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开题报告

无人驾驶汽车的现状及发展方向

无人驾驶汽车是一种智能汽车,也可以称之为轮式移动机器人,主要依靠车内

以计算机系统为主的智能驾驶仪来实现无人驾驶。它一般是利用车载传感器来感

知车辆周围环境,并根据感知所获得的道路、车辆位置和障碍物信息,控制车辆的

转向和速度,从而使车辆能够安全、可靠地在道路上行驶。[1]

为了减少人类遭受的意外伤害，将人从交通系统中脱离出来，无人驾驶汽车

[2]

渐渐成为未来汽车发展的主要方向。而在国外部分发达国家，在上世纪七十年

代就开始了对无人驾驶汽车的研究，许多汽车企业和谷歌都在此领域的研究取得

了很多进展。而我国无人驾驶技术的发展进程则稍慢，由国防科技大学从上世纪

80年代开始。[3]

无论是基于智能交通的普及，车祸发生率的降低，还是交通拥堵的缓解，无

[4][5]

人驾驶汽车的研究都有其必要性。如表1所示

表1

而想要知道无人驾驶技术该如何发展，首先就要明白无人驾驶现在遇到的瓶

颈在哪里。目前研发人员面临的最棘手的技术问题是如何提高汽车的视觉能力，

即如何将人类的视觉能力复制于电脑系统。其次是如何准确的预测和回应人类的

行为。而在汽车界绝大多数人士看来，无人驾驶汽车产业化瓶颈则主要来自于成

本，见表2。最后就是社会及文化的影响和法律法规的完善问题了。[6]

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表2Google无人驾驶汽车成本列表

目前主流无人驾驶汽车的简单工作原理如图1：

包括车载雷达，电脑处理系统，激光测距仪，微型传感器，视频摄像头，电

[7,8]

脑资料库等。其中装在车辆的微型传感器能够监控车辆是否偏离GPS导航仪

指定的行驶路线。[9]

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接下来将介绍无人驾驶汽车中主要涉及和研究中的几项技术：

首先是无人驾驶汽车所采用的导航技术，它有以下几种：一、视觉导航，其

[10]

中包括单目视觉双目视觉以及多目视觉，即通过采集周围的图像信息到计算中

心分析来对车辆的具体情况作出判断，区分它们不同的只是摄像头的个数。二、

磁导航，其中包括地磁导航和电磁导航，两者都是通过分析磁场作用来收集信息，

不同的是地磁导航采用的是地磁场而电磁导航却是基于预铺设在地面下的导线

[11,12]

完成的，许多智能车比赛特别是室内机器人也采用了这项技术。三、惯性导

航技术，它则是利用惯性传感器不间断采集载体的瞬时加速度、瞬时角速度和旋

转角度，以牛顿力学三大定律为理论基础推算载体的运行速度和运行轨迹，现代

惯性导航利用计算机将惯性传感器测量信号直接转变为导航信号（航向角、速度、

[13]

当前位置）；四、卫星导航，卫星导航(GNSS)系统通常由20-30颗导航卫星、

地面主控站、监测站组成。目前运行的卫星导航系统有：美国的全球定位系统

（GPS）、俄罗斯的全球导航卫星系统（GLONASS）、欧洲伽利略（GALILEO