手握方向盤(pán)、目視前方、保持注意力等乏味的傳統(tǒng)駕駛方式很容易讓駕駛員產(chǎn)生疲勞，甚至引發(fā)交通事故。為彌補(bǔ)人工駕駛的不足，減少交通事故，無(wú)人駕駛汽車(chē)研發(fā)人員則致力于從安全、可靠、便利及高效等方面進(jìn)行無(wú)人駕駛汽車(chē)的研究的突破，將駕駛員從繁復(fù)的傳統(tǒng)駕駛方式中解脫出來(lái)。

無(wú)人駕駛汽車(chē)是一個(gè)綜合系統(tǒng)，整體可分為環(huán)境感知系統(tǒng)、行為決策系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。

無(wú)人駕駛汽車(chē)綜合利用自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)科學(xué)、人工智能、電子信息和車(chē)輛工程等多門(mén)與其相關(guān)的技術(shù)，利用車(chē)載傳感器（攝像頭、激光雷達(dá)、超聲波傳感器、微波雷達(dá)、GPS、里程計(jì)、磁羅盤(pán)等）感知車(chē)輛周?chē)h(huán)境，并根據(jù)感知到的道路、車(chē)輛姿態(tài)和障礙物信息，控制車(chē)輛的轉(zhuǎn)向和速度，從而使得車(chē)輛能夠自主、安全、可靠的在道路上行駛。

駕駛員在執(zhí)行駕駛的過(guò)程中，需要實(shí)時(shí)觀察和分析車(chē)輛自身的狀態(tài)、路面、車(chē)輛、行人、交通標(biāo)志、交通標(biāo)線和交通信號(hào)燈等狀況，也就是對(duì)交通環(huán)境的“感知”。這種“感知”首先是通過(guò)感觀（主要是視覺(jué)，還包括聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)和嗅覺(jué)）來(lái)獲取信息，然后利用自身經(jīng)驗(yàn)和邏輯推理來(lái)理解信息并做出決策，力求安全平穩(wěn)地駕駛車(chē)輛。

無(wú)人駕駛汽車(chē)在進(jìn)行自主行駛的時(shí)候也需要對(duì)環(huán)境進(jìn)行感知，進(jìn)而根據(jù)所得到的有用信息進(jìn)行決策。無(wú)人駕駛汽車(chē)是通過(guò)車(chē)上配備的傳感器來(lái)感知環(huán)境信息的，這些傳感器主要包括攝像頭、激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、紅外相機(jī)、光電編碼器、GPS和慣性測(cè)量單元（Inertial Measurement Unit, IMU）等。其中，攝像頭、激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)以及紅外相機(jī)是用于獲取環(huán)境信息，光電編碼器、GPS和IMU用于獲取車(chē)身狀態(tài)的信息。

這些傳感器依據(jù)不同的原理獲取環(huán)境數(shù)據(jù)，之后，車(chē)載單元還需要采用一定的方法提取出數(shù)據(jù)中對(duì)于智能行為決策有用的信息，比如探測(cè)到障礙物、檢測(cè)車(chē)道線、檢測(cè)和識(shí)別交通標(biāo)志、定位和姿態(tài)估計(jì)等。

行為決策是指無(wú)人駕駛汽車(chē)根據(jù)給定的路網(wǎng)文件、獲取的交通環(huán)境信息和自身行駛狀態(tài)，自主產(chǎn)生遵守交通規(guī)則的駕駛決策的過(guò)程。其主要包含全局路徑規(guī)劃（或任務(wù)規(guī)劃）、行為規(guī)劃和局部路徑規(guī)劃（或運(yùn)動(dòng)規(guī)劃）。

路徑規(guī)劃的目的是在無(wú)人駕駛汽車(chē)行車(chē)之前找到一條“最優(yōu)”的路徑供無(wú)人駕駛汽車(chē)行駛。“最優(yōu)”的標(biāo)準(zhǔn)可以是最短行車(chē)距離、最少行車(chē)時(shí)間、最低費(fèi)用和最少擁堵等，當(dāng)然前提是保證行駛的安全性和遵守交通規(guī)則。

全局路徑規(guī)劃和局部路徑規(guī)劃都是屬于路徑規(guī)劃的范疇。全局路徑規(guī)劃為無(wú)人駕駛汽車(chē)的自主駕駛提供方向性的引導(dǎo)，確定其依次需要通過(guò)的路段和區(qū)域序列。

行為規(guī)劃是處于全局路徑規(guī)劃和局部路徑規(guī)劃中間的層次，行為規(guī)劃根據(jù)全局路徑規(guī)劃決定的路徑和當(dāng)前的道路狀況，確定當(dāng)前無(wú)人駕駛汽車(chē)應(yīng)該進(jìn)入什么行駛模式，比如路口左轉(zhuǎn)模式、超車(chē)模式等。

局部路徑規(guī)劃依照行為規(guī)劃確定當(dāng)前行駛的模式，結(jié)合環(huán)境感知獲取的信息計(jì)算出局部范圍內(nèi)精確的行駛軌跡。無(wú)人駕駛汽車(chē)采取的是全局路徑規(guī)劃和局部路徑規(guī)劃相結(jié)合的方式。

運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)是根據(jù)局部路徑規(guī)劃給出的行駛軌跡和速度規(guī)劃以及無(wú)人駕駛汽車(chē)當(dāng)前的位置、姿態(tài)和速度，產(chǎn)生對(duì)油門(mén)、剎車(chē)、方向盤(pán)和變速桿的控制命令，以跟蹤規(guī)劃出的行駛軌跡。當(dāng)然，油門(mén)、剎車(chē)、方向盤(pán)和變速桿上需加裝底層控制器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)來(lái)執(zhí)行控制操作。

除了增強(qiáng)無(wú)人駕駛汽車(chē)自身智能行為的能力以外，還可以采用道路交通智能化的方式，通過(guò)車(chē)與車(chē)之間的通信（V2V）以及車(chē)與交通系統(tǒng)之間的通信（V2X）來(lái)獲取車(chē)輛速度、實(shí)時(shí)路況等信息，從而提升整個(gè)交通系統(tǒng)的駕駛安全性和交通通行效率。

目前，無(wú)人駕駛汽車(chē)產(chǎn)業(yè)化瓶頸主要有技術(shù)安全、過(guò)渡風(fēng)險(xiǎn)、成本、法律法規(guī)等。

1. 技術(shù)問(wèn)題，包括：如何消除強(qiáng)光照、積雪等惡劣行駛環(huán)境對(duì)無(wú)人駕駛汽車(chē)環(huán)境感知系統(tǒng)帶來(lái)的影響；在復(fù)雜行駛環(huán)境下，如何感知人類(lèi)手勢(shì)信號(hào)，尤其是這些手勢(shì)信號(hào)與交通信號(hào)燈或交通標(biāo)志有沖突時(shí)；

雖然目前無(wú)人駕駛汽車(chē)產(chǎn)業(yè)化仍存在很多問(wèn)題，但產(chǎn)業(yè)化是建立在汽車(chē)主動(dòng)安全技術(shù)、智能化技術(shù)逐步升級(jí)的基礎(chǔ)上的，這些基礎(chǔ)技術(shù)都可以幫助現(xiàn)有汽車(chē)帶來(lái)技術(shù)上的逐步改進(jìn)。隨著無(wú)人駕駛汽車(chē)在高速公路等特定路段實(shí)測(cè)成功的案例越來(lái)越多，以及相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展、進(jìn)步和法律法規(guī)的不斷完善，相信在不久的將來(lái)，無(wú)人駕駛汽車(chē)就會(huì)走入人們的生活，服務(wù)于人們的出行。