自动驾驶技术（2）--智能车辆导航技术概述

读书笔记
书名	《智能车辆导航技术》
作者	付梦印等，2009，科学出版社，北京
书摘
智能车辆（Intelligent Vehicle，IV）又称为轮式移动机器人，是一种集环境感知、规划决策、操作控制等功能于一体的智能体，其研究领域涉及机械、运动学与动力学、电机工程、电子、计算机科学、数字信号处理、控制工程和人工智能等学科技术领域。     根据智能车辆从环境感知到行为控制过程特点，可以把智能车辆系统简单的分为换几个感知、数据处理、决策与控制三部分，这三部分又可细分为多个互相协调工作的子模块。   []环境感知模块        该模块由摄像机、激光测距成像雷达和声纳等组成,为智能车辆提供视觉信息或周围环境的空间信息。 摄像机作为系统最重要的外界环境信息的获取手段之一,为系统提供车体前方的二维视觉信息。激光测距成像雷达是视觉感知系统中的一个重要组成部分,由它探测到的距离图像可为智能车辆提供周围环境的三维空间信息,为障碍物检测、路标检测、地图匹配及地形图建立等提供数据。   []数据处理模块     该模块由多个专用的高速数据处理模块组成,实时地分析由环境感知系统及其他系统的各种输入数据,通过多传感器的数据融合,得到反映车体位姿、运动状态及前方路况等方面的信息。 该模块的主要任务是对摄像机的视频图像与激光测距成像雷达的距离图像以及其他各种传感器的数据进行实时处理,对系统智能化程度和实时性具有很大影响。   []路径规划模块     该模块为智能车辆的运动规划出参考路径,路径规划可分为全局路径规划和局部路径规划。全局路径规划是根据预先设定的具体目标和整体任务规划出智能车辆的全局路径,并根据地形数据库和任务的要求将全局任务分解为一系列的子任务。局部路径规划是根据各个阶段子任务的要求和数据处理模块得到的系统自身状态信息、车体前方路况,对道路条件和意外事件做出准确的判断和决策,实时 规划出自主车的当前可行路径.   []运动传感与姿态控制模块      运动传感模块主要由惯性导航系统、里程计以及卫星定位系统等组成,提供智能车辆自身运动速度、位置姿态等状态信息。 运动控制模块根据智能车辆当前的运动状态、周围环境状况、前方参考路径形状等因素,实时控制车体改变行驶的方向和速度,使智能车辆沿规划的理想路径按要求的车速运行,运动控制模块的运行结果直接影响了智能车辆运动的稳定性、避障性以及整体任务的完成。        上述各个子模块在上层黑板的统一调度下协调工作,智能车辆能够根据预定的任务,完成制订规划、探测周围环境、随环境改变现行规划等一系列过程。