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中国智能驾驶白皮书.pdf
中国人工智能系列白皮书
-智能驾驶 2017
中国人工智能学会
二○一七年十月
《中国人工智能系列白皮书-智能交通》编委会
主任：
李德毅（中国人工智能学会理事长，中国工程院院士）
执行主任：
邓伟文（中国人工智能学会智能驾驶专业委员会主任，北京航空
航天大学交通科学与工程学院院长）
副主任：
谭铁牛（中国科学院院士）
杨放春（北京邮电大学教授）
黄河燕（北京理工大学教授）
焦李成（西安电子科技大学教授）
马少平（清华大学教授）
刘 宏（北京大学教授）
蒋昌俊 （东华大学教授）
王国胤 （重庆邮电大学教授）
任福继 （合肥工业大学教授）
杨 强 （香港科技大学教授）
胡 郁 （科大讯飞执行总裁）
委 员：
陈 杰 （北京理工大学教授）
董振江 （中兴通讯股份有限公司研究员级高工）
1
杜军平 （北京邮电大学教授）
桂卫华 （中国工程院院士）
韩力群 （北京工商大学教授）
何 清（中国科学院计算技术研究所研究员）
黄心汉 （华中科技大学自动化学院教授）
贾英民 （北京航空航天大学教授）
李 斌 （华中科技大学教授）
刘 民 （清华大学教授）
刘成林 （中国科学院自动化研究所研究员）
刘增良（中国人民解放军国防大学教授）
鲁华祥 （中国科学院半导体研究所研究员）
马华东 （北京邮电大学教授）
马世龙 （北京航空航天大学教授）
苗夺谦 （同济大学教授）
朴松昊 （哈尔滨工业大学教授）
乔俊飞（北京工业大学教授）
任友群 （华东师范大学研究员）
孙富春 （清华大学教授）
孙长银 （北京科技大学教授）
王 轩 （哈尔滨工业大学教授）
王飞跃 （中国科学院自动化研究所研究员）
2
王捍贫（北京大学教授）
王万森 （首都师范大学教授）
王卫宁 （北京邮电大学研究员）
王小捷 （北京邮电大学教授）
王亚杰 （沈阳航空航天大学教授）
王志良 （北京科技大学教授）
吴朝晖（浙江大学教授）
吴晓蓓（南京理工大学教授）
夏桂华 （哈尔滨工程大学教授）
严新平 （武汉华夏理工学院教授）
杨春燕 （广东工业大学研究员）
余 凯 （地平线机器人技术创始人兼 CEO）
余有成 （吴文俊人工智能科学技术奖办公室主任）
张学工 （清华大学教授）
赵春江 （北京农业信息技术研究中心研究员）
周志华 （南京大学教授）
祝烈煌 （北京理工大学教授）
庄越挺 （浙江大学教授）
主笔专家
张天雷 任秉韬 郑思仪 王鑫 马楠 张新钰
3
目录
第 1 章 发展概述篇 .................................................................................. 1
1.1. 汽车智能化发展 ...................................................................... 1
1.2. 汽车智能驾驶技术的内涵 ...................................................... 2
1.3. 汽车智能驾驶技术分级 .......................................................... 3
1.4. 国内外技术发展现状 .............................................................. 4
1.4.1 国外智能驾驶技术现状 ....................................................... 4
1.4.2 国内智能驾驶技术现状 ....................................................... 8
1.5. 公开性智能驾驶比赛 ............................................................ 11
1.5.1 国外智能驾驶比赛 ............................................................. 11
1.5.2 国内智能驾驶比赛 ............................................................. 15
1.6. 汽车自动驾驶产业概述 ........................................................ 18
1.7. 智能驾驶社会效益与影响 .................................................... 19
1.7.1 安全性-减少交通事故 ........................................................ 19
1.7.2 经济性-促进节能减排 ........................................................ 19
1.7.3 互联性-推动社会变革 ........................................................ 20
1.7.4 行业性-改变传统产业发展，行业交互共赢 .................... 21
1.8. 国内外相关政府政策 ............................................................ 21
1.8.1 国外情况 ............................................................................. 22
1.8.2 国内情况 ............................................................................. 25
第 2 章环境感知篇 .................................................................................. 27
2.1 智能驾驶感知任务 .................................................................... 27
2.2 智能驾驶的感知盲区 ................................................................ 27
2.3 环境感知功能系统构成 ............................................................ 27
2.4 系统硬件配置方案 .................................................................... 28
1
2.5 传感感知技术 ............................................................................ 30
2.5.1 相机视觉 ............................................................................. 30
2.5.2 雷达传感 ............................................................................. 33
2.5.3 听觉传感 ............................................................................. 36
2.6 定位与导航技术 ........................................................................ 38
2.6.1 感知态势的基准 ................................................................. 39
2.6.2 设备组成和种类 ................................................................. 39
2.6.3 姿态和状态感知 ................................................................. 41
2.6.4 测试技术 ............................................................................. 42
2.6.5 数字地图 ............................................................................. 42
2.7 V2X 网联通信技术 .................................................................... 44
2.7.1 设备组成和种类 ................................................................. 45
2.7.2 功能和感知范围 ................................................................. 47
2.7.3 测试技术 ............................................................................. 48
第 3 章 决策规划篇 ................................................................................ 49
3.1 决策规划技术概述 .................................................................... 49
3.2 决策规划技术结构体系 ............................................................ 50
3.2.1 分层递阶式体系结构 ......................................................... 50
3.2.2 反应式体系结构 ................................................................. 51
3.2.3 混合式体系结构 ................................................................. 52
3.3 决策规划系统的关键环节 ........................................................ 53
3.3.1 传感信息融合 ..................................................................... 54
3.3.2 任务决策 ............................................................................. 55
3.3.3 轨迹规划 ............................................................................. 55
3.3.4 异常处理 ............................................................................. 56
3.4 决策规划技术方法 .................................................................... 56
2
3.4.1 全局规划方法 ..................................................................... 57
3.4.2 局部规划方法 ..................................................................... 58
3.5 路权分配技术 ............................................................................ 60
第 4 章 控制工程篇 ................................................................................ 62
4.1 智能汽车控制架构设计 ............................................................ 62
4.2 自动驾驶控制核心技术组成 .................................................... 64
4.2.1 车辆纵向控制 ..................................................................... 65
4.2.2 车辆横向控制 ..................................................................... 67
4.3 自动驾驶控制方法 .................................................................... 69
4.3.1 传统控制方法 ..................................................................... 69
4.3.2 智能控制方法 ..................................................................... 70
4.4 自动驾驶控制技术方案 ............................................................ 72
4.4.1 基于规划-跟踪的间接控制方法 ........................................ 72
4.4.2 基于人工智能的直接控制方法 ......................................... 74
4.5 人机交互系统 ............................................................................ 77
4.5.1 人机交互系统的作用和意义 ............................................. 77
4.5.2 智能汽车人机交互系统发展现状 ..................................... 78
4.5.3 人机交互系统的核心技术 ................................................. 83
4.5.4 人机交互系统的发展趋势 ................................................. 86
第 5 章 测试验证篇 .............................................................................. 87
5.1 模拟仿真技术 ............................................................................ 88
5.1.1 需求分析 .......................................................................... 88
5.1.2 技术方案 .......................................................................... 89
5.1.3 未来发展的技术挑战和趋势 .......................................... 90
5.2 试验测试示范区 ........................................................................ 91
5.2.1 国外情况 ............................................................................. 92
3
5.2.2 国内情况 ............................................................................. 94
5.3 测试验证技术 ............................................................................ 98
5.3.1 需求分析 ............................................................................. 98
5.3.2 技术方案 ............................................................................. 99
5.3.3 未来发展的技术挑战和趋势 ........................................... 107
参考文献： ............................................................................................. 108
4
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