中国无人驾驶技术的发展简史

导读：　中国无人驾驶技术的发展简史(共5篇)机械设计之无人驾驶汽车的发展史汽车的未来小组成员：胡书明（组长）（1608100312）、何克锦（1608100311）何姜雄（1608100310）、韩雨（1608100309） 专业班级：车辆工程 103班目 录第一章第二章第三章第四章第五章第六章无人驾驶汽车的简介 无人驾驶汽车的发展状况 第一...

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机械设计之无人驾驶汽车的发展史
中国无人驾驶技术的发展简史 第一篇

汽

车

的

未

来

小组成员：

胡书明（组长）（1608100312）、何克锦（1608100311）何姜雄（1608100310）、韩雨（1608100309） 专业班级：车辆工程 103班

目 录

第一章

第二章

第三章

第四章

第五章

第六章

无人驾驶汽车的简介 无人驾驶汽车的发展状况 第一节：国外发展状况 第二节：国内发展状况 无人驾驶汽车采用的技术 第一节：关键技术 第二节：目前技术 第三节：将采用的技术 无人驾驶汽车的自动泊车系统 无人驾驶汽车的发展前景 第一节：发展方向 第二节；道德争议 无人驾驶汽车即将来临 第一节：英国版：外形就像飞船 第二节：法国版：采用巡航导弹技术 第三节：德国版：外形像普通轿车 第四节：美国版：谷歌无人驾驶汽车

第一章：无人驾驶汽车的简介

无人驾驶汽车是一种智能汽车，也可以称之为轮式移动机器人，主要依靠车内的以计算机系统为主的智能驾驶仪来实现无人驾驶。无人驾驶汽车集自动控制、体系结构、人工智能、视觉计算等众多技术于一体，是计算机科学、模式识别和智能控制技术高度发展的产物，也是衡量一个国家科研实力和工业水平的一个重要标志，在国防和国民经济领域具有广阔的应用前景。无人驾驶汽车从根本上改变了传统的“人—车—路”闭环控制方式，将不可控的驾驶员从该闭环系统中 请出去，从而大大提高了交通系统的效率和安全性 。

从20世纪70年代开始，美国、英国、德国等发达国家开始进行无人驾驶汽车的研究，目前在可行性和实用化方面都取得了突破性的进展。我国从20世纪80年代开始进行无人驾驶汽车的研究，国防科技大学在1992年成功研制出我国第一辆真正意义上的无人驾驶汽车。2005年，首辆城市无人驾驶汽车在上海交通大学研制成功，该车有望于两年之内率先在上海世纪公园进行示范运营，并在2010年世博会上一展身手。到时游客只需在公园的入口处按下一个按钮，一辆没有司机的四座敞篷汽车就会从远处开过来缓缓停下，然后搭载

着乘客前往他们想去的景点。

国内首款无人驾驶汽车

第二章 无人驾驶汽车的发展状况

第一节：国外发展状况

１９２１年８月５日，

第一辆无人驾驶、由无线

电操纵的汽车在美国试验

成功。发达国家从二十世

纪七十年代开始进行无人

驾驶汽车研究，在可行性

和实用性方面，美国和德【中国无人驾驶技术的发展简史】

国走在前列。美国是世界上研究无人驾驶车辆最早、水平最高的国家之一。

早在二十世纪八十年代，美国就提出自主地面车辆（ALV）计划，这是一辆八轮车，能在校园的环境中自主驾驶，但车速不高。由于技术上的局限和预期目标过于复杂，到二十世八十年代末九十年代初，各国都将研究重逐步转移到问题相

对简单的高速公路上的民用车辆的辅助驾驶项目上。

1999年，一辆由美国卡耐基梅隆大学研制的无人驾驶汽车Navlab-V，完成了横穿美国东西部的无人驾驶试验。在全长5000km的美国州际高速公路上，整个实验96%以上的路程是车辆自主驾驶的，车速达50~60km/h。

2000年，丰田汽车公司开发出无人驾驶公共汽车。这套公共汽车自动驾驶系统主要由道路诱导、车队行驶、追尾防止和运行管理等主面组成。安装在车辆底盘前部的磁气传感器将根据埋设在道路中间的永久性磁石进行导向，控制车辆行驶方向。

2007年，德国汉堡一家公司应用先进的激光传感技术把一辆普通轿车改装而成，可以在错综复杂的城市公路系统中无人驾驶汽车。这辆无人驾驶智能汽车名为“路克斯”（Lux），它可以在错综复杂的城市公路系统中无人驾驶。

Lux这款无人驾驶汽车，车内安装了无人驾驶设备，包括激光摄像机、全球定位仪和智能计算机。

第二节：国内发展状况

中国在无人驾驶汽车的开发方面要比国外稍晚。国防科技大学从二十世纪八十年代开始进行该项技术研究。

从20世纪80年代末开始，在贺汉根教授带领下，2001年研制成功时速达76公里的无人车。

无人驾驶汽车的现状及展望
中国无人驾驶技术的发展简史 第二篇

无人驾驶汽车的现状及展望

赵威

（苏州科技学院机械工程学院12200136106）

摘要：无人驾驶汽车是一种智能汽车，是未来汽车的发展趋势。首先介绍了什么是无人汽车以及国内外的发展现状，最后阐述了对未来前景的展望。

关键字：无人驾驶汽车 关键技术 优势 发展 展望

The status quo and prospects of driverless cars

Zhaowei

（Suzhou institute of science and technology institute of mechanical engineering12200136106）

Abstract：Driverless cars is a smart car, it is the development trend of future automobiles. First introduces what is the unmanned vehicle development present situation at home and abroad, finally the article shows the prospect for the future outlook.

The keyword：Driverless cars The key technology advantage development expectation

0前言 无人驾驶汽车是一种智能汽车，也可以称之为轮式移动机器人，主要依靠车内的以计算机系统为主的智能驾驶仪仪来实现无人驾驶。无人驾驶汽车是通过车载传感系统感知道路环境，自动规划行车路线并控制车辆到达预定目标的智能汽车。

它是利用车载传感器来感知车辆周围环境，并根据感知所获得的道路、车辆位置和障碍物信息，控制车辆的转向和速度，从而使车辆能够安全、可靠地在道路上行驶。

集自动控制、体系结构、人工智能、视觉计算等众多技术于一体，是计算机科学高度发展的产物，也是衡量一个国家科研实力和工业水平的一个重要标志，在国防和国民经济领域具有广阔的应用前景。

1研发历史

从20世纪70年代开始，美国、英国、德国等发达国家开始进行无人驾驶汽车的研究，在可行性和实用化方面都取得了突破性的进展。中国从20世纪80年代开始进行无人驾驶汽车的研究，国防科技大在1992年成功研制出中国第一辆真正意义上的无人驾驶汽车。

2005年，首辆城市无人驾驶汽车再上海交通大学研制成功，世界上最先进的无人驾驶汽车已经测试行驶近五十万公里，其中最后八万公里是在没有任何人为的安全干预措施下完成的。

2国内外无人汽车的发展

中国自主研制的无人车——由国防科技大自主研制的红旗HQ3无人车，2011年7月14日首次完成了从长沙到武汉286公里的高速全程无人驾驶实验，创造了中国自主研制的无人车在复杂交通状况下自主驾驶的新纪录，标志着中国无人车在复杂环境识别、智能行为决策和控制等方面实现了新的技术突破，达到世界先进水平。

红旗HQ3无人车由国防科技大学自主研制，2011年7月中旬它从京沙高速公路长沙杨梓冲收费站出发，历时3小时22分钟到达武汉，总距离286公里。实验中，无人车自主超车67次，途遇复杂天气，部分路段有雾，在咸宁还遭逢降雨。

红旗HQ3全程由计算机系统控制车辆行驶速度和方向，系统设定的最高时速为110公里。在实验过程中，实测的全程自主驾驶平均时速为87公里。国防科技大学方面透露，该车在特殊情况下进行人工干预的距离仅为2.24公里，仅占自主驾驶总里程的0.78%。

从20世纪80年代末开始，在贺汉根教授带领下，2001年研制成功时速达76公里的无人车，2003年研制成功中国首台高速无人驾驶轿车，最高时速可达170公里；2006年研制的新一代无人驾驶红旗HQ3，则在可靠性和小型化方面取得突破。此次红旗HQ3无人车实验成功创造了中国自主研制的无人车在复杂交通状况下自主驾驶的新纪录，这标志着中国在该领域已经达到世界先进水平。

到2020年，驾驶员将不必再为汽车追尾而烦恼，“无人驾驶汽车将通过自身的雷达系统检测与前车的距离，如果与前车距离过近，汽车将会自动刹车。

到2030年，驾驶员基本上可以在较复杂路况下只控制方向盘或只踩油门和刹车了，因为半自动驾驶技术会在大多数车辆上得到应用，那时汽车会自动设置路线或自动进行油门和刹车的配合。

国家自然科学基金委员会称，中国自主研发的无人驾驶汽车2013年将测试从北京行驶到天津，2015年将测试从北京行驶到深圳。

谷歌无人驾驶 汽车已经行驶超过20万英里。技术人员表示：谷歌无人驾驶汽车通过摄像机、雷达传感器和激光测距仪来“看到”其他车辆，并使用详细的地图来进行导航。手动驾驶车辆收集来的信息是如此巨大，必须将这些信息进行处理转换，谷歌数据中心将这一切变成了可能，它的数据处理能力是如些强大。所面临的难题是自动驾驶汽车和人驾驶的汽车如何共处而不引起交通事故的问题。

2014年5月28日Code Conference 科技大会上，Google推出自己的新产品——无人驾驶汽车。和一般的汽车不同，Google 无人驾驶汽车没有方向盘和刹车。

Google 的无人驾驶汽车还处于原型阶段，不过即便如此，它依旧展示出了与众不同的创新特性。和传统汽车不同，Google 无人驾驶汽车行驶时不需要人来操控，这意味着方向盘、油门、刹车等传统汽车必不可少的配件，在 Google 无人驾驶汽车上通通看不到，软件和传感器取代了它们。

不过 Google 联合创始人谢尔盖·布林(Sergey Brin)说，无人驾驶汽车还很初级，Google 希望它可以尽可能地适应不同的使用场景，只要按一下按钮，就能把用户送到目的地。

一些人再英国伦敦希斯罗机场亲眼目睹了许多辆无人驾驶汽车“优尔特拉”(ULTra)自动驶离、抵达车站的奇妙场景。一辆辆车子鱼贯而出，几乎毫无噪音，一切都显得井然有序。

英国第一辆无人驾驶汽车于2015年2月亮相，它是旨在帮助乘客，购物者和老年人短距离出行。新的无人驾驶汽车将于本周在英国格林威治亮相，被称为Lutz Pathfinder。

Lutz Pathfinder道路测试将逐渐推广到英国其他城市，Lutz Pathfinder可以运送两个人及其行李，最远行驶里程为40英里，速度每小时15英里。该计划的支持者希望人们从普通汽车转向无人驾驶交通工具，以减少污染和拥堵。

3技术原理

无人驾驶技术是一个系统，包含摄像机，计算机，传感器，地图软件和雷达，来完成一个司机驾驶车辆的功能。不同模块的系统彼此沟通协调，每秒钟做上百万的运算，来完成下述功能：

1. 控制车辆加速，刹车和转向。2. 监控周边障碍物。3. 遵守当地交通法规，把车辆

运送到目的地。

2. 一个完整的无人驾驶系统，主要包括下面三大模块：

GPS (全球定位系统) 和地图信息。地图信息包含道路上各种静止物体精确位置，比如电线杆，人行道，消防水龙头，等等。地图数据必须精确到厘米量级。

摄像机和传感器：传感器不断进行360度的扫描，雷达用来监控道路上的车辆和障碍物，可以看到两百米外的物体。摄像机用来识别路标和交通信号。LIDAR(激光照明探测识别仪)通过激光每秒钟进行上百万次的测量。

处理器：分析收集来的海量实时数据，然后指导车辆的操作。处理器将根据长期积累的驾驶经验选择最优化的解决方案。未来更多的车辆将彼此沟通, 实时共享各类路况和方位数据，以优化行驶路线，减少车祸可能性。

4发展优势 安全稳定，而防抱死系统可以代替驾驶员完成这一操作——并且比手动操作效果更好。该系统可以监控轮胎情况，了解轮胎何时即将锁死，并及时做出反应。而且反应时机比驾驶员把握得更加准确。防抱死制动系统是引领汽车工业朝无人驾驶方向发展的早期技术之一。

另一种无人驾驶系统是牵引或稳定控制系统。这些系统不太引人注目，通常只有专业驾驶员才会意识到它们发挥的作用。牵引和稳定控制系统比任何驾驶员的反应都灵敏。与防抱死制动系统不同的是，这些系统非常复杂，各系统会协调工作防止车辆失控。

5展望未来

大家都知道，无人驾驶在未来是一个发展趋势，但要真正做到完全的无人驾驶还有很长的路要走，但是衍生出的一些技术已经用于现在的汽车制造。

也许不久的将来，你打开家门看见一辆无人驾驶汽车正在等着载你去上班！

参考文献

{1} 陈慧岩<无人驾驶汽车概论>

无人驾驶测试场国内外发展现状
中国无人驾驶技术的发展简史 第三篇

一、无人驾驶测试场的概述

无人驾驶测试场是重现无人驾驶汽车使用中遇到的各种各样道路条件和使用条件的测试场地，用于验证和试验无人汽车的软件算法的正确性。试验道路是实际存在的各种各样的道路经过集中、浓缩、不失真的强化并典型化的道路，包括高速公路、城市道路、乡村道路等正常路面，及可造成汽车强烈颠簸的坏路等。此外，测试场还要布局GPS基站、通讯基站、智能红绿灯等基础设施，提供无人驾驶和车联网技术的测试环境。汽车在试验场试验比在实验室或一般行驶条件下的试验更严格、更科学、更迅速、更实际。

二、国内外无人驾驶测试场现状

目前，世界各国都积极投入和支持无人驾驶技术，美、欧、日等发达国家及地区更是斥资建设无人驾驶测试场，推动无人驾驶汽车尽早上路。现阶段各国无人驾驶测试场的情况如下：

（一）美国

美国无人驾驶示范区分为两大竞争阵营，东部的底特律Motor City（位于密西根州）和西部的硅谷Silicon Valley（位于加利福尼亚州），分别有两个汽车测试示范区。

1、Mcity（美国密歇根大学）

Mcity是世界上第一座测试无人驾驶汽车、V2V/V2I车联网技术而打造的无人驾驶试验区，Mcity由密歇根大学交通改造研究中心（MTC）负责建立，位于密歇根州的安娜堡市，占地32英亩（12.9万平方米），斥资1000万美元（由密歇根大学和密歇根州交通部共同出资）。目前已与福特、通用、本田、日产、丰田、德尔福等15家车企及零部件供应商以注资方式展开合作。

图

1.Mcity测试车全景图

Mcity模拟城市和郊区环境，但里面所有的设施，甚至行人都是假的。这座虚拟城市将建造40栋大楼的正面外观、成直角的十字路口、交通圈、桥梁、隧道、砾石道路以及建筑护栏等大量障碍物。

图2.Mcity模拟设施

园区内设有城市路况、乡村路况、高速路况、环岛路况、横穿铁路路况等，光路面就分为柏油路、土路、砖路、输液覆盖路面等，在美国能看到的路况，在这里都能看到。

Mcity主要包括两个测试区域：用于模拟高速公路环境的高速实验区域，；【中国无人驾驶技术的发展简史】

用于模拟市区和近郊的低速实验区域。其中模拟市区的低速试验区包含数英里长的两车道、三车道和四车道公路，还有交叉路口、交通信号灯以及指示牌，整体布局与普通美国城镇并无他样。

Mcity允许研究人员模拟联网汽车和自动驾驶汽车可能面临的最严峻挑战环境，包括汽车在城市和郊区可能遇到的最小问题，比如路牌被涂鸦污损、车道标记褪色等。各类技术以及自动驾驶汽车都可以在这里进行测试，此后这些技术才能被应用到公共街区和高速公路上。

图3.Mcity街景

密歇根大学的目标是：到2021年，要在密西根州南部街头建立起联网和自动移动系统。密歇根大学移动转化中心还计划在密歇根南部部署2万多辆汽车、卡车以及公交车，作为评估消费行为和挖掘市场机遇的测试平台。

2、军工厂改造测试场

（1）Willow Run测试基地

除了Mcity，密歇根大学还参与了一个项目：在10英里外的伊普斯兰提小镇建设一个更复杂的测试场。这个测试场名叫“American Center for Mobility”，占地335英亩（2034亩），它拥有很长的历史背景，二战时期，工厂用来生产轰炸机。基地有供测试使用的高速路，里面还会配备各种复杂的十字路口、三层立交桥以及越野路面，路面上还有天然的坑洞。

图4.Willow Run测试基地全景图

（2）GoMentum Station

GoMentum Station位于旧金山硅谷以北40英里的康科德海军武器站内，是一座废弃的海军基地，占地2100英亩。基地已经铺好20英里的公路和街道，其中立交桥、隧道、铁路等城市基础设施一应俱全，还有一堆兵营和大楼，环境类似于城区，是一个理想的无人驾驶汽车测试地。其“得天独厚”的地理环境使得苹果、谷歌等互联网公司，以及大众和日产等汽车厂商的本地研发部门都对它感兴趣。

图5.GoMentum Station海军基地卫星图

（3）Castle空军基地

2014年，谷歌租用加利福尼亚Castle空军基地内60英亩土地（现100亩左右）用来测试它的无人驾驶汽车（Self-Driving-Cars，SDC）并培训无人驾驶汽车司机。封闭试验场内部有类似于郊区和城市街区的街道、支路和公路延伸。同时还有模拟工作的交通信号灯灯、停止符和交通环岛，甚至还有雨天模拟器。测试现场有 53 辆无人驾驶汽车

图6.Castle全貌

（二）瑞典——AstaZero测试场

2014年8月21日，瑞典AstaZero安全技术综合试验场正式开放。

AstaZero测试场的首要任务是测试防止事故发生的主动安全系统，测试场拥有拥挤的城市道路、高速公路、多车道并行路况、环岛以及交叉路口，而这些都对研究车与车，以及车与其他交通参与者（行人、自行车、电动自行车、摩托车、突然出现的动物等移动障碍物）的相互影响至关重要。AstaZero试验场的另外一项重要功能是成为未来安全技术的研发平台。在这里，通过与大学以及行业机构的合作，致力于使世界交通实现零死亡。

浅谈自动驾驶技术与系统的现状与发展
中国无人驾驶技术的发展简史 第四篇

浅谈自动驾驶技术与系统的现状与发展

邱俊玮【中国无人驾驶技术的发展简史】

（清华大学，北京 100084）

摘要：作为工业革命的一个重要产物，汽车正逐渐普及。随着技术的快速发展云计算、大数据、人工智能一些新名词进入大众的视野。在汽车行业，自动驾驶技术成为一个新的竞争领域。本文将介绍世界上自动驾驶技术的现状，并对自动技术的发展前景进行一个简单的分析。 关键词：汽车自动驾驶技术

0 引言

自动驾驶汽车（Autonomous vehicles；Self-piloting

automobile ）又称无人驾驶汽车、电脑驾驶汽车、或轮式移动机器人，是一种通过电脑系统实现无人驾驶的智能汽车。自动驾驶汽车技术的研发，在20世纪也已经有数十年的历史，于21世纪初呈现出接近实用化的趋势。

自动驾驶汽车依靠人工智能、视觉计算、雷达、监控装置和全球定位系统协同合作，让电脑可以在没有任何人类主动的操作下，自动安全地操作机动车辆 。

1 自动驾驶技术的基本原理

在复杂的交通系统中让汽车自己识别交通状况，并做出正确的判断确实不是一件简单的事情。要实现汽车的自动驾驶必然离不开相关技术的发展及运用。

1.1自动驾驶汽车的核心——中央处理系统

当我们人坐在驾驶座上的时候就可以知道，在驾驶汽车时驾驶员需要处理 很多情况，什么时候该加速，什么时候需要刹车，什么时候可以超车。在城市交通系统中又需要时时注意到道路旁的路标、指示灯、附近的车

收稿日期：2016年3月14日

作者简介：邱俊玮（1997-）男。河南信阳人，清华大学工程物理系本科生。

辆„„总之，驾驶是一件需要我们集中精力的事情。对于自动驾驶技术来说就需要一个十分强大的中心系统来对各种可能发生的情况快速做出判断。

现在我们正处于一个信息时代，计算机的发展对自动驾驶技术来说是必不可少的。其实如今的很多汽车都不再是以往的纯机械的驾驶方式，计算机早就走进了汽车行业。而自动驾驶对于计算机技术的要求就更高。走上自动驾驶技术这条道路上的单位，有很多并不是汽车行业的企业。例如谷歌、苹果、百度这些公司，他们发展自动驾驶技术就是要构建一个近乎完美的中心处理系统。

1.2 自动驾驶汽车的眼睛——雷达、激光、摄像头

既然汽车要自己在道路上跑，必然要收集道路上的实时状况。这就需要在汽车的四周安装足够的信息收集装置。在目前各个企业开发的自动驾驶汽车身上都是布满了各种传感器。激光测距、雷达传感、摄像感知„„这些都使得自动驾驶汽车的构架上与普通汽车有较大区别。一般在自动驾驶汽车的车顶上都要有一个雷达来探测四周的环境，车轮上要有位置传感器来确定汽车的方位，自然在汽车的前后也都有摄像头捕捉影像信息。这些

就像汽车的各个感官，给中心提供各种路况信息。

1.3自动驾驶汽车的知识储备——道路数据

对于驾车的人来说到达一个新的地方，必然需要了解此地的各种交通状况，这样才知道哪里可以走。自动驾驶的实现必然需要大量的道路数据基础。那么这就需要有人先把这些数据收集起来，先“告诉”计算机这些信息。这个看起来很简单的事情却是一个任务量很大的任务。那么谁占有这些数据必然就在第一步走在了前面。估计谷歌、百度有勇气涉足自动驾驶汽车行业吧。谷歌、百度的一个共同点就是他们在搜索引擎方面的成功为他们的数据储存提供了很多方便。我们手机 中的各种地图软件当然也是这些信息的占有者。

2 自动驾驶技术的发展现状 技术是第一生产里，一个新技术的发展，每一个都不甘落后。我们听说比较多的就是谷歌、特斯拉的自动驾驶技术了。此外，像宝马、通用、奔驰、本田、沃尔沃等，这些汽车业的大公司都在研发自动驾驶技术，2014年4月份，中国搜索引擎、互联网巨头百度公司与宝马宣布开始自动驾驶研究项目，并在北京和上海路况复杂的高速公路上进行测试。

这些企业在自动驾驶技术的研发上基本都差不多，基本方向还是一致的，但是还是有一些不同的。谷歌在自动驾驶技术上走在前面，但是他们的似乎并没有独立生产汽车的打算。谷歌更像是要求在技术上上的发展，然后与其他的汽车生产厂家合作，就像是卖专利、技术。此外，谷歌所追求的是无人驾驶技术，就是将传统的方向盘等人工操作机械去除，实现汽车的完全自主。而其他大多厂家更愿意将自动驾驶作为一种辅助操作，保留方向盘，就像是飞机中尽管是自动驾驶，但驾驶舱里总会坐一位驾驶员

进行应急的操作。一直以来追求安全行驶的沃尔沃公司在自动驾驶技术上依然保持了这个传统，采用全方位立体传感器，结合自身的被动安全系统，在自动驾驶方面更倾向于在安全驾驶方向上的进一步发展。

那么如今的自动驾驶技术到底发展的如何呢？目前来看，谷歌的自动驾驶技术还是走在前列。自2010年公开宣布自动驾驶技术到现在已有6年多时间，测试里程已超过140万英里，距真正上市也就是这两三年的事了。其他厂商的研发进度也不逊色，通用公布在2017版的凯迪拉克上将带有自动驾驶技术。几个有名的汽车厂商所计划的出产时间基本都在2020年左右。从这些消息看来，自动驾驶技术的技术方面基本得到了解决。

在政策上，2012年5月7日，内华达州机动车辆管理局（DMV）批准了美国首个自动驾驶车辆许可证2016年 3月14日，据BBC报道，美国交通部长安东尼·福克斯（Anthony Foxx）表示，最近谷歌自动驾驶汽车与校车碰撞“并不奇怪”。他对BBC称，事故是不可避免的，新兴的技术不应强求“完美”。从这些美国官方的一些态度来看，他们对于自动驾驶技术的应用还是抱着积极的态度。

中国的自动驾驶技术发展的怎么样呢？在汽车制造业上我们并没有什么优势，在自动驾驶技术方面，目前关注度较高的就是百度公司了。百度于2014年9月开始与宝马展开深度合作，共同推进高度自动化驾驶科技在中国的研究发展。以宝马3系GT为基础研发的自动驾驶汽车在城市、高速混合道路上进行了成功的测试。

3 自动驾驶技术的发展前景 依照现在的发展状态看来，距自动驾驶汽车的上路是越来越近了，那么自动驾驶汽车的未来发展又会是什么样子呢？

值得关注的是目前有很多公司在对自动驾驶技术的研发中都选择了合作的道路，有些汽车生产商更是与大学、高科技研发机构构建了合作关系。在这场科技的竞争中谁先突破了关键的技术，将自己的系统进一步完善都是非常重要的事情，所以合作似乎更具有竞争力。

另外一个问题就是我们的自动驾驶技术是应该属于辅助驾驶还是完全的无人驾驶呢？目前大部分公司做的还都是高度自主的驾驶技术，但是无人驾驶还是让人有很多的顾虑，未来会不会因为某项技术的发展，让我们可以完全信赖我们的计算机？ 自动技术所面临的另一个问题就是相关法律的完善。现今的交通法规对于自动驾驶还并没有完善的管理制度。当自动汽车奔跑在城市的马路上时，谁又能保证它不会出现一些意外。发生了意外应该谁来买单呢？车主、另一方？还是制造厂商？有了自动驾驶汽车是不是驾照就不用了？这些需要相关规定才能保证自动驾驶汽车真正“有规矩”的跑起来。

不管在自动驾驶这条路上有多少困难，但我相信总有它出现在城市道路上的一天，技术的发展充满激情与动力。在不久的将来，也许自动驾驶会成为主流 !

各厂商的自动驾驶技术比较

2016数字温度传感器测温显示系统毕业设计开题报告
中国无人驾驶技术的发展简史 第五篇

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数字温度传感器测温显示系统毕业设计开题报告

毕业设计题目

学生姓名： 徐敬先

指导教师：王苏卫

（报告内容包括课题的意义、国内外发展状况、本课题的研究内容、研究方法、研究手段、研究步骤以及参考文献资料等。）

1)课题的研究意义

随着现代信息技术的飞速发展和传统工业改造的逐步实现，能够独立工作的温度检测和显示系统应用于诸多领域，使得温度控制在生产生活领域有着广泛的应用。

温度是日常生活、工业、医学、环境保护、化工、石油等领域最常用到的一个物理量。测量温度的基本方法是使用温度计直接读取温度。最常见到的测量温度的工具是各种各样的温度计，例如：水银玻璃温度计，酒精温度计。它们常常以刻度的形式表示温度的高低，人们必须通过读取刻度值的多少来测量温度。利用单片机和温度传感器构成的电子式智能温度计就可以直接测量温度，得到温度的数字值，既简单方便，有直观准确。本设计所介绍的数字温度计与传统的温度计相比，具有读数方便，测温范围广，测温准确，其输出温度采用数字显示，主要用于对测温比较准确的场所，或科研实验室使用，该设计控制器使用单片机AT89S51，测温传感器使用DS18B20，采用LCD1602液晶显示能准确达到以上要求。

2）国内外发展状况

目前温度计的发展很快，从原始的玻璃温度计管温度计发展到了现在的热电阻温度计、热电偶温度计、数字温度计、电子温度计等等。主要温度仪表，如热电偶、热电阻及辐射温度计等在技术上已经成熟，但是它们只能在传统的场合应用，尚不能满足简单、快速、准确测温的要求，尤其是高科技领域。因此，各国专家都在有针对性地竞相开发各种新型温度传感器及特殊与实用测温技术，如采用光纤、激光及遥感或存储等技术的新型温度计已经实用化。

2016年起中国数字温度计及恒温器市场发展迅速，产品产出持续扩张，国家产业政策鼓励电子温度计及恒温器产业向高技术产品方向发展，国内企业新增投资项目投资逐渐增多。投资者对电子温度计及恒温器行业的关注越来越密切，这使得电子温度计及恒温器行业的发展需求增大。本文研究一种基于单片机温度控制系统，以克服传统方法的不足。

3）研究内容和方法

采用数字式温度传感器为检测器件，进行单点温度检测。用LCD1602液晶直接显示温度值，单片机系统作为电子温度计的控制、显示系统。

本系统从以下三个方面来考虑：

（1）检测的温度范围：0℃～100℃，检测分辨率 0.5℃。

（2）用LCD1602来显示温度值。

（3）超过警戒值（自己定义）要报警提示。

主要采用DS18B20温度传感功能，检测当前的温度值，通过液晶将当前温度值显示出来，当检测的温度值超过所设定的温度范围时，报警提醒，达到精确检测的目的。

本系统主要由四部分组成：

1）传感器数据采集部分即温度检测模块，如果采用热敏电阻，可满足40摄氏度至90摄氏度的测量范围，但是热敏电阻精度、重复性，可靠性差，对于检测1摄氏度的信号是不适用，可以采用智能集成数字温度传感器DS18B20。DS18B20是DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器，具有3引脚TO－92小体积封装形式；温度测量范围为－55℃～＋125℃,可编程为9位～12位A/D转换精度，测温分辨率可达0.0625℃，被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出；其工作电源既可在远端引入，也可采用寄生电源方式产生；多个DS18B20可以接在一根线上，CpU只需一根端口线就能与诸多DS18B20通信，占用微处理器的端口较少，可节省大量的引线和逻辑电路。

2）温度显示部分可选用LED数码管显示，也可选用LCD液晶显示。此模块选用LCD1602。

3）上下限报警调整模块通过按键设置报警温度，采用蜂鸣器报警。

4）单片机主板部分智能模块主要指单片机部分，它主要完成传感器信号的接收以及处理工作，本模块的设计首先要做好单片机的选型，考虑到性能以及成本选用AT89S52。

整个系统是以AT89S52控制下工作的。其工作过程是：首先温度按键设定上下极限温度范围，然后温度传感器DS18B20采集当前温度信号，单片机接收此信号，通过处理在液晶LCD1602显示当前温度值。若测得温度超过所设定的范围时，蜂鸣器发出报警信号。

鉴于此，本毕业设计所要完成的任务目标是：

（1）设计电子温度计的信号检测部分

（2）设计电子温度计的信号处理部分

（3）设计电子温度计的主控制器部分

（4）设计电子温度计的显示部分及报警部分

（5）编写调试相关软件设计

（6）实验平台的搭建

（7）整机调试

4）全球传感器未来发展趋势及4大重要领域(转)

近年来，传感器技术新原理、新材料和新技术的研究更加深入、广泛，新品种、新结构、新应用不断涌现。其中，“五化”成为其发展的重要趋势。

一是智能化，两种发展轨迹齐头并进。一个方向是多种传感功能与数据处理、存储、双向通信等的集成，可全部或部分实现信号探测、变换处理、逻辑判断、功能计算、双向通讯，以及内部自检、自校、自补偿、自诊断等功能，具有低成本、高精度的信息采集、可数据存储和通信、编程自动化和功能多样化等特点。如美国凌力尔特(LinearTechnology)公司的智能传感器安装了ARM架构的32位处理器。另一个方向是软传感技术，即智能传感器与人工智能相结合，目前已出现各种基于模糊推理、人工神经网络、专家系统等人工智能技术的高度智能传感器，并已经在智能家居等方面得到利用。如NEC开发出了对大量的传感器监控实施简化的新方法“不变量分析技术”，并已于今年面向基础设施系统投入使用。

二是可移动化，无线传感网技术应用加快。无线传感网技术的关键是克服节点资源限制(能源供应、计算及通信能力、存储空间等)，并满足传感器网络扩展性、容错性等要求。该技术被美国麻省理工学院(MIT)的《技术评论》杂志评为对人类未来生活产生深远影响的十大新兴技术之首。目前研发重点主要在路由协议的设计、定位技术、时间同步技术、数据融合技术、嵌入式操作系统技术、网络安全技术、能量采集技术等方面。迄今，一些发达国家及城市在智能家居、精准农业、林业监测、军事、智能建筑、智能交通等领域对技术进行了应用。如，从MIT独立出来的VoltreepowerLLC公司受美国农业部的委托，在加利福尼亚州的山林等处设置温度传感器，构建了传感器网络，旨在检测森林火情，减少火灾损失。

三是微型化，MEMS传感器研发异军突起。随着集成微电子机械加工技术的日趋成熟，MEMS传感器将半导体加工工艺(如氧化、光刻、扩散、沉积和蚀刻等)引入传感器的生产制造，实现了规模化生产，并为传感器微型化发展提供了重要的技术支撑。近年来，日本、美国、欧盟等在半导体器件、微系统及微观结构、速度测量、微系统加工方法/设备、麦克风/扬声器、水平/测距/陀螺仪、光刻制版工艺和材料性质的测定/分析等技术领域取得了重要进展。目前，MEMS传感器技术研发主要在以下几个方向：(1)微型化的同时降低功耗;(2)提高精度;(3)实现MEMS传感器的集成化及智慧化;(4)开发与光学、生物学等技术领域交叉融合的新型传感器，如MOMES传感器(与微光学结合)、生物化学传感器(与生物技术、电化学结合)以及纳米传感器(与纳米技术结合)。

四是集成化，多功能一体化传感器受到广泛关注。传感器集成化包括两类：一种是同类型多个传感器的集成，即同一功能的多个传感元件用集成工艺在同一平面上排列，组成线性传感器(如CCD图像传感器)。另一种是多功能一体化，如几种不同的敏感元器件制作在同一硅片上，制成集成化多功能传感器，集成度高、体积小，容易实现补偿和校正，是当前传感器集成化发展的主要方向。如意法半导体提出把组合了多个传感器的模块作为传感器中枢来提高产品功能;东芝公司已开发出晶圆级别的组合传感器，并于今年3月发布能够同时检测脉搏、心电、体温及身体活动等4种生命体征信息，并将数据无线发送至智能手机或平板电脑等的传感器模块“Silmee”。

五是多样化，新材料技术的突破加快了多种新型传感器的涌现。新型敏感材料是传感器的技术基础，材料技术研发是提升性能、降低成本和技术升级的重要手段。除了传统的半导体材料、光导纤维等，有机敏感材料、陶瓷材料、超导、纳米和生物材料等成为研发热点，生物传感器、光纤传感器、气敏传感器、数字传感器等新型传感器加快涌现。如光纤传感器是利用光纤本身的敏感功能或利用光纤传输光波的传感器，有灵敏度高、抗电磁干扰能力强、耐腐蚀、绝缘性好、体积小、耗电少等特点，目前已应用的光纤传感器可测量的物理量达70多种，发展前景广阔;气敏传感器能将被测气体浓度转换为与其成一定关系的电量输出，具有稳定性好、重复性好、动态特性好、响应迅速、使用维护方便等特点，应用领域非常广泛。另据BCCResearch公司指出，生物传感器和化学传感器有望成为增长最快的传感器细分领域，预计2016至2019年的年均复合增长率可达9.7%。

未来值得关注的四大领域

随着材料科学、纳米技术、微电子等领域前沿技术的突破以及经济社会发展的需求，四大领域可能成为传感器技术未来发展的重点。

一是可穿戴式应用。据美国ABI调查公司预测，2017年可穿戴式传感器的数量将会达到1.6亿。以谷歌眼镜为代表的可穿戴设备是最受关注的硬件创新。谷歌眼镜内置多达10余种的传感器，包括陀螺仪传感器、加速度传感器、磁力传感器、线性加速传感器等，实现了一些传统终端无法实现的功能，如使用者仅需眨一眨眼睛就可完成拍照。当前，可穿戴设备的应用领域正从外置的手表、眼镜、鞋子等向更广阔的领域扩展，如电子肌肤等。日前，东京大学已开发出一种可以贴在肌肤上的柔性可穿戴式传感器。该传感器为薄膜状，单位面积重量只有3g/m2，是普通纸张的1/27左右，厚度也只有2微米。

二是无人驾驶。美国IHS公司指出，推进无人驾驶发展的传感器技术应用正在加快突破。在该领域，谷歌公司的无人驾驶车辆项目开发取得了重要成果，通过车内安装的照相机、雷达传感器和激光测距仪，以每秒20次的间隔，生成汽车周边区域的实时路况信息，并利用人工智能软件进行分析，预测相关路况未来动向，同时结合谷歌地图来进行道路导航。谷歌无人驾驶汽车已经在内华达、佛罗里达和加利福尼亚州获得上路行使权。奥迪、奔驰、宝马和福特等全球汽车巨头均已展开无人驾驶技术研发，有的车型已接近量产。

三是医护和健康监测。国内外众多医疗研究机构，包括国际著名的医疗行业巨头在传感器技术应用于医疗领域方面已取得重要进展。如罗姆公司目前正在开发一种使用近红外光(NIR)的图像传感器，其原理是照射近红外光LED后，使用专用摄像元件拍摄反射光，通过改变近红外光的波长获取图像，然后通过图像处理使血管等更加鲜明地呈现出来。一些研究机构在能够嵌入或吞入体内的材料制造传感器方面已取得进展。如美国佐治亚理工学院正在开发具备压力传感器和无线通信电路等的体内嵌入式传感器，该器件由导电金属和绝缘薄膜构成，能够根据构成的共振电路的频率变化检测出压力的变化，发挥完作用之后就会溶解于体液中。

四是工业控制。2016年，GE公司在《工业互联网：突破智慧与机器的界限》报告中提出，通过智能传感器将人机连接，并结合软件和大数据分析，可以突破物理和材料科学的限制，并将改变世界的运行方式。报告同时指出，美国通过部署工业互联网，各行业可实现1%的效率提升，15年内能源行业将节省1%的燃料(约660亿美元)。2016年1月，GE在纽约一家电池生产企业共安装了1万多个传感器，用于监测生产时的温度、能源消耗和气压等数据，而工厂的管理人员可以通过ipad获取这些数据，从而对生产进行监督。

此外，荷兰壳牌、富士电机等跨国公司也都在该领域采取了行动。

传感器产业化发展的重要趋势

近年来，随着技术研发的持续深入，成本的下降，性能和可靠性的提升，在物联网、移动互联网和高端装备制造快速发展的推动下，传感器的典型应用市场发展迅速。据BCCResearch公司分析指出，2016年全球传感器市场规模预计达到795亿美元，2019年则有望达到1161亿美元，复合年增长率可达7.9%。

亚太地区将成为最有潜力的市场。目前，美国、日本、欧洲各国的传感器技术先进、上下游产业配套成熟，是中高端传感器产品的主要生产者和最大的应用市场。同时，亚太地区成为最有潜力的未来市场。英泰诺咨询公司指出，未来几年亚太地区市场份额将持续增长，预计2016年将提高至38.1%，北美和西欧市场份额将略有下降。

交通、信息通信成为市场增长最快的领域。据英泰诺咨询公司预测，2016年全球汽车传感器规模可达419.7亿欧元，占全球市场的22.8%;信息通信行业至2016年也可达421.6亿欧元，占全球市场的22.9%，且有可能成为最大的单一应用市场。而医疗、环境监测、油气管道、智能电网等领域的创新应用将成为新热点，有望在未来创造更多的市场需求。

企业并购日趋活跃。美国、德国和日本等国的传感器大型企业技术研发基础雄厚，各企业均形成了各自的技术优势，整体市场的竞争格局已初步确立(附表)。需要指出的是，大公司通过兼并重组，掌控技术标准和专利，在“高、精、尖”传感器和新型传感器市场上逐步形成垄断地位。在大企业的竞争压力下，中小企业则向“小(中)而精、小而专”的方向发展，开发专有技术，产品定位特定细分市场。据统计，2016年7月至2016年9月，传感器行业中大规模并购交易多达20多次。如美国私募股权公司VeritasCapitalIII以5亿美元现金收购珀金埃尔默公司的照明和检测解决方案(IDS)业务;英国思百吉公司以4.75亿美元收购美国欧米茄工程公司的温度、测量设备制造业务。目前，越来越多的并购交易在新兴市场国家出现。

5）参考文献

[1]胡烨， 姚鹏翼. protel 99 SE 电路设计与仿真教程.北京：机械工业出版社， 2016

[2]强锡富．传感器[M]．北京：机械工业出版社，2016

[3]康华光.电子技术基础模拟部分.北京：高等教育出版社，1998

[4]康华光.电子技术基础数字部分.北京：高等教育出版社，1998

[5]刘守义.单片机应用技术[M].西安：西安电子科技大学出版社，2002.

[6]李广弟．单片机基础．北京航空航天大学出版社，1994年

[7]孙焕铭. 51单片机C语言程序应用实例详解.北京：北京航空航天大学出版社，2016

设计题目

摘要：（内容为宋体四号字）

随着现代信息技术的飞速发展和传统工业改造的逐步实现，温度自动检测和显示系统在很多领域得到广泛应用。人们在温度检测的准确度、便捷、快速等方面有着越来越高的要求。而传统的温度传感器已经不能满足人们的需求，其渐渐被新型的温度传感器所代替。

本文设计并制作了一个简易温度计。本设计采用了单片机AT89S52和温度传感器DS18B20组成了温度自动测控系统，可根据实际需要任意设定温度值，并进行自动控制。在此设计中利用了AT89S52单片机作为主控制器件，DS18B20作为测温传感器通过LCD数码管串口传送数据，实现温度显示。通过DS18B20直接读取被测温度值，进行数据转换，能够设置温度上下限来设置报警温度。并且在到达报警温度后，系统会自动报警。

本文设计是从测温电路、主控电路、报警电路等几个方面来分析说明的。该器件可直接向单片机传输数字信号，便于单片机处理及控制。另外，该温度计还能直接采用测温器件测量温度。从而简化数据传输与处理过程。此设计的优点主要体现在可操作性强，结构基础简单，拥有很大的扩展空间等。

关键词：单片机；温度传感器；温度计；报警

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