自动驾驶的基础思路可概括为“感知-决策-执行”三大核心环节,其中高精度环境感知是前提,智能决策规划是大脑,精准控制执行是落脚点。高精度定位与地图、数据融合与算法优化等支撑技术贯穿全流程,共同构成自动驾驶系统的技术闭环。
环境感知如同车辆的“感官系统”,通过激光雷达、摄像头、毫米波雷达等传感器实时采集周围环境数据,识别车道线、障碍物、交通标志等信息。多传感器融合技术能弥补单一传感器的局限性,例如激光雷达精准测距但成本高,摄像头可识别颜色但受光线影响大,二者结合可提升感知鲁棒性。
决策规划是系统的“智能中枢”,分为全局路径规划和局部行为决策。全局规划基于高精度地图和实时交通信息生成最优路线;局部决策则根据当前环境动态调整车速、转向等动作,例如遇到行人自动刹车或变道避让。算法层面,A*、Dijkstra等图论算法用于路径搜索,而强化学习能提升复杂场景的适应性。
控制执行负责将决策转化为车辆的实际动作,通过纵向控制(加速/制动)和横向控制(转向)实现精准跟踪目标轨迹。PID控制器和卡尔曼滤波是经典控制算法,前者调节响应速度,后者消除噪声干扰。执行器的精度和响应速度直接影响行车安全性与舒适度。
高精度定位与地图为自动驾驶提供“空间基准”,结合GPS、惯性导航和SLAM技术,定位误差需控制在厘米级。高清地图不仅包含车道拓扑,还标注红绿灯位置、坡度等细节,是规划决策的重要依据。
未来,随着5G车联网和AI技术的进步,自动驾驶将向全场景无人化(L5级)迈进。但当前仍需解决极端天气感知、长尾场景决策等挑战,安全性与法规配套亦是普及关键。