固定場景下的無人駕駛技術(shù)應用

王鑫玥 陳林 黃祖朋 陳婷 林智桂

摘要：近年來，汽車智能化技術(shù)正逐步得到廣泛應用。本文在詳細分析固定場景道路環(huán)境特征、常用傳感器特性的基礎(chǔ)上完成無人駕駛車輛傳感器選型及運行策略制定，實現(xiàn)了無人駕駛車的試運營，驗證了技術(shù)方案的可行性。同時在此基礎(chǔ)上進行了使用場景的優(yōu)化，提出了新的路線規(guī)劃策略并加入平臺調(diào)度功能，完成了試運營。為固定場景無人駕駛應用提供了可實踐的技術(shù)探索和應用示例。

關(guān)鍵詞：無人駕駛;固定場景;運營體驗

中圖分類號：U467

文獻標識碼：A

0引言近年來，汽車智能化技術(shù)正逐步得到廣泛應用，無人駕駛也成為了智能車的關(guān)鍵技術(shù)和研究方向。相比復雜的城市道路，低速且固定場景的無人駕駛無疑降低了對傳感器及算法算法的要求，容錯率更高，更利于快速落地。于是一些基于固定場景的無人駕駛方案應運而生并快速地投入了使用。本文主要介紹了在固定場景下，通過對區(qū)域內(nèi)道路環(huán)境進行分析，確定傳感器方案及車輛控制邏輯，實現(xiàn)低成本、高可靠度的無人駕駛能力。同時針對區(qū)域內(nèi)環(huán)境及用戶特性，優(yōu)化了車輛行駛路線及其調(diào)度策略，實現(xiàn)無人駕駛車運營[1-2]。

1無人駕駛車輛系統(tǒng)搭建

主要對測試區(qū)域進行了場景特征分析，并在此基礎(chǔ)上進行了傳感器選型及部分控制策略制定。1.1固定場景分析

經(jīng)過對測試區(qū)域內(nèi)路況及車間分布的初步調(diào)查，選取如圖1所示路線及?？奎c。

（1）該路線上主要交通參與者如表1所示。（2）區(qū)域內(nèi)道路限速25km/h，車道線清晰，無兩輪車通行，行人車輛分離行駛。綜上，該場景道路環(huán)境單一、結(jié)構(gòu)清晰。

1.2傳感器選型

表2和表3分別給出了各類常用傳感器用于環(huán)境探測及車輛定位的特征分析。本場景為低速環(huán)境，同時需要使車輛四周盲區(qū)盡可能小。故測試采用2個單線激光雷達及一套超聲波雷達作為車輛障礙物探測方案。同時，綜合考慮現(xiàn)場光照及建筑物遮擋情況，采用GPS為主、攝像頭為輔的組合定位方案。

1.3控制策略

無人駕駛車在行駛過程中主要有加速、減速和換道3種行為模式。當車輛定位信號弱或行徑路口、人行道時需減速行駛以確保安全，必要時需制動停車。當車輛遇到障礙物時，則按照圖2所示策略進行處理。

2固定場景下無人駕駛車輛的運行

主要進行無人駕駛車試運營，并根據(jù)試運營結(jié)果進行數(shù)據(jù)分析，進而對無人駕駛車進行改進優(yōu)化，包括制定新的運行路線及調(diào)度邏輯，而后再一次進行場景試運營[3]。

2.1一期運營測試及需求調(diào)查

第一期試運營累計運行2周，共完成98人次接駁、參與體驗人數(shù)67人，總計運行里程103.9km。統(tǒng)計分析，近80%員工認為無人駕駛車有效地降低了其往返各車間耗費的時間，提高了效率。同時，79%的員工希望無人駕駛路線可以更多選擇。

經(jīng)過對體驗人員反饋及需求進行分析后，在原測試路線基礎(chǔ)上增加途經(jīng)行政辦公區(qū)域和新能源總裝的路線及?？奎c，如圖3所示。

2.2二期擺渡車試運營

在一期運行結(jié)果及用戶需求分析的基礎(chǔ)上，二期更新路線及站點。更新路線后的擺渡車采用分段式路徑規(guī)劃方式，將路網(wǎng)根據(jù)各岔路口分成數(shù)個路段。當乘客確定目的地后，車輛會根據(jù)起點及終點的位置選擇分段路線拼湊在一起，采取最短的路線作為最終行駛路徑。相比初期方案，分段式路徑規(guī)劃可減少等待時間約20min，每趟行程耗時減少約5～10min。

同時，二期增加了車輛預約APP及運營平臺。平臺會收集用戶手機APP發(fā)送的用車需求，進行一定的處理后將調(diào)度命令分別發(fā)到每臺擺渡車上，擺渡車會根據(jù)收到的命令于相應時間完成擺渡任務并將結(jié)果實時上傳至平臺[4]。

基于平臺調(diào)度的無人駕駛擺渡車調(diào)度邏輯如圖4所示。

二期進行了2周試運營，共完成306次人員接駁、參與體驗人員237人、總計運行里程723.7km。經(jīng)統(tǒng)計顯示，本次體驗人員職位分布均勻，各區(qū)域?qū)o人駕駛擺渡車均存在確切需求[5]。

3結(jié)束語

無人駕駛技術(shù)是未來汽車智能化發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)和研究方

向。本文通過對固定場景的道路環(huán)境及常用傳感器的特性分析，完成了無人駕駛車輛的系統(tǒng)設計。

在此基礎(chǔ)上，本文制定了無人駕駛車輛在固定場景下的運營路線和方式，對無人駕駛車輛系統(tǒng)構(gòu)架進行了驗證，并對固定場景下無人駕駛車輛運行的模式和技術(shù)方案進行優(yōu)化，提出新的路線選擇和調(diào)度策略。結(jié)果表明，本文所搭建的無人駕駛車輛在固定場景下具有良好的適用性，且具有如手機約車等多種擴展功能，為無人駕駛技術(shù)的發(fā)展與應用提供了具有實踐意義的技術(shù)探索和應用示例。

【參考文獻】

[1]逄偉.低速環(huán)境下的智能車無人駕駛技術(shù)研究[D].浙江大學，2015.

[2]杜永博.無人駕駛技術(shù)在低速環(huán)境下的智能車應用研究[J].技術(shù)與市場，2017（06）：346.

[3]馬飛躍，王曉年.無人駕駛汽車環(huán)境感知與導航定位技術(shù)應用綜述[J].汽車電器，2015（02）：1-5.

[4]潘建亮.無人駕駛汽車推廣應用前期研究[J].汽車與配件，2014（32）：33-35.

[5]馬碩.無人駕駛汽車應用與發(fā)展現(xiàn)狀分析[J].汽車與駕駛維修（維修版），2017（4）：142-143.

作者簡介：

王鑫玥，本科，工程師，研究方向為智能駕駛技術(shù)開發(fā)與應用。