自动驾驶汽车技术路线简介

不管是汽车建造商依然互联网企业，完结汽车积极驾驶均采取处境消息感学问别——系统智能计划操纵的手艺框架。积极驾驶手艺集积极操纵、繁杂系统、人为智能、机械视觉即是一体，搜聚云霄和车载传感器的车联网数据、地舆消息数据、处境感知数据等消息，判断车辆驾驶地区的处境特色，举行职责设定和操纵筹划。

图1积极驾驶汽车根底手艺计划

积极驾驶手艺进展曾经分裂出两大营垒：以汽车建造商为代表的ADAS和单车智能手艺营垒，以及以互联网企业为代表的人为智能和网联化手艺营垒。ADAS和单车智能手艺营垒紧要从现有的驾驶襄理平安手艺动身，合做感知和操纵计划，渐渐完结智能化积极驾驶手艺；人为智能和网联化手艺营垒则直接仰仗智能祈望及网络通信完结对汽车的操纵。除此以外，在系统集成和机能完结等方面，不同手艺营垒之间、内部均存在必要差别。

整体计划

互联网企业以google、百度等为代表的人为智能和网联化手艺营垒，注重于高精度定位的领导，合做激光雷达、摄像头、毫米波雷达、超声波传感器、GPS等传感器，操纵人为智能算法完结齐全自助驾驶。其手艺中央是高精度舆图的建设，以及百般传感器的感知特色的般配和合并。汽车建造商如通用、沃尔沃、特斯拉等及其零部件供应商博世、Mobileye等为代表的ADAS和单车智能手艺营垒，仰仗摄像头、毫米波雷达、超声波传感器等设施，注重于对行驶处境的无误感知，完结一联盟束前提下的高档襄理驾驶机能，其中央比赛力是ADAS的手艺积存及大批商用阅历。

汽车建造商与互联网公司智能汽车手艺进展路途对比方图2所示。从手艺进展规律上看，汽车建造商仰仗ADAS手艺和机能的持续完竣，以缓和驾驶人驾驶压力、提高驾驶体会为方针，基于完竣的整车建造阅历，渐渐提议高档第的积极驾驶汽车；而互联网企业则根据深度研习、图象懂得等人为智能手艺，以祈望机取代人类驾驶人为方针，基于其先进的互联网、云效劳等手艺，完结直接取代保守汽车的齐全积极驾驶汽车。

图2汽车建造商和互联网企业的积极驾驶手艺进展路途

互联网公司倾向于直接完结高档第的积极驾驶，其手艺中央——深度研习算法，操纵高机能管教器模仿多层神经网络，让机械操纵自助研习的才略。经过对道路场景标定命据的练习，完结神经网络对汽车、行人、标识标线、非灵活车等交通要素的准的确时探测。该手艺需求经过搜罗海量数据持续练习和完竣积极驾驶模子，抬高汽车系统的深度研习才略和自助计划才略。

图3深度研习算法对汽车、行人、交通标识标线的判断（地平耳目为智能视觉芯片）

互联网公司研发积极驾驶汽车的目标是完结对人为智能范畴的宏大探究改革和手艺前沿布局。其占有丰硕的软件开辟阅历、强壮的能人储存、高效率的软件开辟和测试过程，于是能更早地、激进地完结积极驾驶的机能且无需背负变现的压力。另一方面，互联网公司在人为智能、人机交互效劳层面具备较大的比赛上风，进度或将大幅超越选择ADAS进级道路的保守汽车建造商。

汽车建造商时时觉得ADAS是完结汽车积极驾驶的过渡阶段。经过ADAS机能的拓展和完竣，渐进式地完结无人驾驶。今朝，ADAS能够实现车辆的横、纵向活动积极操纵，但这类以襄理人类驾驶人为目方位部分、分散的单项机能使其仍称不上是智能汽车。汽车建造商期盼经过屡次手艺计划的变革，并在得到响应收益的同时，渐渐地抵达着末的齐全无人驾驶。

图4汽车建造商的积极驾驶完结道路

汽车建造商的上风紧要在于手艺积存，具备先发上风且能够直接操纵客户资本加紧迭代优化其智能系统，但其主生意务是整车的建造和出售。是以，供应更好的驾驶体会是其研发的动力，且仍需顾及研发效果的变现才略。这些顾忌大概会将其积极驾驶协商控制在ADAS范畴。

综上，不论哪类手艺道路，现实上都是基于消息感知和管教，完结对行驶处境的正确判断，建设高精度的处境舆图启动行驶，手艺道路的根底关节同样，可是在每个详细关节中，完结办法有所差别。比方，显示在积极驾驶汽车的外表上，车顶上时时都有激光雷达装配，车身四面装有一系列的传感器。

处境感知

积极驾驶手艺的中央是完结汽车的“处境感知-计划筹划-操纵实行”历程。处境感知做为第一关节，处于积极驾驶车辆与外界处境消断交互的关键地方，其关键在于使积极驾驶车辆更好地模仿人类驾驶者的感知才略，进而懂得自己和周边的驾驶态势。是以，积极驾驶汽车对道路处境感知才略的是非直接影响车辆的平安性和通畅才略。如图5所示，积极驾驶汽车需求集成摄像头、激光雷达、微波雷达、红传说感器、超声波雷达等传感器，对道路处境近、中、远间隔以及各个角度探测，并对感知消息举行合并管教和判断处境中各个关联要素。摄像头、雷达、定位导航系统等为积极驾驶车辆供应了海量的周边处境及自己状况数据。

图5积极驾驶汽车及其传感器

今朝积极驾驶处境感知的手艺道路紧要有两种：一种是应用视觉主宰的多传感器合并计划，另一种以低成本激光雷达为主宰。

视觉主宰的处境感知手艺采取多摄像头、毫米波雷达、超声波雷达和低成本激光雷达合并感知的计划。今朝手艺前提下，摄像机成像受处境光照的影响较大，基于人为智能的方针探测与定位靠得住性仍旧较低，但其上风在于传感器成本低。

自从年5月，处于积极驾驶状况的特斯拉电动车在美国佛罗里达州与卡车相撞的仙逝事情产生后，特斯拉将视觉感学问别机能完结从Mobileye供应单目视觉手艺交换为基于NvidiaDriveTX2祈望平台的特斯拉Vision软件系统，应用深度研习算法取代基于保守机械研习的视频图象判断办法，这也是今朝互联网公司供应的积极驾驶处理计划所采取的。截至到年年尾，特斯拉经过Autopilot积存的积极驾驶历程曾经抵达近20亿千米，其觉得今朝积极驾驶靠得住性为98%，但要抵达99.%才干知足平安水准。

激光雷达主宰的感知手艺应用了激光雷达、毫米波雷达、超声波传感器和摄像头合并识其它计划。激光雷达采取积极激光测距的机制，孕育激光点云图象形色周边阻滞物散布，方针探测与定位靠得住性高，但不够范畴处境的颜色和纹理消息且成本腾贵。

激光雷达主宰的处理计划来日将沿两种方位延续促进贸易化经过：一个是进展摄像头与激光雷达聚集的硬件模组，直接得到彩色激光点云数据。另一个是低落激光雷达的硬件成本，比方研发固态激光雷达并真实完结资产化。

综上，多传感器合并是来日积极驾驶进展的势必趋向，积极驾驶行业的最终方针是完结平安性极高的无人驾驶。从感知端角度动身，汽车上每添加一种传感器举行合并应用，汽车响应的探测精度就会抬高。是以，不管是采取视觉主宰依然激光雷达主宰的计划，势必在来日统一。汽车的感知层将依照百般传感器的才略特色（如红绿灯、标识标线判断仰仗摄像头；阻滞物判断仰仗激光雷达等），举行多条理地合并判断和后果校验，得出高靠得住的判断后果供计划。

车联网

车联网是完结积极驾驶手艺的一种急迫道路，其中央在于车路协同手艺。“伶俐的路、机灵的车”的手艺道路能够补救今朝积极驾驶汽车在消息感知、解析计划上的不够，尽量完结车辆的智能化积极化经营。而车路协同所依赖的V2X通信手艺，在国际上有两亨衢线：一个是DSRC手艺为根本的计划，另一个是蜂窝道路。

基于V2V的DSRC（专用短程通信）的车联网手艺已对照老练，DSRC（IEEE.11p）已公然发表，基于Ad-hoc机制动态拓扑组网，举行车间、车路通信，能够度全方位地完结V2V之间的通信，遮盖半径可达2千米，时延在50ms之内，其奇特上风在于手艺老练和平安靠得住。

我国则对LTE-V和5G等基于蜂窝通信的车联网通信手艺与资产立场特别踊跃，其手艺上风在于网络带宽更大、通信时延更小。今朝，几个都邑正在试点5G和LTE-V的安排。我国部份都邑智能网联汽车演示区车联网计划如表1所示。

表1我国部份都邑智能网联汽车演示区车联网计划

归纳

从今朝积极驾驶手艺近况水准来看，不论哪类手艺道路，实质上都是经过量种传感器、车联网和互联网的集成完结。经过车上的摄像头、超声波雷达、激光雷达、GPS等传感器来得到消息，而后对消息举行管教，着末完结车辆对处境的判断。

从手艺进展来看，尚需求从如下几个手艺方面打破：合并处境感知与处境建模，并在5G通信、智能交通系统和车路协同手艺的支柱下，完结极其处境与紧迫情形下的靠得住感知；知足传感器高靠得住、低成本的商用化需求，处理多传感器消息的合并题目；进展基于深度研习的处境感知和自助计划手艺，完结积极驾驶汽车的自助驾驶研习才略，进而为积极驾驶资产的落地推广打下坚贞的手艺根本。

（文/道路交通集成优化与平安解析手艺国度工程试验室积极驾驶测试手艺研发组王敏、严慈磊、袁建华）