淺析智能汽車的發(fā)展

周禹良 盧祥

北汽云南瑞麗汽車有限公司 云南省瑞麗市 678600

1 引言

智能網(wǎng)聯(lián)汽車是最終可替代人來(lái)操作的新一代汽車，是全球汽車產(chǎn)業(yè)變革的趨勢(shì)和未來(lái)汽車產(chǎn)業(yè)的制高點(diǎn)。我國(guó)智能汽車的發(fā)展從上世紀(jì)80年代開始，國(guó)內(nèi)的大學(xué)對(duì)此項(xiàng)目有過深入研究，其中北京理工大學(xué)和中國(guó)科學(xué)院合肥研究院，在無(wú)人車技術(shù)上已取得全國(guó)領(lǐng)先的水平。商業(yè)化發(fā)展中同濟(jì)大學(xué)在2006年開發(fā)的一輛無(wú)人駕駛清潔能源游覽車已經(jīng)做到可以以最高時(shí)速50km/h的速度帶人們游覽。智能汽車的發(fā)展同時(shí)也離不開智能道路的建設(shè)，智能道路的鋪設(shè)如果能夠得到很好的發(fā)展，相對(duì)于智能汽車，兩者是相輔相成的，會(huì)極大的減少事故率，提高人們的出行效率。

2 什么是智能汽車

在普通的車輛之上配置上各種先進(jìn)的傳感器、控制器以及執(zhí)行器等多種裝置，讓車載傳感系統(tǒng)以及信息終端可以對(duì)所收集到的信息和人、車、路等多種信息進(jìn)行交換，，使其能夠分析所感知到的周圍環(huán)境并處理車輛行駛過程中所接收到的狀態(tài)，讓車輛能根據(jù)人的意愿來(lái)達(dá)到目的地，實(shí)現(xiàn)車輛的自動(dòng)駕駛。

智能汽車并不單單是指自動(dòng)駕駛，它指的是利用多種傳感器和智能公路技術(shù)實(shí)現(xiàn)的汽車自動(dòng)駕駛。智能汽車如果可以和智能公路搭配起來(lái)，那么將會(huì)有更高的發(fā)展。首先智能汽車中要存有全國(guó)高速公路、普通公路、城市道路、鄉(xiāng)鎮(zhèn)道路等地圖，接著相應(yīng)的配套設(shè)施的信息資料也要一應(yīng)俱全：如旅館、加油站、景點(diǎn)、停車場(chǎng)等信息；其次是GPS定位系統(tǒng)，通過精準(zhǔn)定位確定汽車當(dāng)前所處位置與目的地間最短的道路；再通過道路狀況信息系統(tǒng)，與交管部門開展信息交流，這樣就可以提前感知擁堵、事故等各種突發(fā)事件，在必要的時(shí)候還可以及時(shí)地更改行駛路線；在車輛防撞系統(tǒng)之中主要包含了探測(cè)雷達(dá)、信息處理系統(tǒng)以及駕駛控制系統(tǒng)，對(duì)汽車本身和其他車輛之間的距離進(jìn)行智能控制，當(dāng)探測(cè)到了障礙物時(shí)可以及時(shí)地采取減速或者是剎車等多種措施，同時(shí)將所獲得的信息及時(shí)地傳遞給附近的車輛，讓附近的車輛也可以迅速的作出反應(yīng)；還有緊急報(bào)警系統(tǒng)，一旦出了事故，將自動(dòng)向相關(guān)部門進(jìn)行報(bào)警，并第一時(shí)間通過GPS定位把當(dāng)前位置發(fā)給急救部門進(jìn)行第一時(shí)間救援，減少因?yàn)榫仍患皶r(shí)所導(dǎo)致的各種事故；無(wú)線通信系統(tǒng)，主要用來(lái)實(shí)現(xiàn)汽車和指揮中心的聯(lián)絡(luò)；自動(dòng)駕駛系統(tǒng)主要用來(lái)對(duì)汽車的點(diǎn)火、轉(zhuǎn)向、速度變化等進(jìn)行控制。

在日常的駕駛過程中，駕駛員所接收到的信息非常的多，例如道路、方向、擁擠信息等，并且還需要對(duì)車輛的速度、側(cè)向偏移、橫擺角度等信息進(jìn)行接收。在接收到這些信息之后通過大腦的判斷、分析以及決策，同時(shí)結(jié)合自身具備的駕駛經(jīng)驗(yàn)，再作出相應(yīng)的操作，最后利用身體、手、腳等來(lái)操作車輛完成動(dòng)作。在整個(gè)駕駛過程中，駕駛員的人為因素占了很大的比重。一旦出現(xiàn)駕駛員長(zhǎng)時(shí)間駕車、疲勞駕車、判斷失誤的情況，很容易造成交通事故。

通過對(duì)車輛智能化技術(shù)的深入研究，可以提高對(duì)車輛的精準(zhǔn)控制與駕駛水平的提升，保障車輛在行駛過程中安全暢通、高效。對(duì)智能化車輛控制系統(tǒng)的不斷研究，相當(dāng)于擴(kuò)展了駕駛員的控制、視覺和感官功能，能極大地提高駕駛員對(duì)車輛以及路況信息的掌握能力。智能車輛的主要特點(diǎn)是以技術(shù)來(lái)彌補(bǔ)在人為因素下所導(dǎo)致的各種不穩(wěn)定因素，即便在很復(fù)雜的道路情況下，也能自動(dòng)地操縱和駕駛車輛繞開障礙物，沿著預(yù)定的道路軌跡行駛，最終安全高效的使人到達(dá)所預(yù)計(jì)的目的地。

3 自動(dòng)駕駛發(fā)展

真正由機(jī)器全面接管的自動(dòng)駕駛，最早出現(xiàn)在空中而非地面。

這是因?yàn)?，?duì)于在高空飛行的飛機(jī)而言，行駛路線上的交通狀況遠(yuǎn)好于地面。在飛行器上進(jìn)行感知和操控，環(huán)境復(fù)雜度遠(yuǎn)低于由交通標(biāo)志、移動(dòng)車輛、可能出現(xiàn)的障礙物、隨時(shí)可能闖入路面的行人等組成的地面交通生態(tài)。

1912年，人類發(fā)明的第一架固定翼飛機(jī)首飛不到10年，為飛機(jī)制造導(dǎo)航儀表的Sperry公司就研制出了第一套自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，并于1914年在巴黎做了演示飛行。Sperry公司這套系統(tǒng)使用陀螺儀來(lái)判定飛機(jī)航向，使用氣壓高度計(jì)來(lái)測(cè)定飛機(jī)高度，根據(jù)系統(tǒng)感知得到的航向和高度數(shù)據(jù)，通過液壓裝置操控升降舵和方向舵。

無(wú)論是飛機(jī)的自動(dòng)駕駛，還是汽車的自動(dòng)駕駛，無(wú)論是早期系統(tǒng)，還是結(jié)合了深度學(xué)習(xí)算法的現(xiàn)代系統(tǒng)，大抵都符合這樣一個(gè)基本的概念模型。

今天，現(xiàn)代客機(jī)、貨機(jī)、戰(zhàn)斗機(jī)絕大多數(shù)都擁有自動(dòng)駕駛或輔助駕駛系統(tǒng)，可以大幅減輕飛行員的工作強(qiáng)度。在大部分氣象條件下，只要飛行員允許，飛機(jī)的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)都可以自動(dòng)完成包含起飛、降落在內(nèi)的全部飛行控制操作。為了解決較復(fù)雜的降落段自動(dòng)駕駛問題，全球各大機(jī)場(chǎng)還根據(jù)情況，安裝了不同級(jí)別的儀表著陸系統(tǒng)（ILS），使用無(wú)線電信號(hào)或高強(qiáng)度燈光陣列，來(lái)為飛機(jī)提供精密引導(dǎo)。

即便如此，目前從事貨運(yùn)、客運(yùn)航空飛行時(shí)，飛行員仍需要全程監(jiān)控，與自動(dòng)駕駛系統(tǒng)協(xié)同工作。完全不需要飛行員的無(wú)人機(jī)只在軍事領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，進(jìn)入大規(guī)模商業(yè)客運(yùn)、貨運(yùn)飛行還為時(shí)尚早。這提醒我們，為汽車研發(fā)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的時(shí)候，也不能急于求成，從機(jī)器輔助人類駕駛開始，逐漸過渡到人類輔助機(jī)器駕駛，最終實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛，才是理性和正確的選擇。

正如機(jī)場(chǎng)可以安裝儀表著陸系統(tǒng)（ILS）來(lái)輔助降落一樣，對(duì)道路的改造（如新的易于識(shí)別的交通標(biāo)志、與汽車傳感器配合的信號(hào)源等）也許是簡(jiǎn)化汽車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)難度的一條捷徑。

4 結(jié)語(yǔ)

由此可見，智能汽車的發(fā)展前景很美好，但是需要克服的困難也很多：技術(shù)的發(fā)展、商用成本的降低、智能道路的建設(shè)等，都是需要未來(lái)不斷完善與解決的問題。同時(shí)國(guó)內(nèi)車企與互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)也應(yīng)進(jìn)行溝通，如現(xiàn)在百度的無(wú)人駕駛技術(shù)，資源置換交流學(xué)習(xí)，可以很大程度上避免走彎、錯(cuò)路。就目前情況來(lái)看，想做出設(shè)想中的高效、便捷、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的智能車輛，還有很長(zhǎng)的一段路要走。