無人駕駛汽車的主要技術(shù)？

根據(jù)無人駕駛汽車的功能模塊，可將無人駕駛的關(guān)鍵技術(shù)分為：定位導(dǎo)航技術(shù)、環(huán)境感知技術(shù)、規(guī)劃決策技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)。

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1、定位導(dǎo)航技術(shù)

定位導(dǎo)航模塊包括定位技術(shù)和導(dǎo)航技術(shù)。定位技術(shù)可以分為相對(duì)定位（如陀螺儀、里程計(jì)）、絕對(duì)定位（如GPS）和組合定位。導(dǎo)航技術(shù)可以分為基于地圖的導(dǎo)航和不基于地圖的導(dǎo)航，其中高精度地圖在無人駕駛的導(dǎo)航中有著關(guān)鍵作用。

2、環(huán)境感知技術(shù)

環(huán)境感知模塊通過多種傳感器對(duì)車輛周圍的環(huán)境信息進(jìn)行感知。感知信息不僅包括車輛自身狀態(tài)信息，如車輛速度、前輪偏角、車輛航向角等，還包括周圍的環(huán)境信息，如道路位置、道路方向、障礙物位置和速度、交通標(biāo)志等。常用的傳感器包括攝像頭、激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)。

3、規(guī)劃決策技術(shù)

規(guī)劃決策模塊相當(dāng)于智能車的大腦，它通過綜合分析環(huán)境感知系統(tǒng)提供的信息，對(duì)當(dāng)前的車輛行為進(jìn)行規(guī)劃（速度規(guī)劃、避障局部路徑規(guī)劃等），并產(chǎn)生相應(yīng)的決策（跟車、換道、停車等）。規(guī)劃技術(shù)還需要考慮車輛的機(jī)械特性、動(dòng)力學(xué)特性、運(yùn)動(dòng)學(xué)特性。常用的決策技術(shù)有專家控制、隱馬爾科夫模型、貝葉斯網(wǎng)絡(luò)、模糊邏輯等。

4、自動(dòng)控制技術(shù)

自動(dòng)控制模塊主要包括轉(zhuǎn)向、驅(qū)動(dòng)和制動(dòng)三個(gè)系統(tǒng)。無人駕駛汽車的三個(gè)控制系統(tǒng)對(duì)控制的精確性、平順性、響應(yīng)延時(shí)等性能要求有著不同的側(cè)重點(diǎn)。

其中，轉(zhuǎn)向控制主要是對(duì)轉(zhuǎn)向電機(jī)的控制，根據(jù)控制目標(biāo)的不同，可分為角度閉環(huán)控制和力矩閉環(huán)控制。驅(qū)動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛加速、勻速、減速的控制。制動(dòng)控制根據(jù)制動(dòng)場(chǎng)景的不同又可分為正常的制動(dòng)控制和緊急制動(dòng)控制。

技術(shù)原理

無人駕駛汽車是通過車載傳感系統(tǒng)感知道路環(huán)境，自動(dòng)規(guī)劃行車路線并控制車輛到達(dá)預(yù)定目標(biāo)的智能汽車。

它是利用車載傳感器來感知車輛周圍環(huán)境，并根據(jù)感知所獲得的道路、車輛位置和障礙物信息，控制車輛的轉(zhuǎn)向和速度，從而使車輛能夠安全、可靠地在道路上行駛。

集自動(dòng)控制、體系結(jié)構(gòu)、人工智能、視覺計(jì)算等眾多技術(shù)于一體，是計(jì)算機(jī)科學(xué)、模式識(shí)別和智能控制技術(shù)高度發(fā)展的產(chǎn)物，也是衡量一個(gè)國家科研實(shí)力和工業(yè)水平的一個(gè)重要標(biāo)志，在國防和國民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

以上內(nèi)容參考?百度百科-無人駕駛汽車

無人駕駛汽車的關(guān)鍵技術(shù)

總的來說，無人駕駛技術(shù)是傳感器、計(jì)算機(jī)、人工智能、通信、導(dǎo)航定位、模式識(shí)別、機(jī)器視覺、智能控制等多門前沿學(xué)科的綜合體。按照無人駕駛汽車的職能模塊，無人駕駛汽車的關(guān)鍵技術(shù)包括環(huán)境感知、導(dǎo)航定位、路徑規(guī)劃、決策控制等。

1.環(huán)境感知技術(shù)

環(huán)境感知模塊相當(dāng)于無人駕駛汽車的眼和耳，無人駕駛汽車通過環(huán)境感知模塊來辨別自身周圍的環(huán)境信息，為其行為決策提供信息支持。環(huán)境感知包括無人駕駛汽車自身位姿感知和周圍環(huán)境感知兩部分。單一傳感器只能對(duì)被測(cè)對(duì)象的某個(gè)方面或者某個(gè)特征進(jìn)行測(cè)量，無法滿足測(cè)量的需要。因而，必需采用多個(gè)傳感器同時(shí)對(duì)某一個(gè)被測(cè)對(duì)象的一個(gè)或者幾個(gè)特征量進(jìn)行測(cè)量，將所測(cè)得的數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)據(jù)融合處理后，提取出可信度較高的有用信號(hào)。按照環(huán)境感知系統(tǒng)測(cè)量對(duì)象的不同，我們采用兩種方法進(jìn)行檢測(cè)：

無人駕駛汽車自身位姿信息主要包括車輛自身的速度、加速度、傾角、位置等信息。這類信息測(cè)量方便，主要用驅(qū)動(dòng)電機(jī)、電子羅盤、傾角傳感器、陀螺儀等傳感器進(jìn)行測(cè)量。

無人駕駛汽車周圍環(huán)境感知以雷達(dá)等主動(dòng)型測(cè)距傳感器為主，被動(dòng)型測(cè)距傳感器為輔，采用信息融合的方法實(shí)現(xiàn)。因?yàn)榧す狻⒗走_(dá)、超聲波等主動(dòng)型測(cè)距傳感器相結(jié)合更能滿足復(fù)雜、惡劣條件下，執(zhí)行任務(wù)的需要，最重要的是處理數(shù)據(jù)量小，實(shí)時(shí)性好。同時(shí)進(jìn)行路徑規(guī)劃時(shí)可以直接利用激光返回的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，無需知道障礙物的具體信息。

而視覺作為環(huán)境感知的一個(gè)重要手段，雖然目前在惡劣環(huán)境感知中存在一定問題，但是在目標(biāo)識(shí)別、道路跟蹤、地圖創(chuàng)建等方面具有其他傳感器所無法取代的重要性，而在野外環(huán)境中的植物分類、水域和泥濘檢測(cè)等方面，視覺也是必不可少的手段。

2.導(dǎo)航定位技術(shù)

無人駕駛汽車的導(dǎo)航模塊用于確定無人駕駛汽車其自身的地理位置，是無人駕駛汽車的路徑規(guī)劃和任務(wù)規(guī)劃的之支撐。導(dǎo)航可分為自主導(dǎo)航和網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)航兩種。

自主導(dǎo)航技術(shù)是指除了定位輔助之外，不需要外界其他的協(xié)助，即可獨(dú)立完成導(dǎo)航任務(wù)。自主導(dǎo)航技術(shù)在本地存儲(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)，所有的計(jì)算在終端完成，在任何情況下均可實(shí)現(xiàn)定位，但是自主導(dǎo)航設(shè)備的計(jì)算資源有限，導(dǎo)致計(jì)算能力差，有時(shí)不能提供準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)的導(dǎo)航服務(wù)?，F(xiàn)有自主導(dǎo)航技術(shù)可分為三類：

相對(duì)定位：主要依靠里程計(jì)、陀螺儀等內(nèi)部本體感受傳感器，通過測(cè)量無人車相對(duì)于初始位置的位移來確定無人車的當(dāng)前位置。絕對(duì)定位：主要采用導(dǎo)航信標(biāo)，主動(dòng)或被動(dòng)標(biāo)識(shí)，地圖匹配或全球定位系統(tǒng)進(jìn)行定位。

組合定位：綜合采用相對(duì)定位和絕對(duì)定位的方法，揚(yáng)長避短，彌補(bǔ)單一定位方法的不足。組合定位方案一般有GPS+地圖匹配、6PS+航跡推算、GPS+航跡推算+地圖匹配、GPS+GLONASS+慣性導(dǎo)航+地圖匹配等。網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)航能隨時(shí)隨地通過無線通信網(wǎng)絡(luò)、交通信息中心進(jìn)行信息交互。移動(dòng)設(shè)備通過移動(dòng)通信網(wǎng)與直接連接于Internet的WebGIS服務(wù)器相連，在服務(wù)器執(zhí)行地圖存儲(chǔ)和復(fù)雜計(jì)算等功能，用戶可以從服務(wù)器端下載地圖數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)航的優(yōu)點(diǎn)在于不存在存儲(chǔ)容量的限制、計(jì)算能力強(qiáng)，能夠存儲(chǔ)任意精細(xì)地圖，而且地圖數(shù)據(jù)始終是最新的。

3.路徑規(guī)劃技術(shù)

路徑規(guī)劃是無人駕駛汽車信息感知和智能控制的橋梁，是實(shí)現(xiàn)自主駕駛的基礎(chǔ)。路徑規(guī)劃的任務(wù)就是在具有障礙物的環(huán)境內(nèi)按照一定的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，尋找一條從起始狀態(tài)包括位置和姿態(tài)到達(dá)目標(biāo)狀態(tài)的無碰路徑。

路徑規(guī)劃技術(shù)可分為全局路徑規(guī)劃和局部路徑規(guī)劃兩種。全局路徑規(guī)劃是在已知地圖的情況下，利用已知局部信息如障礙物位置和道路邊界，確定可行和最優(yōu)的路徑，它把優(yōu)化和反饋機(jī)制很好的結(jié)合起來。局部路徑規(guī)劃是在全局路徑規(guī)劃生成的可行駛區(qū)域指導(dǎo)下，依據(jù)傳感器感知到的局部環(huán)境信息來決策無人平臺(tái)當(dāng)前前方路段所要行駛的軌跡。全局路徑規(guī)劃針對(duì)周圍環(huán)境已知的情況，局部路徑規(guī)劃適用予環(huán)境未知的情況。

路徑規(guī)劃算法包括可視圖法、柵格法、人工勢(shì)場(chǎng)法、概率路標(biāo)法、隨機(jī)搜索樹算法、粒子群算法等。

4.決策控制技術(shù)

決策控制模塊相當(dāng)于無人駕駛汽車的大腦，其主要功能是依據(jù)感知系統(tǒng)獲取的信息來進(jìn)行決策判斷，進(jìn)而對(duì)下一步的行為進(jìn)行決策，然后對(duì)車輛進(jìn)行控制。決策技術(shù)主要包括模糊推理、強(qiáng)化學(xué)習(xí)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和貝葉斯網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)。

決策控制系統(tǒng)的行為分為反應(yīng)式、反射式和綜合式三種方案：反應(yīng)式控制是一個(gè)反饋控制的過程，根據(jù)車輛當(dāng)前位姿與期望路徑的偏差，不斷地調(diào)節(jié) 方向盤 轉(zhuǎn)角和車速.直到到達(dá)目的地。反射式控制是一種低級(jí)行為，用于對(duì)行進(jìn)過程中的突發(fā)事件做出判斷，并迅速做出反應(yīng)。

綜合式控制在反應(yīng)層中加入機(jī)器學(xué)習(xí)模塊，將部分決策層的行為轉(zhuǎn)化成基于傳感器的反應(yīng)層行為，從而提高系統(tǒng)的反應(yīng)速度。

什么是無人駕駛汽車？

無人駕駛汽車也稱智能車、無人自動(dòng)駕駛車、自主導(dǎo)航車或輪式移動(dòng)機(jī)器人，是室外移動(dòng)機(jī)器人在交通領(lǐng)域的重要應(yīng)用。無人駕駛車系統(tǒng)是一個(gè)集環(huán)境感知、規(guī)劃決策和多等級(jí)輔助駕駛等功能于一體的綜合系統(tǒng)，是充分考慮車路合一、協(xié)調(diào)規(guī)劃的車輛系統(tǒng)，也是智能交通系統(tǒng)的重要組成部分。

1、什么是無人駕駛汽車

無人駕駛汽車也稱智能車、無人自動(dòng)駕駛車、自主導(dǎo)航車或輪式移動(dòng)機(jī)器人，是室外移動(dòng)機(jī)器人在交通領(lǐng)域的重要應(yīng)用。無人駕駛車系統(tǒng)是一個(gè)集環(huán)境感知、規(guī)劃決策和多等級(jí)輔助駕駛等功能于一體的綜合系統(tǒng)，是充分考慮車路合一、協(xié)調(diào)規(guī)劃的車輛系統(tǒng)，也是智能交通系統(tǒng)的重要組成部分。

無人駕駛汽車?yán)脗鞲衅骷夹g(shù)、信號(hào)處理技術(shù)、通訊技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等，通過集成視覺、激光雷達(dá)、超聲傳感器、微波雷達(dá)、GPS、里程計(jì)、磁羅盤等多種車載傳感器來辨識(shí)汽車所處的環(huán)境和狀態(tài)，并根據(jù)所獲得的道路信息、交通信號(hào)的信息、車輛位置和障礙物信息做出分析和判斷，向主控計(jì)算機(jī)發(fā)出期望控制，控制車輛轉(zhuǎn)向和速度，從而實(shí)現(xiàn)無人駕駛車輛依據(jù)自身意圖和環(huán)境的擬人駕駛。

2、無人駕駛汽車的關(guān)鍵技術(shù)

總的來說，無人駕駛技術(shù)是傳感器、計(jì)算機(jī)、人工智能、通信、導(dǎo)航定位、模式識(shí)別、機(jī)器視覺、智能控制等多門前沿學(xué)科的綜合體。按照無人駕駛汽車的職能模塊，無人駕駛汽車的關(guān)鍵技術(shù)包括環(huán)境感知、導(dǎo)航定位、路徑規(guī)劃、決策控制等。

1.環(huán)境感知技術(shù)

環(huán)境感知模塊相當(dāng)于無人駕駛汽車的眼和耳，無人駕駛汽車通過環(huán)境感知模塊來辨別自身周圍的環(huán)境信息，為其行為決策提供信息支持。環(huán)境感知包括無人駕駛汽車自身位姿感知和周圍環(huán)境感知兩部分。單一傳感器只能對(duì)被測(cè)對(duì)象的某個(gè)方面或者某個(gè)特征進(jìn)行測(cè)量，無法滿足測(cè)量的需要。因而，必需采用多個(gè)傳感器同時(shí)對(duì)某一個(gè)被測(cè)對(duì)象的一個(gè)或者幾個(gè)特征量進(jìn)行測(cè)量，將所測(cè)得的數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)據(jù)融合處理后，提取出可信度較高的有用信號(hào)。按照環(huán)境感知系統(tǒng)測(cè)量對(duì)象的不同，我們采用兩種方法進(jìn)行檢測(cè)：

無人駕駛汽車自身位姿信息主要包括車輛自身的速度、加速度、傾角、位置等信息。這類信息測(cè)量方便，主要用驅(qū)動(dòng)電機(jī)、電子羅盤、傾角傳感器、陀螺儀等傳感器進(jìn)行測(cè)量。

無人駕駛汽車周圍環(huán)境感知以雷達(dá)等主動(dòng)型測(cè)距傳感器為主，被動(dòng)型測(cè)距傳感器為輔，采用信息融合的方法實(shí)現(xiàn)。因?yàn)榧す狻⒗走_(dá)、超聲波等主動(dòng)型測(cè)距傳感器相結(jié)合更能滿足復(fù)雜、惡劣條件下，執(zhí)行任務(wù)的需要，最重要的是處理數(shù)據(jù)量小，實(shí)時(shí)性好。同時(shí)進(jìn)行路徑規(guī)劃時(shí)可以直接利用激光返回的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，無需知道障礙物的具體信息。

而視覺作為環(huán)境感知的一個(gè)重要手段，雖然目前在惡劣環(huán)境感知中存在一定問題，但是在目標(biāo)識(shí)別、道路跟蹤、地圖創(chuàng)建等方面具有其他傳感器所無法取代的重要性，而在野外環(huán)境中的植物分類、水域和泥濘檢測(cè)等方面，視覺也是必不可少的手段。

2.導(dǎo)航定位技術(shù)

無人駕駛汽車的導(dǎo)航模塊用于確定無人駕駛汽車其自身的地理位置，是無人駕駛汽車的路徑規(guī)劃和任務(wù)規(guī)劃的之支撐。導(dǎo)航可分為自主導(dǎo)航和網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)航兩種。

自主導(dǎo)航技術(shù)是指除了定位輔助之外，不需要外界其他的協(xié)助，即可獨(dú)立完成導(dǎo)航任務(wù)。自主導(dǎo)航技術(shù)在本地存儲(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)，所有的計(jì)算在終端完成，在任何情況下均可實(shí)現(xiàn)定位，但是自主導(dǎo)航設(shè)備的計(jì)算資源有限，導(dǎo)致計(jì)算能力差，有時(shí)不能提供準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)的導(dǎo)航服務(wù)。現(xiàn)有自主導(dǎo)航技術(shù)可分為三類：

相對(duì)定位：主要依靠里程計(jì)、陀螺儀等內(nèi)部本體感受傳感器，通過測(cè)量無人車相對(duì)于初始位置的位移來確定無人車的當(dāng)前位置。絕對(duì)定位：主要采用導(dǎo)航信標(biāo)，主動(dòng)或被動(dòng)標(biāo)識(shí)，地圖匹配或全球定位系統(tǒng)進(jìn)行定位。

組合定位：綜合采用相對(duì)定位和絕對(duì)定位的方法，揚(yáng)長避短，彌補(bǔ)單一定位方法的不足。組合定位方案一般有GPS+地圖匹配、6PS+航跡推算、GPS+航跡推算+地圖匹配、GPS+GLONASS+慣性導(dǎo)航+地圖匹配等。網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)航能隨時(shí)隨地通過無線通信網(wǎng)絡(luò)、交通信息中心進(jìn)行信息交互。移動(dòng)設(shè)備通過移動(dòng)通信網(wǎng)與直接連接于Internet的WebGIS服務(wù)器相連，在服務(wù)器執(zhí)行地圖存儲(chǔ)和復(fù)雜計(jì)算等功能，用戶可以從服務(wù)器端下載地圖數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)航的優(yōu)點(diǎn)在于不存在存儲(chǔ)容量的限制、計(jì)算能力強(qiáng)，能夠存儲(chǔ)任意精細(xì)地圖，而且地圖數(shù)據(jù)始終是最新的。

3.路徑規(guī)劃技術(shù)

路徑規(guī)劃是無人駕駛汽車信息感知和智能控制的橋梁，是實(shí)現(xiàn)自主駕駛的基礎(chǔ)。路徑規(guī)劃的任務(wù)就是在具有障礙物的環(huán)境內(nèi)按照一定的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，尋找一條從起始狀態(tài)包括位置和姿態(tài)到達(dá)目標(biāo)狀態(tài)的無碰路徑。

路徑規(guī)劃技術(shù)可分為全局路徑規(guī)劃和局部路徑規(guī)劃兩種。全局路徑規(guī)劃是在已知地圖的情況下，利用已知局部信息如障礙物位置和道路邊界，確定可行和最優(yōu)的路徑，它把優(yōu)化和反饋機(jī)制很好的結(jié)合起來。局部路徑規(guī)劃是在全局路徑規(guī)劃生成的可行駛區(qū)域指導(dǎo)下，依據(jù)傳感器感知到的局部環(huán)境信息來決策無人平臺(tái)當(dāng)前前方路段所要行駛的軌跡。全局路徑規(guī)劃針對(duì)周圍環(huán)境已知的情況，局部路徑規(guī)劃適用予環(huán)境未知的情況。

路徑規(guī)劃算法包括可視圖法、柵格法、人工勢(shì)場(chǎng)法、概率路標(biāo)法、隨機(jī)搜索樹算法、粒子群算法等。

4.決策控制技術(shù)

決策控制模塊相當(dāng)于無人駕駛汽車的大腦，其主要功能是依據(jù)感知系統(tǒng)獲取的信息來進(jìn)行決策判斷，進(jìn)而對(duì)下一步的行為進(jìn)行決策，然后對(duì)車輛進(jìn)行控制。決策技術(shù)主要包括模糊推理、強(qiáng)化學(xué)習(xí)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和貝葉斯網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)。

決策控制系統(tǒng)的行為分為反應(yīng)式、反射式和綜合式三種方案：反應(yīng)式控制是一個(gè)反饋控制的過程，根據(jù)車輛當(dāng)前位姿與期望路徑的偏差，不斷地調(diào)節(jié)方向盤轉(zhuǎn)角和車速.直到到達(dá)目的地。反射式控制是一種低級(jí)行為，用于對(duì)行進(jìn)過程中的突發(fā)事件做出判斷，并迅速做出反應(yīng)。

綜合式控制在反應(yīng)層中加入機(jī)器學(xué)習(xí)模塊，將部分決策層的行為轉(zhuǎn)化成基于傳感器的反應(yīng)層行為，從而提高系統(tǒng)的反應(yīng)速度。

無人機(jī)測(cè)繪與gis的關(guān)系

搭檔。無人機(jī)遙感影像盡管在分辨率和獲取速度上有了明顯提高，但GIS用戶們更加渴望高品質(zhì)數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)影像，無人機(jī)和GIS系統(tǒng)是天生的搭檔關(guān)系。無人駕駛飛機(jī)簡稱“無人機(jī)”，英文縮寫為“UAV”，是利用無線電遙控設(shè)備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機(jī)。

本文標(biāo)題：gis在無人駕駛中的技術(shù) 無人駕駛運(yùn)用的地理信息技術(shù)
文章起源：http://vcdvsql.cn/article2/ddoieic.html

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