无人车环境感知与智能控制

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1、无人车环境感知与智能控制近年来，随着科技的发展，无人车这个新技术越来越多的进入到人们的视线。不管你是否真正了解它，这项新技术都在向人们展示它的风采，展现出了足够的活力与吸引力，并且正在一步步走进我们的生活，为人类的生产生活带来便利。美国加州甚至已经通过法案，允许无人车上路。连谷歌这样的软件巨头都开始研制无人车技术，并且取得了丰硕的成果，无人车的前景，可见一斑。当前，人们正在开发各种各样的智能化载运工具为人类的文明发展服务。而实现地面车辆的智能化乃至无人驾驶是车辆工程领域追求的最高目标，智能车辆研究在很多领域能够体现一个国家的

2、科学技术水平和综合国力。当前我国在此领域技术仍然落后于汽车强国，我们应该奋起直追，在智能车辆研究领域对世界有所发明、有所贡献。车辆工程学科领域的全体师生员工是我国智能车辆研究的主力军。智能车辆应具有以下功能：1.能够确认自身的当前位置，根据行驶目标及途中情况，规划、修改行车路线。2.能够可靠识别行车路线，并可通过自动转向控制使自身按规定路线准确稳定行驶。3.行驶过程中，能够可靠实现车速调节、车距保持、换道、超车等各种必要基本操作。4.能够确保行驶安全，按时到达目的地5.能够适应不同的行驶环境。既然有了如此“强大”的功能，智能

3、车了自然有它存在的价值与意义。举例如下：1.减少交通事故智能车辆是解决因驾驶员人为因素引起的道路交通安全问题的根本途径。2.提高运输效率智能车辆能缩短行车间距，增加道路容量，防止交通堵塞，提高平均车速，改善燃油经济性，减少环境污染。3.完成特殊作业智能车辆能够在易燃、易爆、有毒、抢险、宇航等危险环境下替代驾驶员完成特殊作业。4.国防军事应用智能车辆在侦查、演习、排雷、防化、作战、反恐等军事领域有着潜在的广泛应用前景等。智能车辆的构成1.车辆自检监控系统该系统通过实时获取和处理车辆状况传感器的输入信息如电压、电流、温度、压力、

4、油耗、转向、制动、加速、停车、排放等，诊断车辆驾驶是否处于危险状态或具有潜在的危险，并将诊断结果信息提供给驾驶员或车辆自动控制系统，以便为做出正确的车辆控制决策提供依据。2.车辆行驶环境信息获取系统该系统基于车辆自身传感信息获取系统、通用技术平台和通信信息系统，获取车辆外部周边物体状态、公路状态、天气、车流、电子地图、停车场等信息，并将这些信息提供给驾驶员或车辆自动控制系统。3.车道状态数据处理系统该过程对所输入的各种车载及道路传感器的数据进行有效处理，为车辆控制过程提供车辆所在车道、车辆在车道上的位置、车辆与车道的距离偏差

5、及方位偏差等信息。4.车辆辅助驾驶接口系统该系统提供了驾驶员可以用于启动、监视和终止车辆自动控制操作的接口。该接口可接收驾驶员控制请求、车辆行驶环境、车辆自检、车辆控制状态反馈等信息，对车辆控制方式作出选择，并将选择结果提供给车辆控制过程或需要此信息的其它过程。5.车辆控制系统该系统提供各种水平的车辆控制功能。它通过接收车辆控制方式选择、车辆自检、车辆自身及周边车辆行驶状态、车辆行驶环境等信息，为实现车道跟踪、车距保持、换道、巡航、定位停车等功能提供各种必要的基本操作。智能车辆系统构成示意图 环境感知的目的-Purpose主

6、要是为了汽车的几大行驶特性服务的，具体如下：通过性：基于自身行驶性能和共识规则，能实时、可靠、准确识别并规划出可保证规范、安全、迅速到达目的地的行驶路径；安全性：在行驶过程中，能够实时、准确识别出行驶路径周边对行驶安全可能存在安全隐患的物体，为自身采取必要操作以避免发生交通安全事故；经济性：为提高车辆高效、经济地行驶提供参考依据；平顺性：为车辆平顺行驶提供参考依据；环境感知对象-Target行驶路径：对于结构化道路而言，包括行车线、道路边缘、道路隔离物、恶劣路况的识别。对于非结构化道路而言，包括车辆欲行驶前方路面环境状况的识

7、别和可行驶路径的确认；周边物体：包括车辆、行人、地面上可能影响车辆通过性、安全性的其它各种移动或静止物体的识别；各种交通标志的识别；驾驶状态：包括驾驶员驾驶精神状态、车辆自身行驶状态的识别；驾驶环境：包括路面状况、道路交通拥堵情况、天气状况的识别。环境感知方法-Method1.视觉传感：基于机器视觉获取车辆周边环境两维或三维图像信息，通过图像分析识别技术对行驶环境进行感知。车载单目视觉运动物体检测优点：信息量丰富、实时性好、体积小、能耗低。缺点：易受光照环境影响、三维信息测量精度较低。2.激光传感：基于激光雷达获取车辆周边环

8、境两维或三维距离信息，通过距离分析识别技术对行驶环境进行感知。优点：能够直接获取物体三维距离信息、测量精度高、对光照环境变化不敏感。缺点：无法感知无距离差异的平面内目标信息、体积较大、价格昂贵、不便于车载集成。3.微波传感：基于微波雷达获取车辆周边环境两维或三维距离信息，通过距离分析识别技