基于人工智能的车辆无人驾驶控制设计文献综述

 2022-01-26 21:08:19

全文总字数:4854字

摘要:无人驾驶技术是当前汽车产业发展的新方向,其目标是解决人们对驾驶安全、舒适性和可靠性的更高需求。随着人工智能广泛应用于计算机视觉、自然语言处理、传感器融合、语音识别等各个领域,无人驾驶技术取得了一定的突破性进展。自动驾驶初创企业、互联网公司以及各大汽车厂商,都在积极探索利用人工智能技术实现最终的无人驾驶。本文提出了一种新型的无人驾驶模型,仿真模拟智能车辆应用深度学习算法感知附近路况,再通过焦点预览架设预测行驶路线,控制车辆行驶方向,实现高度自动驾驶。

  1. 引言

随着人口的增加和城镇化脚步的加快,人们的生活水平逐步提高,导致私家车数量急剧上涨,交通安全成为人们关注的焦点。为了减少安全隐患,众多汽车科技公司纷纷进入无人驾驶领域,希望通过科技改变人们的出行方式。

智能车辆系统的引入,可以提高交通的安全性和道路的利用率。目前,在汽车、卡车、公交系统、工业及军用等领域,智能车辆系统都得到了应用,而且应用的多样性和领域还在不断增加。可以预言,随着信息采集技术、信息处理技术、系统工程技术等相关技术的研究和发展深入,智能车辆系统将是智能交通系统研究和发展的重要领域。

自动驾驶智能汽车作为一个机器人系统,所涉及到的技术主要有感知、路径规划和控制决策三大块内容。其中智能感知技术是前提,而路径规划和控制决策有赖于人工智能相关技术的研究与应用[1]

  1. 国外研究现状

智能车辆( Intelligent Vehicle, IV)技术的研究,可以追溯到20世纪50年代初美国Electronics公司研究开发出的世界上第一台自动引导车辆(Automated Guided Vehicle, AGV), 从严格意义上说,这是一台移动机器人”。从50年代后半期到60年代前半期,以美国为首,德国、英国以及日本等国家就展开自动驾驶和车辆导航技术的研究。时至今日,世界各国对智能车辆技术的研究开发表现出空前的热情,为此投入了大量的人力、物力,智能车辆技术也相继取得了突破性进展,如德国的VaMoRs-P车辆系统、美国的NavLab系统、意大利的ARGo系统等。

从1986年到1995年,美国Carnegie Mellon University 在著名DelcoElectronics公司捐资赞助下相继研制了Navlab系列智能车。该车可识别和跟踪S行曲线和道路行车线,并通过控制转向实现自主驾驶。该车的平均速度为88.5k/h,首次进行了横穿美国大陆的长途驾驶试验。1995年,NavLab进行了从匹兹堡到圣迭戈全程3000英里的公路实验,95%以上是自动驾驶。

日本丰田公司(TOYOTA)1993年研制的智能车改自丰田轿车,后视镜左侧安装了2/3英寸CCD镜头,普通高速公路上的实验车速为60km/h。

德国的UBM(Universtitat der Bundestwehr Munchen)大学Dickmans教授的智能车辆研究小组在德国奔驰公司(Benz)赞助下一.直致力于动态机器视觉领域的研究。从80年代初期开始,研制了VamoRs 和VamoRs-P两种实验车。VamoRs由奔驰508D型面包车改装而成,装有4个彩色CCD构成双目视觉系统,1987年在高速公路上的实验车速达96km/h, VaMoRs-P 由奔驰500(Mecedes 500SEL)改装而成,计算机系统由基于Transputer的并行处理单元和两台PC486组成。1995年最高车速为130km/h。1996 年发展了新一代的视觉系统:EMS-Vision(Expectation- Based Multi-focal Saccadic Vision System),该视觉系统能满足以下四个要求:随着车速的变化,自动调节摄像机的焦距;可以感知周围较宽的范围内的物体;适应不平路径的颠簸环境;能获得立体视觉的解释信息。另外该小组在此系统基础上研制了变焦距主动汽车眼-MarVEye。德国大众公司最新研究的智能车辆系统,系统装有雷达、机器视觉,激光扫描等传感器。系统利用传感器之间的数据互补及冗余得到车辆所需要的可靠、稳定的全方位信息。

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