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自動駕駛車輛的系統(tǒng)架構
自動駕駛汽車的自主系統(tǒng)的架構通常被分為感知系統(tǒng)、決策系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。感知系統(tǒng)通常被劃分為許多子系統(tǒng)，負責自動駕駛汽車定位、靜態(tài)障礙物繪制、移動障礙物檢測和跟蹤、道路映射、交通信號檢測和識別等任務。決策系統(tǒng)通常也被劃分為許多子系統(tǒng)，負責路線規(guī)劃、路徑規(guī)劃、運動規(guī)劃和控制等任務。底盤控制系統(tǒng)主要包括線控驅動、線控制動、線控轉向等系統(tǒng)，執(zhí)行決策與規(guī)劃系統(tǒng)得出的底盤控制指令。本文詳細介紹了有關感知系統(tǒng)和決策系統(tǒng)的各種方法。
圖1展示了自動駕駛汽車自動化系統(tǒng)的典型分層架構的框圖，其中感知和決策系統(tǒng)顯示為不同顏色的模塊的集合。感知系統(tǒng)負責使用車載傳感器（例如LIDAR，RADAR，攝像機，GPS，IMU，里程表等）捕獲的數(shù)據(jù)來估計汽車的狀態(tài)和創(chuàng)建外部環(huán)境的內部（對自動駕駛系統(tǒng)而言）表示，以及有關傳感器模型，道路網(wǎng)絡，交通規(guī)則，汽車動力學等的先驗信息。決策系統(tǒng)則負責將汽車從初始出發(fā)位置導航到用戶定義的最終目的地，在此期間要考慮汽車狀態(tài)和（感知到的）環(huán)境的內部展示，以及交通規(guī)則和乘客的舒適度。
為了在整個環(huán)境中駕駛汽車，決策系統(tǒng)需要知道汽車在哪里。如圖1中，定位模塊負責估算與環(huán)境靜態(tài)地圖相關的汽車狀態(tài)（姿勢，線速度，角速度等）。盡管可以手動注釋（即人行橫道或交通燈的位置）或編輯（通常需要用于移除傳感器捕獲的非靜態(tài)物體），這些靜態(tài)地圖（或離線地圖）是在自主操作之前自動計算的，通常使用的是自動駕駛汽車本身的傳感器。自動駕駛汽車可以使用一個或多個不同的離線地圖（如占據(jù)柵格地圖，remission地圖或地標地圖）用于本地離線化。
圖1 自動駕駛汽車的典型分層架構
定位模塊接收離線地圖，傳感器數(shù)據(jù)和平臺的里程表作為輸入，并生成自動駕駛汽車狀態(tài)的輸出（圖1）。值得注意的是，雖然GPS可能有助于定位過程，但由于高大的樹木，建筑物，隧道等造成的干擾，GPS單獨在城市環(huán)境中的正確定位是不夠的，這也使得GPS定位不可靠。
道路繪制模塊接收離線地圖和狀態(tài)作為輸入，并生成在線地圖的輸出。該在線地圖通常是結合離線地圖中存在的信息以及使用傳感器數(shù)據(jù)和當前狀態(tài)在線計算的占據(jù)柵格地圖。
自動駕駛汽車必須識別和遵守水平（車道標記）和垂直（即速度限制，交通信號燈等）交通信號。如圖1，TSD（交通信號檢測模塊）負責交通信號的檢測和識別。
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