無(wú)人駕駛汽車設(shè)計(jì)及發(fā)展探究

郭賀洋　李瓊

摘 要： 在信息技術(shù)、智能技術(shù)不斷與制造行業(yè)融合發(fā)展的當(dāng)今社會(huì)，汽車駕駛朝著操作更為自動(dòng)化、智能化的無(wú)人駕駛方向發(fā)展。無(wú)人駕駛汽車成為了大眾關(guān)注的重點(diǎn)和焦點(diǎn)，對(duì)無(wú)人駕駛汽車的發(fā)展進(jìn)行深入探究具有十分重要科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值。因此，本文主要分析了無(wú)人駕駛汽車設(shè)計(jì)理念及發(fā)展現(xiàn)狀，并就其未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)與目標(biāo)提出思考與展望。

關(guān)鍵詞： 無(wú)人駕駛；設(shè)計(jì)理念；問(wèn)題；改革措施；發(fā)展展望

前言

隨著汽車智能化技術(shù)正逐步得到廣泛應(yīng)用，無(wú)人駕駛技術(shù)成為了汽車廠商相繼開展投入和研究的熱門領(lǐng)域，這一趨勢(shì)使無(wú)人汽車駕駛汽車開始走入大眾的生活。但由于無(wú)人駕駛汽車技術(shù)支撐、交通制度配套以及量產(chǎn)成本控制等方面的問(wèn)題，無(wú)人駕駛汽車的發(fā)展面臨諸多挑戰(zhàn)，發(fā)展之路可謂仍是任重道遠(yuǎn)。

一、無(wú)人駕駛汽車設(shè)計(jì)理念及目標(biāo)

無(wú)人駕駛汽車的出現(xiàn)，為提高公路安全性提供了更多的可能性，在增加環(huán)境效益、提高靈活性、降低交通事故、緩解交通擁堵等方面具有重要價(jià)值與意義。無(wú)人駕駛汽車集體系結(jié)構(gòu)、環(huán)境感知、定位導(dǎo)航、路徑規(guī)劃、運(yùn)動(dòng)控制、一體化設(shè)計(jì)于一身，為無(wú)人駕駛汽車實(shí)現(xiàn)避障、自定位和路徑規(guī)劃等高級(jí)智能行為、無(wú)碰撞、能安全到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)的有效路徑規(guī)劃與跟蹤，同時(shí)充分考慮無(wú)人駕駛汽車對(duì)局部環(huán)境的感知和決策，以及車輛動(dòng)力學(xué)特性等性能之間的相互聯(lián)系和影響，在構(gòu)建的無(wú)人駕駛汽車上設(shè)計(jì)整體最優(yōu)為目標(biāo)，在控制、結(jié)構(gòu)、性能、布局、強(qiáng)度、可靠性、維修性和壽命周期費(fèi)用等多方面進(jìn)行綜合分析和協(xié)調(diào)權(quán)衡。無(wú)人駕駛汽車應(yīng)用包含自動(dòng)剎車、巡航控制、車道維持、車對(duì)車通信、雷達(dá)、視訊攝影機(jī)、循跡或穩(wěn)定控制、GPS、位置估計(jì)器等關(guān)鍵技術(shù)[1-3]。結(jié)合多家開發(fā)商的設(shè)計(jì)理念與目標(biāo)可知，目前，在無(wú)人機(jī)駕駛汽車的開發(fā)設(shè)計(jì)中，無(wú)人駕駛汽車基本按照分階段引入自動(dòng)技術(shù)，在傳統(tǒng)汽車的基礎(chǔ)上逐步做出改變，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛。在無(wú)人駕駛的初始階段，無(wú)人駕駛汽車的設(shè)計(jì)主要圍繞著測(cè)試與拓展兩個(gè)環(huán)節(jié)展開，促使人駕駛汽車已經(jīng)滲入了工業(yè)和特定場(chǎng)所，如農(nóng)場(chǎng)、礦場(chǎng)等，同時(shí)在客運(yùn)汽車的無(wú)人駕駛開始逐步進(jìn)入原型和測(cè)試階段，在這個(gè)階段，各大汽車公司爭(zhēng)相開始了無(wú)人駕駛汽車探索，其中，奔馳、尼桑和奧迪計(jì)劃在這一階段推出帶自動(dòng)化特征的車，沃爾沃則設(shè)想推出百人大規(guī)模真實(shí)測(cè)試。經(jīng)過(guò)了無(wú)人駕駛初始階段的技術(shù)測(cè)試與應(yīng)用發(fā)展，無(wú)人駕駛技術(shù)會(huì)逐漸進(jìn)入市場(chǎng)主流，車輛的研發(fā)、測(cè)試、檢驗(yàn)、許可執(zhí)照、保險(xiǎn)等基本模式進(jìn)入更新、全面監(jiān)管階段，為無(wú)人駕駛汽車的推廣、普及應(yīng)用提供基本條件。最終，無(wú)人駕駛汽車設(shè)計(jì)理念及發(fā)展目標(biāo)是促使無(wú)人駕駛汽車變?yōu)榱爽F(xiàn)代社會(huì)的主要交通工具，最大程度實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化配置和交通安全保障。

二、無(wú)人駕駛汽車發(fā)展存在的問(wèn)題及發(fā)展措施

無(wú)人駕駛汽車的發(fā)展，并非能一蹴而就，雖然在云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)的支持下，無(wú)人駕駛汽車取得了突破性的進(jìn)展，但如何實(shí)現(xiàn)在實(shí)際交通中對(duì)所有交通對(duì)象的可行、可管和可控是無(wú)人駕駛汽車在每一個(gè)開發(fā)設(shè)計(jì)階段需要重點(diǎn)考慮和解決的問(wèn)題，無(wú)人駕駛汽車中的安全、技術(shù)、政策等問(wèn)題都亟待解決。在無(wú)人駕駛汽車的安全問(wèn)題上，由于無(wú)人駕駛汽車安全性的測(cè)試并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)足夠時(shí)間和空間距離上的有效論證，關(guān)于無(wú)人駕駛是否比人類駕駛的安全性更高仍存在很大爭(zhēng)議，同時(shí)據(jù)谷歌公司無(wú)人駕駛汽車開發(fā)設(shè)計(jì)中公布的測(cè)試數(shù)據(jù)表明，該公司的無(wú)人駕駛汽車項(xiàng)目推出以來(lái)已經(jīng)發(fā)生過(guò)10多起事故，由此可見，無(wú)人駕駛汽車安全問(wèn)題的解決目前仍任重而道遠(yuǎn)。在無(wú)人駕駛汽車的技術(shù)開發(fā)來(lái)說(shuō)，在雷達(dá)系統(tǒng)、AI大腦和芯片等核心組成的設(shè)計(jì)與開發(fā)上，這些系統(tǒng)設(shè)備的研究和構(gòu)建的難點(diǎn)不但在于技術(shù)攻克上，雷達(dá)系統(tǒng)目前最大的問(wèn)題就是成本太高，如何在持續(xù)提高無(wú)人駕駛其次開發(fā)設(shè)計(jì)水準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，保障其能夠在成本控制上實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)是亟待解決的重要問(wèn)題。同時(shí)在實(shí)際設(shè)計(jì)中也面臨許多挑戰(zhàn)。除了運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)之外，還包括車身定位，可行駛區(qū)域的檢測(cè)等等。在無(wú)人駕駛汽車的政策準(zhǔn)入問(wèn)題上，由于汽車設(shè)計(jì)與開發(fā)還離大規(guī)模的交通實(shí)踐還較為遙遠(yuǎn)，車輛的研發(fā)、測(cè)試、檢驗(yàn)、許可執(zhí)照、保險(xiǎn)等等相配套的標(biāo)準(zhǔn)、政策都處于空白，制定并完善相對(duì)應(yīng)的無(wú)人駕駛汽車政策與制度可謂是刻不容緩。

基于無(wú)人駕駛汽車發(fā)展中面臨的問(wèn)題與挑戰(zhàn)，每個(gè)階段都需要有針對(duì)性的改革發(fā)展措施，進(jìn)而確保無(wú)人駕駛汽車的開發(fā)設(shè)計(jì)的有效性[2，3]。其一，在無(wú)人駕駛汽車技術(shù)的探究上，車對(duì)車通信、雷達(dá)、視訊攝影機(jī)、循跡或穩(wěn)定控制、路線的智能規(guī)劃與跟蹤等各項(xiàng)核心技術(shù)與應(yīng)用工作都是發(fā)展中需要切實(shí)解決的，同時(shí)與大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等相結(jié)合，確保無(wú)人駕駛汽車在開發(fā)中能夠做到技術(shù)先進(jìn)智能化，進(jìn)而為無(wú)人駕駛汽車的發(fā)展提供技術(shù)保障；其次，在安全問(wèn)題和政策問(wèn)題上，我們需要不斷加大對(duì)無(wú)人駕駛汽車測(cè)試數(shù)據(jù)的積累，確保在投入使用前的測(cè)試工作及數(shù)據(jù)能覆蓋所有的駕駛可能性，從而使得無(wú)人駕駛汽車的安全測(cè)試更加的完備而具有說(shuō)服力，其二，除了技術(shù)的探究，在無(wú)人駕駛汽車交通準(zhǔn)則、制度、責(zé)任落實(shí)等政策法規(guī)的制定上也需要同步進(jìn)行，從而確保無(wú)人駕駛汽車在商業(yè)應(yīng)用中的早日走向成熟。

三、無(wú)人駕駛汽車發(fā)展趨勢(shì)與展望

無(wú)人駕駛汽車設(shè)計(jì)開發(fā)工作的改革優(yōu)化是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程，做好前沿技術(shù)探究與應(yīng)用是我們需要不斷深入探究的問(wèn)題，因此，本文就無(wú)人駕駛汽車發(fā)展做以下幾點(diǎn)思考與展望[3-5]。

（1）把握無(wú)人駕駛汽車發(fā)展趨勢(shì)，持續(xù)攻克無(wú)人駕駛汽車發(fā)展與應(yīng)用的難點(diǎn)，有序推進(jìn)無(wú)人駕駛汽車進(jìn)步與創(chuàng)新。網(wǎng)絡(luò)安全、技術(shù)難點(diǎn)、配套政策落地、無(wú)人駕駛責(zé)任歸責(zé)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整以及量產(chǎn)無(wú)人駕駛汽車等問(wèn)題都是無(wú)人駕駛汽車發(fā)展中的難點(diǎn)，也是我們需要努力攻克的重點(diǎn)領(lǐng)域，我們需要把握無(wú)人駕駛技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)與特點(diǎn)，持續(xù)穩(wěn)健的將這些問(wèn)題一一解決，為無(wú)人駕駛汽車的應(yīng)用鋪平道路。

（2）集合自動(dòng)控制、人工智能、多源數(shù)據(jù)、傳感技術(shù)，實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛汽車設(shè)計(jì)、開發(fā)的技術(shù)與數(shù)據(jù)有效融合，促進(jìn)駕駛的智能化程度提升，實(shí)現(xiàn)雷達(dá)系統(tǒng)的低成本構(gòu)建，進(jìn)而讓無(wú)人駕駛這領(lǐng)域得到更大發(fā)展。

（3）大幅增加創(chuàng)投規(guī)模，大力支持無(wú)人駕駛基礎(chǔ)研究與商業(yè)投產(chǎn)應(yīng)用相結(jié)合的開發(fā)設(shè)計(jì)模式，進(jìn)而保障無(wú)人駕駛汽車發(fā)展及應(yīng)用規(guī)模與效益。無(wú)人駕駛汽車進(jìn)入主流意識(shí)，進(jìn)軍商業(yè)市場(chǎng)是發(fā)展趨勢(shì)，在這個(gè)過(guò)程中，基礎(chǔ)研究與商業(yè)運(yùn)作都不可或缺，只有將兩者很好的融合在一起，才能夠確保無(wú)人駕駛汽車的良性發(fā)展。

結(jié)語(yǔ)

無(wú)人駕駛汽車，是汽車行業(yè)發(fā)展的革命，具有顛覆性的意義和價(jià)值。雖然無(wú)人駕駛汽車目前走向商業(yè)應(yīng)用仍未達(dá)到成熟的條件，但是我們需要清楚的認(rèn)識(shí)到無(wú)人駕駛汽車所代表的先進(jìn)技術(shù)與發(fā)展趨勢(shì)，深入探究并努力攻克無(wú)人駕駛技術(shù)中的難題，為無(wú)人駕駛早日走向商業(yè)發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

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