所成立的地面無(wú)人平臺(tái)研發(fā)中心，展示了其最新研制立的地面無(wú)人平臺(tái)研發(fā)中心，展示了其最新研制的軍用無(wú)人車，其

13、采用的軍用無(wú)人車，其采用66分布式輪轂電機(jī)驅(qū)分布式輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)形式，可實(shí)現(xiàn)零半徑速差轉(zhuǎn)向。據(jù)報(bào)道，該車動(dòng)形式，可實(shí)現(xiàn)零半徑速差轉(zhuǎn)向。據(jù)報(bào)道，該車具有單兵跟蹤的能力，可攜帶物資隨隊(duì)行軍，此具有單兵跟蹤的能力，可攜帶物資隨隊(duì)行軍，此外該車輛還可搭載專門的探測(cè)設(shè)備，以輔助士兵外該車輛還可搭載專門的探測(cè)設(shè)備，以輔助士兵完成偵察等任務(wù)。完成偵察等任務(wù)。2011年，由國(guó)防科技大學(xué)自主研制的紅旗年，由國(guó)防科技大學(xué)自主研制的紅旗HQ3無(wú)人車，無(wú)人車，完成了從長(zhǎng)沙到武漢（全長(zhǎng)完成了從長(zhǎng)沙到武漢（全長(zhǎng)286公里）的高速無(wú)人駕公里）的高速無(wú)人駕駛實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，車輛自主超車駛實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，車輛自主超車67

14、次，被超次，被超148次，平均車速達(dá)次，平均車速達(dá)87km/h，創(chuàng)造了我國(guó)自主研制無(wú)，創(chuàng)造了我國(guó)自主研制無(wú)人車在復(fù)雜交通狀況下自主駕駛的新紀(jì)錄。人車在復(fù)雜交通狀況下自主駕駛的新紀(jì)錄。2.22.2國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀“猛獅猛獅”智能車智能車百度無(wú)人駕駛車百度無(wú)人駕駛車“中國(guó)智能車未來(lái)挑戰(zhàn)賽中國(guó)智能車未來(lái)挑戰(zhàn)賽”已舉辦了七屆，它是我已舉辦了七屆，它是我國(guó)針對(duì)具有自然環(huán)境感知與智能行為決策能力的國(guó)針對(duì)具有自然環(huán)境感知與智能行為決策能力的無(wú)人駕駛車輛驗(yàn)證平臺(tái)的全國(guó)性權(quán)威比賽。在最無(wú)人駕駛車輛驗(yàn)證平臺(tái)的全國(guó)性權(quán)威比賽。在最近四屆比賽中，軍事交通學(xué)院的近四屆比賽中，軍事交通學(xué)院的“猛獅猛獅”智能車三智能車三次

15、奪得總冠軍，展現(xiàn)了我國(guó)無(wú)人車輛技術(shù)發(fā)展的次奪得總冠軍，展現(xiàn)了我國(guó)無(wú)人車輛技術(shù)發(fā)展的前端水平。前端水平。 2015年年12月，百度公司宣布，百度無(wú)人駕駛車國(guó)內(nèi)月，百度公司宣布，百度無(wú)人駕駛車國(guó)內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)城市、環(huán)路及高速道路混合路況下的全自動(dòng)首次實(shí)現(xiàn)城市、環(huán)路及高速道路混合路況下的全自動(dòng)駕駛。百度公布的路測(cè)路線顯示，百度無(wú)人駕駛車從駕駛。百度公布的路測(cè)路線顯示，百度無(wú)人駕駛車從位于北京中關(guān)村軟件園的百度大廈附近出發(fā)，駛?cè)胛挥诒本┲嘘P(guān)村軟件園的百度大廈附近出發(fā)，駛?cè)隚7京新高速公路，經(jīng)五環(huán)路，抵達(dá)奧林匹克森林公園，京新高速公路，經(jīng)五環(huán)路，抵達(dá)奧林匹克森林公園，并隨后按原路線返回。百度無(wú)人駕駛車往返全

16、程均實(shí)并隨后按原路線返回。百度無(wú)人駕駛車往返全程均實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛，并實(shí)現(xiàn)了多次跟車減速、變道、超車、現(xiàn)自動(dòng)駕駛，并實(shí)現(xiàn)了多次跟車減速、變道、超車、上下匝道、調(diào)頭等復(fù)雜駕駛動(dòng)作，完成了進(jìn)入高速上下匝道、調(diào)頭等復(fù)雜駕駛動(dòng)作，完成了進(jìn)入高速(匯匯入車流入車流)到駛出高速到駛出高速(離開車流離開車流)的不同道路場(chǎng)景的切換。的不同道路場(chǎng)景的切換。測(cè)試時(shí)最高速度達(dá)到測(cè)試時(shí)最高速度達(dá)到100公里公里/小時(shí)。小時(shí)。2.22.2國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀內(nèi)容提要一、一、為什么要發(fā)展無(wú)人駕駛車輛為什么要發(fā)展無(wú)人駕駛車輛二、二、無(wú)人駕駛車輛國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀無(wú)人駕駛車輛國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀三、三、無(wú)人駕駛車輛關(guān)鍵技術(shù)無(wú)人駕駛車輛關(guān)鍵技術(shù)

17、環(huán)境感知技術(shù)定位與導(dǎo)航技術(shù)控制技術(shù)1 視覺技術(shù)2 激光雷達(dá)技術(shù)3 毫米波雷達(dá)技術(shù)4 超聲波技術(shù)3.13.1環(huán)境感知技術(shù)環(huán)境感知技術(shù) 機(jī)器視覺采用攝影機(jī)和電腦代替人眼的方式，對(duì)目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別、機(jī)器視覺采用攝影機(jī)和電腦代替人眼的方式，對(duì)目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別、跟蹤和測(cè)量。在無(wú)人車輛上，通過(guò)機(jī)器視覺應(yīng)用，可解釋交通信號(hào)、跟蹤和測(cè)量。在無(wú)人車輛上，通過(guò)機(jī)器視覺應(yīng)用，可解釋交通信號(hào)、交通圖案、道路標(biāo)識(shí)等環(huán)境語(yǔ)言。與其它傳感器相比，機(jī)器視覺具有交通圖案、道路標(biāo)識(shí)等環(huán)境語(yǔ)言。與其它傳感器相比，機(jī)器視覺具有檢測(cè)信息大、價(jià)格相對(duì)低廉等優(yōu)點(diǎn)；但在復(fù)雜環(huán)境下，要將探測(cè)的目檢測(cè)信息大、價(jià)格相對(duì)低廉等優(yōu)點(diǎn)；但在復(fù)雜環(huán)境下，要將探測(cè)

18、的目標(biāo)與背景提取出來(lái)，具有圖像計(jì)算量大、算法不易實(shí)現(xiàn)等缺點(diǎn)。機(jī)器標(biāo)與背景提取出來(lái)，具有圖像計(jì)算量大、算法不易實(shí)現(xiàn)等缺點(diǎn)。機(jī)器視覺又分為單目視覺、全景視覺和立體視覺。視覺又分為單目視覺、全景視覺和立體視覺。1 視覺技術(shù)立體視覺立體視覺單目視覺單目視覺2 激光雷達(dá)技術(shù) 相對(duì)于視覺感知技術(shù)，激光雷達(dá)具有以下優(yōu)勢(shì)：雷達(dá)受外界環(huán)相對(duì)于視覺感知技術(shù)，激光雷達(dá)具有以下優(yōu)勢(shì)：雷達(dá)受外界環(huán)境影響很小，其可靠性和精確性要高于被動(dòng)傳感器；激光雷達(dá)采用主境影響很小，其可靠性和精確性要高于被動(dòng)傳感器；激光雷達(dá)采用主動(dòng)測(cè)距法，對(duì)環(huán)境光的強(qiáng)弱和物體色彩差異具有很強(qiáng)的魯棒性；激光動(dòng)測(cè)距法，對(duì)環(huán)境光的強(qiáng)弱和物體色彩差異具有很強(qiáng)

19、的魯棒性；激光雷達(dá)直接返回被測(cè)物體到雷達(dá)的距離，算法更直接，測(cè)距更準(zhǔn)確；激雷達(dá)直接返回被測(cè)物體到雷達(dá)的距離，算法更直接，測(cè)距更準(zhǔn)確；激光雷達(dá)速度更快，實(shí)時(shí)性更好；視角大、測(cè)距范圍大。相對(duì)于攝像機(jī)，光雷達(dá)速度更快，實(shí)時(shí)性更好；視角大、測(cè)距范圍大。相對(duì)于攝像機(jī)，雷達(dá)的缺點(diǎn)也是顯而易見的，它的制造工藝復(fù)雜、成本較高。雷達(dá)的缺點(diǎn)也是顯而易見的，它的制造工藝復(fù)雜、成本較高。激光雷達(dá)測(cè)距激光雷達(dá)測(cè)距 毫米波雷達(dá)工作在毫米波波段，其頻域?yàn)楹撩撞ɡ走_(dá)工作在毫米波波段，其頻域?yàn)?0GHz300GHz之間，波長(zhǎng)之間，波長(zhǎng)介于厘米波和光波之間，兼有微波制導(dǎo)和光電制導(dǎo)的優(yōu)點(diǎn)。毫米波導(dǎo)引頭介于厘米波和光波之間，兼有微波

20、制導(dǎo)和光電制導(dǎo)的優(yōu)點(diǎn)。毫米波導(dǎo)引頭體積小、質(zhì)量輕、空間分辨率高；穿透霧、煙、灰塵的能力強(qiáng)，具有全天體積小、質(zhì)量輕、空間分辨率高；穿透霧、煙、灰塵的能力強(qiáng)，具有全天候候(大雨天除外大雨天除外)、全天時(shí)的特點(diǎn)。然而，雨霧對(duì)毫米波的影響非常大，吸、全天時(shí)的特點(diǎn)。然而，雨霧對(duì)毫米波的影響非常大，吸收強(qiáng)度大。在雨霧天氣，毫米波雷達(dá)的性能將會(huì)大大下降。收強(qiáng)度大。在雨霧天氣，毫米波雷達(dá)的性能將會(huì)大大下降。 目前，毫米波雷達(dá)主要應(yīng)用于有人車輛的碰撞預(yù)警和防撞等主動(dòng)安全目前，毫米波雷達(dá)主要應(yīng)用于有人車輛的碰撞預(yù)警和防撞等主動(dòng)安全應(yīng)用，在無(wú)人車輛領(lǐng)域的應(yīng)用，在無(wú)人車輛領(lǐng)域的 應(yīng)用相對(duì)激光雷達(dá)較少；毫米波雷達(dá)可以探

21、測(cè)一應(yīng)用相對(duì)激光雷達(dá)較少；毫米波雷達(dá)可以探測(cè)一定區(qū)域內(nèi)的所有目標(biāo)，但是其方向性較激光雷達(dá)差，且測(cè)量精度也不如激定區(qū)域內(nèi)的所有目標(biāo)，但是其方向性較激光雷達(dá)差，且測(cè)量精度也不如激光雷達(dá)；另外，相對(duì)于一般的二維激光雷達(dá)，其成本高昂。這些因素雖然光雷達(dá)；另外，相對(duì)于一般的二維激光雷達(dá)，其成本高昂。這些因素雖然限制了毫米波雷達(dá)在無(wú)人車輛上的應(yīng)用，但許多國(guó)內(nèi)外無(wú)人車輛，仍然會(huì)限制了毫米波雷達(dá)在無(wú)人車輛上的應(yīng)用，但許多國(guó)內(nèi)外無(wú)人車輛，仍然會(huì)安裝一個(gè)毫米波雷達(dá)用于探測(cè)車輛正前方的障礙。安裝一個(gè)毫米波雷達(dá)用于探測(cè)車輛正前方的障礙。3 毫米波雷達(dá)技術(shù)4 超聲波技術(shù) 超聲波指的是工作頻率在超聲波指的是工作頻率在20

22、KHz以上的機(jī)械波以上的機(jī)械波，它具有穿透性它具有穿透性強(qiáng)、衰減小、反射能力強(qiáng)等特點(diǎn)。超聲波測(cè)距原理是利用測(cè)量超聲波強(qiáng)、衰減小、反射能力強(qiáng)等特點(diǎn)。超聲波測(cè)距原理是利用測(cè)量超聲波發(fā)射脈沖和接收脈沖的時(shí)間差，發(fā)射脈沖和接收脈沖的時(shí)間差， 再結(jié)合超聲波在空氣中傳輸?shù)乃俣仍俳Y(jié)合超聲波在空氣中傳輸?shù)乃俣葋?lái)計(jì)算距離。現(xiàn)階段廣泛應(yīng)用于倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)中的便是超聲波測(cè)距，來(lái)計(jì)算距離。現(xiàn)階段廣泛應(yīng)用于倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)中的便是超聲波測(cè)距，且現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上大量存在的泊車輔助系統(tǒng)大都采用超聲波測(cè)距系且現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上大量存在的泊車輔助系統(tǒng)大都采用超聲波測(cè)距系統(tǒng)。統(tǒng)。汽車倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)汽車倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)3.1環(huán)境感知技術(shù)環(huán)境感知

23、系統(tǒng)1 定位技術(shù)2 導(dǎo)航技術(shù)3.2定位與導(dǎo)航技術(shù) 精確定位和導(dǎo)航是無(wú)人車輛在未知或已知環(huán)境中精確定位和導(dǎo)航是無(wú)人車輛在未知或已知環(huán)境中能夠正常行駛的最基本要求，是實(shí)現(xiàn)在宏觀層面上引能夠正常行駛的最基本要求，是實(shí)現(xiàn)在宏觀層面上引導(dǎo)無(wú)人車輛，按照設(shè)定路線或者自主選擇路線到達(dá)目導(dǎo)無(wú)人車輛，按照設(shè)定路線或者自主選擇路線到達(dá)目的地的關(guān)鍵技術(shù)。定位和導(dǎo)航是一對(duì)相互關(guān)聯(lián)的概念，的地的關(guān)鍵技術(shù)。定位和導(dǎo)航是一對(duì)相互關(guān)聯(lián)的概念，其中導(dǎo)航的概念包含了定位的含義，而定位又是實(shí)現(xiàn)其中導(dǎo)航的概念包含了定位的含義，而定位又是實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航功能中最為關(guān)鍵的技術(shù)。導(dǎo)航功能中最為關(guān)鍵的技術(shù)。1 定位技術(shù) 基于基于GNSSGNSS的精

24、確定位技術(shù)的精確定位技術(shù) 差分定位差分定位 基于外部傳感器的精確定位技術(shù)基于外部傳感器的精確定位技術(shù)1 定位技術(shù) 基于基于GNSSGNSS的精確定位技術(shù)的精確定位技術(shù) 目前在用的世界三大衛(wèi)星定位系統(tǒng)：美國(guó)目前在用的世界三大衛(wèi)星定位系統(tǒng)：美國(guó)GPS系統(tǒng)、俄羅斯系統(tǒng)、俄羅斯GLONASS系統(tǒng)和我國(guó)的北斗系系統(tǒng)和我國(guó)的北斗系統(tǒng)是用于當(dāng)前無(wú)人車輛定位的主要系統(tǒng)。尤其是統(tǒng)是用于當(dāng)前無(wú)人車輛定位的主要系統(tǒng)。尤其是GPS，幾乎所有國(guó)，幾乎所有國(guó) 內(nèi)外無(wú)人車輛上都能看到內(nèi)外無(wú)人車輛上都能看到GPS接收天線的身影，接收天線的身影，GLONASS一般作為一般作為GPS的輔助的輔助手段，而北斗系統(tǒng)由于建設(shè)時(shí)間短，目

25、前尚未廣手段，而北斗系統(tǒng)由于建設(shè)時(shí)間短，目前尚未廣泛應(yīng)用于無(wú)人車輛。不過(guò)，泛應(yīng)用于無(wú)人車輛。不過(guò)， 近年來(lái)北斗系統(tǒng)建設(shè)近年來(lái)北斗系統(tǒng)建設(shè)速度迅猛，國(guó)內(nèi)不少無(wú)人車輛已開始嘗試使用北速度迅猛，國(guó)內(nèi)不少無(wú)人車輛已開始嘗試使用北斗系統(tǒng)進(jìn)行定位。斗系統(tǒng)進(jìn)行定位。1 定位技術(shù) 差分定位差分定位目前，國(guó)內(nèi)無(wú)人車輛研究領(lǐng)域使用最多的精確定目前，國(guó)內(nèi)無(wú)人車輛研究領(lǐng)域使用最多的精確定位手段就是差分位手段就是差分GPS(DGPS)。DGPS在用戶在用戶GPS接收接收機(jī)附近設(shè)置一個(gè)已知精度坐標(biāo)的差分基準(zhǔn)站，基機(jī)附近設(shè)置一個(gè)已知精度坐標(biāo)的差分基準(zhǔn)站，基準(zhǔn)站準(zhǔn)站 的接收機(jī)連續(xù)接收的接收機(jī)連續(xù)接收GPS導(dǎo)航信號(hào)，將測(cè)得的導(dǎo)

26、航信號(hào)，將測(cè)得的位置或距離數(shù)據(jù)與已知的位置、距離數(shù)據(jù)進(jìn)行比位置或距離數(shù)據(jù)與已知的位置、距離數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，確定誤差，得出準(zhǔn)確的改正值，然后將這些較，確定誤差，得出準(zhǔn)確的改正值，然后將這些改正數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)鏈發(fā)送給車載改正數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)鏈發(fā)送給車載GPS移動(dòng)接收端。移動(dòng)接收端。GPS接收機(jī)通過(guò)測(cè)量從接收機(jī)天線到接收機(jī)通過(guò)測(cè)量從接收機(jī)天線到GPS衛(wèi)星的偽衛(wèi)星的偽距，來(lái)確定接收機(jī)的三維位置和時(shí)鐘誤差。距，來(lái)確定接收機(jī)的三維位置和時(shí)鐘誤差。1 定位技術(shù) 基于外部傳感器的精確定位技術(shù)基于外部傳感器的精確定位技術(shù) 前面所述方法均以衛(wèi)星定位系統(tǒng)為基礎(chǔ)，通過(guò)與其它前面所述方法均以衛(wèi)星定位系統(tǒng)為基礎(chǔ)，通過(guò)與其它定位、

27、推算系統(tǒng)融合來(lái)提高衛(wèi)星定位系統(tǒng)的精度，因定位、推算系統(tǒng)融合來(lái)提高衛(wèi)星定位系統(tǒng)的精度，因此這些方法對(duì)于衛(wèi)星定位信號(hào)缺失地區(qū)，是無(wú)能為力此這些方法對(duì)于衛(wèi)星定位信號(hào)缺失地區(qū)，是無(wú)能為力的。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外開始關(guān)注另一個(gè)非常重要的領(lǐng)域的。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外開始關(guān)注另一個(gè)非常重要的領(lǐng)域研究，即采用外部傳感器方式（如激光雷達(dá)、機(jī)器視研究，即采用外部傳感器方式（如激光雷達(dá)、機(jī)器視覺等）進(jìn)行定位。相對(duì)于覺等）進(jìn)行定位。相對(duì)于GPS容易受到正常道路周圍容易受到正常道路周圍高大建筑、樹木枝葉、橋洞隧道等因素的影響，激光高大建筑、樹木枝葉、橋洞隧道等因素的影響，激光雷達(dá)和機(jī)器視覺可以在這些環(huán)境中更穩(wěn)定地工作，因雷達(dá)和機(jī)器

28、視覺可以在這些環(huán)境中更穩(wěn)定地工作，因此基于雷達(dá)和視覺開發(fā)精確定位系統(tǒng)具有更理性的環(huán)此基于雷達(dá)和視覺開發(fā)精確定位系統(tǒng)具有更理性的環(huán)境適應(yīng)性。同時(shí)，由于幾乎所有無(wú)人車輛自身均已安境適應(yīng)性。同時(shí)，由于幾乎所有無(wú)人車輛自身均已安裝視覺和雷達(dá)系統(tǒng)，并已獲取原始數(shù)據(jù)，因此基于這裝視覺和雷達(dá)系統(tǒng)，并已獲取原始數(shù)據(jù)，因此基于這些數(shù)據(jù)開發(fā)精確定位系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)重用，也降低些數(shù)據(jù)開發(fā)精確定位系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)重用，也降低了無(wú)人車輛的開發(fā)成本。了無(wú)人車輛的開發(fā)成本。2 導(dǎo)航技術(shù) 無(wú)人車輛路徑規(guī)劃是指需要在有障礙物的實(shí)際行車環(huán)無(wú)人車輛路徑規(guī)劃是指需要在有障礙物的實(shí)際行車環(huán)境中，尋找出一條從起點(diǎn)到終點(diǎn)的路徑，使無(wú)人車輛

29、在運(yùn)境中，尋找出一條從起點(diǎn)到終點(diǎn)的路徑，使無(wú)人車輛在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中能無(wú)碰撞地繞過(guò)所有障礙物到達(dá)目的地，其實(shí)質(zhì)動(dòng)過(guò)程中能無(wú)碰撞地繞過(guò)所有障礙物到達(dá)目的地，其實(shí)質(zhì) 就是無(wú)人車輛運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的導(dǎo)航和避障。根據(jù)無(wú)人車輛已就是無(wú)人車輛運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的導(dǎo)航和避障。根據(jù)無(wú)人車輛已知環(huán)境信息的范圍，無(wú)人車輛路徑規(guī)劃包含全局路徑規(guī)劃知環(huán)境信息的范圍，無(wú)人車輛路徑規(guī)劃包含全局路徑規(guī)劃和局部路徑規(guī)劃兩種類型。和局部路徑規(guī)劃兩種類型。 全局路徑規(guī)劃是指無(wú)人車輛已知從當(dāng)前時(shí)刻直至終點(diǎn)全局路徑規(guī)劃是指無(wú)人車輛已知從當(dāng)前時(shí)刻直至終點(diǎn)之間所有的環(huán)境信息，或所有可行道路的信息，從所有可之間所有的環(huán)境信息，或所有可行道路的信息，從所有可行

30、路線中選擇一條最合適的。全局路徑規(guī)劃是一種離線規(guī)行路線中選擇一條最合適的。全局路徑規(guī)劃是一種離線規(guī)劃，劃， 不考慮行車時(shí)的實(shí)行問(wèn)題，因?yàn)橐?guī)劃完成后，無(wú)人車不考慮行車時(shí)的實(shí)行問(wèn)題，因?yàn)橐?guī)劃完成后，無(wú)人車輛按照規(guī)劃路線行駛的過(guò)程中會(huì)遇到不斷變化的、動(dòng)態(tài)的輛按照規(guī)劃路線行駛的過(guò)程中會(huì)遇到不斷變化的、動(dòng)態(tài)的交通環(huán)境，因此可能會(huì)進(jìn)一步進(jìn)行重新規(guī)劃，并在原來(lái)規(guī)交通環(huán)境，因此可能會(huì)進(jìn)一步進(jìn)行重新規(guī)劃，并在原來(lái)規(guī)劃路徑基礎(chǔ)上進(jìn)行一定程度的調(diào)整，生成新的規(guī)劃路徑，劃路徑基礎(chǔ)上進(jìn)行一定程度的調(diào)整，生成新的規(guī)劃路徑，這就是局部規(guī)劃。這就是局部規(guī)劃。1 車輛動(dòng)力學(xué)控制技術(shù)2 深度學(xué)習(xí)控制技術(shù)3.3控制技術(shù)1車輛動(dòng)力學(xué)控制技術(shù) 對(duì)于無(wú)人車輛來(lái)說(shuō)，在完成了感知導(dǎo)航與路徑規(guī)劃后，對(duì)于無(wú)人車輛來(lái)說(shuō)，在完成了感知導(dǎo)航與路徑規(guī)劃后，必須通過(guò)車輛動(dòng)力學(xué)控制技術(shù)控制車輛沿著既定軌跡行駛，必須通過(guò)車輛動(dòng)力學(xué)控制技術(shù)控制車輛沿著既定軌跡行駛，也有學(xué)者將其稱之為也有學(xué)者將其稱之為“軌跡跟蹤軌跡跟蹤”技術(shù)。可以說(shuō)，車輛動(dòng)力學(xué)技術(shù)?？梢哉f(shuō)，車輛動(dòng)力學(xué)控制技術(shù)是無(wú)人車輛是否充分發(fā)揮車輛性能的重要保障。控制技術(shù)是無(wú)人車輛是否充分發(fā)揮車輛性能的重要保障。 現(xiàn)階段，無(wú)人車輛動(dòng)力學(xué)控制技術(shù)主要包括縱向控制、現(xiàn)階段，無(wú)人車輛動(dòng)力