無人駕駛汽車原理概述-課件

無人駕駛汽車原理淺述無人駕駛汽車原理淺述1

無人駕駛汽車是通過車載傳感系統(tǒng)感知道路環(huán)境，自動(dòng)規(guī)劃行車路線并控制車輛到達(dá)預(yù)定目標(biāo)的智能汽車。無人駕駛汽車圖片它是利用車載傳感器來感知車輛周圍環(huán)境，并根據(jù)感知所獲得的道路、車輛位置和障礙物信息，控制車輛的轉(zhuǎn)向和速度，從而使車輛能夠安全、可靠地在道路上行駛。

集自動(dòng)控制、體系結(jié)構(gòu)、人工智能、視覺計(jì)算等眾多技術(shù)于一體，是計(jì)算機(jī)科學(xué)、模式識(shí)別和智能控制技術(shù)高度發(fā)展的產(chǎn)物，也是衡量一個(gè)國家科研實(shí)力和工業(yè)水平的一個(gè)重要標(biāo)志，在國防和國民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。概念概述無人駕駛汽車是一種智能汽車，也可以稱之為輪式移動(dòng)機(jī)器人，主要依靠車內(nèi)的以計(jì)算機(jī)系統(tǒng)為主的智能駕駛儀來實(shí)現(xiàn)無人駕駛。無人駕駛汽車是通過車載傳感系統(tǒng)感知道路環(huán)境，自動(dòng)規(guī)劃行車2Google無人駕駛汽車的原理

第二代谷歌無人車是基于雷克薩斯RX450H混合動(dòng)力SUV改造的Google無人駕駛汽車的原理第二代谷歌無人3激光發(fā)射器雷達(dá)攝像頭處理器2341激光發(fā)射器雷達(dá)攝像頭處理器2341Google無人駕駛汽車的原理

車頂有一個(gè)巨大的激光傳感器Google無人駕駛汽車的原理5Google無人駕駛汽車的原理激光發(fā)射器是Googlecar中最為昂貴的器材，它可以一邊旋轉(zhuǎn)一邊不間斷的發(fā)射64束射程可達(dá)120m的激光束并接受，根據(jù)接受到的時(shí)間差別，計(jì)算出物體與汽車的距離，從而繪制出周圍的3D地形圖，發(fā)射與接受的頻率十分迅捷，幾乎達(dá)到實(shí)時(shí)傳送，綜合數(shù)據(jù)可以得到物體形狀大小運(yùn)動(dòng)軌跡。Google無人駕駛汽車的原理激光發(fā)射器是Googleca6Google無人駕駛汽車的原理

無人車“眼”中的道路情況Google無人駕駛汽車的原理7Google無人駕駛汽車的原理

一個(gè)雷達(dá)傳感器Google無人駕駛汽車的原理8Google無人駕駛汽車的原理車載雷達(dá)可以彌補(bǔ)激光發(fā)射器的一些盲點(diǎn)，可以準(zhǔn)確得到汽車運(yùn)行的相對(duì)速度。Google無人駕駛汽車的原理車載雷達(dá)可以彌補(bǔ)激光發(fā)射器的一9Google無人駕駛汽車的原理

后視鏡前還有一個(gè)帶攝像頭的傳感器Google無人駕駛汽車的原理10Google無人駕駛汽車的原理Googlecar擁有兩個(gè)攝像頭，兩者保持著一定的距離，如同人類的雙眼視差，可以幫助汽車確定自己的位置以及行進(jìn)速度，攝像頭有激光發(fā)射器不可替代的作用，可以辨識(shí)道路上的信號(hào)燈與信號(hào)標(biāo)示，保證自身運(yùn)行遵循交通規(guī)則。Google無人駕駛汽車的原理Googlecar擁有兩個(gè)攝11Google無人駕駛汽車的原理

收集的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)線傳到處理器進(jìn)行分析Google無人駕駛汽車的原理12Google無人駕駛汽車的原理處理器會(huì)整合上述所有的傳感器，所有數(shù)據(jù)流與Google地圖整合后形成一幅實(shí)時(shí)周邊地形圖。Google無人駕駛汽車的原理處理器會(huì)整合上述所有的傳感器，13Google無人駕駛汽車的原理

經(jīng)過車載處理器處理過世界的樣子，粉色代表與行駛路線不會(huì)相交的物體，綠色代表阻擋在路線上的物體Google無人駕駛汽車的原理經(jīng)過車載處理器處理過世界的14國內(nèi)對(duì)無人駕駛汽車的研究國內(nèi)對(duì)無人駕駛汽車的研究國防科技大學(xué)自主研制的紅旗HQ3無人車1紅旗HQ3無人駕駛轎車不僅環(huán)境識(shí)別速度快，適應(yīng)性強(qiáng)，能實(shí)時(shí)處理岔道、斑馬線和虛線；對(duì)車體姿態(tài)變動(dòng)，自然光照變化及樹木、路橋陰影都具有較強(qiáng)的自適應(yīng)力。而且擁有較強(qiáng)的命令執(zhí)行系統(tǒng)，能夠忠實(shí)地執(zhí)行“大腦”發(fā)出的各種控制命令，在高速公路上，最高速度已達(dá)到150公里/小時(shí)。目前，該系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn)了小型化并和原車很好地融為了一體，在車廂內(nèi)根本看不到自主駕駛系統(tǒng)的其它任何部件，并保持了車廂的原來風(fēng)格。紅旗HQ3無人（自主）駕駛系統(tǒng)已獲得了進(jìn)一步提升和應(yīng)用，這標(biāo)志著該產(chǎn)品已向?qū)嵱没较蜻~出了一大步。2011年7月14日首次完成了從長沙到武漢286公里的高速全程無人駕駛試驗(yàn)國防科技大學(xué)自主研制的紅旗HQ3無人車1紅旗HQ3無人駕駛轎百度無人駕駛汽車2百度無人駕駛汽車可自動(dòng)識(shí)別交通指示牌和行車信息，具備雷達(dá)、相機(jī)、全球衛(wèi)星導(dǎo)航等電子設(shè)施，并安裝同步傳感器。車主只要向?qū)Ш较到y(tǒng)輸入目的地，汽車即可自動(dòng)行駛，前往目的地。在行駛過程中，汽車會(huì)通過傳感設(shè)備上傳路況信息，在大量數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上進(jìn)行實(shí)時(shí)定位分析，從而判斷行駛方向和速度，百度無人駕駛車國內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)城市、環(huán)路及高速道路混合路況下的全自動(dòng)駕駛。百度無人駕駛汽車2百度無人駕駛汽車可自動(dòng)識(shí)別交通指示牌和行車中外路線差異技術(shù)路線不同：谷歌的無人駕駛汽車走的是基于導(dǎo)航技術(shù)的路線，投入很高，也有很多創(chuàng)新技術(shù)的應(yīng)用。而國防科技大學(xué)的無人駕駛汽車HQ3，其“大腦”是藏在后備廂里的計(jì)算機(jī)設(shè)備，車輛沒有GPS等導(dǎo)航設(shè)備，完全是利用自身的“環(huán)境傳感器”來識(shí)別道路標(biāo)線，進(jìn)而依靠車載的智能行為決策和控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)正常匯入高速公路的密集車流中自主駕駛。估計(jì)中國的無人駕駛技術(shù)路線未來將會(huì)與國外逐漸趨同。研發(fā)主體不同：歐美無人駕駛技術(shù)多為信息和汽車行業(yè)推動(dòng)，中國的無人駕駛研發(fā)主體多為高校和國防單位。雖然中國車企已經(jīng)和高校聯(lián)合，提前投入到智能輔助駕駛系統(tǒng)的研發(fā)中，但作為終極技術(shù)的無人駕駛，目前只有個(gè)別主流車企開始研發(fā)。中外路線差異技術(shù)路線不同：谷歌的無人駕駛汽車走的是基于導(dǎo)航技無人駕駛汽車產(chǎn)業(yè)化瓶頸

一般無人駕駛汽車使用的激光掃描儀無法穿越固體障礙物，如果有行人突然出現(xiàn)在車道上，掃描儀是無法及時(shí)檢測的。無人駕駛汽車不僅需要留意周邊的其他車輛，還必須能夠檢測到周圍的路人、車道、停止線、交通標(biāo)識(shí)、交通燈等等一系列因素；也需要有預(yù)測諸如目前行駛的車道是否會(huì)在幾百米之外終止、前方道路上是否有停泊車輛等問題的能力。此外，當(dāng)路面上有積雪時(shí)，無人駕駛汽車經(jīng)常會(huì)面臨無法“看清”道路標(biāo)志及其他線索的難題，而電腦必須利用這些信息才能進(jìn)行正確的定位。無人駕駛汽車產(chǎn)業(yè)化瓶頸一般無人駕駛汽車使用的激光掃描解決方法概述

參考一些國內(nèi)關(guān)于計(jì)算機(jī)視覺導(dǎo)航的研究，研究方向主要可以從此入手。1）基礎(chǔ)矩陣是對(duì)來自同一景物的兩幅未標(biāo)定的圖像進(jìn)行分析的基本工具，而對(duì)于基礎(chǔ)矩陣的估計(jì)是諸如攝像機(jī)標(biāo)定，運(yùn)動(dòng)分析等視覺應(yīng)用的第一步。似然估計(jì)的最優(yōu)修正來初始LM算法，最終給出基礎(chǔ)矩陣的解，并選取模擬圖像與真實(shí)圖像分別對(duì)不同的算法進(jìn)行仿真對(duì)比實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明所給出的改進(jìn)算法具有更高的精度與效率。2)在視覺導(dǎo)航系統(tǒng)中，對(duì)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)分析需要獲得測量誤差的具體描述，而在成像過程當(dāng)中，計(jì)算機(jī)視覺的傳感器存在三類不同性質(zhì)的誤差：首先是光學(xué)系統(tǒng)的非線性畸變，這可在攝像機(jī)標(biāo)定過程中事先校正；其次是圖像噪聲，它主要影響特征檢測的定位精度；最后是由于傳感器數(shù)字圖像的空間量化效應(yīng)帶來的特征像素定位誤差。3)對(duì)于視覺導(dǎo)航系統(tǒng)，可以采用極線幾何約束來求解航天器的位置和姿態(tài)，然而該方法的求解精度及穩(wěn)定性不高。建立了視覺導(dǎo)航