智能驾驶系统的原理主要基于以下核心技术和流程,综合了多种传感器、人工智能算法及执行机构的协同工作:
一、核心组成与工作流程
传感器感知层 通过激光雷达(LiDAR)、摄像头、毫米波雷达、超声波传感器等多种设备,实时采集车辆周围环境信息,包括:
激光雷达:
精确测量距离和形状,生成三维环境模型;
摄像头:识别交通标志、车道线及行人,辅助定位车辆位置;
毫米波雷达:检测前方车辆距离、速度及方向,判断追尾风险;
超声波传感器:低速行驶时检测近距离障碍物(如停车入库)。
决策规划层 采用人工智能算法(如机器学习、深度学习)对传感器数据进行处理:
环境感知与识别:
通过图像识别技术定位车道线、交通信号灯等基础设施;
行为预测:模拟人类驾驶行为,预测其他车辆动态及潜在危险;
路径规划:根据实时路况制定最优行驶方案,包括变道、超车等决策。
执行控制层 将决策转化为车辆具体动作:
转向与动力控制:
通过电动转向系统调整方向,通过发动机控制单元(ECU)控制加速、刹车;
系统协调:与转向助力系统、制动系统等硬件设备联动,实现平稳驾驶。
二、关键技术支撑
传感器融合技术:整合多源数据(如激光雷达与摄像头协同),提高环境感知的准确性和可靠性;
边缘计算:在车辆端进行实时数据处理,减少延迟,提升决策时效性;
高精度地图与定位:结合GPS、北斗等卫星定位系统,实现精准的车辆追踪与地图匹配。
三、系统分级与功能差异
根据中国《汽车驾驶自动化分级》,智能驾驶分为6个等级:
L0-L2:辅助驾驶(如自适应巡航、车道保持);
L3-L5:高度自动化(如自动泊车、无人驾驶)。
四、安全保障机制
冗余设计:关键传感器(如激光雷达、摄像头)采用多备份方案,防止单点故障;
人工干预接口:在系统无法决策时,及时切换回人工控制模式。
通过上述协同机制,智能驾驶系统能够在复杂路况下实现安全、高效的自主驾驶,同时降低驾驶员的操作压力。