郭建宏

蘭州石化職業(yè)技術(shù)大學(xué) 甘肅省蘭州市 730060

1 引言

自動(dòng)駕駛儀與人工智能相結(jié)合是汽車發(fā)展和傳統(tǒng)駕駛技術(shù)的重要指標(biāo)。人工智能已集成到自動(dòng)駕駛系統(tǒng)中，提高了車輛的自動(dòng)化程度，增加了檢測控制系統(tǒng)的數(shù)量，并通過有效的控制面板引導(dǎo)了車輛的自動(dòng)化。尤其是感覺系統(tǒng)準(zhǔn)確地識(shí)別道路交通的潛在障礙，并發(fā)出預(yù)警以確保交通安全。人工智能與自動(dòng)駕駛儀相結(jié)合也處于許多研究階段，需要不斷改進(jìn)人工智能，以推動(dòng)自動(dòng)汽車的發(fā)展。

2 自動(dòng)駕駛概述

2.1 自動(dòng)駕駛

自動(dòng)駕駛通常稱為無人駕駛駕駛駕駛，是一種針對(duì)交通事故疲勞等問題的自動(dòng)駕駛概念。

2.2 類別

國際SAE分類標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了自主車輛最低6級(jí)。第一層是手動(dòng)轉(zhuǎn)發(fā)，完全由司機(jī)控制，并得到其他系統(tǒng)(如警告和干預(yù)系統(tǒng))的支持。二樓是二級(jí)回轉(zhuǎn)，即方向盤支撐以實(shí)際行駛環(huán)境為基礎(chǔ)進(jìn)行回轉(zhuǎn)或加速，而其他動(dòng)作仍需司機(jī)執(zhí)行。第三階段是半自動(dòng)的，這意味著它根據(jù)實(shí)際駕駛環(huán)境控制多個(gè)操作，包括加速度、減速和旋轉(zhuǎn)，而其他操作則由駕駛員執(zhí)行。第四層是自動(dòng)高度控制，即汽車由自動(dòng)駕駛系統(tǒng)翻轉(zhuǎn)和控制，在某些情況下，司機(jī)必須作出反應(yīng)。第五層是自主自主自主驅(qū)動(dòng)，即在所有操作中，即使司機(jī)沒有反應(yīng)，也使用自主駕駛系統(tǒng)。第6階段不再需要司機(jī)的參與，司機(jī)可以在所有司機(jī)都能應(yīng)付的條件下繼續(xù)駕駛自動(dòng)化系統(tǒng)。

3 自動(dòng)駕駛的技術(shù)現(xiàn)狀

人工智能的發(fā)展近年來進(jìn)展良好，已應(yīng)用于許多行業(yè)。人工智能今天已被用于汽車工業(yè)。此外，我們?cè)?016年對(duì)自主汽車進(jìn)行了測試，并取得了一些成果。汽車、環(huán)保意識(shí)、規(guī)劃決策等與復(fù)雜信息的物理和合成系統(tǒng)緊密集成，無需手動(dòng)執(zhí)行。該系統(tǒng)主要由檢測系統(tǒng)、決策系統(tǒng)和執(zhí)行子系統(tǒng)組成，采用環(huán)境控制、控制、決策和V2X通信等關(guān)鍵技術(shù)。綠色智能系統(tǒng)主要利用自動(dòng)傳感傳感器和5g網(wǎng)絡(luò)環(huán)境來提供信息，如保持車輛狀態(tài)、交通環(huán)境等，從而通過將信息整合到汽車坐標(biāo)系中來支持決策和自動(dòng)時(shí)刻表規(guī)劃。決策規(guī)劃技術(shù)主要基于環(huán)境檢測系統(tǒng)中的信息，提供路線選擇、交通預(yù)測、決策、動(dòng)作規(guī)劃、反饋控制等功能。運(yùn)行時(shí)控制主要采用反饋運(yùn)行的輸出控制指令來控制車輛的轉(zhuǎn)速、制動(dòng)和汽油。V2X通信技術(shù)使車輛能夠與外界互動(dòng)，并為環(huán)保意識(shí)和決策提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)。

4 人工智能對(duì)自動(dòng)駕駛的意義和社會(huì)價(jià)值

4.1 人工智能對(duì)自動(dòng)駕駛的意義

由于完全由汽車故障引起的事故比例遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于由人為錯(cuò)誤引起的事故比例，毫無疑問，自動(dòng)駕駛消除了由人為錯(cuò)誤引起的交通事故。美國、德國和包括中國在內(nèi)的其他國家鼓勵(lì)自動(dòng)駕駛汽車的立法，也可以看作是未來不可阻擋的趨勢(shì)。通過智能化、數(shù)字化和信息化操作，自動(dòng)駕駛汽車可以檢測到人的狀態(tài)，在人疲勞的情況下，自動(dòng)代替人駕駛，避免事故發(fā)生。汽車的自動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)解放了人的雙手，在沒有駕駛員的控制下，汽車可以通過自己的導(dǎo)航到達(dá)目的地。一旦選擇了目的地，汽車的自動(dòng)駕駛儀就會(huì)使用導(dǎo)航系統(tǒng)來規(guī)劃通往目的地的最佳路線，而汽車則會(huì)選擇一個(gè)停車位進(jìn)行自動(dòng)停車。使用導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行路線規(guī)劃，可以有效地避免交通堵塞或路線過長的問題，并能盡可能快速和安全地到達(dá)目的地。

4.2 自動(dòng)駕駛的社會(huì)價(jià)值

自駕車的社會(huì)價(jià)值在于：第一，大幅減少交通事故，這是自駕車的首要目標(biāo)，也是世界各國加快通過政策或法律來推動(dòng)自駕車發(fā)展的主要原因。第二，需要改善目前的交通。該>技術(shù)可以克服人類感知的局限性，比人類更準(zhǔn)確、更敏感，并通過機(jī)器學(xué)習(xí)和使用繪圖技術(shù)，對(duì)道路狀況進(jìn)行預(yù)測和反應(yīng)。這可以更好地規(guī)劃駕駛，減少人類需要更慢的反應(yīng)和對(duì)道路狀況的反應(yīng)的較長距離，從而減少交通擁堵。第三，駕駛員范圍的擴(kuò)大，傳統(tǒng)的汽車駕駛要有駕駛員資格要求，以及年齡、視力、健康狀況、連續(xù)駕駛時(shí)間等。機(jī)動(dòng)車，特別是L4和L5類的機(jī)動(dòng)車，一般不需要人工干預(yù)，允許駕駛能力有限的人單獨(dú)乘車出行，從而擴(kuò)大了駕駛汽車的范圍。

5 人工智能在汽車自動(dòng)駕駛領(lǐng)域的應(yīng)用

5.1 總體技術(shù)特點(diǎn)

自動(dòng)駕駛儀系統(tǒng)是一種交互式系統(tǒng)，由芯片和汽車制造技術(shù)等各種硬件和軟件以及包括自動(dòng)駕駛儀軟件、地圖和通信網(wǎng)絡(luò)在內(nèi)的軟件組成。在軟件領(lǐng)域，您可以將以下三個(gè)功能模塊進(jìn)行分組。第一，提高認(rèn)識(shí)模塊使用傳感器實(shí)時(shí)收集環(huán)境信息，例如通過使用相機(jī)等設(shè)備，并利用動(dòng)態(tài)采集自動(dòng)狀態(tài)信息。第二、行為決策模塊:基于現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)、環(huán)境和線路信息，根據(jù)最佳決策實(shí)現(xiàn)出行自動(dòng)化，運(yùn)動(dòng)控制指令。第三，運(yùn)動(dòng)控制模塊:根據(jù)計(jì)劃行駛路線，根據(jù)當(dāng)前汽車的位置、速度和位置發(fā)出控制命令。

5.2 高級(jí)駕駛輔助工具的應(yīng)用

自動(dòng)駕駛儀與人工智能相結(jié)合，也體現(xiàn)在先進(jìn)駕駛輔助工具的應(yīng)用上。一種先進(jìn)的駕駛輔助系統(tǒng)，主要通過處理傳感器信息來幫助駕駛車輛。汽車行業(yè)采用多個(gè)傳感器，系統(tǒng)定位在傳感器位置，使汽車信息及時(shí)采集，及時(shí)處理數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確識(shí)別車輛行駛過程中的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)物理元素，確保車輛檢測系統(tǒng)正常運(yùn)行。車輛的現(xiàn)代駕駛幫助系統(tǒng)可以監(jiān)控自動(dòng)汽車的安全，更好地隔離司機(jī)，無論如何都要盡快采取必要措施避免駕駛風(fēng)險(xiǎn)。輔助車輛的現(xiàn)金支付，通過人工智能和智能系統(tǒng)(LDWS(預(yù)警系統(tǒng)外的軌道移動(dòng))和汽車停車等實(shí)現(xiàn)汽車自動(dòng)化，提高了自主性。使用先進(jìn)的駕駛輔助工具智能控制車輛，包括行車道接收(LKA)、自適應(yīng)導(dǎo)航(ACC)、預(yù)交互警報(bào)(FCW)等，以避免交通事故。汽車高級(jí)駕駛助推器在國內(nèi)尚未廣泛應(yīng)用，但我們?cè)谶@方面有較大的市場區(qū)段，是汽車工業(yè)發(fā)展的重要證據(jù)。

5.3 信息自動(dòng)共享的應(yīng)用

在汽車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)中，人工智能允許自動(dòng)共享駕駛信息。在專用通道中，一輛汽車可以與其他車輛共享其位置、速度等，使其他車輛的行駛能夠?qū)崟r(shí)獲得信息，并實(shí)時(shí)調(diào)整車輛狀態(tài)以確保其安全。此外，車輛可以使用相機(jī)、雷達(dá)等技術(shù)。檢測道路交通事故，檢測前面道路事故，調(diào)整汽車參數(shù)。隨著技術(shù)水平的提高，汽車的3D街燈穩(wěn)步增加，超聲波目前為20毫米，毫米波200米，激光100米。同時(shí)，人工智能通過直接向汽車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)傳遞信息，實(shí)現(xiàn)了汽車的自動(dòng)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。一旦檢測到地形變化，就會(huì)自動(dòng)降低速度以確保車輛的安全。共享Autopilot信息至關(guān)重要。如果不及時(shí)使用和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，可能會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失，從而對(duì)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的健康產(chǎn)生負(fù)面影響。在這方面，綜合數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)可以從大量數(shù)據(jù)中提取有價(jià)值的信息，篩選出多馀的信息，確保優(yōu)化利用，充分利用人工智能的優(yōu)勢(shì)。

5.4 執(zhí)行系統(tǒng)控制應(yīng)用程序

在應(yīng)用自動(dòng)駕駛儀控制面板時(shí)，傳統(tǒng)方法包括膜控制、PID控制、模型預(yù)測控制、模糊控制等。應(yīng)用人工智能控制執(zhí)行、過于智能控制，主要是模型控制、強(qiáng)化學(xué)習(xí)方法、神經(jīng)網(wǎng)格控制等。例如，Clearwater大學(xué)智能汽車互聯(lián)網(wǎng)專家研究中心主任Rick進(jìn)行了智能控制系統(tǒng)研究，以提高道路安全、減少駕駛疲勞、減少油耗、提高運(yùn)輸效率和改善道路安全。

6 自動(dòng)駕駛汽車中人工智能的應(yīng)用控制方法

6.1 最佳控制

LBD控制器(LQR)是一種經(jīng)典的反饋方法，其控制器增量是線性LII優(yōu)化方法。該方法的核心思想是:系統(tǒng)的故障模型在每個(gè)控制周期都是線框的，第二優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)試圖確定控制尺寸的最優(yōu)變化率，從而優(yōu)化跟蹤控制。提供全面、水平和穩(wěn)定的控制，通過集成反饋所需的振動(dòng)速度，提高車輛的運(yùn)行穩(wěn)定性，同時(shí)考慮到車輛位置和狀態(tài)變化對(duì)控制的影響。采用基于q矩陣的自適應(yīng)線性高斯控制方法監(jiān)測控制器設(shè)計(jì)，在定位和規(guī)劃階段考慮噪聲。LQR使一輛汽車在低、簡單的道路上行駛時(shí)能夠更好地控制。但是，當(dāng)汽車具有復(fù)雜的非線性特性時(shí)，由于線性反饋和模型的簡化，控制器的有效性可能會(huì)大大降低。為此，開發(fā)了基于LQR的自適應(yīng)控制器，將基于道路信息的車輛反饋控制和車輛動(dòng)態(tài)反饋控制集成到控制器設(shè)計(jì)中，以補(bǔ)償車輛動(dòng)態(tài)建模中的誤差和干擾。

6.2 智能控制

智能控制方法是一種基于智能算法的控制算法，包括機(jī)器人學(xué)習(xí)。隨著機(jī)器人學(xué)習(xí)算法的發(fā)展，越來越多地用于智能汽車和移動(dòng)機(jī)器人的控制，學(xué)習(xí)算法是一種基于受控對(duì)象實(shí)時(shí)狀態(tài)的PID控制組合的非建?？刂扑惴?。利用離線培訓(xùn)的性能功能，結(jié)合簡單跟蹤與基于受控對(duì)象實(shí)時(shí)狀態(tài)的PID控制，平滑權(quán)重和控制權(quán)重，控制智能汽車前輪角度，提高極軸追蹤精度。一種基于戰(zhàn)略景深算法控制無人駕駛船舶軌跡的控制器。這意味著它可以從基于密集學(xué)習(xí)算法的跟蹤控制器跟蹤到優(yōu)點(diǎn)，并且與純跟蹤方法相比大大減少了高速過渡?？紤]到深度教學(xué)算法尚未建模，結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)離線訓(xùn)練可直接用于智能汽車的控制，汽車的非線性特性非常具有補(bǔ)償性。

7 自動(dòng)駕駛汽車中人工智能的應(yīng)用前景

智能駕駛是指人工智能直接支持或取代駕駛員的行為，從而有效彌補(bǔ)了常規(guī)出行的不足。通過研究和開發(fā)，公共事務(wù)智能流程領(lǐng)域的許多技術(shù)都有所發(fā)展，相應(yīng)的成本也有所降低。與長期發(fā)展相關(guān)，智力是一種長期的駕駛模式，在這種模式下，必須建立一定的航線，以確保自動(dòng)駕駛儀的正確應(yīng)用。當(dāng)今智能駕駛機(jī)制可能比盡可能高的自動(dòng)駕駛級(jí)別更合適，主要是因?yàn)楫?dāng)前的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)不符合人腦的要求，不能像人腦那樣思考，而且很難應(yīng)對(duì)駕駛過程中可能出現(xiàn)的問題。在這方面，加強(qiáng)人工智能的應(yīng)用是現(xiàn)階段自動(dòng)發(fā)展的主要方向之一。當(dāng)今許多國內(nèi)車輛都有一系列輔助系統(tǒng)，不斷監(jiān)測這些車輛周圍的實(shí)際交通情況。在此基礎(chǔ)上，未來可以從人的互動(dòng)入手，增強(qiáng)新二元出版模式的發(fā)展力。因?yàn)槿说膮⑴c提高了駕駛的靈活性，對(duì)日益復(fù)雜的環(huán)境做出了反應(yīng)。人工智能的改進(jìn)可以在汽車輔助系統(tǒng)的應(yīng)用中發(fā)揮更大的作用。

7.1 汽車定位

車輛的定位對(duì)于車輛的自動(dòng)控制至關(guān)重要?；谌斯ぶ悄?，汽車定位技術(shù)不斷發(fā)展。采用激光技術(shù)和GPS技術(shù)，自動(dòng)駕駛汽車實(shí)時(shí)接收道路信息，通過激光導(dǎo)航、視覺導(dǎo)航等識(shí)別汽車的地理位置，主動(dòng)將道路信息發(fā)送給駕駛員系統(tǒng)，做出正確的駕駛選擇。例如，磁共振成像技術(shù)要求在道路的兩側(cè)都已經(jīng)安裝了磁鐵、電線等，并且磁鐵必須向其方向翻轉(zhuǎn)才能起到導(dǎo)航器的作用。當(dāng)一輛汽車自動(dòng)駛進(jìn)該段時(shí)，它連接地下電磁設(shè)備，收集和分析數(shù)據(jù)，完成道路信息，分析汽車位置，指示自動(dòng)駕駛系統(tǒng)重定向。

7.2 深度識(shí)別

深度識(shí)別是汽車駕駛中人工智能的經(jīng)典應(yīng)用。深入識(shí)別提供環(huán)境信息并及時(shí)分析的傳感器。人工智能的設(shè)計(jì)是基于深刻的學(xué)習(xí)，不僅滿足了加工環(huán)境的精度要求，而且提高了計(jì)算機(jī)技術(shù)的知識(shí)和分析能力。汽車工業(yè)中，汽車高度依賴數(shù)據(jù)、計(jì)算資源和算法。車輛通過人工智能與云服務(wù)相結(jié)合，可快速訪問實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并可使用復(fù)雜算法直接將結(jié)果返回駕駛系統(tǒng)。人工智能還有助于優(yōu)化用戶體驗(yàn)。具有自動(dòng)人臉識(shí)別功能的駕駛員，測量和分析駕駛員的駕駛偏好，并返回中央控制部門自動(dòng)調(diào)節(jié)座椅和汽車溫度；或通過觀察頭部和眼睛觀察疲勞、醉漢、精神病等，對(duì)駕駛員進(jìn)行實(shí)時(shí)測試，以保護(hù)駕駛員。分析和預(yù)警。深度檢測有助于提高汽車行駛等級(jí)和質(zhì)量。

8 結(jié)語

總之，自動(dòng)駕駛系統(tǒng)與人工智能相結(jié)合，將進(jìn)一步支持自主汽車的智能發(fā)展，從而決定汽車系統(tǒng)的方向。發(fā)展和應(yīng)用現(xiàn)代互補(bǔ)駕駛系統(tǒng)，加快汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展，提高汽車產(chǎn)業(yè)競爭力，為汽車產(chǎn)業(yè)的真正智能發(fā)展創(chuàng)造條件。