无人驾驶技术介绍

无人驾驶技术

——无人驾驶简介报告目录一、无人驾驶技术简介二、无人驾驶技术现状三、传感器在无人驾驶中的应用四、强化学习在无人驾驶中的应用五、无人驾驶的规划六、展望一、无人驾驶技术简介1，无人驾驶系统是一个复杂的系统，系统主要由三部分组成：算法端、Client端和云端。其中算法端包括面向传感、感知和决策等关键步骤的算法；Client端包括机器人操作系统及硬件平台；云端包括数据存储、模拟、高精度地图绘制及深度学习模型训练。一、无人驾驶技术简介2，无人驾驶技术是多个技术的集成，包括传感器、定位与深度学习，高精地图、路径规划、障碍物检测与规避、机械控制、系统集成与优化、能耗与散热管理等。二、无人驾驶技术现状自从无人驾驶进入公众视野，各大传统汽车厂商和高科技企业相继发布其在无人驾驶领域的研究成果，也相继推出了各自的（半）自动驾驶原型车。二、无人驾驶技术现状1，谷歌采取全自动无人车的策略，谷歌表示将努力在2020年完成无人驾驶的技术开发，截至2016年11月，谷歌的60辆无人车已经行驶超过200万英里。该公司的每月事故报告透明数据显示，7年间只发生过17次小事故，没出现一例重伤。多数事故的原因是其他车辆的行驶难以预测，或者后方车辆追尾。2，百度在2015年年底完成了城市环路及高速混合路况的全自动驾驶，百度公布的路测路线显示，百度无人驾驶车从位于北京中关村软件园的百度大厦附近出发，驶入G7京新高速公路，经五环路，抵达奥林匹克森林公园，并随后按原路线返回。百度无人驾驶车往返全程均实现自动驾驶，并实现了多次跟车减速、变道、超车、上下匝道、调头等复杂驾驶动作，完成了进入高速（汇入车流）到驶出高速（离开车流）的不同道路场景的切换。测试时最高速度达到100公里/小时。二、无人驾驶技术现状3，宝马在2015年7月上海创新日上曾以0~210km/h的车速实现了车速车道跟踪驾驶系统、全自动遥控泊车、防碰撞系统的演示。4，奥迪在2016年2月的柏林电影节上，实现了短距离的城市非封闭道路试验性的自动驾驶。5，长安汽车现在有高速环境版和城区低速版两类无人驾驶原型车，长安汽车已实现了从重庆到北京的2000公里实际道路无人驾驶。6，特斯拉目前生产的车型包括ModelS，ModelX和未来的Model3，在生产时采用了新硬件，支持全自动无人驾驶技术，一旦美国联邦政府开绿灯后，这些汽车就可以升级无人驾驶功能了。2016年5月，特斯拉S型轿车在佛罗里达州发生致命车祸，这是首起自动驾驶汽车致命车祸。三、传感器在无人驾驶中的应用三、传感器在无人驾驶中的应用1、光学雷达（1）高精度地图的绘制（2）基于点云的定位（3）障碍物检测三、传感器在无人驾驶中的应用2，GPS及惯性传感器（1）GPS系统包括太空中的32颗GPS卫星，地面上一个主控站，三个数据注入站和五个检测站及作为用户端的GPS接收机。最少只需要其中3颗卫星，就能迅速确定用户端在地球上所处的位置及海拔高度。（2）惯性传感器主要用来检测和测量加速度与旋转运动的传感器。（3）采用卡尔曼滤波器对惯性传感器与GPS数据进行融合，可以得到比较实时与精准的定位。三、传感器在无人驾驶中的应用3，视觉传感器（1）物体的识别与跟踪（2）视觉里程计（3）稠密地图的构建四、强化学习在无人驾驶中的应用强化学习的目的是通过和环境交互学习到如何在相应的观测中采取最优行为。行为的好坏可以通过环境给的奖励确定。不同的环境有不同的观测和奖励。驾驶中环境的监测是摄像头和激光雷达采集到的周围环境的图像和点云，以及其他传感器的输出（如行驶速度、GPS定位和行驶方向）。驾驶中的环境的奖励根据任务的不同，可以通过到达终点的速度、舒适度和安全性等指标确定。五、无人驾驶的规划无人驾驶规划控制在广义上可以划分成无人车路由寻径、行为决策、动作规划、以及反馈控制等几个部分。五、无人驾驶的规划Dijkstra算法简单说来，就是从起始点访问其他临近节点，并将该节点加入待检查节点集合中，使用松弛算法更新待检查节点的路径长度值。只要图不存在负权值的边，Dijkstra算法能够确保找到最短路径。在下面的图中，粉色的方格为起始点，蓝紫色的方格为目标点，青绿色的方格则为Dijkstra算法所扫描的节点。淡色的节点是距离起始点较远的节点。五、无人驾驶的规划贪心最好优先搜索算法五、无人驾驶的规划五、无人驾驶的规划A*算法与Dijkstra算法相似的是，A*算法也能保证找到最短路径。同时A*算法也像贪心最好优先搜索算法一样，使用一种启发值对算法进行引导。在刚才的简单寻路问题中，它能够像贪心最好优先搜索算法一样快。六、展望1，现在——2020年

现今已有无数人投身于无人车领域，长期积累的科研结果及工程进步都致力于将无人驾驶汽车在2020年成为现实。人工智能是无人驾驶的核心。2,2020——2040年

在这20年间，传统的人为操控汽车及无人车将共存。考虑到每一辆机动车的使用寿命是10-15年，我们可以