智能機(jī)械車輛研究發(fā)展趨勢

杜心鈺

摘 要：隨著社會發(fā)展，人們對于智能機(jī)械車輛的需求逐漸加大，智能機(jī)械車輛也不再局限于特種車、軍事車輛，而漸漸向普通車輛延伸。本文在充分查閱現(xiàn)有智能機(jī)械車輛基本資料的基礎(chǔ)上，對于其研究方向、應(yīng)用范圍等進(jìn)行一定調(diào)查研究，意在為智能機(jī)械車輛的未來發(fā)展方向提出一些建議。

關(guān)鍵詞：交通運(yùn)輸業(yè);智能機(jī)械車輛;人工智能;汽車安全

目前，我國交通運(yùn)輸業(yè)發(fā)展迅速，為了更好地發(fā)展交通運(yùn)輸行業(yè)，以技術(shù)彌補(bǔ)人為因素的缺陷，提升汽車自身的安全性和穩(wěn)定性，對智能車輛自主導(dǎo)航技術(shù)的研發(fā)勢在必行。以下從智能機(jī)械車輛的控制理論、智能機(jī)械車輛的研究范疇以及智能機(jī)械車輛研究展望三個角度，對智能機(jī)械車輛作出一定研究，展望了未來智能車輛的研究方向。

1 智能機(jī)械車輛控制理論初探

隨著當(dāng)前社會的發(fā)展，智能機(jī)械車輛已經(jīng)小有研究，表現(xiàn)在以下幾點：

1.1 模糊控制理論

模糊控制理論，即對復(fù)雜的系統(tǒng)建立一種語言分析的數(shù)學(xué)模式，使自然語言可以轉(zhuǎn)化成計算機(jī)接受的語言。我們對車輛的操作，也可以看作是特殊計算。運(yùn)用輸入、輸出方法于兩者之間進(jìn)行多干擾源的非線性計算。駕駛員對于汽車的認(rèn)知，其實是模糊的。比如車速到底是慢、較慢、非常慢，還是快、較快、飛快呢？這些都是以駕駛員的認(rèn)知為基礎(chǔ)的。不僅是車速，還有對汽車轉(zhuǎn)向的控制，轉(zhuǎn)彎的時候轉(zhuǎn)多少度合適呢？轉(zhuǎn)大一點？還是轉(zhuǎn)小一點？駕駛員對于這些認(rèn)知都是模糊的。

但是，通過這一理論的指導(dǎo)，智能車輛可以對紅外線技術(shù)加以利用，從而保持各個擁有該系統(tǒng)的車輛之間的距離相對安全，依據(jù)車輛的速度控制車距，后面的車被前面的車輛引導(dǎo)著行駛，同時也可以根據(jù)前后車輛間車距的變化，控制車速和方向。

最后，模糊控制理論可以將駕駛員的行為進(jìn)行準(zhǔn)確地反映，主要采用將模糊的汽車模型與駕駛員控制模型相結(jié)合的形式，對駕駛者的行為進(jìn)行模仿。

1.2 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的開發(fā)以及發(fā)展，有利于提高人工智能的實現(xiàn)速度。同時，神經(jīng)系統(tǒng)也可以為解決非線性系統(tǒng)、模型的不確定性等問題提出新的解決思路。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以人或其他動物的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，構(gòu)建出了基礎(chǔ)模型，并在此之上進(jìn)行改善。在對智能車輛的研究中，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以操縱車輛行駛，主要也是因為其對駕駛員模型的構(gòu)建。

2 智能機(jī)械車輛的研究范疇

2.1 計算機(jī)視覺

計算機(jī)視覺是指一門研究如何使機(jī)器“看”的科學(xué)。當(dāng)駕駛員駕駛車輛時，視覺是駕駛員接收外界信號的必要途徑。比如紅路燈、街邊情況等，都需要駕駛員進(jìn)行識別。要想智能操控車輛，計算機(jī)視覺必須達(dá)到可以識別這些語言的程度。

智能車系統(tǒng)需完善其特性，才具有應(yīng)用價值。一是實時更新性，即為汽車駕駛和數(shù)據(jù)處理需要同步進(jìn)行更新;二是魯棒性，智能車輛在針對不同道路環(huán)境時，必須要維持其他某些性能;三是應(yīng)用實用性，即為智能汽車的應(yīng)用成本要能夠被普通的用戶接受，這樣才可以廣泛推廣，CCD（Charge Coupled Device）技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的價格比較昂貴，也是智能車輛導(dǎo)航功能需要解決的一個問題。

2.2 傳感器數(shù)據(jù)融合

智能車輛系統(tǒng)的牢靠性的實現(xiàn)，僅僅依靠一種傳感器是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，它必須通過不同的傳感器相互交織聯(lián)系，對數(shù)據(jù)經(jīng)過精確處理，才可以真正實現(xiàn)這一標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)前，在智能車輛領(lǐng)域，常用的傳感器有雷達(dá)、紅外線、激光、GPS等。其中，雷達(dá)系統(tǒng)可以不受惡劣天氣影響，讓計算機(jī)視覺不管在如何惡劣的情況下都可以工作;GPS應(yīng)用最為廣泛，但是其精確度并不高，存在著幾米到十幾米的誤差，可以通過算法消除誤差。

3 智能機(jī)械車輛研究展望

隨著我國綜合實力的增強(qiáng)，汽車技術(shù)已經(jīng)有了明顯提升，我國生產(chǎn)的汽車市場占有率逐年提高，具有高技術(shù)含量的汽車部件已經(jīng)有了質(zhì)的突破。尤其是新能源汽車近幾年更是獲得突飛猛進(jìn)的發(fā)展，高續(xù)航能力的電池、電機(jī)以及整體系統(tǒng)質(zhì)量水平已經(jīng)達(dá)到國際水平，這為開發(fā)智能汽車打下了技術(shù)基礎(chǔ)。同時互聯(lián)網(wǎng)通信領(lǐng)域也已出現(xiàn)具有國際水平的高技術(shù)企業(yè)，移動通信和互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營服務(wù)能力處于領(lǐng)先水平，也為發(fā)展智能汽車提供了堅實的力量。

隨著智能汽車的逐漸發(fā)展，其發(fā)展方向也延伸到監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)、自主車輛控制系統(tǒng)和半自動車輛控制系統(tǒng)這幾個方面的發(fā)展中。

表現(xiàn)為以下幾方面：一是車輛運(yùn)動系統(tǒng)。車輛的動力學(xué)、運(yùn)動學(xué)模型、停車控制等問題，都是車輛運(yùn)動系統(tǒng)的主要研究方向，是研究智能汽車發(fā)展的基本途徑;二是安全系統(tǒng)。安全系統(tǒng)還可以分為主動安全系統(tǒng)和被動安全系統(tǒng)，是研究智能汽車發(fā)展的核心;三是對操作者駕駛習(xí)慣進(jìn)行的分析。通過分析判斷操作者精神狀態(tài)，在不利情況下進(jìn)行安全預(yù)警;四是對路邊環(huán)境進(jìn)行判斷，獲取環(huán)境信息;五是極端環(huán)境駕駛條件分析。在極端條件下，預(yù)測測試駕駛員的反應(yīng)速度極限和事故出現(xiàn)做出的可能性。

4 結(jié)語

總之，本文從以上幾個角度對智能機(jī)械車輛進(jìn)行了初步探索。并得出了掌握控制理論基礎(chǔ)是發(fā)展智能機(jī)械車輛核心的結(jié)論。只有充分掌握控制理論，才能對技術(shù)進(jìn)行更好的開發(fā)，并且運(yùn)用到現(xiàn)實生活中。

無論是從理論的角度，還是從科技發(fā)展的角度，對于智能機(jī)械車輛的研究是十分必要的。在研究各國智能機(jī)械車輛時，也要充分結(jié)合我國的實際情況，對智能汽車進(jìn)行深入探索，給智能車輛未來平穩(wěn)、安全的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]付韻來.智能汽車的發(fā)展綜述[J].中國設(shè)備工程，2018（02）：172-173.

[2]畢騰飛.汽車安全技術(shù)的研究分析[J].科海故事博覽·科技探索，2011（01）：95-105.

[3]黃偉.基于雷達(dá)和機(jī)器視覺的車輛前方障礙物檢測系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D].武漢：武漢理工大學(xué)，2010.

[4]宋曉琳，李詩福，馮廣剛.汽車主被動安全集成控制系統(tǒng)方案設(shè)計[J].汽車工程，2009，31（07）：653-658.