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自动无人驾驶控制系统

第一章设计目的及意义

经过我国人们多年的奋斗，现在已经逐渐奔向小康生活,交通工具也在不断地更新。

自行车是一种发明比较早的交通工具，自行车行驶的速度大约是步行速度的四倍，自行车

出现不久就有了摩托车、电动车等，速度相比较提高了很多。后来又发明了汽车，汽车渐

渐得替代了自行车和摩托车等交通工具，有了汽车之后，人们又想发明生产让我们更加便

利的交通工具，只有交通工具性能更好、功能更齐全才能给我们的生活带来更多的方便。

物联网和互联网技术的迅速发展也推动了汽车的智能化技术发展，因为智能汽车要车联

网，所以物联网和互联网的发展给智能汽车创造了一定条件，促进它的迅速发展，使智能

汽车的驾驶得更加精确，速度更快，且汽车的安全性能也得到了很大的提高。自动无人驾

驶汽车，实质上就是比普通汽车多装载了计算机控制系统使汽车在没有人驾驶也能够自动

驾驶的汽车。自动无人驾驶汽车采用了360度全方位监控、北斗卫星导航系统、图像识别

技术、人工智能技术和传感器识别技术，在计算机系统的控制下实现自动无人驾驶。

1.1无人驾驶系统设计目的

设计一款更加符合现代社会需求的自动无人驾驶汽车，它具有以下其他汽车不具备的

优点，本次设计的一款自动无人驾驶汽车的优势有以下两点：

（1）更安全、更舒适。

就目前来说,无论是发达国家还是发展中国家道路上车辆的数目总体呈现明显上升趋

势,造成交通安全形势非常严峻,据报道,在美国每年会发生大约600万次交通事故,在这

600万次交通事故中,由于人的主观原因,操作错误造成的交通事故占94%,造成了约35000

人死亡,经济损失2306亿美元。那么,为了减少这样的事情发生，唯一的方法，我们要制

造出功能更齐全的交通工具（不用驾驶员驾驶的汽车），它可以大大减少醉酒驾驶、疲劳

驾驶和分心驾驶造成的交通事故。自动无人驾驶汽车有一个能够自动导航的模块。它对车

辆起着关键作用：无论在何种道路上行驶，智能汽车都能获得连续不断且准确的车辆位置

信息。本设计的定位方法符合这一要求，采用卫星导航、惯性导航、超宽无线定位和机器

视觉距离算法四种定位相结合，实现自动驾驶汽车在各种道路上的高精度定位，让自动驾

驶汽车能够毫不费力地到达驾驶员想去的地方。自动无人驾驶汽车无需驾驶员进行驾驶，

减少了驾驶员人员的体力脑力运动，使驾驶汽车变得更加舒适便捷。

（2）更高效、更节能。

随着生活水平的提高和对高品质生活的不断追求，道路上的汽车数量在不断增加，导

致道路上的交通拥堵越来越严重。根据调查统计信息可知,每年在美国,因为交通拥堵造成

的经济损失约872亿美元,浪费时间长达42小时的时间(在美国每年由于交通延误要浪费

美国一周时间),约28亿加仑(106亿公升)的汽车燃料的额外消费(所有在美国汽车三周需

要消耗燃料)。然而，自动驾驶汽车可以解决这个问题，避免如此严重的车辆拥堵，因为

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它们可以自动选择最佳的驾驶路线，从而大大减少交通拥堵现象。

1.2无人驾驶系统设计意义

随着通信技术、计算机技术、人工智能技术等高新技术的迅速发展，国际上研究设计

的开发水平速度的提高是我们可以亲眼目睹的。在中国开展智能车系统的研究，具有的意

义是非常重要的。具体的意义有以下四点：

（1）智能汽车系统的研究中有了新的突破，解决了许多关于理论和技术基础上出现的各

种难题，使中国汽车在工业整体上跃上一个新的台阶；

（2）“智能汽车”研究水平在不断地提高和改善。从开始的零起点，经过我国一些研究

人员不懈努力和奋斗，目前我国智能汽车技术已经与国际先进技术水平的差距越来越小；

（3）新一代高新技术“自动无人驾驶汽车”不但在国际上拥有一定的地位，而且对我国

智能运输系统的发展具有很大的促进作用。

（4）智能汽车研究队伍和研究基地在中国被建立起来，这是一件具有十分重要意义的事

情。

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第二章无人驾驶系统介绍

2.1自动无人驾驶系统基于北斗导航和5G通信系统的背景知识

自动无人驾驶系统是一个多功能的综合系统。本设计选用具有高性能芯片和多种传感

器，这些传感器各具特点，发挥着不同的作用。在基于北斗导航系统和5G通信技术设计

的自动无人驾驶系统中，北斗卫星导