【自動(dòng)駕駛技術(shù)發(fā)展文獻(xiàn)綜述4500字（論文）】

咸寧學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）：文獻(xiàn)綜述PAGE1PAGE7自動(dòng)駕駛技術(shù)發(fā)展研究文獻(xiàn)綜述目錄TOC\o"1-2"\h\u13795一、前言 111677二、主體 123351.自動(dòng)駕駛研究現(xiàn)狀 155602.自動(dòng)駕駛技術(shù)研究現(xiàn)狀 474213.自動(dòng)駕駛系統(tǒng)控制研究現(xiàn)狀 58366總結(jié) 59998參考文獻(xiàn) 6一、前言自動(dòng)無人駕駛作為現(xiàn)代智能交通系統(tǒng)的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，是眾多國際高新技術(shù)的重要承載者。他是指部分或全部同時(shí)完成一項(xiàng)或多項(xiàng)車輛駕駛安全任務(wù)的一種車輛駕駛技術(shù)。廣義上的來說，具有自動(dòng)安全駕駛應(yīng)用性能的危險(xiǎn)車輛平臺(tái)，是一種戶外駕駛智能移動(dòng)機(jī)器人，當(dāng)危險(xiǎn)車輛駕駛平臺(tái)系統(tǒng)通過紅外傳感器自動(dòng)獲取車輛外部環(huán)境狀態(tài)信息時(shí)，它通過自動(dòng)分析和控制了解外部環(huán)境場景，對危險(xiǎn)車輛狀態(tài)信息進(jìn)行自動(dòng)預(yù)警或通過控制改變車輛的各種縱向或其他橫向內(nèi)部運(yùn)動(dòng)姿勢來有效規(guī)避駕駛風(fēng)險(xiǎn)。具備這些性能的汽車，才可以被確認(rèn)為該車輛平臺(tái)具有自動(dòng)安全駕駛的應(yīng)用能力。汽車自動(dòng)駕駛是一門新興的專業(yè)交叉學(xué)科。他的許多新科學(xué)思想和新的解決問題方案也都得益于其他專業(yè)領(lǐng)域的科學(xué)靈感和創(chuàng)新技術(shù)支持，如應(yīng)用機(jī)器人、人工智能、計(jì)算機(jī)等專業(yè)領(lǐng)域。比如它的一些機(jī)構(gòu)和裝備，如紅外、雷達(dá)、聲納等，都是從軍營來的。二、主體1.自動(dòng)駕駛研究現(xiàn)狀隨著自動(dòng)駕駛相關(guān)技術(shù)的成熟，各國都十分注重其在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用和前景，尤其是在交通、軍事領(lǐng)域的應(yīng)用以及新能源無人駕駛汽車的開發(fā)領(lǐng)域，進(jìn)而推動(dòng)自動(dòng)駕駛技術(shù)的發(fā)展。世界上第一臺(tái)自動(dòng)駕駛汽車系統(tǒng)由美國巴雷特電子公司于1954年開發(fā)，這是一種新型無人駕駛能源汽車最重要的功能特征之一，即無人駕駛。1970年代，歐美國家普遍關(guān)注新能源汽車的研究。20世紀(jì)70年代，美國國防部啟動(dòng)了一項(xiàng)新的獨(dú)立陸地車輛（AVL）計(jì)劃。20世紀(jì)80年代，美國國防部啟動(dòng)了一項(xiàng)新的自主地面車輛(AVL)計(jì)劃。為了讓車輛完全自主，該項(xiàng)目使用攝像機(jī)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來探測地形和導(dǎo)航車輛。20世紀(jì)90年代，梅賽德斯和慕尼黑國防大學(xué)聯(lián)合改進(jìn)和開發(fā)了一款配備各種傳感器的車輛，使車輛能夠監(jiān)測和處理車輛周圍的道路狀況。自2004年起，為了給眾多新能源無人駕駛汽車研究人員提供學(xué)術(shù)交流平臺(tái)，加速新能源無人駕駛汽車技術(shù)的發(fā)展，美國國防部高級研究計(jì)劃局(DARPA)開始舉辦機(jī)器人汽車挑戰(zhàn)賽。谷歌公司于2015年，研發(fā)出第一款可以在道路上正式測試的樣車，一款完全沒有方向盤的新能源無人駕駛汽車，讓駕駛員擺脫了方向盤的束縛。圖1-1谷歌新能源無人駕駛汽車2017年9月，美國眾議院首次提出對新能源無人駕駛汽車的生產(chǎn)、測試和發(fā)布進(jìn)行管控，并通過了有關(guān)自動(dòng)駕駛汽車的立法。并于該月12日，美國交通運(yùn)輸部公布了新版自動(dòng)駕駛指南2.0，旨在統(tǒng)一全美新能源無人駕駛汽車技術(shù)的研發(fā)，放寬了新能源無人駕駛汽車公司研究新能源無人駕駛汽車的相關(guān)政策。目前很多外國國家已經(jīng)發(fā)行了一系列政策和措施來鼓勵(lì)新能源無人駕駛汽車的研究，也十分關(guān)注新能源無人駕駛汽車的發(fā)展前景。國內(nèi)對自動(dòng)駕駛的研究比較晚，始于1980年代末期。1990年代初，國防科技大學(xué)研制出國內(nèi)第一輛無電新車。車輛配備車載計(jì)算機(jī)自動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，由計(jì)算機(jī)及其配套傳感器和液壓控制系統(tǒng)組成，可以在沒有駕駛員的情況下控制汽車。1988年，在國防科工委和國家863計(jì)劃的支持下，清華大學(xué)于1988年開始研發(fā)智能汽車。2007年，一汽集團(tuán)與國防科技大學(xué)合作。2007年紅旗HQ3參加第十四屆國際智能車輛運(yùn)輸大會(huì)。大會(huì)期間，紅旗HQ3進(jìn)行了現(xiàn)場測試，在世界上引起了極大的轟動(dòng)。2011年7月，紅旗HQ3聯(lián)合開發(fā)的國防科技和一汽集團(tuán)完成了286公里高速全面無人駕駛考試第一次從長沙到武漢這個(gè)測試的成功標(biāo)志著一個(gè)新的技術(shù)突破中國的無人駕駛技術(shù)在復(fù)雜的環(huán)境識別、智能行為決策和控制。2013年，百度公司啟動(dòng)了新能源無人駕駛汽車項(xiàng)目，技術(shù)核心為百度車腦，包含高精度地圖定位、感知、智能決策和控制四個(gè)模塊。2012年11月24日，我國交通軍事學(xué)院研發(fā)的新能源無人駕駛汽車在京津高速公路上完成了路試。道路測試的主要內(nèi)容包括6個(gè)主題：行駛后線路、自動(dòng)換道、超車相鄰車道、自動(dòng)超車和手動(dòng)指揮駕駛。為保證安全，智能車配備了應(yīng)急控制裝置，在發(fā)生緊急情況時(shí)，可立即進(jìn)行手動(dòng)強(qiáng)制干預(yù)。2015年，百度新能源駕駛汽車在中國首次實(shí)現(xiàn)了城市環(huán)線與高速公路混合路段的全自動(dòng)駕駛，最高時(shí)速可達(dá)100公里。同年，長安汽車推遲了智能戰(zhàn)略654，建立了6項(xiàng)基本技術(shù)體系，在平臺(tái)上開發(fā)了5項(xiàng)核心應(yīng)用技術(shù)，逐步實(shí)現(xiàn)了從單一智能到全自動(dòng)駕駛的4個(gè)階段。2017年7月，百度CEO李彥宏出席百度首屆智能開發(fā)者大會(huì)，并乘坐百度自主研發(fā)的新能源自動(dòng)駕駛汽車抵達(dá)現(xiàn)場。圖1-2百度新能源無人駕駛汽車上世紀(jì)八十年代以后，中國開始研究新能源無人駕駛汽車。并且到目前為止，世界上的研究結(jié)果表明，新能源汽車自動(dòng)駕駛技術(shù)研究方面中國和外國之間的差距正在縮小。在今后的智能時(shí)代，中國將在新能源汽車無人駕駛領(lǐng)域擁有著舉重若輕的地位。2.自動(dòng)駕駛技術(shù)研究現(xiàn)狀國外自動(dòng)安全駕駛技術(shù)自上世紀(jì)六七十年代就已經(jīng)初步開始發(fā)展，一般最開始主要是為了用來代替一些通常人類無法安全完成的危險(xiǎn)安全駕駛檢測環(huán)境，發(fā)展起來到今天，取得了很大的發(fā)展進(jìn)步，技術(shù)在不斷加速它的發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域范圍也在得到不斷擴(kuò)大，但自動(dòng)安全駕駛檢測設(shè)備的一些關(guān)鍵技術(shù)還在不斷保密發(fā)展過程中，主要關(guān)鍵技術(shù)也由發(fā)達(dá)國家的一些知名技術(shù)測試商和儀器制造公司負(fù)責(zé)主導(dǎo)。德國STAHLE公司現(xiàn)在已經(jīng)為全球許多主要的汽車制造商提供了上千套試驗(yàn)室機(jī)器人系統(tǒng)，包括奔馳、大眾、奧迪、寶馬等公司和機(jī)構(gòu)。SFPhybrid自動(dòng)駕駛儀系統(tǒng)為現(xiàn)有的制動(dòng)駕駛系統(tǒng)中先進(jìn)的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，主要用于試驗(yàn)車輛的各種動(dòng)態(tài)控制性能和在汽車試驗(yàn)使用場地或者在試驗(yàn)機(jī)場跑道上需要進(jìn)行的各種功能安全控制試驗(yàn)。加速底盤踏板和齒輪制動(dòng)底盤踏板位置可自動(dòng)切換驅(qū)動(dòng)減速車輛。為了方便執(zhí)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化和用戶定制的各種測試操作過程，具有通用機(jī)器人測試水平儀的最高精度和可重復(fù)性。所有安裝組件均精心設(shè)計(jì)成適用于快速車輛安裝，可在15分鐘內(nèi)快速安裝車輛上，且不改變車輛原有的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。靈活方便的用戶界面和高性能的機(jī)器人控制軟件使系統(tǒng)易于配置和操作。隨著我國汽車電子工業(yè)的快速發(fā)展，汽車自動(dòng)技術(shù)日趨成熟，國內(nèi)眾多專業(yè)研究學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)對我國汽車自動(dòng)無人駕駛相關(guān)技術(shù)發(fā)展進(jìn)行了深入性的研究，并推出了多種自動(dòng)駕駛系統(tǒng)及裝置，但多用于汽車測試等特殊環(huán)境，普及性、通用性比較差。國內(nèi)汽車機(jī)器人自動(dòng)駕駛汽車技術(shù)發(fā)展始于上世紀(jì)90年代中期，主要應(yīng)用集中在大型汽車制造企業(yè)、高校和大學(xué)科研機(jī)構(gòu)。東南大學(xué)與南京汽車研究院共同成功創(chuàng)造了國內(nèi)第一臺(tái)采用具有國家自主研發(fā)知識產(chǎn)權(quán)的DNC-1，并自主研制了首臺(tái)自動(dòng)駕駛機(jī)器人。自動(dòng)駕駛機(jī)器人，在國外是一個(gè)很大的技術(shù)壟斷，價(jià)格也相對昂貴，但國內(nèi)對自動(dòng)駕駛裝置的研發(fā)并不多，大多集中在開發(fā)無人操作系統(tǒng)上。國內(nèi)的其他許多高校也在汽車自動(dòng)駕駛的相關(guān)方面取得一定成果，但主要側(cè)重于智能車輛、自動(dòng)駕駛汽車的研究，真正用于汽車道路實(shí)用的汽車自動(dòng)駕駛裝置并不多。3.自動(dòng)駕駛系統(tǒng)控制研究現(xiàn)狀汽車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，包括智能車輛避障和自動(dòng)跟車系統(tǒng)。J.Holland對避障過程的問題進(jìn)行研究，于1970年提出遺傳算法。研究結(jié)果顯示此種算法可以通過選擇方法、交叉方法以及變異方法共同實(shí)現(xiàn)控制避障過程。被越來越多的人運(yùn)用于機(jī)器人路徑規(guī)劃中的人工勢場法于1980年被Khatib提出。Borenstein等人在1991年提出矢量直方圖方法，即把外界環(huán)境信息使用二維柵格來表述，對數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮后，再將機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)方向選擇用極坐標(biāo)直方圖的波谷確定。到了2005年，楊興裕等人整合了前兩種算法，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了虛擬力場法的研究，經(jīng)過實(shí)證該算法能夠更好的實(shí)時(shí)避開障礙物。王雷等人在2015年在傳統(tǒng)的遺傳算法的基礎(chǔ)上構(gòu)建了生成初始種群和精英策略的方法，將路徑通過柵格法進(jìn)行規(guī)劃，并對其進(jìn)行自適應(yīng)突變概率的設(shè)計(jì)，該研究經(jīng)過改進(jìn)可以很好的增加算法求解的準(zhǔn)確性。朱珂昕等人于2017年通過對遺傳算法在靜態(tài)環(huán)境下的路徑規(guī)劃進(jìn)行研究，采用一種使用二進(jìn)制編碼的適應(yīng)函數(shù)，該算法通過簡潔有效的適應(yīng)函數(shù)對路徑規(guī)劃中的障礙物進(jìn)行分析，很好的解決了多目標(biāo)的避障問題。隨著對智能汽車的深入研究，汽車跟隨技術(shù)逐漸受到重視。目前，汽車跟蹤技術(shù)中使用了許多算法。許多機(jī)構(gòu)已經(jīng)對各種汽車跟隨控制算法進(jìn)行了研究。2012年，美國伯克利大學(xué)的S.G.KIM等人比較了虛擬自車和前方車輛的信息，將比較得到的信息用來控制后方車輛的速度。除此之外，長安大學(xué)的武歷穎博士于2016年在畢業(yè)論文中提出自己的觀點(diǎn)，對無人駕駛汽車狀態(tài)的研究，首先應(yīng)該在宏觀駕駛的前提下，根據(jù)對外部環(huán)境提取到的數(shù)據(jù)對無人駕駛車輛運(yùn)動(dòng)模式進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過相應(yīng)的響應(yīng)和決策條件，規(guī)劃和無人駕駛汽車本身的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。該方法與汽車跟蹤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)相對應(yīng)。簡而言之，汽車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)隨著汽車技術(shù)產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，逐漸變得越來越智能化，其復(fù)雜度也在不斷增加。因此，怎樣更好的結(jié)合各種算法去實(shí)現(xiàn)汽車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)是所要研究的重點(diǎn)?？偨Y(jié)當(dāng)前我國電動(dòng)車駕駛還停留在人工駕駛與輔助駕駛相結(jié)合的層次，自動(dòng)駕駛技術(shù)發(fā)展遲滯不前，人工駕駛效率低，尤其是長途駕駛浪費(fèi)時(shí)間且安全性較差，容易發(fā)生交通事故。因此，設(shè)計(jì)一種控制精度高、安全性好、疲勞耐久性強(qiáng)、自動(dòng)化程度高、可代替人工實(shí)現(xiàn)長時(shí)間駕駛的電動(dòng)車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛，降低交通事故發(fā)生率。本文針對人工駕駛安全性差等缺點(diǎn)，以PID控制方式為基礎(chǔ)，采用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，設(shè)計(jì)了一款電動(dòng)車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)。通過一系列的傳感器，感知電動(dòng)車行駛的外部環(huán)境，并通過主控電腦控制裝置動(dòng)作。以方向盤轉(zhuǎn)向裝置實(shí)現(xiàn)對方向盤的控制，以自動(dòng)換檔機(jī)械手對電動(dòng)車實(shí)現(xiàn)換檔控制，以制動(dòng)踏板機(jī)械裝置實(shí)現(xiàn)對電動(dòng)車的速度控制。本文所設(shè)計(jì)的電動(dòng)車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，能實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化，做到對電動(dòng)車的自動(dòng)駕駛，通過使用可調(diào)裝置，使得裝置通用性大大提高，能適應(yīng)不同車型。同時(shí)加以改裝也可用于電動(dòng)車道路測試等場合。電動(dòng)車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)是一種控制具有個(gè)人自主自動(dòng)駕駛能力行為的一種機(jī)械驅(qū)動(dòng)裝置。它們還可以根據(jù)平時(shí)人們的駕駛指令自動(dòng)進(jìn)行各種相關(guān)的自動(dòng)駕駛控制操作，如緊急啟動(dòng)、加速、制動(dòng)、變換車道等。還有車可以通過采用環(huán)境自動(dòng)感知系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)車輛自主控制駕駛各種行為，如車輛軌跡自動(dòng)跟蹤、變換車道、避免碰撞、停車等，與其他駕駛員自主駕駛行為相比，該自動(dòng)自主駕駛控制裝置同時(shí)具有控制精度高、重復(fù)性好等諸多優(yōu)點(diǎn)，該自動(dòng)自主駕駛控制裝置同時(shí)通過采用環(huán)境自動(dòng)感知與識別系統(tǒng)，能顯著大幅提高車輛自動(dòng)化控制程度，并能直接代替其他駕駛員駕車完成一定的疲勞和具有危險(xiǎn)性的駕駛。道路交通事故每年在全世界造成約6000億美元的經(jīng)濟(jì)損失。傳統(tǒng)的人工駕駛會(huì)占用更多的人工時(shí)間且安全性得不到保證，交通事故頻發(fā)。設(shè)計(jì)一種控制精度高、安全性能好、疲勞耐久性強(qiáng)、自動(dòng)化程度高的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)是解決我國交通事故高發(fā)的有效辦法。參考文獻(xiàn)[1]李小潤,鐘日敏,黃祖朋,等.純電動(dòng)汽車自動(dòng)駕駛功能設(shè)計(jì)[J].時(shí)代汽車,2021(6):2.[2]段建民,張?jiān)骑w,夏天.自動(dòng)駕駛電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與調(diào)試[J].自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用,2016,035(012):16-19,31.[3]趙炯,王偉.基于傳感器融合技術(shù)的電動(dòng)汽車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的開發(fā)[J].2022(9).[4]謝憲毅.電動(dòng)汽車自動(dòng)駕駛平臺(tái)及其技術(shù)研究[D].青島理工大學(xué),2016.[5]黃勇剛.純電動(dòng)汽車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)研究[D].重慶交通大學(xué).[6]劉立強(qiáng).智能電動(dòng)汽車整車控制策略及中央控制系統(tǒng)研究