
感知系统负责收集车辆周围环境信息,相当于人类的视觉和听觉。常见的传感器包括摄像头、毫米波雷达、激光雷达等。摄像头主要识别交通标志、车道线和行人;毫米波雷达擅长探测远距离物体的速度和位置,不受天气影响;激光雷达则能生成高精度3D环境模型,提升感知准确性。这些传感器的数据会被实时传输到车载计算机,为后续决策提供依据。
决策系统是自动驾驶的核心,基于感知系统提供的数据,通过算法分析路况并制定行驶策略。例如,当系统识别到前方有障碍物时,会计算最佳刹车时机和力度;遇到红绿灯时,会根据信号状态决定停车或通行。决策算法通常采用机器学习技术,通过大量数据训练不断优化,以应对复杂多变的道路场景。目前,特斯拉的FSD系统就属于这一范畴,能实现自动泊车、高速领航等功能,但仍需驾驶员监控。
执行系统负责将决策转化为实际操作,控制车辆的加速、刹车和转向。它包括电子稳定程序(ESP)、电动助力转向(EPS)等部件。当决策系统发出指令时,执行系统会精准调整油门开度、刹车压力和方向盘角度,确保车辆按计划行驶。执行系统的响应速度和精度直接影响自动驾驶的安全性,因此对硬件性能要求较高。
根据国际自动机工程师学会(SAE)的标准,自动驾驶分为L0至L5六个级别。L0为无自动化,L1至L2为辅助驾驶,需驾驶员全程监控;L3至L5为高级自动驾驶,系统可在特定条件下接管驾驶。目前,全球量产车型普遍处于L2级别,如特斯拉FSD、小鹏XPILOT等。L5级完全自动驾驶仍在研发中,需突破感知冗余、算法伦理和法规限制等瓶颈,短期内难以实现商业化应用。
尽管自动驾驶技术发展迅速,但仍面临诸多挑战。例如,极端天气(暴雨、暴雪)会影响传感器性能,复杂路况(无保护左转、拥堵路段)对算法提出更高要求。未来,随着激光雷达成本下降、5G通信普及和AI算法优化,自动驾驶的可靠性将不断提升。同时,相关法规和基础设施也需同步完善,以保障技术落地后的安全性和合法性。