自动驾驶的关键技术,以及如何学习。

来源:哔哩哔哩       时间:2023-07-07 16:32:42

自动驾驶的关键技术包括传感技术(激光雷达、雷达、摄像头、超声波传感器)、环境感知与理解(目标检测、场景分割)、路径规划与决策(地图定位、路径规划、决策行为)以及控制与执行(车辆动力学控制、制动系统控制、转向系统控制)。学习自动驾驶需要涉及计算机科学、传感器技术、控制理论等学科,并通过自学、实践项目和学术研究来提升技术能力。持续跟踪最新研究和发展也是必要的,以适应不断演进的自动驾驶领域。


(资料图)

关键技术

传感技术:

激光雷达(Lidar):使用激光束扫描周围环境,测量距离和生成三维点云图,提供高精度的环境感知能力。

雷达(Radar):利用无线电波测量目标物体的距离、速度和角度,用于长距离目标检测和跟踪。

摄像头(Camera):使用计算机视觉技术,包括图像处理和目标识别,来感知和理解道路上的标志、车辆、行人等。

超声波传感器(Ultrasonic Sensor):用于近距离障碍物检测和停车辅助,提供车辆周围的近程感知。

环境感知与理解:

目标检测与跟踪:使用计算机视觉技术,如卷积神经网络(CNN)、目标检测算法(如YOLO、SSD)等,识别和跟踪道路上的车辆、行人、交通标志等目标。

场景分割与语义理解:将感知数据分割为不同的物体和区域,利用深度学习方法,如语义分割、实例分割等,实现对环境的更精细理解和语义推理。

路径规划与决策:

地图与定位:使用高精度地图和定位系统(如GPS、惯性导航系统)来获取车辆的位置和姿态信息,以支持路径规划和定位校准。

路径规划:基于目标和约束条件,如车辆动力学、交通规则和环境信息,生成安全、高效的路径规划,包括车道保持、变道、超车等。

决策与行为规划:基于感知数据、环境模型和目标,做出决策,确定合适的车辆行为和动作,以响应当前交通情况和驾驶任务。

控制与执行:

车辆动力学控制:根据路径规划和决策结果,计算车辆的加速度、制动力和转向角度,以实现平稳的加速、减速和转向。

制动系统控制:将控制信号传递给车辆的制动系统,实现制动力的精确调节和分配,以确保安全的制动性能。

转向系统控制:通过电动助力转向系统或其他转向机构,实现精准的转向操控,包括车道保持、转弯和避障等动作。

以上仅是自动驾驶的关键技术的部分介绍,实际开发中还涉及许多其他方面,如车辆网络通信、安全性和可靠性设计、人机交互等。对于每个关键技术,进一步学习和研究需要深入了解相关领域的知识,如计算机视觉、机器学习、控制理论等,并将其应用于自动驾驶系统的设计和开发中。

涉及的学科知识

计算机科学与编程:包括算法和数据结构、计算机视觉、机器学习、人工智能等,用于开发自动驾驶系统的感知、决策和控制算法。

传感器技术与信号处理:涉及传感器原理、数据获取和处理,以及信号处理技术,用于感知和理解车辆周围环境。

控制理论与系统工程:学习控制理论、系统建模与仿真,以及车辆动力学等知识,用于开发自动驾驶系统的控制算法和执行逻辑。

软件工程与安全性:了解软件开发方法、软件测试和验证,以及系统安全性和数据隐私保护等,以确保自动驾驶系统的可靠性和安全性。

学习路径

基础学习:从大学本科或研究生阶段开始,选择相关专业,如计算机科学、电子工程、自动化等,学习相关的核心知识和基础理论。

自学与在线课程:通过自学和在线课程学习深入的计算机科学知识,如机器学习、计算机视觉、控制理论等。

实践项目:参与自动驾驶相关的实践项目,如无人车竞赛、开源自动驾驶项目等,通过实际操作和项目经验,提升技术能力和实际应用能力。

深入研究与学术界参与:如果有兴趣深入研究自动驾驶技术,可以考虑攻读硕士或博士学位,并参与相关的学术研究项目,以推动该领域的创新和发展。

此外,定期阅读相关的研究论文、专业期刊和技术博客,参加学术会议和行业研讨会,与相关领域的专业人士和研究者进行交流,也是持续学习和跟进自动驾驶技术的重要途径。

请注意,自动驾驶技术是一个不断发展和演进的领域,持续学习和跟进最新的研究和发展是成为一位合格的自动驾驶系统开发工程师的关键。

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