智能汽車自動駕駛的控制方法分析

王相哲

（電子科技大學 四川成都 611730）

隨著我國社會經(jīng)濟快速發(fā)展，國民的生活水平顯著提升，對汽車的需求逐年激增。現(xiàn)如今，各大車企對于中國市場的競爭愈加激烈，呈現(xiàn)了電動化、網(wǎng)聯(lián)化、智能化、共享化的“新四化”發(fā)展趨勢，“互聯(lián)網(wǎng)+汽車”模式逐漸興起，智能汽車受到廣泛關(guān)注?？梢灶A見，未來的一段時間內(nèi)，智能化將是汽車行業(yè)發(fā)展的著力點和風向標［1］。本文就智能汽車中如何實現(xiàn)自動駕駛控制方法進行分析，旨在提高公眾對自動駕駛技術(shù)的了解。

1 汽車自動駕駛的相關(guān)概述

1.1 研究背景

近年來，自動駕駛科技從觀念策劃之間向現(xiàn)實運用層次穩(wěn)步過渡，也有很多公司及員工加入到自動駕駛科技的探究進程中來。自動駕駛概念出現(xiàn)已久，但是自動駕駛行業(yè)卻鮮為人知。20世紀80年代，無人車Naclab-1首次完成無人駕駛實驗，之后，該型號車輛被運用在廂式貨車上開展探究，無人車道路試驗的相關(guān)法律如雨后春筍般出現(xiàn)。

之后，針對自動駕駛的探究漸漸走入大眾視野。2009年，自動駕駛汽車的照片廣為流傳，自動駕駛開始受到注重。結(jié)合計算機工作的穩(wěn)固性質(zhì)及高科學性，能夠與自動駕駛科技開展一定的結(jié)合，并進一步縮減由于駕駛因素引起的事故數(shù)量，與之相結(jié)合的車輛和基本設(shè)備互聯(lián)科技也會經(jīng)過車云交互，進一步縮減交通堵塞的狀況出現(xiàn)。

所以，各個國家出臺相關(guān)法規(guī)，進一步給自動駕駛的進步供應(yīng)便捷。我國在2015年開展的中國制造進一步加強對高端制造及智能制造的重視。2019年，國內(nèi)頒布《汽車產(chǎn)業(yè)中長期進展策劃》，明確了我國產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)換升級的重點便是智能網(wǎng)聯(lián)汽車。在人工智能層次上，美國在2016年發(fā)布的《國家人工智能探究以及發(fā)展戰(zhàn)略策劃》進一步明確美國會繼續(xù)對人工智能開展探究。2017年，國務(wù)院發(fā)布了《新一代人工智能進展策劃》，提出我國人工智能進展的主要目標和綜合規(guī)劃。2018年，科技單位啟用項目審批工作，不斷推進人工智能發(fā)展并逐步和傳統(tǒng)企業(yè)相結(jié)合的趨勢。

1.2 汽車自動駕駛的積極意義

自動駕駛科技便是運用互聯(lián)網(wǎng)對于公路中出現(xiàn)的各類情況的數(shù)據(jù)，開展搜查、解析和處置，在這個進程中，需要用到傳感設(shè)備等相關(guān)設(shè)施。經(jīng)過解析信息，能夠進一步完成汽車自動轉(zhuǎn)彎等相關(guān)工作，汽車自動駕駛科技在相關(guān)內(nèi)容上能夠進一步提升道路的運用性質(zhì)，進一步緩解道路擁堵，特別是道路高峰時間，在一定程度上能夠緩解交通壓力，使交通用具順利運作。

在汽車自動駕駛進程中，人工智能擔任駕駛員，人工智能自身判斷，更加嚴謹，進一步減小事故的出現(xiàn)概率。我國的許多汽車公司也開始把中心向汽車自動假設(shè)層次轉(zhuǎn)換，在這個領(lǐng)域投入了許多資金，有效探究并開展探究，成功研發(fā)部分智能汽車。汽車自動駕駛也能夠進一步推動科技的進步和提升，汽車自動駕駛與當代科技息息相關(guān)，自動假設(shè)科技的進步也會推動科技的進步，兩者相互協(xié)調(diào)相互進步。

1.3 汽車自動駕駛的分類

當前，國際無法統(tǒng)一智能汽車分類準則，大多運用美國汽車工程師的分級方式，經(jīng)過劃分等級的方式（見圖1），進一步展現(xiàn)自動駕駛科技的進展層次?，F(xiàn)有科技大多處于L3 階段。簡單來說，L1、L2 類別的自動駕駛屬于輔助設(shè)施，所有的駕駛動作需要司機進行完成，智能助手智能在部分場合開展提醒和警示，并沒有操控汽車的功能；但是L3的自動駕駛便能進一步脫離司機的操控，自動駕駛體系能夠正式接受司機的運作，人們只需要在特別狀況下開展運作；而L4～L5 便不再需要人類操控，汽車自身便能夠完成高度運作。分類的依據(jù)大多取決于車輛運行的道路狀況。

圖1 汽車自動駕駛分級示意圖

2 智能汽車的現(xiàn)狀與問題分析

2.1 智能汽車發(fā)展現(xiàn)狀

汽車智能駕駛屬于智能交通較為活泛的一個進展方向。當前，汽車正處于從功能汽車到智能網(wǎng)聯(lián)汽車的進展過程之中。國內(nèi)外全部汽車生產(chǎn)商都在不斷研究智能汽車及零件，期望自動駕駛體系能夠早日運行。自動駕駛屬于智能汽車進展的高級層次，囊括電資數(shù)據(jù)、自動操控、地理位置、車輛項目等多個科技區(qū)域，屬于當前智能交通區(qū)域的首要研究方向。

自動駕駛體系給予汽車認知、決策及操控等綜合技能，獨自實現(xiàn)駕駛?cè)蝿?wù)，不需要人類幫助。自動駕駛體系大多運用各類車載傳感設(shè)施，如計算機視覺、雷達系統(tǒng)、衛(wèi)星導航體系等，進一步獲得車輛周圍的數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)融合方式的基礎(chǔ)上，對于收集到的交通狀況及行車路線等相關(guān)數(shù)據(jù)開展整合。之后，經(jīng)過智能決策策劃方式，為自動駕駛汽車策劃出一條高效、便捷的道路和速度。之后，經(jīng)過對于自動駕駛汽車開展運動把控，自動調(diào)整油門等相關(guān)設(shè)備，完成對于路線的行駛，從而確保汽車運行的有效性和合理性。

一個優(yōu)秀的自動駕駛體系應(yīng)該像人類司機一樣，能夠?qū)囕v運行及周邊交通狀況開展判斷，能動的改變航行路線，完成駕駛?cè)蝿?wù)。目前來看，在未來很長一段時間內(nèi)，自動駕駛科技仍舊較難大范圍普及。但是，在某些特殊場合中的自動駕駛在逐漸運用，如集裝箱運輸、農(nóng)業(yè)器械等，無人化的自動駕駛科技改變了原有的繁雜、費時的工作方式，進一步提高的便捷性和效率性。

2.2 新能源汽車智能化發(fā)展中存在的問題

隨著現(xiàn)代化的不斷進步，汽車行業(yè)數(shù)字化變革在不斷進行，汽車不再是單純的交通用具，更屬于一個智慧空間。新能源汽車的智能化在多個方面獲得有效進展，但與此同時，也有著一定的負面影響需要完善和改良。

2.2.1 配套政策不完備，數(shù)據(jù)隱私安全堪憂

雖然互聯(lián)網(wǎng)科技較為高效，但是智能網(wǎng)聯(lián)也引起了部分隱私問題。伴隨滲透智能重點的相關(guān)信息在不斷提高，黑客侵入并改變數(shù)據(jù)的可能性也在不斷上升。智能網(wǎng)聯(lián)的出現(xiàn)使出行更加便捷的同時，也在收集車主的相關(guān)信息，智能網(wǎng)聯(lián)體系除了會供應(yīng)地圖導航以外，還可能會進一步推薦保險等無用信息，這些信息的來源與車主每日的行車軌跡息息相關(guān)。

2.2.2 基礎(chǔ)設(shè)施不完善，智能化發(fā)展受限制

智能共享帶來便利的同時，對于安全也具備一定的影響。新冠疫情還未完全消失，結(jié)合疫情防控要求，運營商家需要對共享汽車開展固定效度，同時，還需要確保用戶的車輛需求得到滿足，需要運營商對于共享車輛開展有效科學的調(diào)整以及運用把控。

3 智能汽車自動駕駛的控制與執(zhí)行

3.1 橫向控制

橫向把控是指對于汽車自動駕駛進程中運動方向的把控。橫向把控的完成離不開汽車運轉(zhuǎn)動力學模型的支撐，也就是說，汽車轉(zhuǎn)向動力學屬于一類精準程度更高的汽車橫向運動模型，模仿司機轉(zhuǎn)向運作經(jīng)驗進一步獲得橫向把控算法。圖2所示是某類智能自動駕駛商用汽車轉(zhuǎn)換體系構(gòu)造圖，在以往的轉(zhuǎn)向體系前提下，進一步增添了ECU 把控單元，作為整車中的一個執(zhí)行機構(gòu)，ECU 把控部門一方面接受來自整車把控設(shè)備的轉(zhuǎn)向指令，如轉(zhuǎn)向角度及速度等相關(guān)要素，除此之外，ECU 把控單元必需實時檢察整車現(xiàn)實的轉(zhuǎn)向狀況并完成反饋，經(jīng)過轉(zhuǎn)向體系，事先設(shè)計相關(guān)的把控算法，完成實時完善、做到閉環(huán)把控等效用，使汽車行駛過程中的安全性進一步提升。

圖2 智能自動駕駛汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)構(gòu)件圖

3.2 智能汽車自動駕駛車輛道路狀況識別

自動駕駛汽車的運作進程中，對于道路情況數(shù)據(jù)的認知和處置是保證自動假設(shè)汽車行駛的主要保障，只有保證自動駕駛汽車可以有效對道路狀況開展認知，才可以進一步發(fā)揮車輛運作監(jiān)督的作用。如圖3所示，為智能汽車自動駕駛車輛監(jiān)察控制中的道路識別。自動駕駛車輛的道路情況認知所運用的是狀態(tài)認知監(jiān)察把控系統(tǒng)，即依據(jù)車輛運作監(jiān)察把控需求對道路的情況開展認知。以點t作為車輛監(jiān)督運作中的時刻，在狀況監(jiān)督的前提下，和道路情況認知系統(tǒng)相結(jié)合，進一步保證為汽車駕駛監(jiān)督打下優(yōu)質(zhì)基礎(chǔ)。

圖3 智能汽車自動駕駛道路識別示意圖

3.3 濕式線控制動系統(tǒng)

為了進一步適應(yīng)自動駕駛汽車對于制動體系性能的高需求，采埃孚在以往制動產(chǎn)品的基礎(chǔ)上開展不斷創(chuàng)新，開發(fā)出了全新、可持續(xù)濕式線把控體系產(chǎn)品，進一步推動自動駕駛進展。與此同時，確?？蛻舻臐M意度和安全，集成化制動把控體系跟隨時代腳步，與制動科技的發(fā)展方向相適應(yīng)，進一步滿足了全球汽車工業(yè)對于安全及自動化駕駛的需要，支持更高等級無人駕駛科技，與綠色環(huán)保、自動化等產(chǎn)業(yè)導向相適應(yīng)。

3.4 集成自動駕駛傳感器的智能車頂模塊

自動駕駛傳感設(shè)備在車輛上的有效裝置對于車輛方位感知環(huán)境具有重要意義。除此之外，傳感設(shè)備必須得到有效維護，免于雪、泥等因素的損壞。在和主機廠及自動駕駛策劃供應(yīng)商的商策過程中，偉巴斯特確定車頂是裝置自動駕駛傳感設(shè)備的理想位置。這個方案在保證傳感設(shè)備有效性及耐用性的同時，對于汽車企業(yè)的好處更加顯著：一個“接口”，汽車企業(yè)不用考慮對于傳感設(shè)備的布置，經(jīng)過預標定，能夠大范圍縮減車企的裝置時長，進一步提升產(chǎn)出效率。與此同時，智能車頂還具備能夠開啟天窗的功能，滿足了消費者對于舒適性與可靠性的需求。

3.5 人工智能技術(shù)可以滿足人們的個性化、安全性的需求

智能科技囊括的數(shù)據(jù)較為廣泛，這之中便囊括精準度較高的地圖及準確的導航和定位。人工智能之中的道路數(shù)據(jù)較為精準且繁雜，這樣，在行駛進程中人工智能便能把道路數(shù)據(jù)反饋給駕駛?cè)藛T，而且人工智能可以在這些復雜的道路數(shù)據(jù)中獲得一條有效的道路。人工智能可實現(xiàn)有效更新，在行駛進程中能夠判斷地方道路情況，并了解各個道路的現(xiàn)實狀況。在外出的時候，這類科技能夠進一步為人們供應(yīng)精準的路線，確保人們可以向正確反向運行。同時，該行駛路線會排除線路等相關(guān)狀況，進一步節(jié)省時間，提升效率。

在道路行駛進程中，假設(shè)遇見突然狀況，人工智能科技會事先發(fā)出警告，并提出相關(guān)建議。對于部分習慣通過自動駕駛科技把握主動權(quán)的人來講，人工智能科技會把各類狀況反饋給自動駕駛體系，自動駕駛系統(tǒng)會在這類數(shù)據(jù)上開展解析并做出正確決定。在行駛進程中，人工智能科技會不斷調(diào)整自我，在行駛進程中遇到其余沒有錄入的狀況，人工智能科技會將其收入自身的數(shù)據(jù)庫之中，便于下次的決策。

4 結(jié)語

自動駕駛技術(shù)作為一項涉及汽車構(gòu)造、傳感器技術(shù)、信息通信、人工智能等多個學科的綜合應(yīng)用，需要不斷開展相關(guān)研究，需要社會各界的通力合作和相互交流。它的出現(xiàn)改變了人們對汽車駕駛的認知，雖然全工況的自動駕駛還有很長的路要走，但是，隨著科學技術(shù)的發(fā)展，自動駕駛技術(shù)終將會逐步完善和實現(xiàn)。