机械设计之无人驾驶汽车的发展史.doc

汽车的未来小组成员：胡书明〔组长〕〔1608100312〕、何克锦〔1608100311〕何雄〔1608100310〕、雨〔1608100309〕专业班级：车辆工程103班目 录第一章 无人驾驶汽车的简介第二章 无人驾驶汽车的开展状况 第一节：国外开展状况 第二节：国开展状况第三章 无人驾驶汽车采用的技术 第一节：关键技术 第二节：目前技术 第三节：将采用的技术第四章 无人驾驶汽车的自动泊车系统第五章 无人驾驶汽车的开展前景 第一节：开展方向 第二节；道德争议第六章 无人驾驶汽车即将降临 第一节：英国版：外形就像飞船 第二节：法国版：采用巡航导弹技术 第三节：德国版：外形像普通轿车 第四节：美国版：谷歌无人驾驶汽车第一章：无人驾驶汽车的简介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，主要依靠车的以计算机系统为主的智能驾驶仪来实现无人驾驶无人驾驶汽车集自动控制、体系构造、人工智能、视觉计算等众多技术于一体，是计算机科学、模式识别和智能控制技术高度开展的产物，也是衡量一个国家科研实力和工业水平的一个重要标志，在国防和国民经济领域具有广阔的应用前景。

无人驾驶汽车从根本上改变了传统的“人—车—路〞闭环控制方式，将不可控的驾驶员从该闭环系统中请出去，从而大大提高了交通系统的效率和平安性从20世纪70年代开场，美国、英国、德国等兴旺国家开场进展无人驾驶汽车的研究，目前在可行性和实用化方面都取得了突破性的进展我国从20世纪80年代开场进展无人驾驶汽车的研究，国防科技大学在1992年成功研制出我国第一辆真正意义上的无人驾驶汽车2005年，首辆城市无人驾驶汽车在交通大学研制成功，该车有望于两年之率先在世纪公园进展示运营，并在2010年世博会上一展身手到时游客只需在公园的入口处按下一个按钮，一辆没有司机的四座敞篷汽车就会从远处开过来缓缓停下，然后搭载着乘客前往他们想去的景点国首款无人驾驶汽车第二章 无人驾驶汽车的开展状况第一节 ：国外开展状况１９２１年８月５日，第一辆无人驾驶、由无线电操纵的汽车在美国试验成功兴旺国家从二十世纪七十年代开场进展无人驾驶汽车研究，在可行性和实用性方面，美国和德国走在前列美国是世界上研究无人驾驶车辆最早、水平最高的国家之一早在二十世纪八十年代，美国就提出自主地面车辆〔ALV〕方案，这是一辆八轮车，能在校园的环境中自主驾驶，但车速不高。

由于技术上的局限和预期目标过于复杂，到二十世八十年代末九十年代初，各国都将研究重逐步转移到问题相对简单的高速公路上的民用车辆的辅助驾驶工程上1999年，一辆由美国卡耐基梅隆大学研制的无人驾驶汽车Navlab-V，完成了横穿美国东西部的无人驾驶试验在全长5000km的美国州际高速公路上，整个实验96%以上的路程是车辆自主驾驶的，车速达50~60km/h2000年，丰田汽车公司开发出无人驾驶公共汽车这套公共汽车自动驾驶系统主要由道路诱导、车队行驶、追尾防止和运行管理等主面组成安装在车辆底盘前部的磁气传感器将根据埋设在道路中间的永久性磁石进展导向，控制车辆行驶方向2007年，德国汉堡一家公司应用先进的激光传感技术把一辆普通轿车改装而成，可以在错综复杂的城市公路系统中无人驾驶汽车这辆无人驾驶智能汽车名为“路克斯〞〔Lux〕，它可以在错综复杂的城市公路系统中无人驾驶Lux这款无人驾驶汽车，车安装了无人驾驶设备，包括激光摄像机、全球定位仪和智能计算机第二节：国开展状况中国在无人驾驶汽车的开发方面要比国外稍晚国防科技大学从二十世纪八十年代开场进展该项技术研究从20世纪80年代末开场，在贺汉根教授带着下，2001年研制成功时速达76公里的无人车。

1989年，中国首辆智能小车在国防科技大学诞生1992年，国防科技大学研制成功了中国第一辆真正意义上的无人驾驶汽车2000年6月，国防科技大学研制的第四代无人驾驶汽车试验成功，最高时速达76km，创下国最高纪录2003年，研制成功我国首台高速无人驾驶轿车，最高时速可达170公里2006年，研制的新一代无人驾驶红旗HQ3，那么在可靠性和小型化方面取得突破此次红旗HQ3无人车实验成功创造了我国自主研制的无人车在复杂交通状况下自主驾驶的新纪录，这标志着我国在该领域已经到达世界先进水平2007年，国防科技大学机电工程与自动化学院和中国第一汽车集团公司联合研发的红旗旗舰无人驾驶轿车，其总体技术性能和指标已经到达世界先进水平我国自主研制的无人车——由国防科技大学自主研制的红旗HQ3无人车，2011年7月14日首次完成了从到286公里的高速全程无人驾驶实验，创造了我国自主研制的无人车在复杂交通状况下自主驾驶的新纪录，标志着我国无人车在复杂环境识别、智能行为决策和控制等方面实现了新的技术突破，到达世界先进水平红旗HQ3无人车由国防科技大学自主研制，本月中旬它从京珠高速公路梓冲收费站出发，历时3小时22分钟到达，总距离286公里。

实验中，无人车自主超车67次，途遇复杂天气，局部路段有雾，在还遭逢降雨红旗HQ3全程由计算机系统控制车辆行驶速度和方向，系统设定的最高时速为110公里在实验过程中，实测的全程自主驾驶平均时速为87公里国防科技大学方面透露，该车在特殊情况下进展人工干预的距离仅为2.24公里，仅占自主驾驶总里程的0.78%　第三章 无人驾驶汽车采用的技术第一节：关键技术无人驾驶汽车开发的关键技术主要有两个方面：车辆定位和车辆控制技术这两方面相辅相成共同构成无人驾驶汽车的根底〔1〕车辆定位技术，目前〔截止2007年〕车辆定位常用的技术包括磁导航和视觉导航等〔2〕车辆控制技术，目前〔截止2007年〕常用的方法是经典的智能PD算法，例如模湖PD、神经网络PD等除以上两个方面，无人驾驶汽车作为智能交通系统的一局部，还需要一些其它相关技术的支持，如车辆调度系统、通讯系统和人机交互系统等，最终得以实现整个交通系统的高效、平安第二节 ：目前技术1、防抱死制动系统防抱死制动系统其实就算无人驾驶系统该系统可以监控轮胎情况，了解轮胎何时即将锁死，并及时做出反响而且反响时机比驾驶员把握得更加准确防抱死制动系统是引领汽车工业朝无人驾驶方向开展的早期技术之一。

2、另一种无人驾驶系统是牵引或稳定控制系统牵引和稳定控制系统与防抱死制动系统不同的是，这些系统非常复杂，各作防止车系统会协调工辆失控第三节：将采用的技术1、雷达高端汽车已经配备雷达，可跟踪附近物体比方梅梅赛德斯的D istronic Plus是一种事故防止系统，在保险杠旁安装有传感装置，当检测到东西出现在汽车盲点时发出警告2、车道保持安装在挡风玻璃上的照相机可识别车道标志线如果汽车意外离开自己的车道，方向盘会通过短暂振动提醒驾驶者3、激光雷达Google采用V elodyne公司的车顶光探测和测距系统，包括64束激光，以每分钟900转的速度向上发射，形成点云，赋予汽车360度视野4、红外照相机梅赛德斯的夜视辅助系统采用两盏头灯向前方道路发射不可见的红外光安装在挡风玻璃上的照相机监测红外信号，将标注出危险区域的图像显示到仪表盘上5、立体视觉梅赛德斯一款概念车用两台安装在挡风玻璃上的照相机构成前方道路的实时3D图像，发现潜在危险，比方行人、自行车，并预计其走向6、GPS/惯性测量自动汽车必须知道自己开往何处Google结合Applanix的定位系统、Google地图和GPS判断汽车方位[2]7、车轮计速安装在轮子上的传感器通过转速测量汽车行驶的速度。

第四章 无人驾驶汽车的自动泊车系统车辆损坏的原因，多半不是重大交通事故，而是在泊车时发生的小磕小碰泊车可能是危险性最低的驾驶操作了，但我们仍然会把事情搞得一团糟虽然有些汽车制造商给车辆加装了后视摄像头和可以测定周围物体距离远近的传感器——甚至还有可以显示汽车四周情况的车载电脑——有的人仍然会一路磕磕碰碰地进入停车位由于雷克萨斯LS 460L采用了高级泊车导航系统，该车的驾驶员不会再有类似的烦恼该系统通过车身周围的传感器来将车辆导向停车位〔也就是说驾驶者完全不需要手动操作〕当然，该系统还无法做到像?星际迷航?里那样先进在导航开场前，驾驶者需要找到停车地点，把汽车开到该地点旁边，并使用车载导航显示屏告诉汽车该往哪儿走停车位需要比车身长2米〔LS的车身较长〕自动泊车系统是无人驾驶技术的一大成就通过该系统，车辆可以向驾驶员那样观察周围环境，及时做出反响并平安地从A点行驶到B点虽然这项技术还不能让人完全放手，让汽车自动载您回家，但毕竟是朝着这个方向迈出了第一步第五章 无人驾驶汽车的开展前景第一节：无人驾驶汽车--开展方向无人驾驶汽车的研究方向，可以归纳为三个方面：〔1〕高速公路环璋下的无人加驶系统；〔2〕城市环璋下的无人驾驶系统；〔3〕特殊环璋下的无人驾驶系统。

第二节：无人驾驶汽车的道德争议现在您可能会认为所有这些无人驾驶技术都近在咫尺，我们已经准备好要踏入一个无人驾驶的“理想时代〞有些人同意这种想法通用汽车和卡基梅隆大学〔Carnegie Mellon University〕的研究者正在合作开发无人驾驶车，并希望在2018年前投入市场车辆无人驾驶技术的优点是使出行更平安〔因为去除了人为失误因素〕、缓解交通压力、并减少环境污染而另一些人那么觉得这种想法不可信老实说——人们喜欢驾车！有时候，驾驶会让人感到轻松写意，而且要让人们愿意托付性命，无人驾驶技术还得解决许多问题驾驶员失误也有其反面优势，那就是人类的判断能力无人驾驶技术永远是将保护车辆和车人员作为第一要务而一个驾驶员那么可能宁愿牺牲自己的车来保护他人例如，您驾驶时前方有辆车突然打滑，而您已经来不及停车此时，在您的左边有一辆大卡车，右边那么是一群等着过马路的孩子大多数司时机选择撞向大卡车，以防止撞到行人而无人驾驶车辆无法识别孩子们——它只会简单地看到这条道路阻力较少，而将车转而冲向这边这是个极端的例子，但是类似的问题有待解决，只有这样我们才能安心告诉车该往哪儿走，然后轻松享受无人驾驶之旅第六章 无人驾驶汽车即将降临第一节：英国版：外形就像飞船最近，一些人在英国伦敦希斯罗机场亲眼目睹了许多辆无人驾驶汽车“优尔特拉〞(ULTra)自动驶离、抵达车站的奇妙场景。

一辆辆车子鱼贯而出，几乎毫无噪音，一切都显得井然有序这种汽车由英国的先进交通系统公司和布里斯托尔大学联合研制，并将于2010年投放希斯罗机场作为出租车运送旅客这种汽车可能会让阻塞交通、汽油味难闻、拥挤不堪的公共汽车变成一种过时的交通工具这种超前的独立舱没有驾驶员、也没有喋喋不休的谈话声伴随你的旅途，只有一个装在墙上的按钮．按钮旁边写着“开场〞该无人驾驶汽车有4个座位，形状似气泡，看起来就像一艘外星人飞船：这种汽车依靠电池产生动力，而且乘客可以通过触摸屏来选择他们的目的地?它们的时速可达40千米，而且会自动沿着其狭长的道路系统行使一旦乘客选择好了目的地，控制系统会记录下要求，并向舱车发送一条信息随后舱车会遵循一条电子传感路径前进在旅程期间，如果需要的话，乘客可以按下一个按钮和控制人员通话　 第二节：法国版：采用巡航导弹技术法国INRIA公司花费十年。