導(dǎo)語：汽車自動駕駛技術(shù)問題及優(yōu)化路徑一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：自動駕駛汽車開啟了交通運輸業(yè)的新篇章，是我國互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和汽車制造技術(shù)相結(jié)合的重要典范，也將會是我國汽車產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展的主要方向。但是在自動駕駛技術(shù)還存在一些難題需要解決，如感知系統(tǒng)存在的問題、定位技術(shù)不夠精準(zhǔn)、決策系統(tǒng)缺乏靈敏性，導(dǎo)致自動駕駛技術(shù)的安全仍存在不確定性，目前還沒有真正的達(dá)到自動駕駛的級別。首先闡述了汽車自動駕駛技術(shù)存在的問題，然后對汽車自動駕駛技術(shù)的優(yōu)化路徑進(jìn)行分析，提出了優(yōu)化感知技術(shù)、優(yōu)化定位技術(shù)、優(yōu)化決策系統(tǒng)、外觀設(shè)計、汽車喚醒服務(wù)等改進(jìn)建議，旨在通過這些主客觀層面的針對性措施，為促進(jìn)汽車產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展提供參考。

關(guān)鍵詞：自動駕駛；技術(shù)難題；定位；感知；決策

汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展不僅代表了交通運輸業(yè)的發(fā)展水平，同時也對我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要影響。汽車產(chǎn)業(yè)在經(jīng)歷了一段輝煌的發(fā)展時期，傳統(tǒng)汽車迎來了衰退期。為了尋求新的突破點，在與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、人工智能等技術(shù)的融合下，研發(fā)了自動駕駛技術(shù)，即在無人駕駛的狀態(tài)下，汽車可自動完成駕駛功能。目前，汽車自動駕駛技術(shù)在車道偏離系統(tǒng)和防前撞系統(tǒng)方面已經(jīng)取得了巨大進(jìn)步，但是在定位、預(yù)測、決策、控制等方面還不夠完善，致使自動駕駛技術(shù)還無法真正實現(xiàn)商業(yè)化的量產(chǎn)。以自動駕駛技術(shù)中的定位為例，汽車需要對自身定位及周圍環(huán)境相對位置有一定的認(rèn)知功能，這是汽車自動駕駛技術(shù)中較難解決的技術(shù)問題。汽車定位會受到城市動態(tài)性質(zhì)的影響，如道路施工、道路封閉、新標(biāo)志及道路標(biāo)志缺失等，這些都是動態(tài)的不確定因素，所以為汽車定位帶來了很大的難度。為了解決自動駕駛技術(shù)的難題，還需要攻克技術(shù)難關(guān)，才能夠推動汽車產(chǎn)業(yè)向智能化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。

１存在的問題

１.１感知系統(tǒng)存在的問題

感知技術(shù)是汽車自動駕駛技術(shù)重要組成部分，自動駕駛主要是依靠車輛配置的傳感器來獲取自身及周圍環(huán)境的信息。但是在現(xiàn)階段的傳感系統(tǒng)中，車載激光雷達(dá)是提升傳感技術(shù)的重要設(shè)備，但是可靠的車規(guī)級系統(tǒng)和高投入是其面臨的主要挑戰(zhàn)。與傳統(tǒng)的視覺傳感器相比，車載激光雷達(dá)在汽車自動駕駛中的投入還需要經(jīng)過不斷的創(chuàng)新和改善。

１.２定位技術(shù)不夠精準(zhǔn)

定位是汽車自動駕駛技術(shù)中的主要難點，定位技術(shù)不僅是對車輛自身的定位，還要對車輛行駛過程中周圍環(huán)境的相對位置有一定感知，這種定位技術(shù)其實也包括了感知技術(shù)，通過傳感系統(tǒng)輔助車輛定位。在車輛行駛過程中，通過傳感系統(tǒng)獲取周圍環(huán)境及道路情況，然后通過一定的算法對感知信息進(jìn)行決策，最后將決策信息傳遞給各控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)執(zhí)行命令來完成自動駕駛。但是在定位和感知的過程中，存在很多不確定性因素，影響到車輛定位和感知系統(tǒng)的信息獲取及判斷功能。例如，在城市施工道路中，出現(xiàn)道路封閉或增加新的標(biāo)志，在鄉(xiāng)村道路行駛中，出現(xiàn)道路狹窄的會車、急轉(zhuǎn)彎、標(biāo)志的缺失等，這些都是車輛行駛過程中可能出現(xiàn)的不確定性因素，是人為無法控制和預(yù)測的，具有很強(qiáng)的動態(tài)性，所以對車輛定位和感知增加了很大的技術(shù)難度。一旦車輛定位和感知功能達(dá)不到理想狀態(tài)，則車輛就無法保證自動駕駛過程中的安全性，進(jìn)而就無法實現(xiàn)商業(yè)化的量產(chǎn)，對自動駕駛汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展就會產(chǎn)生一定的阻礙。

１.３決策系統(tǒng)缺乏靈敏性

決策系統(tǒng)是汽車自動駕駛技術(shù)中較為核心的組成部分，其主要是依靠定位和感知系統(tǒng)獲取的信息，做出綜合判斷，向各控制系統(tǒng)發(fā)出指令。決策系統(tǒng)相當(dāng)于人的大腦，需要對獲取的各種信息進(jìn)行計算，然后經(jīng)過系統(tǒng)性的規(guī)劃形成指令，而且還需要在較短的時間內(nèi)做出決策才能保證車輛自動駕駛的安全性。例如，車輛行駛過程中前方道路上出現(xiàn)未知屬性的雜物后，如果是駕駛員操作，駕駛員會根據(jù)物體的大小、重量和密度等進(jìn)行風(fēng)險計算，然后對停止、轉(zhuǎn)彎或者駛過可能發(fā)生的風(fēng)險做出綜合判斷，大多數(shù)駕駛員都能夠做出正確的抉擇。對于自動駕駛技術(shù)而言，在面對雜物時，需要經(jīng)歷以下幾個階段，識別、分類、了解物品、開過、避開或停止。但是在此過程中，自動駕駛中的決策系統(tǒng)需要在很短的時間內(nèi)做出決策。對于雜物的屬性判斷，會增加決策系統(tǒng)的難度，因為這不僅需要定位系統(tǒng)和感知系統(tǒng)的技術(shù)支持，同時還需要決策系統(tǒng)在現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行計算和預(yù)測，才能夠最終做出正確的決策［１］。

２汽車自動駕駛技術(shù)的優(yōu)化路徑

汽車自動駕駛技術(shù)的優(yōu)化，可以從車輛自身、駕駛技術(shù)和公路智能化這幾個方向展開。只有因時制宜，采取有針對性的優(yōu)化措施，才能從真正意義上拓寬自動駕駛技術(shù)的應(yīng)用范圍和發(fā)展道路，才能迎來長久的發(fā)展。本研究從優(yōu)化感知技術(shù)、優(yōu)化定位技術(shù)、優(yōu)化決策系統(tǒng)、強(qiáng)化安全駕駛提醒和緊急?？糠?wù)、外觀設(shè)計作特殊識別、公路的智能化改造等６個方面展開討論。

２.１優(yōu)化感知技術(shù)

不斷提升傳感和判斷系統(tǒng)，是降低自動駕駛汽車發(fā)生事故的關(guān)鍵技術(shù)。在垂直腔表面激光發(fā)生器底層技術(shù)的基礎(chǔ)上，可開發(fā)出純固態(tài)的視覺掃描，有效提升車載激光雷達(dá)的應(yīng)用水平。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、電子技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展，自動駕駛汽車的傳感技術(shù)還會不斷提升。車載激光雷達(dá)成本高是制約汽車自動駕駛技術(shù)水平提升的重要因素，導(dǎo)致自動駕駛汽車無法達(dá)到“親民”的普及化。為了促進(jìn)車載激光雷達(dá)能夠被廣泛應(yīng)用于自動駕駛技術(shù)中，汽車制造企業(yè)及零部件制造企業(yè)應(yīng)該進(jìn)一步完善產(chǎn)業(yè)鏈的融合，通過合作、互助等方式共同研發(fā)車載激光雷達(dá)技術(shù)，以此來降低研發(fā)和制造費用［２］。

２.２優(yōu)化定位技術(shù)

定位是汽車自動駕駛技術(shù)中最難解決的問題，可從以下兩方面對自動駕駛定位技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化分析。２.２.１基于視覺的ＳＬＡＭ定位技術(shù)這一定位技術(shù)主要是通過視覺傳感器來獲取周圍環(huán)境的實時圖像，然后將圖像處理和機(jī)器學(xué)習(xí)結(jié)合起來實現(xiàn)定位。這種定位技術(shù)不完全依靠事先錄制好的地圖，對于歷史數(shù)據(jù)的依賴性不強(qiáng)，所以會避免因為地圖出錯而產(chǎn)生的風(fēng)險。ＶＳＬＡＭ定位技術(shù)的實現(xiàn)主要是在自動駕駛的車輛上配備單目、雙目、ＲＧＢＤ傳感器，通過不同位置不同角度的傳感器來實時獲取周圍的圖像。自動駕駛汽車在一個未知環(huán)境的未知地點出發(fā)，車輛在運動的過程中，通過視覺傳感器來觀測和定位自身的位置、姿態(tài)和運動軌跡，然后根據(jù)自身的位置進(jìn)行增量式的地圖構(gòu)建，這種方式能夠?qū)⒌貓D構(gòu)建和定位同時進(jìn)行，二者是一個相輔相成的過程。地圖能夠為定位提供更精準(zhǔn)的參考，而定位又會進(jìn)一步擴(kuò)建地圖。相對于利用激光雷達(dá)建立的虛擬高精地圖而言，這種定位技術(shù)更在意傳感器獲取的現(xiàn)實物理數(shù)據(jù)，車輛不會受到周圍環(huán)境的影響，還能夠隨時學(xué)習(xí)，以及與其他車輛進(jìn)行分享［３］。２.２.２通過激光雷達(dá)或ＧＰＳ預(yù)先制作的高精地圖進(jìn)行定位激光雷達(dá)是一種較為傳統(tǒng)的定位傳感器，可以提供車輛本身與周圍環(huán)境障礙物之間的距離信息。這種定位方式主要是依賴于車輛中預(yù)先記錄好的３Ｄ高分辨率地圖，這些地圖都是車輛配備的雷達(dá)預(yù)先捕獲的。車輛在自動駕駛過程中利用自身配備的激光雷達(dá)獲取周圍環(huán)境的信息，然后與預(yù)先制作的高精地圖進(jìn)行比對，以此來判斷周圍的環(huán)境是否發(fā)生改變，車輛會在地圖覆蓋范圍內(nèi)行駛。這種定位技術(shù)需要對大量的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理和計算，所以對數(shù)據(jù)處理能力有較高的要求。同時，還需要對高精地圖實時更新，才能夠保證車輛雷達(dá)獲取的環(huán)境信息與高精地圖的信息保持同步［４］。

２.３優(yōu)化決策系統(tǒng)

對于汽車自動駕駛技術(shù)在決策系統(tǒng)方面的技術(shù)難題，可以從以下幾個方面嘗試解決。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，在定位技術(shù)、感知技術(shù)及計算機(jī)技術(shù)等方面的提升，為決策系統(tǒng)的升級提供更多助力，在決策判斷方面會更加成熟，決策的結(jié)果會更加準(zhǔn)確，為推進(jìn)自動駕駛技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)造有利條件。對于識別和分類而言，雖然存在一定的挑戰(zhàn)，但是可利用在現(xiàn)實世界中經(jīng)過識別大量物體訓(xùn)練的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)，經(jīng)過大量的物體識別，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)會將這些物體的特征進(jìn)行記憶，同時還可以通過關(guān)聯(lián)等方式進(jìn)行學(xué)習(xí)和識別。識別對于決策系統(tǒng)的判斷非常關(guān)鍵，而且識別的時間越早，對于后續(xù)決策的操作就越有利，可以為后續(xù)操作留出更多時間進(jìn)行判斷［５］。為了進(jìn)一步強(qiáng)化識別和分類技術(shù)，除了日常訓(xùn)練外，還應(yīng)該對不經(jīng)常遇到的物體進(jìn)行分類，不斷完善數(shù)據(jù)庫，為物體的識別和分類提供更多參考依據(jù)。在識別和分類之后，還需要對物體的具體狀態(tài)進(jìn)行了解，這就需要通過傳感器技術(shù)的信息融合來實現(xiàn)，然后建立完整的物體圖片信息。例如，在汽車行駛過程中，車輛前方遇到障礙物，在識別出為桶型物體后，則需要了解這一桶型物體是由什么材質(zhì)制作的，是空的還是滿的，如果行駛過去，是否會有其他因素對桶型物體的運行軌跡造成干擾，如果撞擊之后可能對車輛產(chǎn)生什么樣的后果。經(jīng)過一系列的判斷后，才能夠做出最終的決策。關(guān)于這些問題，可以借鑒行人軌跡預(yù)測建模技術(shù)來完善，經(jīng)過科學(xué)的判斷后，做出正確的決策判斷［６］。

２．４強(qiáng)化安全駕駛提醒和緊急?？?

目前，自動駕駛技術(shù)還不夠成熟，駕駛員不能完全依賴機(jī)器智能。這一現(xiàn)實情況對汽車設(shè)計提出了安全訴求。除了傳統(tǒng)汽車的氣囊彈出和緊急?？客猓O(shè)計者還應(yīng)考慮對緊急情況下操作響應(yīng)方面做出優(yōu)化。例如，當(dāng)汽車控制系統(tǒng)長時間無操作時，汽車安全系統(tǒng)可通過喚醒技術(shù)改變操作，設(shè)置定時或自定義彈出提醒，溫馨提示駕駛員是否需要選擇就近安全區(qū)域?？?。這一設(shè)計對于高速長途駕駛或疲勞駕駛是非常有益的改進(jìn)。

２．５外觀設(shè)計作特殊識別

自動駕駛技術(shù)是未來汽車市場發(fā)展的重要方向，但在技術(shù)還不夠成熟的當(dāng)下，無法大量投入市場，而市場又確實存在自動駕駛需求。除了優(yōu)化自動駕駛技術(shù)本身，還可通過為配備自動駕駛技術(shù)的汽車改變外觀來實現(xiàn)，對開啟自動駕駛模式的汽車提供個性化的外觀，設(shè)置業(yè)內(nèi)統(tǒng)一認(rèn)可的標(biāo)志，這樣可以使周邊駕駛?cè)藛T迅速注意到此類車輛，從人為角度自主規(guī)避風(fēng)險，減少違法、違章等駕駛行為的出現(xiàn)。這也是一項能極大降低自動駕駛汽車事故的措施。

２．６公路的智能化改造

以往的研究較側(cè)重自動駕駛技術(shù)自身的改進(jìn)。事實上，一項技術(shù)得以廣泛應(yīng)用，其應(yīng)用場景的實時改進(jìn)也是相當(dāng)重要的。自動駕駛技術(shù)對公路的各項設(shè)置也相當(dāng)依賴。公路的智能化改造如能適應(yīng)自動駕駛技術(shù)的應(yīng)用環(huán)境，也能極大地減少交通事故的發(fā)生。具體來說，可針對自動駕駛汽車的技術(shù)特點，為其提供特殊的公路智能化路線規(guī)劃、交通環(huán)境監(jiān)測和公路信息實施分享服務(wù)，從客觀環(huán)境與自主技術(shù)等多方面展開優(yōu)化，為自動駕駛汽車保駕護(hù)航。

３結(jié)語

汽車自動駕駛技術(shù)的研發(fā)是我國汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的里程碑，是推動汽車產(chǎn)業(yè)進(jìn)入新的發(fā)展階段的重要動力。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、人工智能技術(shù)的輔助下，自動駕駛技術(shù)水平不斷提升。由于自動駕駛技術(shù)還處于研發(fā)的初始階段，還有很多技術(shù)不夠成熟，無法真正保證汽車駕駛的安全性，所以導(dǎo)致自動駕駛汽車還無法實現(xiàn)大規(guī)模的生產(chǎn)。在汽車行駛的過程中，存在很多不確定性因素，有些因素通過現(xiàn)有的技術(shù)是無法判斷和預(yù)測的，這就對汽車自動駕駛造成了一定的威脅，存在安全隱患。為了促進(jìn)汽車自動駕駛技術(shù)水平的提升，應(yīng)繼續(xù)加強(qiáng)對自動駕駛技術(shù)的研發(fā)，以促進(jìn)汽車產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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作者：周淑娟 單位：河南工業(yè)貿(mào)易職業(yè)學(xué)院