河北師范大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 康新媚

大力發(fā)展新能源汽車(chē)技術(shù)是當(dāng)前我國(guó)汽車(chē)工業(yè)的主導(dǎo)方向。隨著5G、人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算的迅速發(fā)展，新能源汽車(chē)將會(huì)邁向一個(gè)新的時(shí)代——“無(wú)人駕駛”時(shí)代，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化、共享化。如今，無(wú)人駕駛汽車(chē)越來(lái)越得到大眾的關(guān)注。為了實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛，必須使互聯(lián)網(wǎng)、通訊技術(shù)相互協(xié)同，幫助人們?cè)陉P(guān)鍵時(shí)刻做出合適的決定，替人們做出判斷，保證出行安全。無(wú)人駕駛是大勢(shì)所趨，它終將會(huì)找到一條適宜的發(fā)展路線(xiàn)，為智能化交通作出巨大貢獻(xiàn)。

1 我國(guó)無(wú)人駕駛汽車(chē)的發(fā)展現(xiàn)狀

由于起步較晚，我國(guó)無(wú)人駕駛汽車(chē)技術(shù)的發(fā)展仍處于初期探索階段。1989年國(guó)防科技大學(xué)研制出了首輛智能汽車(chē)，由于技術(shù)和其他因素限制，直到1992年，經(jīng)過(guò)數(shù)次測(cè)試和技術(shù)完善，才稱(chēng)得上第一輛真正意義上的無(wú)人駕駛汽車(chē)。而后，國(guó)家大力提倡發(fā)展新能源，并且隨著人工智能的迅速發(fā)展，北汽、廣汽、上汽、長(zhǎng)安、比亞迪等企業(yè)紛紛將無(wú)人駕駛作為長(zhǎng)期發(fā)展目標(biāo)。近些年部分IT行業(yè)也開(kāi)始涉足無(wú)人駕駛領(lǐng)域，如百度、騰訊、阿里巴巴、滴滴、華為等。他們將為國(guó)內(nèi)的無(wú)人駕駛汽車(chē)提供更加豐富的想法和先進(jìn)技術(shù)，為我國(guó)無(wú)人駕駛注入新鮮血液。目前，國(guó)內(nèi)首款商用無(wú)人駕駛巴士是由金龍客車(chē)和百度公司聯(lián)手打造的，該車(chē)完全根據(jù)L4級(jí)無(wú)人駕駛汽車(chē)的特點(diǎn)來(lái)設(shè)計(jì)，沒(méi)有轉(zhuǎn)向盤(pán)、制動(dòng)踏板、驅(qū)動(dòng)踏板，由無(wú)人駕駛系統(tǒng)來(lái)操控。該車(chē)目前只涉及商用領(lǐng)域，如公園、景區(qū)、機(jī)場(chǎng)等。

隨著5G的到來(lái)，無(wú)人駕駛發(fā)展前景將更加廣闊。5G 具有傳輸速度快、延時(shí)低、可靠性高等特點(diǎn)。2019年，四川省成都市、山東省濟(jì)南市及浙江省湖州市德清縣先后進(jìn)行了5G自動(dòng)駕駛汽車(chē)道路測(cè)試。河南省鄭州市也開(kāi)通了5G自動(dòng)駕駛運(yùn)營(yíng)線(xiàn)路，在開(kāi)放道路上進(jìn)行測(cè)試也指日可待。目前我國(guó)無(wú)人駕駛技術(shù)尚不成熟，在安全性、技術(shù)性、法規(guī)方面仍然存在問(wèn)題，還需要經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的努力才能達(dá)到理想狀態(tài)。

2 無(wú)人駕駛汽車(chē)的關(guān)鍵技術(shù)

無(wú)人駕駛汽車(chē)是多種技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，其關(guān)鍵技術(shù)包括環(huán)境感知技術(shù)、通信技術(shù)、定位技術(shù)、導(dǎo)航技術(shù)、路徑規(guī)劃及決策與控制技術(shù)等。

2.1 環(huán)境感知技術(shù)

環(huán)境感知是無(wú)人駕駛汽車(chē)最基礎(chǔ)的技術(shù)，也是最重要的技術(shù)，它直接關(guān)乎人和車(chē)輛的安全，相當(dāng)于人的眼睛。環(huán)境感知要求汽車(chē)對(duì)周?chē)鷱?fù)雜的環(huán)境進(jìn)行感知，包括行駛過(guò)程中前方道路是否通暢，車(chē)輛附近是否有障礙物，以及前方后方是否有其他車(chē)輛靠近，即無(wú)人駕駛汽車(chē)在行駛過(guò)程中需要對(duì)周?chē)A(chǔ)設(shè)施、道路情況、障礙物、交通標(biāo)識(shí)、交通信號(hào)燈及周?chē)?chē)輛等進(jìn)行感知。無(wú)人駕駛汽車(chē)通過(guò)各種傳感器感知周?chē)h(huán)境，如攝像頭、超聲波雷達(dá)、激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、紅外線(xiàn)傳感器等。當(dāng)然，不同的傳感器有不同的工作范圍，他們各自發(fā)揮著自己的作用并相互結(jié)合，才能更好地為無(wú)人駕駛汽車(chē)服務(wù)。

2.2 通信技術(shù)

隨著5G時(shí)代的到來(lái)，越來(lái)越多的無(wú)人駕駛汽車(chē)研制企業(yè)都投入其中，5G主要具有以下優(yōu)勢(shì)。

（1）具有超高的網(wǎng)速和大寬帶。車(chē)輛在行駛過(guò)程中必須時(shí)刻與周?chē)男畔⑦M(jìn)行實(shí)時(shí)交互，獲得一些必要的數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)能否上傳到云端以及需要多長(zhǎng)時(shí)間獲得反饋取決于大寬帶和高網(wǎng)速。此外，攝像頭拍攝圖像的清晰度也取決于網(wǎng)速。

（2）延時(shí)低和可靠性高。按照5G標(biāo)準(zhǔn)，延時(shí)將會(huì)降低到1毫秒，響應(yīng)距離大大縮短，在一定程度上保證了無(wú)人駕駛汽車(chē)的安全性。

（3）5G的邊緣計(jì)算技術(shù)為了降低數(shù)據(jù)傳輸帶來(lái)的超負(fù)荷，將數(shù)據(jù)的計(jì)算和存儲(chǔ)中心分散到離數(shù)據(jù)源更近的地方，這也是無(wú)人駕駛汽車(chē)技術(shù)中重要的一點(diǎn)。

2.3 定位導(dǎo)航技術(shù)和路徑規(guī)劃

無(wú)人駕駛汽車(chē)?yán)萌蚨ㄎ幌到y(tǒng)（GPS）來(lái)確定自身所處的位置，利用導(dǎo)航技術(shù)對(duì)所去目的地的速度和方向進(jìn)行規(guī)劃。目前，GPS和北斗是我國(guó)無(wú)人駕駛汽車(chē)上廣泛使用的導(dǎo)航系統(tǒng)。但僅僅使用它們是不夠的，例如，百度“阿波龍”車(chē)搭載的是GPS+RTK（載波相位差分技術(shù)）。RTK目前也在被廣泛的使用，該技術(shù)是將基站收集到的定位數(shù)據(jù)與移動(dòng)站收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行差分，可獲得厘米級(jí)的定位結(jié)果。

路徑規(guī)劃目前在人工智能的基礎(chǔ)上朝著最優(yōu)路線(xiàn)發(fā)展，大大節(jié)省駕乘人員的時(shí)間。路徑規(guī)劃根據(jù)環(huán)境信息可分為全局規(guī)劃和局部規(guī)劃。全局規(guī)劃需要掌握總體的環(huán)境信息，因此只用作對(duì)全局的靜態(tài)規(guī)劃。局部規(guī)劃需要利用車(chē)輛傳感器的信息，因?yàn)閭鞲衅鞯男畔⑹菍?shí)時(shí)變化，所以局部規(guī)劃用作動(dòng)態(tài)規(guī)劃。全局規(guī)劃無(wú)法對(duì)實(shí)時(shí)信息進(jìn)行規(guī)劃，如車(chē)輛周?chē)沫h(huán)境變化、障礙物大小及道路情況等，但可以規(guī)劃出最優(yōu)路線(xiàn)和最終行駛時(shí)間。而局部規(guī)劃不僅考慮了這些因素，還將行駛過(guò)程中的實(shí)時(shí)交通情況包含其中。因此，全局規(guī)劃和局部規(guī)劃可以相互結(jié)合、相互補(bǔ)充。

2.4 決策與控制技術(shù)

當(dāng)無(wú)人駕駛汽車(chē)進(jìn)行環(huán)境感知和定位導(dǎo)航進(jìn)行路徑規(guī)劃后，便由執(zhí)行器開(kāi)始進(jìn)行操作控制，無(wú)人駕駛汽車(chē)開(kāi)始自動(dòng)駕駛。當(dāng)無(wú)人駕駛汽車(chē)在行駛過(guò)程中遇到不可預(yù)知的狀況后，它可自動(dòng)進(jìn)行判斷決策，重新開(kāi)始路徑規(guī)劃，并且結(jié)合當(dāng)前位置和周?chē)h(huán)境，做出最優(yōu)決策。

3 無(wú)人駕駛汽車(chē)發(fā)展存在的問(wèn)題

3.1 安全與技術(shù)問(wèn)題

目前我國(guó)的互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展迅速，無(wú)人駕駛汽車(chē)融合了現(xiàn)代通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，而一旦出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障，無(wú)人架勢(shì)汽車(chē)將無(wú)法辨別周?chē)h(huán)境、識(shí)別周?chē)?chē)輛及交通信號(hào)燈這些基本設(shè)施，交通事故是不可避免的。

3.2 無(wú)人駕駛汽車(chē)接納和普及問(wèn)題

現(xiàn)在我國(guó)的無(wú)人駕駛汽車(chē)技術(shù)還未成熟，可靠性還不高，多數(shù)人對(duì)無(wú)人駕駛汽車(chē)不夠信任，人們還需要一段時(shí)間來(lái)適應(yīng)新生事物。破除人們的觀念歸根結(jié)底還是要靠無(wú)人駕駛汽車(chē)自身的技術(shù)。所以無(wú)人駕駛汽車(chē)要想得到更好的發(fā)展，還需要提升自身的技術(shù)才能令人信服。

3.3 成本問(wèn)題

無(wú)人駕駛汽車(chē)的研發(fā)成本非常高，因其昂貴的零件和傳感器系統(tǒng)，以及需要多次進(jìn)行道路測(cè)試，需要花費(fèi)大量的人力、物力和財(cái)力。

3.4 法律法規(guī)問(wèn)題

我國(guó)無(wú)人駕駛汽車(chē)雖然已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)行道路測(cè)驗(yàn)，但是還不能適應(yīng)所有的道路。所以一旦發(fā)生交通事故，相關(guān)的法律責(zé)任究竟該由誰(shuí)承擔(dān)，相關(guān)的法律法規(guī)還不夠健全。

3.5 對(duì)其他相關(guān)行業(yè)的影響

無(wú)人駕駛汽車(chē)行業(yè)必定會(huì)對(duì)傳統(tǒng)汽車(chē)行業(yè)及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)造成極大沖擊。隨著新能源和無(wú)人駕駛汽車(chē)的普及，人們的共享意識(shí)逐步增強(qiáng)，傳統(tǒng)汽車(chē)?yán)麧?rùn)將會(huì)大幅度下降，從而導(dǎo)致汽車(chē)行業(yè)秩序被打亂，傳統(tǒng)汽車(chē)制造業(yè)地位也將受到極大沖擊。無(wú)人駕駛汽車(chē)的出現(xiàn)也會(huì)對(duì)一些相關(guān)行業(yè)造成影響，如傳統(tǒng)駕駛行業(yè)的司機(jī)也將面臨著失業(yè)，交通事故率降低后保險(xiǎn)公司出險(xiǎn)人員的工作也將受到影響。如今加油站已經(jīng)普遍，而無(wú)人駕駛汽車(chē)需要充電不需要加油，加油站勢(shì)必會(huì)受到極大沖擊。

3.6 無(wú)人駕駛汽車(chē)充電問(wèn)題

近年來(lái)我國(guó)充電樁數(shù)量雖大幅度增長(zhǎng)，但還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足當(dāng)前電動(dòng)汽車(chē)及無(wú)人駕駛汽車(chē)的需求。而且充電樁基礎(chǔ)設(shè)施分布不平衡，大都集中在北上廣等地區(qū)及一線(xiàn)城市。

4 無(wú)人駕駛汽車(chē)的發(fā)展趨勢(shì)及展望

目前，無(wú)人駕駛汽車(chē)發(fā)展仍然面臨著許多挑戰(zhàn)，我國(guó)還需要經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期不懈的努力解決當(dāng)前遇到的技術(shù)瓶頸問(wèn)題。5G與無(wú)人駕駛技術(shù)相結(jié)合是必然的，這是科技進(jìn)步和時(shí)代發(fā)展的產(chǎn)物，我們將走向一個(gè)新的時(shí)代——“5G+無(wú)人駕駛”時(shí)代?！?G+無(wú)人駕駛”的實(shí)現(xiàn)，需要更加智能化的系統(tǒng)、更高的網(wǎng)絡(luò)傳輸速度、更精準(zhǔn)的實(shí)時(shí)道路信息、更齊備的車(chē)內(nèi)安全設(shè)施，讓人們享受出行便捷性的同時(shí)，還能夠感受無(wú)人駕駛汽車(chē)的安全可靠。

在不久的將來(lái)，無(wú)人駕駛終將替代人類(lèi)駕駛，降低交通擁堵和事故，使人們出行更加便利，為社會(huì)做出巨大貢獻(xiàn)，推動(dòng)時(shí)代發(fā)展。時(shí)代在改變，社會(huì)在進(jìn)步，任何技術(shù)都在創(chuàng)新，無(wú)人駕駛汽車(chē)前景也會(huì)十分廣闊。