我国从20世纪80年代便开始了无人驾驶汽车的研究。1992年,国防科技大学成功研制出我国第一辆真正意义上的无人驾驶汽车,由计算机及相关的检测传感器和执行机构组成;2005年,由清华大学研制的可应用于实际车辆的ADAS系统,能够实现车辆纵向、横向驾驶员辅助,大大提高了车辆的安全性能。2011年,国防科技大学研制的红旗HQ3无人驾驶汽车,首次完成了从长沙到武汉286公里的高速全程无人驾驶实验,创造了我国自主研制的无人驾驶汽车在复杂交通状况下自主驾驶的新纪录。
环境感知、无线通信、智能决策及控制
实现无人驾驶要有三大系统
要实现真正意义的无人驾驶,需要完全解决两个问题:完整、准确的行驶环境信息识别;智能优化的决策与系统控制。因此,完整的无人驾驶汽车集成了环境感知、无线通信以及智能决策及控制三大系统。
其中,环境感知系统模拟人对局部车辆行驶环境的实时辨识的功能,包含遍布车身的雷达、机器视觉等传感器,以实现对行驶环境中车辆-车辆,车辆-道路以及车辆-行人相对运动关系的准确辨识,如车道线、交通灯信号、交叉路口信息、运动-静止障碍物、行人甚至动物等;
无线通信系统则是模拟人对大范围内车辆行驶环境的认识,其主要通过如3G/4G、WiFi、GPS、车-车/车-路通信等远程/短程的通信方式,实现诸如交通信息、天气状况、道路紧急事故、前方路口信息、行车盲点、车辆定位及导航等信息的辨识;
而智能控制系统主要模拟人分析和处理复杂环境信息,制定最优决策的过程,该过程既涉及复杂的人工智能优化算法,选择最安全、最高效的行驶路径,也需要对车辆各部件如发动机、电机、变速器等系统进行实时的车辆控制,以实现对车辆期望运动轨迹的快速跟踪。
如何综合应用环境感知、无线通信等手段,通过多类信息的综合处理,获取准确全面的行车环境信息,这是无人驾驶汽车技术发展所面临的首要技术难题。其次,复杂的行驶环境下,如何制定最优的决策,使得无人驾驶汽车在行驶过程中能够实现真正的安全、高效,也符合驾驶员的行为习惯,这将是无人驾驶汽车面临的另一技术难题。