霍志鳴

[摘要]在未來的世界里，無人駕駛汽車將會(huì)約來越普遍，并將逐漸取代由人類駕駛的汽車。本文對(duì)無人駕駛的技術(shù)做簡(jiǎn)要的分析。

[關(guān)鍵詞]無人駕駛 人工智能 深度學(xué)習(xí)

1無人駕駛汽車簡(jiǎn)介

無人駕駛汽車是智能汽車的一種，屬于人工智能的范疇，是以計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等相關(guān)技術(shù)為主實(shí)現(xiàn)無人駕駛的目標(biāo)。

隨著時(shí)間的發(fā)展，無人駕駛技術(shù)將深入我們的生活，并有取代普通駕駛的趨勢(shì)。在經(jīng)歷數(shù)十年不斷失敗的嘗試后，依靠更先進(jìn)的傳感器，以及深度學(xué)習(xí)的智能軟件，汽車可以擁有與與人相似的能力，實(shí)現(xiàn)自主安全駕駛。

2無人駕駛汽車的發(fā)展

在近一個(gè)世紀(jì)里，由人類駕駛汽車已經(jīng)改變了我們的生活。現(xiàn)在的汽車是非智能的。汽車帶來便利的同時(shí)，也帶來了新的問題，即城市交通擁堵。解決汽車引發(fā)系列問題最好的方法就是讓汽車變得更加智能。

第一代自主駕駛汽車在行駛普通街道前，會(huì)先應(yīng)用到某些特殊場(chǎng)景環(huán)境中，主要是以低速行駛的穿梭車形式而存在，如行駛在礦場(chǎng)、農(nóng)場(chǎng)、機(jī)場(chǎng)及度假村等。

汽車公司和運(yùn)輸部官員會(huì)用更加長(zhǎng)遠(yuǎn)的眼光看待智能汽車的發(fā)展。他們預(yù)計(jì)無人駕駛汽車要想成為公路主流至少需要在2025年之后。IHS公司估計(jì)2035年時(shí)銷售的新車中將有10%是自動(dòng)駕駛的，到2050年之后，售賣的汽車將幾乎都是自動(dòng)駕駛的。

3無人駕駛汽車發(fā)展的誤區(qū)

有些人無人駕駛是是當(dāng)今駕駛員輔助技術(shù)。無人駕駛技術(shù)并不是輔助技術(shù)，在緊急時(shí)刻，人和機(jī)器同時(shí)控制方向盤時(shí)，人往往無法集中，更加不安全。無人駕駛技術(shù)有著獨(dú)立發(fā)展路徑。

有些人認(rèn)為無人駕駛技術(shù)進(jìn)步較慢，且在基礎(chǔ)設(shè)施上投入較大?，F(xiàn)在的電子設(shè)備的發(fā)展遵循摩爾定律，也就是硬件性能提升，但價(jià)格會(huì)降幅很大。每輛汽車能從其他汽車共享經(jīng)驗(yàn)，用不了很長(zhǎng)時(shí)間就能積累大量經(jīng)驗(yàn)。無人駕駛對(duì)于基礎(chǔ)設(shè)施投入主要是將智能賦予汽車，基礎(chǔ)建設(shè)投資很少。

還有人認(rèn)為無人駕駛技術(shù)不安全。從統(tǒng)計(jì)上看，人類駕駛員每20萬公里左右就會(huì)出現(xiàn)一次非致命的碰撞。如果無人駕駛技術(shù)在安全性優(yōu)于人類駕駛員兩倍的話，就可以讓汽車自動(dòng)駕駛。即平均碰撞距離達(dá)到40萬公里。

4無人駕駛關(guān)鍵技術(shù)

4.1高清地圖

無人駕駛是怎么識(shí)別道路的呢？無人駕駛汽車可以通過高清的地圖來確定大致的方位。高清地圖可以反映大型的地理特征，也可以反省微觀地形細(xì)微的部分。比如車道的畫線，路口交叉點(diǎn)等。

4.2數(shù)碼相機(jī)

高清地圖相當(dāng)于靜態(tài)的數(shù)據(jù)，而數(shù)碼相機(jī)實(shí)時(shí)捕捉車外的環(huán)境，好像人的眼睛一樣。先進(jìn)的自動(dòng)相機(jī)可以自動(dòng)分析圖片的數(shù)據(jù)，圖片的處理速度能夠有所提高，在無人駕駛汽車?yán)锟梢苑胖枚嗯_(tái)數(shù)碼相機(jī)，對(duì)于數(shù)碼相機(jī)的污垢處理要安裝好清潔裝置。

4.3激光雷達(dá)與雷達(dá)

數(shù)碼相機(jī)是把三維視覺空間拆分成二維像素矩陣，激光雷達(dá)向周圍散出脈沖激光，通過發(fā)射時(shí)間計(jì)算周圍環(huán)境的三維數(shù)字模型。激光雷達(dá)無法捕獲色彩信息。

雷達(dá)傳感器一個(gè)常見的應(yīng)用就是當(dāng)車輛靠近司機(jī)的視線盲區(qū)，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出警告。雷達(dá)傳感器的穿透性很好，可以透過風(fēng)沙塵土等，還可以測(cè)出物體的速度。當(dāng)然部分雷達(dá)會(huì)自動(dòng)去除靜態(tài)物體數(shù)據(jù)的記錄，有時(shí)候把巨型靜止的物體誤認(rèn)成別的東西。

4.4聲吶與gps

聲吶相當(dāng)于人的耳朵，也叫做超聲波傳感器，它的穿透性好，不過聲波傳輸速度較慢，所以只能進(jìn)距離監(jiān)測(cè)物體。超聲波作為雷達(dá)實(shí)際應(yīng)用的補(bǔ)充。

GPS技術(shù)負(fù)責(zé)統(tǒng)籌與整合，為汽車提供最終的精確定位。GPS開始應(yīng)用與軍事，后續(xù)漸漸投入民間使用。如今GPS接收器不像之前那么龐大，已經(jīng)變成一個(gè)小小的芯片，嵌入到汽車的操作系統(tǒng)中。

4.5感知器

感知器使用導(dǎo)線和導(dǎo)電晶體管來模擬人類大腦的結(jié)構(gòu)，感知器的表層模擬生理上的視網(wǎng)膜，通過不斷地重復(fù)進(jìn)行學(xué)習(xí)，對(duì)錯(cuò)誤的答案進(jìn)行不斷調(diào)整。在后續(xù)的人工智能發(fā)展的歷程來看，感知器已經(jīng)逐漸演變成神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)某一層神經(jīng)元的通稱。

4.6神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

無人汽車使用的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是通過模仿大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和功能，建立起來的信息處理系統(tǒng)。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法相比，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在處理模糊數(shù)據(jù)、隨機(jī)性數(shù)據(jù)、非線性數(shù)據(jù)方面具有明顯優(yōu)勢(shì)，對(duì)規(guī)模大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、信息不明確的系統(tǒng)尤為適用。由于車行道路瞬息萬變，無人駕駛汽車可以應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的技術(shù)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)于計(jì)算能力要求特別高，所以還需要采用高速獨(dú)立顯卡。

4.7深度學(xué)習(xí)

深度學(xué)習(xí)的概念源于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的研究。深度學(xué)習(xí)通過組合低層特征形成更加抽象的高層表示屬性類別或特征，以發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)的分布式特征表示。深度學(xué)習(xí)是快速發(fā)展的領(lǐng)域，幾乎每周都會(huì)有新的結(jié)構(gòu)與算法。深度學(xué)習(xí)需要有原始數(shù)據(jù)，現(xiàn)在的多層深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)元有很多層，神經(jīng)元的連結(jié)點(diǎn)上百萬甚至幾十億。

目前，深度學(xué)習(xí)在無人駕駛汽車已有幾款應(yīng)用，如移動(dòng)眼等。另外深度學(xué)習(xí)算法能夠分析視頻信號(hào)流產(chǎn)生的多個(gè)框架，可以創(chuàng)造動(dòng)態(tài)——深度感知等視覺特征。

5總結(jié)

無人駕駛汽車技術(shù)方面正在逐步走向成熟，人為因素主要是政府的監(jiān)管與管理措施。未來前景如何，機(jī)器人技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到了重要的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，無人駕駛汽車也將會(huì)成為安全實(shí)用的運(yùn)輸工具。endprint