我國無人駕駛汽車的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢分析

河北師范大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 康新媚

大力發(fā)展新能源汽車技術(shù)是當前我國汽車工業(yè)的主導(dǎo)方向。隨著5G、人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算的迅速發(fā)展，新能源汽車將會邁向一個新的時代——“無人駕駛”時代，實現(xiàn)電動化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化、共享化。如今，無人駕駛汽車越來越得到大眾的關(guān)注。為了實現(xiàn)無人駕駛，必須使互聯(lián)網(wǎng)、通訊技術(shù)相互協(xié)同，幫助人們在關(guān)鍵時刻做出合適的決定，替人們做出判斷，保證出行安全。無人駕駛是大勢所趨，它終將會找到一條適宜的發(fā)展路線，為智能化交通作出巨大貢獻。

1 我國無人駕駛汽車的發(fā)展現(xiàn)狀

由于起步較晚，我國無人駕駛汽車技術(shù)的發(fā)展仍處于初期探索階段。1989年國防科技大學(xué)研制出了首輛智能汽車，由于技術(shù)和其他因素限制，直到1992年，經(jīng)過數(shù)次測試和技術(shù)完善，才稱得上第一輛真正意義上的無人駕駛汽車。而后，國家大力提倡發(fā)展新能源，并且隨著人工智能的迅速發(fā)展，北汽、廣汽、上汽、長安、比亞迪等企業(yè)紛紛將無人駕駛作為長期發(fā)展目標。近些年部分IT行業(yè)也開始涉足無人駕駛領(lǐng)域，如百度、騰訊、阿里巴巴、滴滴、華為等。他們將為國內(nèi)的無人駕駛汽車提供更加豐富的想法和先進技術(shù)，為我國無人駕駛注入新鮮血液。目前，國內(nèi)首款商用無人駕駛巴士是由金龍客車和百度公司聯(lián)手打造的，該車完全根據(jù)L4級無人駕駛汽車的特點來設(shè)計，沒有轉(zhuǎn)向盤、制動踏板、驅(qū)動踏板，由無人駕駛系統(tǒng)來操控。該車目前只涉及商用領(lǐng)域，如公園、景區(qū)、機場等。

隨著5G的到來，無人駕駛發(fā)展前景將更加廣闊。5G 具有傳輸速度快、延時低、可靠性高等特點。2019年，四川省成都市、山東省濟南市及浙江省湖州市德清縣先后進行了5G自動駕駛汽車道路測試。河南省鄭州市也開通了5G自動駕駛運營線路，在開放道路上進行測試也指日可待。目前我國無人駕駛技術(shù)尚不成熟，在安全性、技術(shù)性、法規(guī)方面仍然存在問題，還需要經(jīng)過長期的努力才能達到理想狀態(tài)。

2 無人駕駛汽車的關(guān)鍵技術(shù)

無人駕駛汽車是多種技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，其關(guān)鍵技術(shù)包括環(huán)境感知技術(shù)、通信技術(shù)、定位技術(shù)、導(dǎo)航技術(shù)、路徑規(guī)劃及決策與控制技術(shù)等。

2.1 環(huán)境感知技術(shù)

環(huán)境感知是無人駕駛汽車最基礎(chǔ)的技術(shù)，也是最重要的技術(shù)，它直接關(guān)乎人和車輛的安全，相當于人的眼睛。環(huán)境感知要求汽車對周圍復(fù)雜的環(huán)境進行感知，包括行駛過程中前方道路是否通暢，車輛附近是否有障礙物，以及前方后方是否有其他車輛靠近，即無人駕駛汽車在行駛過程中需要對周圍基礎(chǔ)設(shè)施、道路情況、障礙物、交通標識、交通信號燈及周圍車輛等進行感知。無人駕駛汽車通過各種傳感器感知周圍環(huán)境，如攝像頭、超聲波雷達、激光雷達、毫米波雷達、紅外線傳感器等。當然，不同的傳感器有不同的工作范圍，他們各自發(fā)揮著自己的作用并相互結(jié)合，才能更好地為無人駕駛汽車服務(wù)。

2.2 通信技術(shù)

隨著5G時代的到來，越來越多的無人駕駛汽車研制企業(yè)都投入其中，5G主要具有以下優(yōu)勢。

（1）具有超高的網(wǎng)速和大寬帶。車輛在行駛過程中必須時刻與周圍的信息進行實時交互，獲得一些必要的數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)能否上傳到云端以及需要多長時間獲得反饋取決于大寬帶和高網(wǎng)速。此外，攝像頭拍攝圖像的清晰度也取決于網(wǎng)速。

（2）延時低和可靠性高。按照5G標準，延時將會降低到1毫秒，響應(yīng)距離大大縮短，在一定程度上保證了無人駕駛汽車的安全性。

（3）5G的邊緣計算技術(shù)為了降低數(shù)據(jù)傳輸帶來的超負荷，將數(shù)據(jù)的計算和存儲中心分散到離數(shù)據(jù)源更近的地方，這也是無人駕駛汽車技術(shù)中重要的一點。

2.3 定位導(dǎo)航技術(shù)和路徑規(guī)劃

無人駕駛汽車利用全球定位系統(tǒng)（GPS）來確定自身所處的位置，利用導(dǎo)航技術(shù)對所去目的地的速度和方向進行規(guī)劃。目前，GPS和北斗是我國無人駕駛汽車上廣泛使用的導(dǎo)航系統(tǒng)。但僅僅使用它們是不夠的，例如，百度“阿波龍”車搭載的是GPS+RTK（載波相位差分技術(shù)）。RTK目前也在被廣泛的使用，該技術(shù)是將基站收集到的定位數(shù)據(jù)與移動站收集到的數(shù)據(jù)進行差分，可獲得厘米級的定位結(jié)果。

路徑規(guī)劃目前在人工智能的基礎(chǔ)上朝著最優(yōu)路線發(fā)展，大大節(jié)省駕乘人員的時間。路徑規(guī)劃根據(jù)環(huán)境信息可分為全局規(guī)劃和局部規(guī)劃。全局規(guī)劃需要掌握總體的環(huán)境信息，因此只用作對全局的靜態(tài)規(guī)劃。局部規(guī)劃需要利用車輛傳感器的信息，因為傳感器的信息是實時變化，所以局部規(guī)劃用作動態(tài)規(guī)劃。全局規(guī)劃無法對實時信息進行規(guī)劃，如車輛周圍的環(huán)境變化、障礙物大小及道路情況等，但可以規(guī)劃出最優(yōu)路線和最終行駛時間。而局部規(guī)劃不僅考慮了這些因素，還將行駛過程中的實時交通情況包含其中。因此，全局規(guī)劃和局部規(guī)劃可以相互結(jié)合、相互補充。

2.4 決策與控制技術(shù)

當無人駕駛汽車進行環(huán)境感知和定位導(dǎo)航進行路徑規(guī)劃后，便由執(zhí)行器開始進行操作控制，無人駕駛汽車開始自動駕駛。當無人駕駛汽車在行駛過程中遇到不可預(yù)知的狀況后，它可自動進行判斷決策，重新開始路徑規(guī)劃，并且結(jié)合當前位置和周圍環(huán)境，做出最優(yōu)決策。

3 無人駕駛汽車發(fā)展存在的問題

3.1 安全與技術(shù)問題

目前我國的互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展迅速，無人駕駛汽車融合了現(xiàn)代通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，而一旦出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障，無人架勢汽車將無法辨別周圍環(huán)境、識別周圍車輛及交通信號燈這些基本設(shè)施，交通事故是不可避免的。

3.2 無人駕駛汽車接納和普及問題

現(xiàn)在我國的無人駕駛汽車技術(shù)還未成熟，可靠性還不高，多數(shù)人對無人駕駛汽車不夠信任，人們還需要一段時間來適應(yīng)新生事物。破除人們的觀念歸根結(jié)底還是要靠無人駕駛汽車自身的技術(shù)。所以無人駕駛汽車要想得到更好的發(fā)展，還需要提升自身的技術(shù)才能令人信服。

3.3 成本問題

無人駕駛汽車的研發(fā)成本非常高，因其昂貴的零件和傳感器系統(tǒng)，以及需要多次進行道路測試，需要花費大量的人力、物力和財力。

3.4 法律法規(guī)問題

我國無人駕駛汽車雖然已經(jīng)開始進行道路測驗，但是還不能適應(yīng)所有的道路。所以一旦發(fā)生交通事故，相關(guān)的法律責(zé)任究竟該由誰承擔(dān)，相關(guān)的法律法規(guī)還不夠健全。

3.5 對其他相關(guān)行業(yè)的影響

無人駕駛汽車行業(yè)必定會對傳統(tǒng)汽車行業(yè)及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)造成極大沖擊。隨著新能源和無人駕駛汽車的普及，人們的共享意識逐步增強，傳統(tǒng)汽車利潤將會大幅度下降，從而導(dǎo)致汽車行業(yè)秩序被打亂，傳統(tǒng)汽車制造業(yè)地位也將受到極大沖擊。無人駕駛汽車的出現(xiàn)也會對一些相關(guān)行業(yè)造成影響，如傳統(tǒng)駕駛行業(yè)的司機也將面臨著失業(yè)，交通事故率降低后保險公司出險人員的工作也將受到影響。如今加油站已經(jīng)普遍，而無人駕駛汽車需要充電不需要加油，加油站勢必會受到極大沖擊。

3.6 無人駕駛汽車充電問題

近年來我國充電樁數(shù)量雖大幅度增長，但還遠遠不能滿足當前電動汽車及無人駕駛汽車的需求。而且充電樁基礎(chǔ)設(shè)施分布不平衡，大都集中在北上廣等地區(qū)及一線城市。

4 無人駕駛汽車的發(fā)展趨勢及展望

目前，無人駕駛汽車發(fā)展仍然面臨著許多挑戰(zhàn)，我國還需要經(jīng)過長期不懈的努力解決當前遇到的技術(shù)瓶頸問題。5G與無人駕駛技術(shù)相結(jié)合是必然的，這是科技進步和時代發(fā)展的產(chǎn)物，我們將走向一個新的時代——“5G+無人駕駛”時代?！?G+無人駕駛”的實現(xiàn)，需要更加智能化的系統(tǒng)、更高的網(wǎng)絡(luò)傳輸速度、更精準的實時道路信息、更齊備的車內(nèi)安全設(shè)施，讓人們享受出行便捷性的同時，還能夠感受無人駕駛汽車的安全可靠。

在不久的將來，無人駕駛終將替代人類駕駛，降低交通擁堵和事故，使人們出行更加便利，為社會做出巨大貢獻，推動時代發(fā)展。時代在改變，社會在進步，任何技術(shù)都在創(chuàng)新，無人駕駛汽車前景也會十分廣闊。