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车联网在无人驾驶技术中的运用

1无人驾驶技术

1.1无人驾驶汽车发展概况

从长远的趋势来看，汽车发展的趋势是实现自主驾驶，而无人驾

驶作为自主驾驶的一种重要的实现形式，是未来智能交通的构成基石。

在广义上，无人驾驶汽车是在网络环境下用计算机技术、网络通信技

术和智能控制技术主导其运行的汽车，是有着汽车外形的移动机器人。

因此，无人驾驶汽车也被称为自动轮式移动机器人。它是指在没有驾

驶者输入的情况下，通过车载传感器感知周围环境，并根据所实时的

路况信息，依靠车内的智能计算机系统为主的智能驾驶装置控制动力

传动装置实现驾驶功能。它具有整个道路环境中所有与车辆安全性相

关的控制功能，不需要驾驶员对车辆实施任何认为操纵。

20世纪七十年代，以美国为主导的发达国家已经开始进行无人

驾驶的研发工作。20世纪，已经产出可以人为远程操纵的无人驾驶

汽车，并通过相关的测试。近几年随着互联网和控制技术的不断进步，

一些科技公司开始着手无人驾驶技术的研究，例如美国谷歌和特斯拉

公司，它们使无人驾驶汽车越来越智能化，已经很接近可以量产的模

型。

1.2无人驾驶技术的组成

作为一个复杂的智能系统，无人驾驶技术涉及到多个功能的融合，

而其中几个重要的内容如下：

1.2.1汽车体系结构

在传统汽车体系中，汽车主体结构是一个系统的“骨架系统”，无

人驾驶技术中的汽车体系决定了系统软硬件的组织原则、集成方法及

支持程序。

1.2.2外界环境感知与识别

无人驾驶汽车的环境感知系统利用各种传感器对环境进行数据

采集，获取行驶环境状况同时对获得的信息进行处理。环境感知系统

的主要功能是将本车和周围障碍物的位置、相对距离和相对速度信息

提供给汽车中的计算机处理系统，从而为汽车的后续反应提供支持。

1.2.3定位导航系统

在无人驾驶汽车行驶的过程，汽车的位置、行驶方向、速度、姿

态等多种信息由定位导航系统获得，可以不折不扣地说，定位导航系

统是无人驾驶技术的基石。定位导航技术种类繁多，常用的定位导航

技术卫星导航技术、惯性导航技术、航迹推算技术、路标定位技术、

地图匹配定位技术和视觉定位技术等。实际操作中，通常将两种及两

种以上的导航系统综合使用，以便获得更好的性能。

1.2.4路径规划

路径规划是指在给定出发点和目的地的情况下，无人驾驶系统自

动获取一条无障碍、能安全到达并且高效出行的有效路径。路径规划

第一步先建立交通环境地图，随后是调用规划算法搜索可行的路径。

1.2.5运动控制

计算机计算好路线之后，通过实时的反馈算法对汽车的运动做出

控制。

1.2.6车辆一体化设计

2车联网技术

2.1车联网概述

广义上，车联网就是车与一切事物联系的网络（VehicleToX），

通過车辆自组网及多种异构网络之间的互联，实现车与车、车与其运

行的道路设施、车与云端以及车与家之间的互通互联，从而实现交通

管理的智能化和车辆智能化，并能为驾驶者提供动态信息服务的泛在

网络。车联网系统由车内网和车外网构成，汽车本身自有的车载网络

叫车内网如CAN、LIN、MOST等网络，而车外网则包括车载移动互

联网和车载自组网。

车联网由感知层、平台层和应用服务层三层组成。第一层为感知

层，也就是我们所说的端，即通过车载终端上的RFID、雷达、摄像头

等传感器感知车辆信息及状态；第二层为平台层，也就是管，即车辆

与一切事物之间的互联互通；第三层是服务层，即通过云平台实现车

辆与交通信息的管理、应用程序的管理及分发、数据的储存、大数据

分析与处理、并为交通参与者提供相应的服务。车联网的研究，需要

以道路交通为基础，始终围绕车辆来进行，车辆的运行有两个环境：

一个是车外的运行环境，另一个是车内的驾驶环境，如果脱离这两者，

就不是真正的车联网。

2.2车联网的工作原理

车联网是以车辆为核心，进行道路利用率、道路安全等项目的综

合研究，车辆在移动的过程中通过多种无线通信方式实现车辆与一切

相关事物的相连。因此，车联网必须具有移动性、无线性、及时性和

稳定性等特点。

车载终端、道路基础设施通过无线通信方式构成一种车载自组织

网络VANET，通过无线通讯链路传输数据，实现车与车、车与路以及

车与人之间的通信，通过道路基础设施与网络的连接实现道路基础设

施与云端的双向通