无人驾驶汽车

无人驾驶汽车工作原理及关键技术

Wheel Encoder
7、车轮角度编码器
轮载传感器可以在 Google汽车穿梭于车流 中时测量它的速度。进 而自动调节汽车的行驶 速度。帮助汽车在地图 上找到准确的位置。
谷歌驾驶车的里里外外
你能否想到它谷内饰采用两座布局，没有传统刹 车踏板、油门踏板，甚至是方向盘…… 该车拥有的仅是启动和停止两个功能按键，而车 辆行驶、道路选择等均有车载电脑解决。 谷歌无人驾驶原型车采用两套行驶系统（每套行 驶系统包括一个驱动系统和一个制动系统），谷 歌称这两套系统为容错架构。当车辆其中一套行 驶系统发生故障时，另一套系统便会启动，以保 证乘客的安全。此外，谷歌表示，为保证乘客的 安全性，谷歌无人驾驶原型车的前保险杠采用了 压缩泡沫支撑，前挡风玻璃采用了柔性材料打造 。此外，该车的最大时速被限制在40km/h 。
无人驾驶技术的发展
2014年5月28日谷歌发布了一款自己设计的
无人驾驶汽车。它能载人到处跑，还没个 方向盘。这就是谷歌联合创始人谢尔盖〃 布林领导的创新小组Google X的最新项目。
无人驾驶技术的发展
上海举办的2015 CES ASIA上 ，无人驾驶技术可谓出尽了 风头，而且这一技术已经成 为各大车企最热衷的事情之 一，沃尔沃的Drive Me自动 驾驶项目、BBA、福特、丰 田等车企也推出了自己的无 人驾驶技术
无人驾驶
昳
引言
2014年12月5日,人民
网的记者刘墨发表一 篇篇名为《不用怀疑， 中国的无人驾驶时代 已经到来》的文章， 这篇文章在结尾非常 有力地说道：2015年 将迎来属于中国人自 己的无人驾驶时代！
引言
引言
无人驾驶原来只出现在科幻电影和小说 当中，后来随着科技水平的提高，在智 能交通系统的迅猛发展的大背景下，无 人驾驶技术应运而生，不再只是电影中 的特效。今天，我将要展示的是无人驾 驶技术的

5、立体视觉 Stereo Vision
在无人汽车前挡风玻璃 上装载了两个摄像头将 会实时生成前方路面的 3D图像，检测诸如行人 之类的潜在危险，并且 预测他们的行动。
无人驾驶汽车工作原理及关键技术

6、全球定位系统GPS
一个自动驾驶员需要知 道他正在去哪儿。谷歌 使用Applanix公司的定 位系统，以及他们自己 的研制开发Google Map 和GPS 技术。

无人驾驶技术的发展

我国从20世纪80年代开始进行 无人驾驶汽车的研究，国防科 技大学在1992年成功研制出我 国第一辆真正意义上的无人驾 驶汽车。2011年7月14日红旗 HQ3首次完成了从京珠高速公 路长沙杨梓冲收费站出发，历 时3小时22分钟到达武汉，全 程286公里的高速无人驾驶实 验，实验中，无人车自主超车 67次，途遇复杂天气，部分路 段有雾，在咸宁还遭逢降雨。 创造了我国自主研制的无人车 在复杂交通状况下自主驾驶的 新纪录，标志着我国无人车在 复杂环境识别、智能行为决策 和控制等方面实现了新的技术 突破，达到世界先进水平。

谷歌驾驶车的里里外外
1.改装车
谷歌在旧金山湾区测试无人驾驶汽
车已经有几年时间，已累计录得超 过70万英里的行程，期间没有发生 过重大意外事故。谷歌的车队使用 的是这些经过改造的雷克萨RX 450h SUV，它还使用丰田普锐斯。
谷歌驾驶车的里里外外
2.LIDAR技术
谷歌的无人驾驶汽车利用光探测和测距（

1、雷达 Radar
无人驾驶汽车装载了4 个标准自动高敏感度的 雷达，其中三个在前面， 另一个在后面保险杠上， 它可以用来跟踪附近的 物体。帮助驾驶者定位 与其他事物的距离。当 它在汽车的盲点内检测 到物体时便会发出警报， 车辆随之改变航向。

无人驾驶系统描绘出的3D地形图
无人驾驶汽车工作原理及关键技术
无人驾驶汽车工作原理及关键技术

4、红外摄像头 Infrared Camera
无人驾驶汽车的夜视辅助功 能使用了两个前灯来发送不 可见且不可反射的红外光线 到前方的路面。而挡风玻璃 上装载的摄像头则用来检测 红外标记，并且在仪表盘的 显示器上呈现被照亮的图像 （其中危险因素会被突出）
无人驾驶汽车工作原理及关键技术
分类
发展 工作原 理及关 键技术
应用
利弊分 析
无人驾驶技术的发展
从20世纪70年代开始，美国、英国、德国等 发达国家开始进行无人驾驶汽车的研究，目 前在可行性和实用化方面都取得了突破性的 进展。 我国从20世纪80年代开始进行无人驾驶汽车 的研究，国防科技大学在1992年成功研制出 我国第一辆真正意义上的无人驾驶汽车。 2005年，首辆城市无人驾驶汽车在上海交通 大学研制成功，该车有望于两年之内率先在 上海世纪公园进行示范运营，并在2010年世 博会上一展身手。到时游客只需在公园的入 口处按下一个按钮，一辆没有司机的四座敞 篷汽车就会从远处开过来缓缓停下，然后搭 载着乘客前往他们想去的景点。
无人驾驶技术的发展


该项目是塞巴斯蒂安-特龙（Sebastian Thrun）的智慧结晶，这位43岁的 斯坦福大学人工智能实验室的主任是谷歌工程师和谷歌街景地图服务的 创造者之一。 2005年，他领导一个由斯坦福学生和教师组成的团队设计出了斯坦利机 器人汽车，该车在由美国国防部高级研究计划局（DARPA）举办的第 二届“挑战”（Grand Challenge）大赛中夺冠，该车在沙漠中行驶超过 132英里（212.43公里），因此赢得了由五角大楼颁发的200万美元奖金。 而且，这一支由15位工程师组成的团队继续投身于此项目。另外，谷歌 聘请了至少12人，并且这些人均没有不良驾驶记录，这部ຫໍສະໝຸດ Baidu员工坐在主 驾座上以观察汽车行驶状况，他们每小时的薪酬为15美元或者更多。谷 歌在此项目中使用了六辆普锐斯和一辆奥迪TT。 目前谷歌无人驾驶汽车已经行驶超过30万英里。技术人员表示：谷歌无 人驾驶汽车通过摄像机、雷达传感器和激光测距仪来“看到”其他车辆， 并使用详细的地图（我们通过手动驾驶车辆收集而来）来进行导航。我 们的手动驾驶车辆收集来的信息是如此巨大，我们必须将这些信息进行 处理转换，谷歌数据中心将这一切变成了可能，它的数据处理能力是如 些强大。目前所面临的难题是自动驾驶汽车和人驾驶的汽车如何共处而 不引起交通事故的问题。

2、车道保持系统 Lanekeeping
在挡风玻璃上装载的摄 像头可以通过分析路面 和边界线的差别来识别 车道标记。如果汽车不 小心离开了车道，方向 盘会轻微震动来提醒驾 驶者。
无人驾驶汽车工作原理及关键技术


3、激光测距系统 LIDAR
谷歌采用了Velodyne公司的车顶 激光测距系统。扫描器发射64束 覆盖汽车周围360°角内的区域距 离可以精确到2cm以内的激光射 线，然后激光碰到车辆周围的物 体，又反射回来，这样就计算出 了物体的距离。另一套在底部的 系统测量出车辆在三个方向上的 加速度、角速度等数据，然后再 结合GPS数据计算出车辆的位置， 所有这些数据与车载摄像机捕获 的图像一起输入计算机，软件以 极高的速度处理这些数据。这样， 系统就可以非常迅速的作出判断。
无人驾驶技术的发展

法国INRIA公司花费十年心血研制出“赛 卡博”(Cycab)无人驾驶汽车，外形看起来 像未来的高尔夫球车。该车使用类似于给 巡航导弹制导的全球定位技术，通过触摸 屏设定路线，“赛卡博”就能把你带到想 要去的地方了。只不过给“赛卡博”带路 的全球定位系统要比普通的全球定位系统 功能强大许多。普通GPS系统的精度只能 达到几米，而“赛卡博”却装备了名为 “实时运动GPS”的特殊GPS系统，其精 良高达1厘米。这款无人驾驶汽车装有充 当“眼睛”的激光传感器．能够避开前进 道路上的障碍物，还装有双镜头的摄像头， 来按照路标行驶，人们甚至可以通过手机 控制驾驶汽车，每一辆无人驾驶汽车都能 通过互联网来进行通信，这意味着这种无 人驾驶汽车之间能够做到信息共享，这样 多辆无人驾驶汽车能够组成车队，以很小 的间隔顺序行驶。该车也能通过交通网络 获取实对交通信息，防止交通阻塞的发生 在行驶过程中，该车还会自动发出警告， 提醒过往行人注意。
无人驾驶汽车工作原理及关键技术
关健技术-Key technology

环境感知技术（Environment Perception）
路径规划技术（Path Plan）
导航控制技术（Navigation Control）
避障防撞技术（Obstacle Detection & Avoidance） 信息通讯技术（Information Communication）

无人驾驶汽车工作原理及关键技术
工作原理 车顶上的扫描器发射64束激光射线，然后激 光碰到车辆周围的物体，又反射回来，这样 就计算出了物体的距离。另一套在底部的系 统测量出车辆在三个方向上的加速度、角速 度等数据，然后再结合GPS数据计算出车辆 的位置，所有这些数据与车载摄像机捕获的 图像一起输入计算机，软件以极高的速度处 理这些数据。这样，系统就可以非常迅速的 作出判断。
无人驾驶汽车的分类
有线 控制 型 感应 控制 型
控制 方式
自主 控制 型
遥控 型
无人驾驶汽车的分类
有线控制型：结构简单，造价低。但汽车行驶半径 和距离均较小．受拖缆线的限制．使用场合有诸多 局限和不便。 感应控制型：汽车通过接收埋设在路面下或道路旁 的辐射信息(如微波)，经识别、判断、控制并引导 汽车有序行驶。 自主控制型：借助车载雷达及计算机、控制系统主 动导引汽车，避开行人及前方车辆沿正确线路安全 行驶。 遥控型：通过无线电遥控系统对远距离运行的汽车 发送指令，以进行实时控制。遥控对象可以是单车 或多车。
乘员安保技术（Passenger Safety）
人机交互技术（Human-machine Communication） 状态监测技术（Condition Monitoring）
调度管理技术（Accommodating & Management）
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效果图
无人驾驶汽车工作原理及关键技术
LiDAR）技术来观察周围的情况。该系统安装 于车顶的正中间，会不断旋转评估周遭环境。 不过该系统的造价可不便宜。两年前，谷歌称 其费用高达每辆汽车7万美元。谷歌预计，到 那些汽车针对大众市场进行开发的时候，该成 本会出现下降。
谷歌驾驶车的里里外外
3. “self-driving car”提示 除了车顶的LiDAR传感器外，谷歌的无 人驾驶汽车跟其它的汽车并没什么两样 。谷歌在汽车的每一侧都标上“selfdriving car”（无人驾驶汽车）警示，以 提醒旁边或者后面的汽车注意与之保持 距离。
无人驾驶技术的发展


在德国汉堡一家公司应用先进的激光传感技术把无人驾驶汽 车变成了现实：这辆无人驾驶智能汽车名为“路克斯”(Lux)， 由普通轿车改装而成，可以在错综复杂的城市公路系统中无 人驾驶。这归功于车内安装的无人驾驶设备，包括激光摄像 机、全球定位仪和智能计算机。 在行驶过程中，车内安装的全球定位仪将随时获取汽车所在 准确方位。隐藏在前灯和尾灯附近的激光摄像机随时探测汽 车周围180米内的道路状况，并通过全球定位仪路面导航系统 构建三维道路模型。此外，它还能识别各种交通标志，保证 汽车在遵守交通规则的前提下安全行驶。安装在汽车后备箱 内的计算机将汇总、分析两组数据，并根据结果向汽车传达 相应的行驶命令。 激光扫描器能够探测路标并提醒是否有车离开车道。在激光 扫描器的帮助下，无人汽车便可以实现自行驾驶：如果前方 突然出现汽车，它会自动刹车：如果路面畅通无阻，它会选 择加速；如果有行人进入车道，它也能紧急刹车。此外，它 也会自行绕过停靠的其他车辆。
China
无人驾驶技术的发展

英国研制的无人驾驶汽车有4个座位，形状似 气泡，看起来就像一艘外星人飞船,这种汽车依 靠电池产生动力，而且乘客可以通过触摸屏来 选择他们的目的地。它们的时速可达40千米， 而且会自动沿着其狭长的道路系统行使。一旦 乘客选择好了目的地，控制系统会记录下要求， 并向舱车发送一条信息。随后舱车会遵循一条 电子传感路径前进。在旅程期间，如果需要的 话，乘客可以按下一个按钮和控制人员通话。