人工智能在汽車駕駛領(lǐng)域的應(yīng)用

李春波

（江蘇省人民政府駐北京辦事處，北京市 100011）

0 引言

隨著社會(huì)的進(jìn)步和時(shí)代的發(fā)展，人們的生活水平不斷提高，汽車開始越來(lái)越多地走進(jìn)了尋常百姓家，這在方便大家出行的同時(shí)，也給人們的安全駕駛帶來(lái)了巨大挑戰(zhàn)。把人工智能技術(shù)應(yīng)用到汽車駕駛領(lǐng)域，對(duì)于提高汽車安全駕駛程度，保障駕駛員和乘客生命財(cái)產(chǎn)安全具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 相關(guān)概念

1.1 人工智能技術(shù)

人工智能技術(shù)是一門開發(fā)、研究用于延伸、模擬、拓展人的智能的方法、理論和應(yīng)用的技術(shù)科學(xué)，主要內(nèi)容是研究智能的實(shí)質(zhì)，然后形成一種近似于人類智能的程序。人工智能通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)模擬人的行為和思想，把計(jì)算機(jī)和人類智慧相互融合，合二為一。目前，人工智能能像人的大腦一樣進(jìn)行問(wèn)題思考，但兩者不能畫等號(hào)，有可能未來(lái)人工智能會(huì)高于人的智能。

1.2 汽車智能駕駛技術(shù)

汽車智能駕駛技術(shù)主要是指在不需要人為操作的情況下駕駛汽車，利用設(shè)置在汽車中的智能系統(tǒng)實(shí)時(shí)分析汽車在行駛中周圍環(huán)境的變化狀況，智能規(guī)劃行駛路線，確保汽車能順利到達(dá)目的地。

2 人工智能駕駛技術(shù)的重要性

2.1 提升人們的駕駛感受

駕駛汽車時(shí)間過(guò)長(zhǎng)時(shí)，駕駛員會(huì)產(chǎn)生疲勞感，導(dǎo)致無(wú)法集中注意力，因此，在遇到特殊復(fù)雜路況時(shí)，駕駛員僅憑反應(yīng)能力和駕駛經(jīng)驗(yàn)很難解決突發(fā)狀況，很難在駕車過(guò)程中第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并快速做出反應(yīng)，無(wú)法確保自身和乘客的生命財(cái)產(chǎn)安全，往往會(huì)導(dǎo)致發(fā)生無(wú)法挽回的結(jié)果。而在汽車駕駛領(lǐng)域中應(yīng)用人工智能，能全面的感知周圍的情況，對(duì)車體進(jìn)行360度“無(wú)死角”監(jiān)測(cè)，以保證駕駛員能掌控每個(gè)方向每個(gè)角落，有利于快速做出正確的判斷，從而降低道路風(fēng)險(xiǎn)，確保行車安全。另外，很多大貨車駕駛員會(huì)因長(zhǎng)時(shí)間駕車而患上腰椎間盤突出等疾病。將人工智能技術(shù)應(yīng)用于汽車駕駛中，可借助自動(dòng)駕駛解決駕駛員疲勞駕駛問(wèn)題，同時(shí)還可提高駕駛舒適感，有利于駕駛員的身體健康。駕駛員在汽車駕駛過(guò)程中要高度集中注意力，密切注意手、眼、腦、腳之間的配合，而將人工智能技術(shù)應(yīng)用于汽車駕駛領(lǐng)域后，駕駛員可借助自動(dòng)駕駛間隙進(jìn)行休息。

2.2 降低發(fā)生交通事故概率

汽車在方便人們出行的同時(shí)也造成了一些負(fù)面影響。部分駕駛員缺乏熟練的駕駛技術(shù)，容易造成交通擁堵，在雨雪等惡劣天氣影響下還可能會(huì)影響民眾出行安全。所以，一些汽車制造企業(yè)創(chuàng)新升級(jí)了原有汽車駕駛技術(shù)，借助人工智能技術(shù)輔助汽車駕駛，或干脆代替駕駛員來(lái)駕駛汽車，以此來(lái)改變一些駕駛員的不良駕駛習(xí)慣，有效避免交通隱患。

3 人工智能在汽車自動(dòng)駕駛中的應(yīng)用要點(diǎn)

3.1 感知和圖形識(shí)別技術(shù)

汽車無(wú)人駕駛功能主要借助傳感器來(lái)感知車外環(huán)境，隨著科技的不斷發(fā)展，傳感器體積越來(lái)越小，性能越來(lái)越強(qiáng)。目前，在無(wú)人駕駛技術(shù)中，汽車傳感器主要有四種類型，即：視覺傳感器、雷達(dá)、車身傳感器、位姿和定位傳感器。視覺傳感器可借助紅外線、雙目、單目攝像頭，精準(zhǔn)識(shí)別車道線、交通信號(hào)燈、過(guò)往車輛、行人等，能確保汽車行駛安全；雷達(dá)能在第一時(shí)間探測(cè)汽車周圍的障礙物，并能將探測(cè)信息及時(shí)反饋給無(wú)人控制系統(tǒng)；車身傳感器主要在汽車自身系統(tǒng)中應(yīng)用，能檢測(cè)輪速、車速和擋位等，在無(wú)人駕駛技術(shù)中具有非常重要的作用；位姿和定位傳感器主要是在汽車行駛過(guò)程中有效識(shí)別車速、行駛角度以及經(jīng)緯坐標(biāo)等，并在此基礎(chǔ)上有針對(duì)性地調(diào)整行駛方向，確保汽車在預(yù)定線路上安全行駛。

為真正確保汽車的自動(dòng)駕駛，自動(dòng)駕駛汽車需具備新的雷達(dá)、攝像頭、LIDAR（激光雷達(dá)模塊）、ECU（傳感器和處理器融合引擎控制單元）、新的測(cè)試、算法以及驗(yàn)證等。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，自2016年至2023年，預(yù)計(jì)自動(dòng)駕駛會(huì)促進(jìn)汽車電子系統(tǒng)價(jià)值年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)60%。在未來(lái)10至15年中，該增長(zhǎng)會(huì)讓汽車自動(dòng)駕駛水平大幅提升。

表1 提高汽車自動(dòng)化水平的同時(shí)，也會(huì)增加傳感器數(shù)量

3.2 信息共享技術(shù)

信息共享技術(shù)主要是指汽車在行駛過(guò)程中，人工智能能實(shí)時(shí)獲取多樣化外界信息，如周圍路況、汽車位置、天氣情況等，借助無(wú)線網(wǎng)絡(luò)把這些信息傳遞至共享平臺(tái)，其他人工智能汽車借助共享信息能及時(shí)調(diào)整駕駛細(xì)節(jié)，從而確保行車安全。利用信息共享和交流能有效優(yōu)化汽車駕駛環(huán)境，借助獲得的車流量信息適當(dāng)調(diào)整車輛行駛時(shí)間和行駛路線，有效避免車輛擁堵，提高公眾出行效率。借助3D路況感應(yīng)技術(shù)，智能駕駛汽車可準(zhǔn)確辨別路況信息，然后根據(jù)附近環(huán)境特點(diǎn)有針對(duì)性地調(diào)整行駛狀態(tài)，最大限度地降低路況對(duì)車輛行駛造成的不利影響。因此，借助人工智能提取信息，詳細(xì)分析和處理汽車智能行駛過(guò)程中的信息，可大大提高信息處理的效率。

3.3 深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)

傳統(tǒng)駕駛與人工智能駕駛有較大區(qū)別，傳統(tǒng)駕駛一般依賴駕駛員通過(guò)腦力操控汽車，而人工智能駕駛需要借助計(jì)算機(jī)運(yùn)行程序進(jìn)行控制，對(duì)計(jì)算機(jī)軟硬件的要求較高。汽車在行駛過(guò)程中不可避免會(huì)發(fā)生震動(dòng)現(xiàn)象，但目前普遍使用的計(jì)算機(jī)需要的運(yùn)行環(huán)境為靜止態(tài)勢(shì)，長(zhǎng)期在連續(xù)運(yùn)動(dòng)的情況下，計(jì)算機(jī)很難長(zhǎng)時(shí)間正常運(yùn)轉(zhuǎn)，因此需要不斷提高計(jì)算機(jī)硬件適應(yīng)能力，以更好地適應(yīng)不同駕駛條件下的各種需要。汽車在行駛過(guò)程中可能會(huì)經(jīng)過(guò)郊區(qū)、市區(qū)、山路等各種不同的路段，經(jīng)過(guò)不同的駕駛環(huán)境，經(jīng)歷不同的路況，這不但要求計(jì)算機(jī)軟件對(duì)外界的感知能力良好，還應(yīng)具備較好學(xué)習(xí)功能，增強(qiáng)適應(yīng)能力，不斷滿足汽車在多樣化駕駛環(huán)境中的不同需求。人工智能駕駛能否成功主要是看深度學(xué)習(xí)能力是否過(guò)關(guān)，深度學(xué)習(xí)能力的發(fā)展淵源是人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，其能使汽車本身控制系統(tǒng)的辨別能力和識(shí)別能力得到大幅提升，以確保在駕駛過(guò)程中汽車識(shí)別信息的質(zhì)量。

4 人工智能在汽車自動(dòng)駕駛中的具體應(yīng)用

4.1 在個(gè)性化需求、安全性方面的應(yīng)用

每個(gè)人都有不同的駕駛習(xí)慣，因此對(duì)于汽車內(nèi)部環(huán)境，每個(gè)人也會(huì)有不同的要求。一些身高較高的人在開車時(shí)習(xí)慣后調(diào)座椅，而對(duì)于一部分身高不高的人而言，座椅太過(guò)后時(shí)，無(wú)法掌握方向盤。人們?cè)谄囎詣?dòng)駕駛中不必精神緊張，可放松心情，人工智能能自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整?？赏ㄟ^(guò)人工智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)個(gè)性化設(shè)計(jì)，如幫助人們調(diào)整座椅，調(diào)整燈光等，提高在汽車自動(dòng)駕駛過(guò)程中人們的乘坐舒適度。當(dāng)遇到較為危險(xiǎn)的情況或突發(fā)狀況時(shí)，人工智能能立即做出決定，當(dāng)機(jī)立斷采取措施，有效保護(hù)人們的人身財(cái)產(chǎn)安全。借助人工智能輔助作用，可減少人們的操作，與此同時(shí)，通過(guò)人工智能操作，可確保人們集中精力，從而提高行車安全性。

4.2 在信息互通和搜集方面的應(yīng)用

人工智能承擔(dān)為汽車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)收集信息的任務(wù)，在汽車行駛中會(huì)密切關(guān)注周圍的環(huán)境信息。例如，汽車在擁擠路段行駛時(shí)，要保持與周圍車輛有一定的車距，并注意路人和各種指示路牌、路燈等。人的精力有限，很難長(zhǎng)時(shí)間記憶和收集這些信息。而人工智能具有發(fā)達(dá)的感知系統(tǒng)，可有效解決上述問(wèn)題，可把汽車各方向的全部信息都收錄到汽車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)中，借助圖像掃描技術(shù)把各種信息在汽車中呈現(xiàn)出來(lái)，以便于駕駛者了解周圍的環(huán)境信息，同時(shí)便于汽車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)實(shí)施準(zhǔn)確判斷。汽車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)收錄了各種環(huán)境和路況的應(yīng)對(duì)措施，人工智能在搜集周圍環(huán)境信息時(shí)，會(huì)對(duì)照數(shù)據(jù)庫(kù)中的相關(guān)信息，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有相似數(shù)據(jù)信息時(shí)，會(huì)把信息反饋給汽車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，如此一來(lái)汽車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)可做成正確指令，使汽車正常持續(xù)行駛。人工智能能實(shí)現(xiàn)較為廣闊范圍內(nèi)的全覆蓋，并具備信息互通功能，汽車在行駛時(shí)，可借助人工智能了解其它車輛的信息。特別是在無(wú)人駕駛時(shí)，車輛間可共享當(dāng)前行車環(huán)境狀況和路況信息，通過(guò)共享確定其它車輛的位置，以確保各車輛間保持安全距離。

4.3 在提供準(zhǔn)確的定位和精確的路線方面的應(yīng)用

人工智能信息功能廣泛，其中包括準(zhǔn)確定位。人工智能中有眾多準(zhǔn)確的道路信息，人工智能可在汽車行駛中把道路信息反饋給駕駛者，同時(shí)人工智能可在眾多道路信息中選擇一條安全快捷的道路。人工智能具有實(shí)時(shí)更新功能，能在行駛時(shí)判斷各個(gè)地方的路況，掌握各個(gè)道路實(shí)際狀況。人工智能可為外出人員提供精準(zhǔn)路線，確保人們行駛方向正確。同時(shí)，若行駛路線中出現(xiàn)修路等狀況，人工智能可自動(dòng)排除修路路線，從而大大節(jié)約人們的行駛時(shí)間。若在行駛中遇到突發(fā)狀況，人工智能可預(yù)先發(fā)出警告提示，同時(shí)給出一些建議。人工智能還會(huì)在汽車行駛中不斷自我調(diào)整，當(dāng)遇到未被錄入汽車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的新情況時(shí)，人工智能會(huì)把相關(guān)信息自動(dòng)存入數(shù)據(jù)庫(kù)，以為下一次決策提供便利。

5 未來(lái)發(fā)展前景

5.1 腦控技術(shù)

腦控技術(shù)屬于一種超前意識(shí)且顛覆傳統(tǒng)手腳的前沿技術(shù)。我國(guó)在10年前曾利用HQ3轎車開展腦控技術(shù)方面的測(cè)試，測(cè)試路段是自長(zhǎng)沙至武漢路段。腦控技術(shù)借助電腦設(shè)備對(duì)注意力集中時(shí)駕駛員產(chǎn)生的腦電信號(hào)信息進(jìn)行捕捉收集，然后通過(guò)腦電信號(hào)分析駕駛員的駕駛意圖，再給汽車發(fā)送操控指令。通過(guò)對(duì)交通線信息、岔道信息、車體姿態(tài)變化信息等處理效果開展測(cè)試，給我國(guó)人工智能汽車技術(shù)發(fā)展提供數(shù)據(jù)參考。

5.2 人工智能化駕駛技術(shù)

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展和不斷成熟有效推動(dòng)了汽車駕駛技術(shù)的發(fā)展，借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，不斷收集和分析汽車駕駛中的相關(guān)數(shù)據(jù)，并將指令發(fā)生給汽車，極大地助推了汽車智能化發(fā)展進(jìn)程，將來(lái)汽車駕駛技術(shù)還具有非常大的智能化發(fā)展空間。

首先，智能語(yǔ)音。智能語(yǔ)音是指一種借助智能語(yǔ)言控制和識(shí)別，利用語(yǔ)言交流實(shí)現(xiàn)信息交互、信息反饋目的的一種模式，智能語(yǔ)音技術(shù)要求大數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)性能很高，現(xiàn)階段智能語(yǔ)音技術(shù)在智能化汽車領(lǐng)域中的應(yīng)用，主要體現(xiàn)在路程導(dǎo)航、接打電話和中控音量調(diào)節(jié)等方面。

其次，人臉識(shí)別。汽車電腦系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)識(shí)別駕駛員人臉特征，借助生物統(tǒng)計(jì)學(xué)原理分析人臉特征，在建立數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上達(dá)到人機(jī)交互的目的，可有效提高汽車防盜的效果。

最后，手勢(shì)。駕駛員利用手勢(shì)控制汽車設(shè)備，其核心是利用數(shù)學(xué)算法識(shí)別駕駛員手勢(shì)，然后汽車電腦根據(jù)識(shí)別信息判斷駕駛員的行為意圖，再把手勢(shì)命令發(fā)至控制中心，以此實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互的目的。

6 在汽車駕駛領(lǐng)域應(yīng)用人工智能技術(shù)需注意以下問(wèn)題

首先，人工智能技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化。近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，在各行各業(yè)中都普遍應(yīng)用到人工智能技術(shù)，在給人們生活工作帶來(lái)極大便利的同時(shí)，也應(yīng)對(duì)人工智能技術(shù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)定。尤其是在汽車駕駛領(lǐng)域中應(yīng)用人工智能技術(shù)，一定要達(dá)到人工智能技術(shù)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)要求規(guī)定。其次，強(qiáng)化法律和道德建設(shè)。在汽車駕駛領(lǐng)域應(yīng)用人工智能技術(shù)會(huì)促進(jìn)汽車行業(yè)快速變革，因此，應(yīng)構(gòu)建一套完善的關(guān)于人工智能汽車駕駛的交通法規(guī)，同時(shí)還應(yīng)廣泛調(diào)查人們對(duì)智能駕駛接受程度，引導(dǎo)人們對(duì)智能汽車駕駛有更深入的了解，因此，交通管理部門和政府機(jī)構(gòu)應(yīng)構(gòu)建公眾信任制度，切實(shí)提高工作道德水平，讓人們盡情享受現(xiàn)代科技帶來(lái)的便利，從而不斷提高生活質(zhì)量。

7 結(jié)語(yǔ)

總而言之，人工智能技術(shù)在汽車駕駛領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用主要是為了有效、全面控制汽車系統(tǒng)，提高廣大民眾的出行效率，防止和避免一些不安全因素，達(dá)到汽車駕駛舒適、安全的目的。在汽車駕駛領(lǐng)域應(yīng)用人工智能技術(shù)是一種發(fā)展必然趨勢(shì)，會(huì)越來(lái)越受到廣大企業(yè)和人們的歡迎。