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试论摩托车自动驾驶技术

试论摩托车自动驾驶技术

武梦超

摘 要:我国交通行业快速发展,汽车的自动驾驶技术蓬勃发展,自动驾驶技术具备广阔的发展前景。而摩托车和自动驾驶技术结合,是自动驾驶技术发展的一个方向,也是摩托车行业未来发展的一个方向。本文笔者通过对我国摩托车驾驶技术实际发展情况分析,简介目前摩托车自动驾驶发展中遇到的困难,探讨摩托车自动驾驶技术的发展模式,科学技术推动智能交通发展,改善摩托车驾驶环境。

关键词:两轮摩托车 自动驾驶 自平衡

1 摩托车自动驾驶技术发展的意义

摩托车是满足居民出行的重要交通工具,保障摩托车驾驶员行驶安全是驾驶技术研究主要影响因素,技术革新和硬件发展需以安全为前提。对于跨骑式摩托车,比如一般的骑士车,街车和越野车,包括踏板车和各种轻便摩托车,这些车型与自动驾驶技术在载客的应用场景下的结合在目前看来是没有实际意义的,甚至有可能是个伪命题。驾驶员始终握着方向把的情况下,如何能实现摩托车的自动驾驶呢,又有什么必要实现自动驾驶呢?但这些车型的自动驾驶研究也很有意义,在高速行驶中,自动驾驶技术可以提供更好的驾驶体验,可以提供障碍物预警和规避方案。对于复杂路况和驾驶环境的记录和分析也会对汽车的自动驾驶提供参考。而在摩托车的耐久试验和碰撞试验当中,自动驾驶显然有更大的发挥空间,使用人体模型代替驾驶员在耐久试验和碰撞试验中的作用,能够节省一定的成本和时间,并能保证足够的安全性[1]。在低速的情况下,自动驾驶对技术的要求更低,也会有更高的安全性,在自动泊车和自动跟随方面会有较大应用。对于带驾驶室和座椅的摩托车或者三轮摩托车来说,自动驾驶技术和应用更加接近汽车的自动驾驶,可以实现高速情况下的自动驾驶和载人载物的功能。摩托车自动驾驶技术的发展对减少交通事故,提高摩托车行驶安全性具有积极的作用,并且对摩托车行业未来发展也具有良好的推动作用。

2 摩托车自动驾驶技术发展的现状

自动驾驶技术是行驶过程中自动操作系统的概括,通过自动行驶技术的应用,节约人力成本,减少人力对驾驶情况的干涉,提高摩托车行驶控制精度,摩托车行驶技术优化能够增加摩托车驾驶安全性,自动化驾驶技术应用,是未来摩托车发展的主要趋势。自动驾驶发展现状迅速,现代摩托车驾驶过程中,自动化技术已经得到一定程度的应用,例如,寶马在今年的拉斯维加斯CES展外场进行了一个简单的展示,一辆R1200 GS(如图1)独自在外场悠然自得的绕圈画八字,车上没有任何人驾驶,也没有工作人员遥控,整个过程十分自然,摩托车中应用了自适应巡航控制系统和自动紧急制动系统。

九号机器人早前发布了一款共享电动滑板车,它可以在半自动的情况下,进行单个的自动调动和部署。这使得共享模型的滑板车或者电动摩托车在未来可以实现自动寻找合适的地方泊车,甚至可以实现驾驶员在几公里范围内对这些滑板车或者电动摩托车进行“呼叫”[2]。再如「凌云智能」,其自主研发的两轮摩托车(如图2)已经开始参与路测。此车使用全铝底盘和碳纤维材质车身,整车重量约400kg,内置带有靠背的座椅和安全防护装置,类似汽车内部结构,可在保证驾驶员安全的情况下实现摩托车的无人驾驶。目前此车已经实现量产。

目前自动驾驶相关方面的研究重点还是在汽车上,大部分新能源车厂和科技互联网公司相继涌入汽车自动驾驶的研究中,试图在未来的出行领域占领更多的市场。但是自动驾驶与摩托车的结合还在起步阶段,各大摩托车厂商和科技公司还未完全介入摩托车自动驾驶的布局,当然这可能跟自动驾驶在摩托车上应用的范围较小的原因[3]。这也造成了跟摩托车相关的技术资料和经验较少,摩托车从业人员和驾驶员对新技术的适应能力也决定着未来摩托车自动驾驶的发展速度。但跟汽车自动驾驶发展的历程类似,新技术的出现和发展绝对不会因为部分人的忽视而停滞不前,摩托车的自动驾驶必将在未来会有更多的应用和发展。设想一下,未来当你想出门的时候,摩托车自动从车库来到门前等你,当你到达目的地的时候,它能够自动寻找合适的停车位进行泊车,这景象大概会是摩托车自动驾驶发展最快的应用了吧!

3 摩托车自动驾驶发展存在的问题

摩托车行驶中受外界影响严重,灰尘,砂砾等会对摩托车硬件造成严重磨损,且摩托车自动驾驶发展速度较缓,技术经验缺乏,从而导致硬件系统发展不够完善。自动化驾驶对摩托车改造程度高,而且技术复杂,研究成本高,摩托车维护成本也相应增高,这也造成了摩托车自动驾驶技术的发展受阻。另外自平衡的实现,行驶过程中稳定性的实现十分困难,虽然自动驾驶技术是摩托车驾驶技术发展的趋势,但是科技难度过大,因为摩托车在行驶中需要保持平衡、转换重心并倾斜车体,自动驾驶实现困难,且很难保证驾驶员行车安全。

3.1 传感器和网络安全问题

摩托车实现自动驾驶,需要通过大量传感器对信息进行收集分析,自动驾驶传感器受到技术限制,高科技传感器应用抗干扰能力强,依靠激光雷达收集信息,性能稳定,但是造价太高,极大的提高摩托车的成本,无法广泛推广和应用。毫米波雷达较于激光雷达造价低,但是性能相差太多,毫米波雷达对静止物体检测容易出现纰漏,检测效果受到算法水平影响,性能不稳定,对外界特殊环境不能进行有效抵御,尤其是光照强度高和雨雪雾等天气,对传感器影响严重。实现摩托车自动化驾驶,需要智能算法和构建软件的配合,推动摩托车网络化和信息化的发展,通过网络平台完成信息传播和更换,丰富数据库信息并进行信息共享,自动驾驶系统获得信息之后,进行计算和分析,制定出行计划。车联网对危险能够及时预警,指导车辆处理突发情况,保证驾驶人员人身安全,处理器能够获得前方道路的拥堵情况,为摩托车行驶提供科学行驶方案,数据库的地图信息要及时更新,自动驾驶系统高效工作主要是依靠道路信息的准确性,所以为保证信息传输准确及时,必须保证车联网技术的网络传输速度。但是摩托车增加的代码数量缺失严格监督和检测,存在借鉴现象,随之出现网络安全问题,当摩托车安装的计算机遭受网络攻击之后,破坏制动系统,如摩托车在行驶中,威胁驾驶员人身安全,破坏周边其他车辆的行驶安全[4]。企业需要增加互联网安全技术在摩托车上的应用,提高智能软件和计算机运行环境安全系数。

3.2 摩托车自动驾驶法律制度的完善

自动驾驶摩托车在道路上行驶过程中,对路况做出的判断都是通过计算机和操作系统完成,摩托车自动驾驶技术系统构成主要有两种技术组合方式,第一种是以传感器探测为基础的辅助方案,通过对传感器的大量应用,代替驾驶员的眼睛和耳朵,传感器对路面状况、行驶环境、行人位置、其他车辆的情况进行信息收集,然后反馈给处理器。而社会上的伦理道德是对人的约束,机器行为是否受到伦理道德观念的约束,是摩托车自动驾驶技术发展中需要面对的问题,而且新研发的摩托车辆,投入市场之前要经过稳定性和安全性能的检测,保证摩托车在自动驾驶时能对闯红灯,躲避行人等突发情况进行及时处理。政府交通部门,需要制定自动驾驶汽车方面的规章制度,明确相关责任问题,当事故发生之后责任认定规则,对驾驶员、摩托车生产企业、智能化设备生产软件,三方责任清晰认定,需要交通部门通过完善法律法规来实现。

4 摩托车自动驾驶系统发展愿景

自动驾驶技术应用可以有效降低交通事故发生的频率,并缓解城市交通情况。虽然在技术发展中,有许多技术问题有待解决,但是自动化驾驶技术已经成未来摩托车驾驶技术发展趋势。自动驾驶技术需要互联网技术和传统摩托车厂商相结合,形成优势互补,自动驾驶摩托车会在传统摩托车上安装几个传感器,控制软件和操控系统容,通过智能化技术软件和硬件设备和摩托车整体进行有机结合,形成互相协调的智能化工作系统,从整体上提升摩托车行驶安全性。传感器和驾驶辅助技术结合后,让摩托车行驶中更高效的利用数据库中的数据,传感器收集道路上的信息,其他车辆行驶状况,让摩托车拥有自己的“眼睛”和“耳朵”,不仅对道路各项信息详细了解,還能够预警突发情况,保证车辆安全行驶,保障驾驶人员的人身安全。自动化驾驶技术快速发展,对我国智能交通建设有着重要意义[5]。

5 结语

摩托车驾驶过程中,对自动化行驶技术的应用是未来趋势,驾驶人员需要研究和丰富自动化驾驶技术,以摩托车行驶安全为前提,打好驾驶理论基础,随着科学技术不断发展,增强科技学习和应用意识,提高硬件发展速度,理论和硬件同时发展,秉承着高速、安全、科技理念,完善摩托车驾驶环境,减少安全事故的发生,保障驾驶人员的人身安全。随着技术难点的解决,摩托车自动化驾驶技术必然会越来越成熟,应用也会越来越广泛。

参考文献:

[1]李振权,李蒙.两轮遥控摩托车平衡探讨[J]. 装备制造技术,2016(10):162-164.

[2]佚名.炫酷的自平衡电动摩托车[J]. 动感(生态城市与绿色建筑),2016(3):12.

[3]张伟民,段晓明,赵艳花.两轮自平衡小车控制研究[J].自动化技术与应用, 2011,30(004):11-13.

[4]符新东,张大兴,袁帅.两轮自平衡小车的状态反馈和输出反馈控制[J].仪表技术与传感器,2018, 000(008):90-93.

[5]origin.“自动驾驶车懂情感 摩托车能自平衡 本田要把黑科技玩到底.”商业文化 19(2017):98-99.

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