#优质创作者#自动驾驶关键技术盘点 原创

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自动驾驶控制系统通常被分为三部分：环境感知-＞决策规划-＞控制执行。首先环境感知通过各种传感器去搜集汽车周边信息，常用的传感器包括了摄像头、激活雷达、毫米波雷达、组合导航等等。目前行业内有两种主流技术路线，一种是以特斯拉为代表的以摄像机为主导的多传感器融合方案；另一种是以谷歌、百度为代表的以激光雷达为主导，其他传感器为辅助的技术方案。无论哪种方案，都需要通过智能控制算法，根据驾驶员意图、当前车速、外部环境等状态计算规划驾驶指令、规划路径，最后由线控底盘系统来执行驾驶指令、控制车辆运行。

自动驾驶涉及的关键技术包括了环境感知和传感器融合、智能网联V2X、高精度地图、决策规划等关键技术。

环境感知

自动驾驶的传感系统需要通过搜集汽车周边信息，然后做出决策（转向、变道、加速、减速）。环境感知包括车辆本身状态、道路、行人、交通信号、交通标识、交通状况、周围车辆等。

其中车辆本身状态感知包括车辆速度、行驶方向、行驶状态、车辆位置等；道路感知包括道路类型检测、道路标线识别、道路状况判断、是否偏离行驶轨迹等；行人感知主要判断车辆行驶前方是否有行人，包括白天行人识别、夜晚行人识别、被障得物遗挡的行人识别等；交通信号感知主要是自动识别交又路口的信号灯、如何高效通过交又路口等；交通标识感知主要是识别道路两侧的各种交通标志，如限速、弯道等，及时提醒驾驶员注意；交通状况感知主要是检测道路交通拥堵情况、是否发生交通事故等，以便车辆选择通畅的路线行驶；周围车辆感知主要检测车辆前方、后方、侧方的车辆情况，避免发生碰撞，也包括交叉路口被障碍物遮挡的车辆。在复杂的路况交通环境下，单一传感器无法完成环境感知的全部，必须整合各种类型的传感器，利用传感器融合技术，使其为自动驾驶汽车提供更加真实可靠的路况环境信息。

车用无线通信技术（V2X）

车用无线通信技术（Vehicle to Everything ,V2X)是将车辆与一切事物相连接的新一代信息通信技术，其中V代表车辆，X代表任何与车交互信息的对象，当前X主要包含车、人、交通路侧基础设施和网络。V2X交互的信息模式包括：车与车之间（Vehicle to Vehicle,V2V）、车与路之间（Vehicleto Infrastructure ,V2I）、车与人之间（Vehicle to Pedestrian,V2P)、车与网络之间（Vehicle toNetwork,V2N）的交互。V2V技术允许车辆通过转发自身及前方的实时信息来预防事故的发生，从而减少驾驶时间，最终实现改善交通环境，减少交通拥堵的目的。

V2I技术通过无线的方式帮助车辆和路侧的交通设施实现数据交换，主要应用包括交叉路口安全管理、车辆限速控制、电子收费、运输安全管理，以及道路施工和限高警示等。这项技术会推动交通设施智能化，包括禁止驶入灯标、天气信息系统等交通设施都可进化为通过多种算法可识别高风险情况并自动采取警示措施的智能交通设施。

目前V2X领域分为DSRC和C-V2X两个标准和产业阵营。在国内市场由于拥有全球最大的4G LTE网络和成熟的产业链，并且对DSRC技术上没有太多积累，因此有分析认为国内V2X发展会向C-V2X倾斜。

高精地图

高精地图拥有精准的车辆位置信息和丰富的道路元素数据信息，可以帮助汽车预知路面复杂信息，如坡度、曲率、航向等。和传统相比具有更高的实时性。由于道路路面经常发生变化，如道路整修、标识线磨损或重漆、交通标识改变等，这些改变都要及时反映在高精地图上。高精地图将更强调空间的三维模型以及精度，将精度从米级降到厘米级，必须非常精确的显示路面上的每一个特征和状况。

规划决策

决策是无人驾驶体现智能性的核心的技术，相当于自动驾驶汽车的大脑，它通过综合分析环境感知系统提供的信息，及从高精度地图路由寻址的结果，对当前车辆进行规划（速度规划、朝向规划、加速度规划等），并产生相应的决策（跟车、换道、停车等)。规划技术还需要考虑车辆的机械特性、动力学特性、运动学特性。常用的决策技术有专家控制、隐马尔科夫模型、贝叶斯网络、模糊逻辑等。

车载网络总线技术

目前汽车上广泛应用的网络有CAN、LIN和MOST总线等，它们的特点是传输速率小、带宽窄。随着越来越多的高清视频应用进入汽车，如ADAS、360度全景泊车系统，现有通讯总线的传输速率和带宽已无法满足需要。车载以太网顺应未来汽车行业的发展趋势，即开放性兼容性原则，最有可能进入智能网联汽车环境下工作，它采用星形连接架构，每一个设备或每一条链路都可以专享100M带宽，且传输速率达到万兆级。目前车载以太网已经有部分场景开始应用。

信息安全与隐私保护技术

自动驾驶汽车通过车辆网接入网格的同时，也带来了信息安全的问题，在应用中，每辆车及其车主的信息都将随时随地地传输到网络中被感知，这种显露在网络中的信息很容易被窃取、干扰甚至修改等，从而直接影响智能网联汽车体系的安全，因此在智能网联汽车中，必重视信息安全与隐私保护技术的研究。

人机交互技术（HMI）

人机交互技术，尤其是语音控制、手势识别和触摸屏技术，在全球未来汽车市场上将被大量采用。自动驾驶汽车人机交互大屏的设计，其最终目的在于提供好的用户体验，增强用户的驾驶乐趣或驾驶过程中的操作体验，它更加注重驾驶的安全性，这样使得人机界面的设计必须在好的用户体验和安全之间做好平衡，很大程度上安全始终是第一位的。自动驾驶汽车人机界面应集成车辆控制、功能设定、信息娱乐、导航系统、车载电话等多项功能，方便驾驶员快捷地从中查询、设置、切换车辆系统的各种信息，从面使车辆达到理想的运行和操纵状态。未来车载信息显示系统和智能手机将无缝连接，人机界面提供的输入方式将会有多种选择，通过使用不同的技术允许消费者能够根据不同的操作、不同的功能进行自由切换。

自动驾驶车辆未来商业化，除了解决以上技术外，还需要解决功能安全、信息共享、辅助驾驶等等其他重要技术。目前的自动驾驶还是停留在实验室阶段，技术成熟度还达不到要求，随着技术的进步和升级，自动驾驶需要的各种关键技术将会被一一突破，到那时自动驾驶汽车才可以真正的走入生活。