無人駕駛技術(shù)是傳感器、計算機、人工智能、通信、導航定位、模式識別、機器視覺、智能控制等多門前沿學科的綜合體。

無人駕駛汽車，又稱自動駕駛汽車或輪式移動機器人，是一種運輸動力的無人地面載具。我們理想的無人駕駛汽車是無需人類操作即能從地點A行駛到地點B，不管途中環(huán)境多復雜天氣多惡劣都由機器自己完成。無人駕駛汽車的核心在于無人駕駛技術(shù)，如果說汽車工業(yè)是制造業(yè)的皇冠，那么無人駕駛技術(shù)就是皇冠上的明珠。

無人駕駛汽車需要多門技術(shù)整合才能實現(xiàn)，它并非是一項單一的新技術(shù)，其中包括雷達、激光雷達、攝像頭、GPS、計算機視覺、決策系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、高精地圖、實時定位、機械控制、能耗散熱管理等等。盡管無人駕駛汽車看起來很科幻，但實際上夢想正在照進現(xiàn)實。

無人駕駛汽車是智能汽車的一種，也稱為輪式移動機器人，主要依靠車內(nèi)的以計算機系統(tǒng)為主的智能駕駛儀來實現(xiàn)無人駕駛的目標。

據(jù)湯森路透知識產(chǎn)權(quán)與科技最新報告顯示，2010年到 2015年間，與汽車無人駕駛技術(shù)相關(guān)的發(fā)明專利超過22，000件，并且在此過程中，部分企業(yè)已嶄露頭角，成為該領(lǐng)域的行業(yè)領(lǐng)導者。

如同其他很多事物一樣，無人駕駛實際上也有一個技術(shù)循序漸進發(fā)展的過程。無人駕駛也需分為不同階段。

階段一：輔助駕駛階段。車道保持、自適應(yīng)巡航等輔助駕駛功能，均屬于這個階段的技術(shù)，不過駕駛員仍舊是操作主體。

階段二：半自動駕駛。在這個階段中，電腦操縱下的自動駕駛已經(jīng)可以完成前往目的地的過程，其可作為備用系統(tǒng)完成行駛，但受限于法律法規(guī)等因素，其仍舊不能作為整個駕駛行為的主體存在。

階段三：全自動駕駛。技術(shù)、成本、法衡去規(guī)等因素都不再成為影響普及的因素，電腦控制的系統(tǒng)已經(jīng)作為駕駛主體而存在，駕駛員也可以隨時接管操作系統(tǒng)。

由于技術(shù)和法規(guī)等的限制，目前的無人駕駱氣車大多處于第=階段。當前主流的無人駕駛汽車技術(shù)有激光雷達式和攝像頭+測距雷達式兩種。

1、激光雷達式

自上世紀80年代DARPA的ALV項目以來，我們看到的大多數(shù)現(xiàn)代自動駕駛原型車上都布滿了傳感器，并且頭頂著一臺激光雷達。車輛使用傳感器的探測以及激光雷達的三維立體掃描來“感知”周圍的世界，而車載控制計算機則像人類大腦一樣決定需要進行的操作。Google的無人駕駛汽車就是激光雷達應(yīng)用的典型代表。

Google算得上是最早跨界進行自動駕駛汽車研發(fā)的互聯(lián)網(wǎng)公司，同時依托著自己獨有的地圖和大數(shù)據(jù)計算資源，在這一領(lǐng)域具有領(lǐng)先的優(yōu)勢。由于自身有著地圖和街景這樣先天的優(yōu)勢，Google自動駕駛車輛使用一臺由Velodyne公司提供的64位三維激光雷達將周圍環(huán)境繪制成一幅3D地圖，并與Google的高精度地圖相結(jié)合，利用計算機以及云端網(wǎng)絡(luò)進行大數(shù)據(jù)處理，最終實現(xiàn)自動駕駛功能：

早期的豐田普銳斯原型車搭載了視頻攝像頭、激光雷達、位置傳感器和測距雷達幾種傳感裝置。其中視頻攝像頭用來判斷交通信號燈以及任何移動的物體;激光雷達用于形成真實道路環(huán)境的3D地圖;測距雷達用于探測車輛周圍的障礙物，一旦有物體接近，車輛將自動減速;位于左后輪處的位置傳感器用來偵測和估算車輛的側(cè)向位置偏移，以判斷車輛在地圖上的位置。

在經(jīng)過多年的試驗后，Google推出了自己的無人駕駛原型車。這臺原型車上同樣搭載了諸多雷達及傳感器，以及聳立在車頂上的激光雷達。Google的無人駕駛汽車已經(jīng)取消了方向盤，汽車完全靠車載計算機進行操控，是目前最接近無人駕駛概念的汽車。

2、攝像頭+測距雷達式

奔馳公司在80年代就開始研發(fā)無人駕駛技術(shù)，在2013年其研發(fā)的無人駕駛汽車成功的從斯圖加特行駛到法蘭克福，行駛里程約100 km。該無人駕駛汽車是在并沒有采用激光雷達，而是采用攝像機+測距雷達的組合實現(xiàn)了對周圍環(huán)境的監(jiān)測。page_break]

車頭兩側(cè)的長距雷達可以更早地發(fā)現(xiàn)遠處的路口;另外的長距雷達監(jiān)控著車輛前后的交通路況;車身四角的四個短距雷達可迅速偵測到車輛周圍的事物以及其他車輛;車前風擋處的攝像機負責識別交通標識，后風擋處的攝像機拍攝街景，通過與導航系統(tǒng)中的地形特點比對和辨別來確定車輛的精確位置。這輛無人駕駛汽車的立體攝像機也進行了相應(yīng)的改進，從而可以進一步提升探測距離。盡管是一臺真正的自動駕駛車輛，但還保留了傳統(tǒng)汽車的完整的操作方式。與Google自動駕駛車輛類似，它對于路面障礙的偵測完全來自車輛自身的傳感裝置。不過，奔馳使用了更加成熟的攝像頭組合代替了激光雷達，因此在成本上更容易進行控制，同時也不會破壞現(xiàn)有車輛的外觀質(zhì)感。

奔馳在2015年又推出了新能源自動駕駛概念車F015。奔馳F015概念車利用立體攝像頭、雷達以及超聲波傳感器來獲取車輛四周的環(huán)境數(shù)據(jù)，來為自動駕駛提供大量的參考信息。高精度GPS配合三維導航地圖，可以確保車輛定位精度達到厘米級別。

專家介紹說，車身安裝的傳感器，就是它的“眼睛”，能360度感知路上物體的遠近深淺，常見的傳感器有激光雷達、毫米波雷達、攝像頭、超聲波雷達及組合導航模塊等。無人車的“大腦”就是車輛的控制技術(shù)，能根據(jù)實時感知的環(huán)境信息、高精度地圖，實現(xiàn)最優(yōu)路徑規(guī)劃，預測周邊車輛和行人的行為和意圖。在交規(guī)和路況允許下，無人駕駛汽車會按照最高時速行駛，以提高行駛效率。

百度深度學習實驗室主任林元慶介紹說，百度無人駕駛汽車是利用人工智能，通過使用攝像機、激光雷達、毫米波雷達和GPS等系統(tǒng)來感知周圍環(huán)境，決定最優(yōu)行車路線，實現(xiàn)無人工干預的全自動駕駛。

“百度無人駕駛汽車的核心技術(shù)是百度汽車大腦，它可為汽車提供自動駕駛整體解決方案?！绷衷獞c說，這些技術(shù)包含計算機視覺、高精度地圖與定位、多傳感器融合、智能決策規(guī)劃等，運用于汽車啟動、行駛和停車的整個過程。比如，當前方有減速車輛時，智能決策系統(tǒng)將依據(jù)周邊的環(huán)境狀況，合理地決策減速尾隨或變道超車。汽車“大腦”也能夠不斷學習人類的駕駛經(jīng)驗，不斷提升自身的“智商”，以保證安全、舒適、便捷的自動駕駛體驗。

專家認為，無人駕駛技術(shù)或自動駕駛技術(shù)的出現(xiàn)，依靠的是人工智能技術(shù)的突破，因此也和人工智能一樣，受益于海量數(shù)據(jù)、超強計算和優(yōu)秀算法。

人工智能技術(shù)突破的一個重要原因就是海量數(shù)據(jù)的積累，為訓練深度學習算法提供了所需的材料。無人駕駛汽車也是通過大量數(shù)據(jù)的訓練，不斷提升其智能水平。無人車搭載了各種類型的傳感器，單車每小時大約產(chǎn)生100GB的數(shù)據(jù)。如果按照萬臺車輛計算，每天將會有數(shù)十PB的數(shù)據(jù)被收集到云平臺上，用于訓練自動駕駛系統(tǒng)。無人車所使用的高精度地圖每公里道路的原始數(shù)據(jù)量也將是傳統(tǒng)地圖的10萬倍，數(shù)據(jù)的快速積累推動著汽車智能的不斷突破。

超強計算能力方面，伴隨著云計算和車載計算機計算能力的不斷提升，車載計算機系統(tǒng)能在更短的時間內(nèi)處理更復雜的任務(wù)，實現(xiàn)自動駕駛實時感知路況、智能決策和控制。而隨著機器學習、深度學習等優(yōu)秀算法的出現(xiàn)和廣泛應(yīng)用，人工智能在2013年后進入了快速發(fā)展的新階段。應(yīng)用到自動駕駛領(lǐng)域，在權(quán)威評測中，2015年使用深度學習方法的車輛識別錯誤率要比2013年采用的傳統(tǒng)方法下降了69%。

無人駕駛汽車技術(shù)原理是通過車載傳感系統(tǒng)感知道路環(huán)境，自動規(guī)劃行車路線并控制車輛到達預定目標的智能汽車。

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。

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