無人駕駛關(guān)鍵技術(shù)分析

無人駕駛關(guān)鍵技術(shù)分析無人駕駛關(guān)鍵技術(shù)分析無人駕駛關(guān)鍵技術(shù)分析xxx公司無人駕駛關(guān)鍵技術(shù)分析文件編號：文件日期：修訂次數(shù)：第1.0次更改批準(zhǔn)審核制定方案設(shè)計，管理制度無人駕駛關(guān)鍵技術(shù)分析無人駕駛技術(shù)是傳感器、計算機、人工智能、通信、導(dǎo)航定位、模式識別、機器視覺、智能控制等多門前沿學(xué)科的綜合體。按照無人駕駛汽車的職能模塊，無人駕駛汽車的關(guān)鍵技術(shù)包括環(huán)境感知、導(dǎo)航定位、路徑規(guī)劃、決策控制等。（1）環(huán)境感知技術(shù)環(huán)境感知模塊相當(dāng)于無人駕駛汽車的眼和耳，無人駕駛汽車通過環(huán)境感知模塊來辨別自身周圍的環(huán)境信息。為其行為決策提供信息支持。環(huán)境感知包括無人駕駛汽車自身位姿感知和周圍環(huán)境感知兩部分。單一傳感器只能對被測對象的某個方面或者某個特征進(jìn)行測量，無法滿足測量的需要。因而，必需采用多個傳感器同時對某一個被測對象的一個或者幾個特征量進(jìn)行測量，將所測得的數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)據(jù)融合處理后。提取出可信度較高的有用信號。按照環(huán)境感知系統(tǒng)測量對象的不同，我們采用兩種方法進(jìn)行檢測：無人駕駛汽車自身位姿信息主要包括車輛自身的速度、加速度、傾角、位置等信息。這類信息測量方便，主要用驅(qū)動電機、電子羅盤、傾角傳感器、陀螺儀等傳感器進(jìn)行測量。無人駕駛汽車周圍環(huán)境感知以雷達(dá)等主動型測距傳感器為主，被動型測距傳感器為輔，采用信息融合的方法實現(xiàn)。因為激光、雷達(dá)、超聲波等主動型測距傳感器相結(jié)合更能滿足復(fù)雜、惡劣條件下，執(zhí)行任務(wù)的需要，最重要的是處理數(shù)據(jù)量小，實時性好。同時進(jìn)行路徑規(guī)劃時可以直接利用激光返回的數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，無需知道障礙物的具體信息。而視覺作為環(huán)境感知的一個重要手段，雖然目前在惡劣環(huán)境感知中存在一定問題。但是在目標(biāo)識別、道路跟蹤、地圖創(chuàng)建等方面具有其他傳感器所無法取代的重要性，而在野外環(huán)境中的植物分類、水域和泥濘檢測等方面，視覺也是必不可少的手段。（2）導(dǎo)航定位技術(shù)無人駕駛汽車的導(dǎo)航模塊用于確定無人駕駛汽車其自身的地理位置，是無人駕駛汽車的路徑規(guī)劃和任務(wù)規(guī)劃的之支撐。導(dǎo)航可分為自主導(dǎo)航和網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)航兩種。自主導(dǎo)航技術(shù)是指除了定位輔助之外，不需要外界其他的協(xié)助，即可獨立完成導(dǎo)航任務(wù)。自主導(dǎo)航技術(shù)在本地存儲地理空間數(shù)據(jù)，所有的計算在終端完成，在任何情況下均可實現(xiàn)定位，但是自主導(dǎo)航設(shè)備的計算資源有限，導(dǎo)致計算能力差，有時不能提供準(zhǔn)確、實時的導(dǎo)航服務(wù)?，F(xiàn)有自主導(dǎo)航技術(shù)可分為三類：相對定位：主要依靠里程計、陀螺儀等內(nèi)部感受傳感器，通過測量無人車相對于初始位置的位移來確定無人車的當(dāng)前位置。絕對定位：主要采用導(dǎo)航信標(biāo)．主動或被動標(biāo)諷地圖匹配或全球定位系統(tǒng)進(jìn)行定位。組合定位：綜合采用相對定位和絕對定位的方法，揚長避短，彌補單一定位方法的不足。組合定位方案一般有GPs+地圖匹配、GPs+航跡推算、GPs+航跡推算+地圖匹配、GPs+GLONAss+慣性導(dǎo)航+地圖匹配等。網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)航能隨時隨地通過無線通信網(wǎng)絡(luò)、交通信息中心進(jìn)行信息交互。移動設(shè)備通過移動通信網(wǎng)與直接連接于Internet的webGIs服務(wù)器相連，在服務(wù)器執(zhí)行地圖存儲和復(fù)雜計算等功能，用戶可以從服務(wù)器端下載地圖數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)航的優(yōu)點在于不存在存儲容量的限制、計算能力強。能夠存儲任意精細(xì)地圖，而且地圖數(shù)據(jù)始終是最新的。（3）路徑規(guī)劃技術(shù)路徑規(guī)劃是無人駕駛汽車信息感知和智能控制的橋梁，是實現(xiàn)自主駕駛的基礎(chǔ)。路徑規(guī)劃的任務(wù)就是在具有障礙物的環(huán)境內(nèi)按照一定的評價標(biāo)準(zhǔn)，尋找一條從起始狀態(tài)包括位置和姿態(tài)到達(dá)目標(biāo)狀態(tài)的無碰路徑。路徑規(guī)劃技術(shù)可分為全局路徑規(guī)劃和局部路徑規(guī)劃兩種。全局路徑規(guī)劃是在已知地圖的情況下，利用已知局部信息如障礙物位置和道路邊界，確定可行和最優(yōu)的路徑，它把優(yōu)化和反饋機制很好的結(jié)合起來。局部路徑規(guī)劃是在全局路徑規(guī)劃生成的可行駛區(qū)域指導(dǎo)下，依據(jù)傳感器感知到的局部環(huán)境信息來決策無人平臺當(dāng)前前方路段所要行駛的軌跡。全局路徑規(guī)劃針對周圍環(huán)境已知的情況，局部路徑規(guī)劃適用于環(huán)境未知的情況。路徑規(guī)劃算法包括可視圖法、柵格法、人工勢場法、概率路標(biāo)法、隨機搜索樹算法、粒子群算法等。（4）決策控制技術(shù)決策控制模塊相當(dāng)于無人駕駛汽車的大腦，其主要功能是依據(jù)感知系統(tǒng)獲取的信息來進(jìn)行決策判斷，進(jìn)而對下一步的行為進(jìn)行決策，然后對車輛進(jìn)行控制。決策技術(shù)主要包括模糊推理、強化學(xué)習(xí)、神