基于人工智能的自动驾驶技术-AGV吧

在1956年，美国的JohnMcCarthy提出Al之后，越来越多的应用引入了人工智能这一学科。它是研究用于模拟人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学，是将人的思想运用于其它方面的重要开发领域。自动驾驶又被称为无人车、无人驾驶等(autopilot，automatic driving，self-driving， driveless)。对于自动驾驶的概念解释，业界有着明确的等级划分，可被它们分为两种模式：一种是NHSTAB（美国高速公路安全管理局）制定的，一种是SAEInternational（国际汽车工程师协会）制定的。现在使用较多的是SAE，它将自动驾驶被分为了四个等级，1级自动化是驾驶员辅助，2级自动化是半自动驾驶，3级自动化是高度自动驾驶，4级自动化是完全无人自动驾驶，无人驾驶是自动驾驶技术的最终目标。自动驾驶采用了激光雷达、路径规划、环境感知、线控技术等作为其核心技术。通常将自动驾驶系统分为决策层、感知层、执行层。

一、自动驾驶技术的概念与应用

自动驾驶技术是基于人工智能的概念，多应用于汽车自动行驶系统，无需人为操纵就可对地面产生检测机制，可对障碍物、外来干扰等做出躲避。从国内来看，从2013年百度研究院起步的无人驾驶项目，到腾讯、华为、阿里还有广汽、北汽等都在争着积极的参与研究和部署。可以看到自动驾驶这项漫长的研究路线，每年都会有很多企业不断的改善去完善这项很有市场前景的技术。很有可能在汽车自动驾驶较为成熟可以安全的运转以后，还会有人致力于飞机、潜艇、军用驾驶工具等较为危险不适合人去完成的驾驶技术。现在更多的人还是在研发汽车自动驾驶技术，汽车自动驾驶系统可以说相对于以前已经不那么遥远了，但随着自动驾驶汽车的投入市场，也出现了很多安全隐患，交通事故频发，甚至造成严重的伤亡。

二、自动驾驶技术框架

任何一个计算机系统，都离不开硬件的底层支撑，当然还有软件的上层支配。人工智能技术作为自动驾驶汽车的大脑中心，是其最重要的部分，也是其是主导技术，而硬件系统就作为自动驾驶技术的神经和四肢存在，没有其中的任一个都是不行的。自动驾驶是一个完整的软硬件交互系统，自动驾驶关键技术包含硬件（汽车制造技术、自动驾驶芯片）、软件（自动驾驶）、高精度地图、以及传感器通信网络等。

（一）硬件部分

由于自动驾驶系统由感知、决策和控制三部分组成，所以在硬件的构架上是根据这三部分的要求来制定的。感知层是根据大量的力觉传感器、光敏传感器、超声波传感器和声学传感器等的工作原理得到相应的数据，如车辆运动时的传感器、感知环境的传感器和驾驶员检测数据的传感器这三种应用在自动驾驶汽车中的传感器”。传感器作为自动驾驶的感知部分，它的性能决定了车辆适应交通环境的变化程度。像摄像头，毫米波雷达，激光雷达，超声波雷达等（如图所示激光测距仪，视频摄像头，车载雷达，微型传感器），这些不同性能的硬件应该部署在不同的环境因素中。摄像头主要用于道路检测，信息检测较为全面，但可能会收到天气或者光照的影响。由镜头、镜头模组、滤光片、CMOS/CCD、ISP、数据传输部分组成。激光雷达会根据光线遇到障碍的折返时间来计算距离，它不仅用于感知层也应用于高精度地图测绘和定位。毫米波雷达不易受到天气影响，但它不能识别车道线的交通标志。在决策和控制层主要靠芯片技术，是自动驾驶系统的中心技术，它能处理多个传感器采集的数据，有强大的计算和分析数据的功能，并在汽车内部整合成的类似小计算机的超级芯片，减小了硬件部分占用的空间。

（二）软件部分

计算机控制系统也称操作系统将数据处理的结果与硬件结合起来，实现加速减速、转弯刹车等，它可以实现人操作的各种功能，是实现硬件的必要部分。感知层融合各种传感器数据，得到所有有关信息，比如，障碍物距离，速度以及行为预测，汽车可行驶管道，实时交通状况，交通信号灯指示信息等。包括将激光雷达点云图数据处理得到人、车辆、障碍物信息，经过图像处理得到车道线、障碍物、交通标志信号灯的信息。它基于GPS和IMU惯性导航系统和利用SLAM、基于激光点云数据匹配高精度地图等软件来实时定位。经过对数据分析后，决策层需要做出及时的反应，它会根据所有信息规划未来路径和方向。当然在不同路态中，它要决定每时刻速度的快慢，加速度的多少还有航向等准确的数据。控制层再根据决策层所给定的状态序列，对硬件系统发出各种指令。

（三）算法与AI模型

自动驾驶算法涉及到的有规则算法和深度学习算法。规则算法是主要由人来规定行驶的规则，然后汽车根据人的要求来进行决策。深度学习算法则是通过对较为真实的训练数据训练后再分析实际场景从而进行较准确的处理，是机器学习中一种基于对数据进行表征学习的方法。对数据进行处理的算法也包括数据融合、闭环检测、数据压缩等几个方面。

三、未来的趋势

其实自动驾驶汽车的未来走向还是很明显的，在技术较为成熟之后，企业更注重给人带来的舒适感，可能在内饰和功能方面更加专注了。但现在无人驾驶汽车并不是安全系数特别高的，还是会发生各种各样的灾害，而且它的成本相当也较高，不是正常生活水平能接受的。现在汽车已经配置了许多辅助人驾驶的智能配件，可能到不久的将来，无人汽车会变得普及吧，我个人的观点还是觉得半智能化的比较容易被大众人群所接受，毕竟这种技术包含了许多不确定性和突发状况。