人工智能在汽車自動(dòng)駕駛中的應(yīng)用

楊志財(cái) 康沛棟

摘 要：人工智能技術(shù)的研發(fā)推動(dòng)了我國(guó)科技產(chǎn)業(yè)邁向了新的里程，隨著人工智能技術(shù)研究領(lǐng)域的拓展，增加了語(yǔ)言、圖像識(shí)別和自主學(xué)習(xí)等功能，通過(guò)模擬人的行為來(lái)控制機(jī)器設(shè)備是人工智能技術(shù)發(fā)展的重要方向。將人工智能與汽車自動(dòng)駕駛技術(shù)相結(jié)合，是對(duì)我國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)乃至科技領(lǐng)域的重大變革。文章主要對(duì)人工智能在汽車自動(dòng)駕駛中的應(yīng)用進(jìn)行分析，為推動(dòng)智能汽車的進(jìn)一步發(fā)展提供參考。

關(guān)鍵詞：人工智能;汽車駕駛技術(shù);應(yīng)用

引言：人工智能的發(fā)展為汽車駕駛轉(zhuǎn)型提供了重要支撐。作為新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的核心驅(qū)動(dòng)力，人工智能有著廣闊的發(fā)展前景。而汽車自動(dòng)駕駛技術(shù)充分融合了人工智能的優(yōu)勢(shì)，在傳感、通信、材料等多方面不斷優(yōu)化，能夠更好地適應(yīng)現(xiàn)代人的駕駛需求，在駕駛的舒適性和安全性方面都有很大提升[1]。當(dāng)前世界各國(guó)都在積極布局汽車自動(dòng)駕駛產(chǎn)業(yè)， 將人工智能與汽車自動(dòng)駕駛相結(jié)合不僅是一次技術(shù)突破，更是世界科技的大變革。在車輛自動(dòng)駕駛技術(shù)不斷發(fā)展的今天，相應(yīng)的駕駛分級(jí)、道路測(cè)試和規(guī)劃以及汽車生產(chǎn)也在不斷創(chuàng)新，出現(xiàn)了大量新問(wèn)題，給汽車自動(dòng)駕駛的實(shí)際應(yīng)用帶來(lái)了挑戰(zhàn)。

1人工智能與智能駕駛技術(shù)概述

人工智能技術(shù)是一門研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能的理論、方法以及技術(shù)應(yīng)用的技術(shù)科學(xué)。人工智能作為計(jì)算機(jī)學(xué)科的一個(gè)重要分支，其研究的重點(diǎn)就是智能的實(shí)質(zhì)，進(jìn)而能夠形成一種接近人類智能的程序。人工智能通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)人的思想和行為進(jìn)行系統(tǒng)全面的有效模擬，進(jìn)而能夠?qū)⑷祟惖闹腔叟c計(jì)算機(jī)進(jìn)行融合。但是人工智能并不等同于人的智能，其只是能像人類那樣對(duì)問(wèn)題進(jìn)行思考，但是隨著人工智能的不斷發(fā)展，其可能超越人類的智能。汽車智能駕駛技術(shù)是指在駕駛汽車的過(guò)程中，不需要人為的進(jìn)行操作，而是借助汽車內(nèi)設(shè)置的車載智能系統(tǒng)，對(duì)汽車行駛過(guò)程中周圍的環(huán)境變化進(jìn)行實(shí)時(shí)的感應(yīng)分析，并對(duì)行駛路線進(jìn)行自動(dòng)規(guī)劃，確保汽車能夠安全順利的到達(dá)目的地。

2汽車駕駛技術(shù)智能化的好處

一方面，有助于減少交通事故的發(fā)生。通常汽車在日常應(yīng)用中存在兩個(gè)負(fù)面影響，一是因人們駕駛技術(shù)不過(guò)關(guān)導(dǎo)致的交通事故;另一個(gè)就是環(huán)境客觀因素造成干擾而影響駕駛引發(fā)悲劇。對(duì)此，眾多汽車企業(yè)基于傳統(tǒng)駕駛進(jìn)行創(chuàng)新升級(jí)，運(yùn)用高端人工智能科技輔助或者代替人為駕駛，從根本上杜絕人們不良駕駛行為的發(fā)生，降低汽車出行風(fēng)險(xiǎn)。另一方面，改善汽車帶來(lái)的生活壓力和環(huán)境壓力。首先，長(zhǎng)時(shí)間駕駛會(huì)導(dǎo)致人們出現(xiàn)疲勞、枯燥等不適現(xiàn)象，例如很多司機(jī)在長(zhǎng)期駕駛過(guò)程中存在腰間盤突出的問(wèn)題。自動(dòng)駕駛系統(tǒng)有助于改良汽車駕駛環(huán)境，為人們提供優(yōu)越的駕駛體驗(yàn);其次，汽車駕駛的人工智能化發(fā)展，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化駕駛，不僅節(jié)省時(shí)間，而且改善駕駛過(guò)程中的枯燥疲勞現(xiàn)象;最后，汽車駕駛技術(shù)人工智能化的發(fā)展，還將減少尾氣排放、緩解交通壓力、節(jié)約停車資源，從方方面面為人們的生活提供方便。

3人工智能在汽車自動(dòng)駕駛技術(shù)的應(yīng)用

3.1車輛定位的應(yīng)用

車輛定位是汽車實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛的關(guān)鍵所在。依托于人工智能的發(fā)展， 車輛定位技術(shù)不斷發(fā)展成熟。通過(guò)激光和GPS技術(shù)，汽車在駕駛過(guò)程中， 自動(dòng)駕駛系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)接收道路信息，通過(guò)激光導(dǎo)航、視覺導(dǎo)航等識(shí)別車輛所處的地理位置，并主動(dòng)向駕駛系統(tǒng)發(fā)送道路信息，以幫助中央導(dǎo)航做出正確的駕駛選擇。例如，磁導(dǎo)航技術(shù)需要事先在道路兩側(cè)定點(diǎn)埋放磁釘、電線等，通過(guò)變換磁極的朝向，發(fā)揮導(dǎo)航設(shè)備的作用。當(dāng)自動(dòng)駕駛汽車駕駛到該路段時(shí)，汽車會(huì)與埋放的電磁設(shè)備產(chǎn)生感應(yīng)，捕捉到相應(yīng)的數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析，最后得出道路信息，分析出車輛所處的位置并向自動(dòng)駕駛系統(tǒng)發(fā)出指令，以引導(dǎo)駕駛。

3.2圖形識(shí)別與感知的應(yīng)用

當(dāng)前，無(wú)人駕駛技術(shù)主要是運(yùn)用傳感器來(lái)感知外界環(huán)境，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新發(fā)展，傳感器性能越來(lái)越高、體積越來(lái)越小，推動(dòng)無(wú)人駕駛汽車技術(shù)的發(fā)展。一般無(wú)人駕駛汽車所需車載傳感器主要包括四個(gè)類型： 第一，雷達(dá)傳感器，主要是通過(guò)激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)或者超聲波雷達(dá)探測(cè)汽車周圍的障礙物，例如車輛、行人及路肩。這三種雷達(dá)測(cè)試具有不同的特點(diǎn)，激光雷達(dá)具有精度高、范圍廣、成本高的特點(diǎn)，毫米波雷達(dá)探測(cè)距離遠(yuǎn)，因?yàn)槌杀镜捅黄囍悄荞{駛廣泛應(yīng)用，不過(guò)其精度與可視角低[2]。超聲波雷達(dá)是三種雷達(dá)中成本最低的，探測(cè)距離近，精度不高，通常用于汽車低速行駛中對(duì)碰撞的預(yù)警提示;第二，視覺傳感器，主要是運(yùn)用單目、雙目或紅外攝像頭識(shí)別車道線、交通信號(hào)及行人車輛等。由于圖像識(shí)別在汽車行駛過(guò)程中至關(guān)重要，因而成為目前人工智能駕駛技術(shù)研究中的重點(diǎn);第三，定位及位姿傳感器，主要是獲取具體的經(jīng)緯坐標(biāo)、速度及行駛過(guò)程中的角度，當(dāng)前汽車智能駕駛中通常采用差分定位設(shè)備進(jìn)行高精度的定位。當(dāng)前，RTK-GPS 和固定差分基站系統(tǒng)，為智能駕駛汽車提供了強(qiáng)有力的安全保障;第四，車身傳感器，其主要應(yīng)用于汽車本身系統(tǒng)，主要是為了獲取汽車行駛過(guò)程中的車速、輪速、檔位等信息。

3.3深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)的應(yīng)用

相對(duì)于傳統(tǒng)的汽車駕駛主要依靠駕駛員的腦力進(jìn)行操控，人工智能汽車駕駛技術(shù)則是建立在計(jì)算機(jī)程序的基礎(chǔ)上，這就對(duì)計(jì)算機(jī)硬件和軟件提出了非常高的要求。由于汽車在行駛過(guò)程中難以避免會(huì)產(chǎn)生一定的震動(dòng)， 而人們通常使用的計(jì)算機(jī)需要在靜止的狀態(tài)下進(jìn)行運(yùn)行，在運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)下難以進(jìn)行長(zhǎng)久的運(yùn)行，這就需要計(jì)算機(jī)硬件具有非常優(yōu)良的適應(yīng)性，能夠滿足汽車各種不同行駛狀態(tài)的要求。同時(shí)，由于汽車的行駛環(huán)境不是一成不變的，需要面臨各種復(fù)雜的路況和行駛環(huán)境，這就對(duì)計(jì)算機(jī)控制軟件提出了非常高的要求，其不僅需要對(duì)外界進(jìn)行有效的感知，還要具備良好的學(xué)習(xí)功能，進(jìn)而不斷提高其自身的適應(yīng)性，以此滿足各種復(fù)雜駕駛環(huán)境的要求[3]。深度學(xué)習(xí)能力是關(guān)系人工智能汽車駕駛技術(shù)成敗的決定性因素， 其是由人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展而來(lái)的，能夠在一定程度上提高汽車控制系統(tǒng)的識(shí)別力和判斷力，確保行駛中的識(shí)別準(zhǔn)確率。

3.4信息共享的應(yīng)用

汽車自動(dòng)駕駛中的信息共享主要是不同汽車之間對(duì)實(shí)時(shí)路況、車輛位置信息的共享。在人工智能技術(shù)的輔助下，自動(dòng)駕駛汽車能夠及時(shí)獲取實(shí)時(shí)駕駛信息，并通過(guò)無(wú)線互聯(lián)網(wǎng)上傳到網(wǎng)絡(luò)，而其他的汽車在分享自身獲取到的信息時(shí)也能獲取其他車輛分享的信息，同時(shí)在人工智能的輔助下， 得以對(duì)海量的共享信息進(jìn)行抓取分析，以篩選出對(duì)自身駕駛有益的信息。人工智能還能幫助自動(dòng)駕駛汽車實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)用信息的銷毀處理，一旦抓取的共享信息失去時(shí)效性，便自動(dòng)進(jìn)行刪除處理，保證自動(dòng)駕駛汽車能夠獲取最新的共享信息。

結(jié)束語(yǔ)：綜上可見，人工智能化汽車駕駛技術(shù)與我們的生活越來(lái)越緊密，人工智能化技術(shù)的應(yīng)用，不僅順應(yīng)市場(chǎng)發(fā)展需要，還推動(dòng)汽車人工智能化的發(fā)展，有效緩解交通擁堵、降低交通事故發(fā)生率，為消費(fèi)者帶來(lái)個(gè)性化和智能化的汽車產(chǎn)品與服務(wù)。本文通過(guò)介紹人工智能技術(shù)在汽車駕駛技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用，以憑借人工智能技術(shù)為國(guó)家交通智能化發(fā)展提供助力， 為人們的生活提供便捷。

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