智能机械车辆研究发展趋势

杜心钰

摘 要：随着社会发展，人们对于智能机械车辆的需求逐渐加大，智能机械车辆也不再局限于特种车、军事车辆，而渐渐向普通车辆延伸。本文在充分查阅现有智能机械车辆基本资料的基础上，对于其研究方向、应用范围等进行一定调查研究，意在为智能机械车辆的未来发展方向提出一些建议。

关键词：交通运输业;智能机械车辆;人工智能;汽车安全

目前，我国交通运输业发展迅速，为了更好地发展交通运输行业，以技术弥补人为因素的缺陷，提升汽车自身的安全性和稳定性，对智能车辆自主导航技术的研发势在必行。以下从智能机械车辆的控制理论、智能机械车辆的研究范畴以及智能机械车辆研究展望三个角度，对智能机械车辆作出一定研究，展望了未来智能车辆的研究方向。

1 智能机械车辆控制理论初探

随着当前社会的发展，智能机械车辆已经小有研究，表现在以下几点：

1.1 模糊控制理论

模糊控制理论，即对复杂的系统建立一种语言分析的数学模式，使自然语言可以转化成计算机接受的语言。我们对车辆的操作，也可以看作是特殊计算。运用输入、输出方法于两者之间进行多干扰源的非线性计算。驾驶员对于汽车的认知，其实是模糊的。比如车速到底是慢、较慢、非常慢，还是快、较快、飞快呢？这些都是以驾驶员的认知为基础的。不仅是车速，还有对汽车转向的控制，转弯的时候转多少度合适呢？转大一点？还是转小一点？驾驶员对于这些认知都是模糊的。

但是，通过这一理论的指导，智能车辆可以对红外线技术加以利用，从而保持各個拥有该系统的车辆之间的距离相对安全，依据车辆的速度控制车距，后面的车被前面的车辆引导着行驶，同时也可以根据前后车辆间车距的变化，控制车速和方向。

最后，模糊控制理论可以将驾驶员的行为进行准确地反映，主要采用将模糊的汽车模型与驾驶员控制模型相结合的形式，对驾驶者的行为进行模仿。

1.2 人工神经网络

人工神经网络的开发以及发展，有利于提高人工智能的实现速度。同时，神经系统也可以为解决非线性系统、模型的不确定性等问题提出新的解决思路。人工神经网络以人或其他动物的神经网络为基础，构建出了基础模型，并在此之上进行改善。在对智能车辆的研究中，人工神经网络可以操纵车辆行驶，主要也是因为其对驾驶员模型的构建。

2 智能机械车辆的研究范畴

2.1 计算机视觉

计算机视觉是指一门研究如何使机器“看”的科学。当驾驶员驾驶车辆时，视觉是驾驶员接收外界信号的必要途径。比如红路灯、街边情况等，都需要驾驶员进行识别。要想智能操控车辆，计算机视觉必须达到可以识别这些语言的程度。

智能车系统需完善其特性，才具有应用价值。一是实时更新性，即为汽车驾驶和数据处理需要同步进行更新;二是鲁棒性，智能车辆在针对不同道路环境时，必须要维持其他某些性能;三是应用实用性，即为智能汽车的应用成本要能够被普通的用户接受，这样才可以广泛推广，CCD（Charge Coupled Device）技术和计算机技术的价格比较昂贵，也是智能车辆导航功能需要解决的一个问题。

2.2 传感器数据融合

智能车辆系统的牢靠性的实现，仅仅依靠一种传感器是远远不够的，它必须通过不同的传感器相互交织联系，对数据经过精确处理，才可以真正实现这一标准。当前，在智能车辆领域，常用的传感器有雷达、红外线、激光、GPS等。其中，雷达系统可以不受恶劣天气影响，让计算机视觉不管在如何恶劣的情况下都可以工作;GPS应用最为广泛，但是其精确度并不高，存在着几米到十几米的误差，可以通过算法消除误差。

3 智能机械车辆研究展望

随着我国综合实力的增强，汽车技术已经有了明显提升，我国生产的汽车市场占有率逐年提高，具有高技术含量的汽车部件已经有了质的突破。尤其是新能源汽车近几年更是获得突飞猛进的发展，高续航能力的电池、电机以及整体系统质量水平已经达到国际水平，这为开发智能汽车打下了技术基础。同时互联网通信领域也已出现具有国际水平的高技术企业，移动通信和互联网运营服务能力处于领先水平，也为发展智能汽车提供了坚实的力量。

随着智能汽车的逐渐发展，其发展方向也延伸到监控预警系统、自主车辆控制系统和半自动车辆控制系统这几个方面的发展中。

表现为以下几方面：一是车辆运动系统。车辆的动力学、运动学模型、停车控制等问题，都是车辆运动系统的主要研究方向，是研究智能汽车发展的基本途径;二是安全系统。安全系统还可以分为主动安全系统和被动安全系统，是研究智能汽车发展的核心;三是对操作者驾驶习惯进行的分析。通过分析判断操作者精神状态，在不利情况下进行安全预警;四是对路边环境进行判断，获取环境信息;五是极端环境驾驶条件分析。在极端条件下，预测测试驾驶员的反应速度极限和事故出现做出的可能性。

4 结语

总之，本文从以上几个角度对智能机械车辆进行了初步探索。并得出了掌握控制理论基础是发展智能机械车辆核心的结论。只有充分掌握控制理论，才能对技术进行更好的开发，并且运用到现实生活中。

无论是从理论的角度，还是从科技发展的角度，对于智能机械车辆的研究是十分必要的。在研究各国智能机械车辆时，也要充分结合我国的实际情况，对智能汽车进行深入探索，给智能车辆未来平稳、安全的发展奠定基础。

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