汽車自動駕駛系統:研發歷史,研發思路,安全性,能源消耗,技術原理,結構性能,雷射雷

汽車自動駕駛系統（Motor Vehicle Auto Driving System），又稱自動駕駛汽車（Autonomous vehicles；Self-piloting automobile ）也稱無人駕駛汽車、電腦駕駛汽車、或輪式移動機器人，是一種通過車載電腦系統實現無人駕駛的智慧型汽車系統。自動駕駛汽車技術的研發，在20世紀也已經有數十年的歷史，於21世紀初呈現出接近實用化的趨勢，比如，谷歌自動駕駛汽車於2012年5月獲得了美國首個自動駕駛車輛許可證，將於2015年至2017年進入市場銷售。

自動駕駛汽車依靠人工智慧、視覺計算、雷達、監控裝置和全球定位系統協同合作，讓電腦可以在沒有任何人類主動的操作下，自動安全地操作機動車輛。[1]

基本介紹

中文名：汽車自動駕駛系統
外文名：Motor Vehicle AutoDriving System
特點：人工智慧、視覺計算
用途：實現無人駕駛的智慧型汽車系統

研發歷史,研發思路,安全性,能源消耗,技術原理,結構性能,雷射雷達,前置攝像頭,左後輪感測器,前後雷達,主控電腦,試驗行駛,發展前景,產品評價,

研發歷史

2009年，曝光了自動駕駛汽車的雛形圖片。

2010年10月9日，谷歌公司在官方部落格中宣布，正在開發自動駕駛汽車，目標是通過改變汽車的基本使用方式，協助預防交通事故，將人們從大量的駕車時間中解放出來，並減少碳排放。

2011年10月，谷歌在內華達州和加州的莫哈韋沙漠作為試驗場對汽車進行測試。同年，美國內華達立法機關允許自動駕駛車輛上路，這也是美國首個類似法律。該法律2012年3月1日正式生效。

2012年4月，谷歌宣布自動駕駛汽車已經開了20萬公里（離強制報廢不遠了）並已經申請和獲得了多項相關專利。

2012年5月7日，內華達州機動車輛管理局（DMV）批准了美國首個自動駕駛車輛許可證。在頒發牌照前，有關官員此前曾在高速公路、卡森城街區和拉斯維加斯大道檢驗過這款汽車，並宣稱，先前在高速公路、市內街道和拉斯韋加斯鬧市區域的測試顯示，自動駕駛汽車可以安全行駛，甚至比人工駕駛更加安全。

研發思路

安全性

自動駕駛汽車一直配備了駕駛員。我們訓練有素的駕駛員會一直跟隨汽車，他們可以像解除巡航控制一樣輕鬆地接管汽車。此外，我們也有訓練有素的軟體操作人員坐在乘客座位上，監控軟體運行狀況。在所有測試進行之前，我們都會派出駕駛員，駕駛普通汽車了解路線和路況。通過加入道路標記和交通標誌等功能，車載軟體能夠提前熟悉周圍環境及特殊之處。在工作之前也提前告知當地警方。

能源消耗

自動駕駛汽車能夠促使人們拼車，極大的減少汽車的使用，創造“明天的高速公路火車”。這些高速公路火車能減少能源消耗，增加主要道路的運力。在節約時間方面，美國交通運輸部估計，每一工作日，人們平均花費52分鐘在上下班路上。未來，人們可以以更有效率的方式使用這些時間。

技術原理

汽車自動駕駛技術包括視頻攝像頭、雷達感測器以及雷射測距器來了解周圍的交通狀況，並通過一個詳盡的地圖(通過有人駕駛汽車採集的地圖)對前方的道路進行導航。這一切都通過谷歌的數據中心來實現，谷歌的數據中心能處理汽車收集的有關周圍地形的大量信息。就這點而言，自動駕駛汽車相當於谷歌數據中心的遙控汽車或者智慧型汽車.。汽車自動駕駛技術物聯網技術套用之一。

以沃爾沃公司為例，其根據自動化水平的高低區分了四個無人駕駛的階段：駕駛輔助、部分自動化、高度自動化、完全自動化。

1、駕駛輔助系統（DAS）：目的是為駕駛者提供協助，包括提供重要或有益的駕駛相關信息，以及在形勢開始變得危急的時候發出明確而簡潔的警告。如“車道偏離警告”（LDW）系統等。

2、部分自動化系統：在駕駛者收到警告卻未能及時採取相應行動時能夠自動進行干預的系統，如“自動緊急制動”（AEB）系統和“應急車道輔助”（ELA）系統等。

3、高度自動化系統：能夠在或長或短的時間段內代替駕駛者承擔操控車輛的職責，但是仍需駕駛者對駕駛活動進行監控的系統。

4、完全自動化系統：可無人駕駛車輛、允許車內所有乘員從事其他活動且無需進行監控的系統。這種自動化水平允許乘從事計算機工作、休息和睡眠以及其他娛樂等活動。

結構性能

自動駕駛汽車使用視頻攝像頭、雷達感測器，以及雷射測距器來了解周圍的交通狀況，並通過一個詳盡的地圖（通過有人駕駛汽車採集的地圖）對前方的道路進行導航。

雷射雷達

車頂的“水桶”形裝置是自動駕駛汽車的雷射雷達，它能對半徑60米的周圍環境進行掃描，並將結果以3D地圖的方式呈現出來，給予計算機最初步的判斷依據。

前置攝像頭

自動駕駛汽車前置攝像頭谷歌在汽車的後視鏡附近安置了一個攝像頭，用於識別交通信號燈，並在車載電腦的輔助下辨別移動的物體，比如前方車輛、腳踏車或是行人。

左後輪感測器

很多人第一眼會覺得這個像是方向控制設備，而事實上這是自動駕駛汽車的位置感測器，它通過測定汽車的橫向移動來幫助電腦給汽車定位，確定它在馬路上的正確位置。

前後雷達

後車廂的主控電腦谷歌在無人駕車汽車上分別安裝了4個雷達感測器（前方3個，後方1個），用於測量汽車與前（和前置攝像頭一同配合測量）後左右各個物體間的距離。

主控電腦

自動駕駛汽車最重要的主控電腦被安排在後車廂，這裡除了用於運算的電腦外，還有拓普康（拓普康是日本一家負責工業測距和醫療器械的廠商）的測距信息綜合器，這套核心裝備將負責汽車的行駛路線、方式的判斷和執行。

試驗行駛

2010年10月11日工程人員研發出一款無人駕駛的汽車，並已經在加州的街道上成功試驗行駛。

2012年5月7日，內華達車管局為一輛改裝版的“豐田普銳斯”型汽車頒發“001”號車牌。依照規定，自動駕駛汽車上路時，車內必須有兩個人，一人坐在方向盤前，而另一人監控顯示汽車行駛路線、路面狀況和交通信號的電腦顯示屏。一旦出現問題，駕駛員需要立即切換到人工駕駛模式。

發展前景

2013年12月31日全球知名經濟諮詢機構IHS環球透視（以下簡稱IHS）汽車部門預測，截至2035年全球將擁有近5400萬輛自動駕駛汽車，而全自動化汽車的推出速度會相對較慢。

預計至2035年自動駕駛汽車全球總銷量將由2025年的23萬輛上升至1180萬輛，而無人駕駛的全自動化汽車將於2030年左右面世。研究還預測，到2050年之後，幾乎所有汽車或將是自動駕駛汽車或自動駕駛商務汽車。

預測至2025年全球自動駕駛汽車銷量將占汽車總銷量的0.2%。至2035年，隨著無人駕駛變成現實，這一數字將上升到9.2%。該公司在一篇報告中預測，2025年自動駕駛汽車電子技術將使汽車售價上升7000美元至1萬美元(約合人民幣42373元至60533元)不等，至2030年和2035年則會分別回落至5000美元和3000美元。

產品評價

自動駕駛汽車對社會、駕駛員和行人均有益處。自動駕駛汽車的交通事故發生率幾乎可以下降至零，即使受其他汽車交通事故發生率的干擾，自動駕駛汽車市場份額的高速增長也會使整體交通事故發生率穩步下降。自動駕駛汽車的行駛模式可以更加節能高效，因此交通擁堵及對空氣的污染將得以減弱。（Egil Juliussen）

自動化汽車可以為美國節省數千億美元的交通事故成本，交通擁堵成本以及運輸過程中以人力提高生產力的成本。但它也可能使客運和貨運過程涉及的數百萬人失去工作。如果自動化汽車足夠可靠，總有一天政府或將禁止人類駕駛員駕車，因為美國每年90%以上的交通事故人員傷亡是由駕駛員失導致的。（傑里米·卡爾森）

無人駕駛汽車的普及將意味著政府對超寬車道、護欄、減速帶、寬路肩甚至停止標誌等交通基礎設施的投入可以大大減少。（密西根州運輸部部長Kirk Steudle）。

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