陳曦，楊古涵，韓燕祥

（中汽研汽車檢驗中心（天津）有限公司，天津 300300）

伴隨著汽車制造行業(yè)的發(fā)展，在汽車生產(chǎn)制造過程中，往往需要借助大量的試驗來對汽車的可靠性與耐久性進行綜合評測，以此不斷提高汽車的設計水平。在汽車性能試驗中，往往需要借助自動駕駛機器人來進行，由于自動駕駛機器人具備控制精準度高、重復性好以及耐磨損等實用優(yōu)點。同樣由于當前自動化技術(shù)的發(fā)展，為自動駕駛機器人的環(huán)境感知與系統(tǒng)識別創(chuàng)造了良好的條件，為自動駕駛機器人的自動化程度的提升奠定了技術(shù)保障。自動駕駛機器人是能夠?qū)崿F(xiàn)車輛自動駕駛行為的機械裝置，其借助設計人員預先給定的相關(guān)指令進行駕駛操作行為，如起步、加速、換道、避碰、停車等一系列自主駕車形式。

1 自動駕駛機器人研究現(xiàn)狀

在自動化技術(shù)的發(fā)展下，發(fā)達國家的駕駛機器人取得了較好的成果。但是，其核心關(guān)鍵技術(shù)處于保密階段，如英國的ABD 公司研發(fā)的轉(zhuǎn)向駕駛機器人，能夠控制測試車輛進行瞬間轉(zhuǎn)向性能，具備較高的精準度與重復性優(yōu)勢。同樣，德國的ATAHLE 公司作為全球最大的汽車自動駕駛機器人供應商，其研發(fā)的自動機器人能夠應用于環(huán)境測試，能夠?qū)ζ嚨哪途眯?、噪音、傳送性能等進行測試。而國內(nèi)對于自動駕駛機器人的研究相對較晚，但是，在汽車公司與高校和科研究機構(gòu)的努力下已經(jīng)取得一定的成果，在汽車道路實驗的駕駛機器人雖然不多，但是，其性能正在逐步追趕先進的研發(fā)水平。同樣在當前的相關(guān)研究中，由于自動駕駛機器人的核心關(guān)鍵技術(shù)的價格過于昂貴，難以實現(xiàn)商業(yè)化，在我國的研發(fā)機構(gòu)中，過多地偏重于自動無人駕駛操作系統(tǒng)，對于自動駕駛機器人的研究任然處于推廣研發(fā)使用階段，因此，導致自動駕駛機器人的普及性與經(jīng)濟效益的不佳。

2 自動駕駛機器人的關(guān)鍵技術(shù)分析

在當前自動駕駛機器人的功能實現(xiàn)中，需要重視其關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)。由于自動駕駛機器人的功能需求，導致其關(guān)鍵的技術(shù)涉及環(huán)境感知系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)以及操作控制系統(tǒng)三大部分。

2.1 環(huán)境感知系統(tǒng)

在自動駕駛機器人的關(guān)鍵技術(shù)中，其環(huán)境測試試驗的功能實現(xiàn)依賴于其環(huán)境感知系統(tǒng)。在自動駕駛機器人的環(huán)境感知關(guān)鍵技術(shù)中，環(huán)境感知系統(tǒng)能夠為自動駕駛機器人獲取道路、車輛、障礙物等外在環(huán)境的詳細數(shù)據(jù)，因此，環(huán)境感知系統(tǒng)作為自動駕駛機器人正常駕駛與精準控制的基礎(chǔ)。在環(huán)境感知系統(tǒng)中，借助衛(wèi)星定位技術(shù)與視覺感知技術(shù)，能夠幫助自動駕駛機器人實現(xiàn)精準定位，與相關(guān)的駕駛標志識別，從而為控制系統(tǒng)提供準確的外在環(huán)境數(shù)據(jù)，為后續(xù)的相應指令提供重要的數(shù)據(jù)支撐。例如，在自動駕駛機器人的環(huán)境感知系統(tǒng)中，視覺感知能夠?qū)ψ詣玉{駛機器人在駕駛測試汽車的過程中，對車道、道路標識、信號燈以及行人障礙物等進行準確識別。視覺感知作為環(huán)境感知系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，其能夠為環(huán)境感知系統(tǒng)提供準確可靠的環(huán)境信息，以此實現(xiàn)自動駕駛機器人的環(huán)境測試試驗。

2.2 執(zhí)行系統(tǒng)

在自動駕駛機器人的關(guān)鍵技術(shù)中，其高精準度與高重復性優(yōu)勢依賴于其執(zhí)行系統(tǒng)。在自動駕駛機器人的執(zhí)行系統(tǒng)當中，其執(zhí)行是自動加強機器人能夠完成預期功能的基礎(chǔ)。自動駕駛機器人的執(zhí)行系統(tǒng)主要囊括對測試車輛的離合、自動、油門三個重要踏板的操縱，同樣執(zhí)行辨析題也對方向盤、換擋桿、點火等進行相應操縱。通過自動駕駛機器人的執(zhí)行系統(tǒng)，能夠?qū)y試車輛進行速度、放心、安全等因素控制。通過自動駕駛機器人的各項功能實現(xiàn)中，借助執(zhí)行系統(tǒng)能夠保證自動駕駛機器人與經(jīng)驗豐富的駕駛員保證控制一致。例如常見的自動駕駛機器人的執(zhí)行系統(tǒng)能夠讓汽車在自動過程中，對于離合、油門、制動踏板的機械腿與方向盤機械手臂的協(xié)調(diào)，通過正確的順序關(guān)系，以此符合安全加深的基本需求，從而保證自動駕駛機器人的安全駕駛行為。

2.3 操作控制系統(tǒng)

在自動駕駛機器人的關(guān)鍵技術(shù)中，操作控制系統(tǒng)作為自動駕駛機器人的組成核心，操作控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)自動駕駛機器人在認為控制指令下完成測試車輛的狀態(tài)以及環(huán)境感知信息，通過相信的決策對執(zhí)行系統(tǒng)進行發(fā)送控制指令。因此，操作控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)自動駕駛機器人對車輛的速度與方向的管控。同樣，自動駕駛機器人關(guān)鍵技術(shù)的操作控制主要涉及到驅(qū)動與控制兩個方面。在當前的自動駕駛機器人的驅(qū)動方式中，主要有氣動驅(qū)動、液動驅(qū)動以及伺服驅(qū)動等三個方式，由于自動駕駛機器人的各個驅(qū)動方式各具特點，因此，需要在測試車輛的實際場景來選擇合適的驅(qū)動方式。在當前自動駕駛機器人的控制策略中，其主要考慮測試車輛的安全駕駛的前提下，對于車輛的速度以及方向的控制，例如，自動駕駛機器人的車道保持與規(guī)避碰撞等功能的實現(xiàn)。因此在自動駕駛機器人對于車輛控制中，需要借助智能算法，通過對道路環(huán)境的識別，以預瞄點對車輛進行預定控制，從而實現(xiàn)車輛的安全駕駛。

3 自動駕駛機器人在汽車測試的應用分析

自動駕駛機器人在對汽車性能測試試驗中的應用，主要體現(xiàn)在汽車的重復性試驗、安全性能試驗以及高精準度的道路試驗中。

3.1 自動駕駛機器人應用體現(xiàn)

自動駕駛機器人在汽車性能的測試應用主要體現(xiàn)在以下三個層面：（1）自動駕駛機器人能夠在單一的駕駛環(huán)境下，代替駕駛員對車輛進行測試，能夠有效地規(guī)避駕駛員的重復駕駛操作的疲勞感。例如，常見的對測試汽車開展的耐久性實驗與道路性能實驗中，自動駕駛機器人能夠有效的替代駕駛員執(zhí)行易疲勞重復的駕駛操作，保證試驗的順利進行。（2）精準性測試實驗。自動駕駛機器人能夠很好地應用與對測試汽車的精準控制測試。借助自動駕駛機器人能夠滿足控制高精準度和駕駛要求。例如，在勻速駕駛與歷程駕駛實驗中，自動駕駛機器人能夠精準地控制測試汽車。（3）安全性試驗。在對測試汽車進行安全性能實驗中，往往設計要一些危險性的測試，例如，防側(cè)翻實驗和ABS 實驗。借助自動駕駛機器人能夠有效地規(guī)避駕駛員駕駛操作的人事安全隱患，從而保證汽車測試實驗的安全性。

3.2 應用實例分析

自動駕駛機器人在汽車性能測試中的應用，可以借助其他輔助系統(tǒng)實現(xiàn)汽車測試的無人駕駛。通過借助人工智能控制系統(tǒng)，實現(xiàn)自動駕駛機器人的駕駛智能化與自動化，通過控制車速與方向?qū)崿F(xiàn)自動駕駛機器人的新功能實現(xiàn)。例如，在城市快速公交和景區(qū)的固定路線觀光車的駕駛中，借助自動駕駛機器人能夠保證駕駛的精準與安全。同樣，在我國的駕駛機器人中，北京航空航天大學與重點實驗室研發(fā)的Robot Driver（機器人駕駛員）兩代中，對于關(guān)鍵技術(shù)的操作控制系統(tǒng)與執(zhí)行系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，進行性能升級，從而讓自動駕駛機器人能夠滿足不同路面的高強度持續(xù)測試工作，具備較高的試驗價值。同樣，在Robot Driver 型號的Robot 自動駕駛機器人中，采用交流伺服電機驅(qū)動，其執(zhí)行系統(tǒng)能夠獨立于汽車結(jié)構(gòu)外，具備安裝拆除簡單，適用于多種型號的汽車，因此，具備較高的適應性和靈活性。同樣，借助視覺感知技術(shù)與多源信息技術(shù)的融合，能夠有效地降低自動駕駛機器人的研發(fā)成本，同時，也能夠保證其各項功能的順利實現(xiàn)。

4 結(jié)語

由此可見，本文主要對自動駕駛機器人的研發(fā)現(xiàn)狀以及關(guān)鍵技術(shù)與應用進行詳細闡述，由于自動駕駛機器人具備的高精準度與高重復性的應用價值，能夠有效地代替駕駛員對研發(fā)汽車進行性能測試，從而保證研發(fā)汽車的危險性試驗與可靠性測試為后續(xù)的車輛設計提供重要的數(shù)據(jù)支持。同樣，借助當前智能化技術(shù)、環(huán)境感知技術(shù)、控制技術(shù)的快速發(fā)展，在自動駕駛機器人的功能與性能上能夠?qū)崿F(xiàn)創(chuàng)新優(yōu)化，為汽車試驗行業(yè)提供良好的應用前景，從而為推動我國汽車行業(yè)奠定堅實的技術(shù)保障。