无人驾驶技术原理论文优秀范文
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。下面是小编为大家精心推荐的无人驾驶技术论文，希望能够对您有所帮助。
无人驾驶技术论文篇一：《试谈车联网“无人驾驶”》
在“零事故”、“无拥堵”、“自动驾驶”一连串炫目的关键词背后，顶着“物联网首选应用”出现的车联网，却还是一团乱麻。
2010年10月底，一则“车联网将被写入国家科技重大专项，并有巨额资金扶持”的消息，让车联网这一概念在资本市场一炮而红。与汽车电子和智能交通有关的股票应声上涨，多支股票一度涨停，车联网概念股也随即诞生。
热炒下的车联网概念迅速走红，但商业价值和技术模式却似雾里看花。“现在讨论车联网的实现为时尚早，”中科院上海微系统与信息技术研究所研究员邢涛对《财经国家周刊》记者指出，“技术、市场、标准、商业模式等都有欠缺，整个行业还需要相当长时间的积累酝酿。”
主导缺失
与智能电网、安防等领域相比，车联网并不是最成熟、最接近实际应用的物联网应用，但凭借其战略高度和庞大的消费级市场，仍然赢得了强烈的关注。
车联网的出现，为汽车制造、内容提供和移动通信等领域带来产业升级机遇。一方面促使汽车行业从单纯硬件销售，转为与服务、内容捆绑的新模式;另一方面，又让运营商和服务商得以迅速定位高端客户群体，便于提供产品和服务。此外，国家对新能源汽车“必须具备远程监控能力”的要求，也让车联网横跨两大战略性新兴产业。
所谓车联网并无严格定义，简单地说，就是将汽车作为信息网络中的节点，通过无线通信等手段实现人、车、路及环境的协同交互，实现智能交通。然而，自诞生之日起，车联网便始终面临缺乏统一管理主体的“无人驾驶”局面。
“目前车联网最关键的问题在于多头管理。”中国物联网标准联合工作组秘书长王立建告诉《财经国家周刊》记者，汽车生产制造归工信部，牌照管理在公安部，运营则由交通部负责，三大管理部门都是只管一块，谁来作为主体出面并不明确，围绕汽车的行业协会也不只一两个。同时，几个部门又都有各自与车联网相关的项目，最后能否融合为一个体系也未可知。
对此，中国汽车工程学会会长张小虞表示，汽车行业只是一个被服务的对象，不会做整体规划的工作。“我们也是刚认识车联网这个概念，说不太清楚。”
相比三大管理部门，移动运营商、汽车电子企业、内容提供商、服务提供商对参与车联网的兴趣更为积极。由于车联网产业链较长，参与行业众多，对车联网“盲人摸象”式的理解比比皆是，其中的利益博弈也在所难免。
“现在基本上都乱了，很多人站在不同的角度上讲车联网。”交通部科学研究院信息技术研究室主任李海峰向《财经国家周刊》记者解释说，在智能交通和ITS(智能交通系统)框架中，车联网应当是车路协同的含义，是交通信息化发展到一定阶段产生质变后的产物。
技术短板
北京邮电大学副教授孙其博告诉《财经国家周刊》记者，随着车联网概念的诞生，汽车电子也从原来的以机械、安全为主，转变为强调系统整合能力，以及车与车、车与环境之间的协同交互。
车联网要解决各系统间的信息交换和共享问题，同时与司机和乘客实现有效互动。此外，车联网通过车身网络连接，还可以获取车身中各类传感器数据，处理后用于报警或远程诊断。然而，绝大多数用于信息采集的高端传感器，其芯片核心技术并不为中国公司所掌握。
与此同时，通信网络带宽瓶颈，也成为车联网一个技术难题。李海峰认为，目前的3G网络带宽并不能满足未来对图像和流媒体的传输需求，而4G网络和DSRC(专用短程通信)的自主网技术等也还没有完全突破。
当采集上来的信息被汇聚到数据中心，还要对其进行存储、交互和分析，国内在云计算和超海量数据处理方面，还未掌握核心技术。最后，在全面获取系统精准的信息基础上，针对不同应用的智能化处理，更是一项世界性的难题，需要大量工作研究智能化应用的数学模型。
而王立建认为，目前国内在芯片设计和开发上已经具备一定水平，但自主可控可管的问题仍然严峻。“中国的互联网域名系统和地址，以及物品条码，用的都是国外的技术体系、编码地址，车联网在车辆标识上不能重蹈覆辙。”王立建说。
实际上，公安部已经推出一种识别率在99.9%以上的专用电子标签，可安装在汽车挡风玻璃上，形成对车辆身份和位置信息的唯一标识。不过，要对车辆信息进行跟踪，还需要在监控区域部署一定密度的数据采集设施。
模式难行
在巨大的市场诱惑面前，车联网的相关企业不愿坐等技术与管理破局。电信运营商、汽车电子和服务企业，甚至汽车贸易企业，开始以一种简化版的车联网运营模式向前推进――围绕车载智能平台进行集成，实现内容和应用的整合。
凭借移动网络通道的优势，目前三大运营商在车联网上的推进方式，基本是将车载智能终端与无线通道相连，以提供实时交通路况、导航、救援定位、车况检测、4S店预约等运营服务，多基于呼叫中心或移动互联网，并不涉及什么新的技术，只相当于在现有网络基础上一个新的业务拓展。
“但这个和车联网差得还是很远的，很多服务是靠人提供的，这是物联网吗?”邢涛质疑说，真正的车联网应该是多个信息系统一体化的，人、车、路、环境之间的信息是互通的，基于物联网技术的车联网。
“现在相关标准统统没出台，连起步阶段都不能算。不过现有技术条件下能实现的，马上能见到效益的，也只有这种模式。”邢涛表示。
但即便是现有的这种模式，也并不能确保在商业模式上的成功。目前进入市场的所谓“车联网”产品和服务，都是汽车制造商替终端用户埋单，通常一年到三年，到期后是否会主动续约服务还是未知数。
“海外的续约率也只有30%左右。商业模式归根到底是钱从哪里来，最主要是怎样让终端用户主动埋单，这个不解决，光靠产业内部协调，是不对的。”上海慧翰信息技术有限公司董事长沈坚告诉《财经国家周刊》记者。
实际上，目前从事汽车信息服务的企业很少能够盈利，运营成本却相对较高，如果不能解决收费模式的问题，将变得相当危险。从某种程度上说，这些先行一步的车联网服务，也成为整个产业发展的试金石。若不能找到匹配的商业模式，即便将来解决了管理和技术问题，车联网产业也将变得难以生存。
此外，由于缺少统一规划，很多企业在车载智能平台上集成的功能多是满足了驾驶者的使用，而忽略了政府对于车辆和交通管理等方面的考虑。“汽车空间比较宝贵，我们正牵头组织各方专家确认，保证在一个智能平台上集合未来车联网能实现的所有功能，未来市场不会混乱。”李海峰说。
无人驾驶技术论文篇二：《试谈无人驾驶公交系统设计》
摘要：以CC2430搭建ZigBee通信协议网，实现整条路线的物联网络。站台识别采用RFID技术。同时编写上位机软件对行驶情况进行无线的实时监控，并处理意外情况。创建地面特征点地图，对地面进行模式识别，使车行驶于特定轨道。采用ST公司的STM32F103vc作为主要处理器，设计以自制车模拟公交行驶。
关键词：无人驾驶;物联网;ZigBee网络;RFID技术;CC2430;STM32F103v
在校园里，或者企业园区，景点区修建无人驾驶公交，人们呼叫公交像按电梯一样，必定会方便人们出行等各方各面。构建无线网络的无人驾驶系统，更体现了环保与节能高效。模式识别技术日渐成熟，为车辆自动识别道路而沿线行驶成为可能。一座30m的单管塔移动基站需要20万元。使用ZigBee构建网络，成本低廉，耗能低。成熟的工业级发射模块实际测量可达700m以上。足以应对大型园区。设计一一个自制的车代替公交车。模拟行驶，小车沿预先设定的轨道行驶，搭载CC2430模块网关接收各个站点的请求信息，搭载RFID读卡器识别站点，搭载无线模块与电脑上位机软件通信，实时监控。
1设计整体流程
分为车体运行，站台呼唤，软件监控三个部分：车体起始停在轨道上，待机等待某一个站台的请求信号，当有一个站台发出请求，车便开往请求站台途中自动识别路线，当到达目的地，RFID识别是目的地站点后，停车，等待上车人刷卡并选择要去的站点，之后启动开往目的地，在任何时间有其他的站点发出请求信息，车上的网关都会有所记录并反馈给主处理器，这样依次在有要求的站台停靠。人们在站台上可以看见车的实时位置，从而选择是否请求车辆，车与上位机软件按通过无线模块互联，当某一个站台发出请求信号或者车到达某一个站台或车启动等信息会实时在软件上显示。当发生意外紧急情况的时候，可以通过上位机软件对车辆进行强制控制，停车，后退等。从而保证车在预定轨道上安全的行驶。
2硬件电路
整个系统由主控制模块，CC2430模块，RFID读卡器模块，电机驱动模块，五路循迹模块组成。采用STM32F103vc作为处理器，32位MCU：基于ARM Cortex-M3内核及拥有丰富且强，最大可达72MHz：精度可达13.8ns，内部结构如下图。主模块上的8个LED用于显示车辆的行径情况，站台的呼叫情况，上位机的呼叫等。按键用于选择多要去的站台，主模块与各个模块的链接用杜邦线链接。
3软件应用
处理器以任务的形式管理各个模块。首先无线接收任务等待2430节点发来的信息，一旦收到信息，反馈于其他任务，循迹任务启动车辆并循迹前行，RFID任务一直等待正确的卡片信息的到来，一旦到来，停止车辆，并等待刷卡，然后启动车辆。上位机反馈任务，实时将信息通过无线模块传输出去。
上位机实时监控车辆的信息。车与上位机之间用2430无线通信，上位机也通过2430控制车停止，启动，后退，左转右转的动作。当某一站台发出请求后，上位机软件显示“station X has a request”，当到达某一站台停车后，上位机软件显示“The car has arrived Station X”，当汽车再次启动的时候，上位机软件显示“The car is starting up now”。
4实验测试及分析
实验以自制小车模拟公交，以黑色线模拟公交路线，以CC2430模块模拟站台。让小车行驶于黑色线上，通过多次实验，小车都能够正确的行驶在轨道上，并在正确的站台上停靠。上位机上能正确的反应小车的实时情况，并能对小车作出实时的控制。当应用于真正的车辆时，应在整个线路上构建一个连续的ZigBee网络，由多个路由和终端节点组成。从而保证网络时时有效。在车辆导航上，应该提高车辆的模式识别效率。保证车辆沿着正确的道路行驶。同时保证行驶的安全。在RFID识别站台上。应使用超高频的读卡器与卡片。通信距离在10M左右为佳。
参考文献：
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[5]华成英,童诗白.模拟电子技术基础第四版[M].北京:高等教育出版社,2007:28-39.
无人驾驶技术论文篇三：《试谈无人驾驶技术网络安全》
[摘要]无人驾驶技术是为交通创新带来无限可能的新兴技术。在确保公众安全的基础上，网络的安全性将成为无人驾驶技术应用的重中之重。目前在网络安全方面已有多种防范手段，考虑到无人驾驶网络与大中型网络具有原理的相似性，数据加密、网关防毒、入侵检测可成为无人驾驶技术中保护网络安全的有效手段，可以在保证无人驾驶技术网络安全的同时更好地提升用户体验，最大限度满足无人驾驶技术对系统集成与优化的要求。
[关键词]无人驾驶技术;网络安全;网络技术
一、引言
无人驾驶技术结合了互联网、车联网、物联网和大数据等技术，必将成为未来交通发展的方向，甚至会影响未来城市的规划和建设。安全是无人驾驶技术普及的关键前提，但在车载系统抵御外来黑客非法入侵以保证系统安全上，仍存在信息泄露、车辆控制系统被操控等致命漏洞。无人驾驶汽车的设计需要结合计算机技术、通信技术和网络技术，目前无人驾驶汽车生产企业如奥迪、宝马、戴姆勒公司对其无人驾驶系统分别设立了专用网络。可以预见，在未来无人驾驶汽车生产标准化后，研发无人驾驶技术的各大公司会达成一致，对其技术统一使用采用Internet技术建立的内部专用网络。无人驾驶网络需要高性能的数据交换、复杂的网络结构、与多种广域网灵活高效可靠连接的能力及保密性极高的安全系统，其构建要求与目前多数企业的大中型网络有极多相似之处。因此，结合在大中型网络安全保障上的已有经验，配合无人驾驶技术的需求特性，可对数据加密、网关防毒、入侵检测3种已有手段进行相应改进，用于维护无人驾驶技术的网络安全。
二、无人驾驶技术网络安全的研究现状
无人驾驶技术的网络安全有着不可忽视的重要性。无人驾驶车辆作为网络终端的一种，必将面临黑客和网络蠕虫的恶意攻击。一旦车载系统被入侵，为人类提供便利、舒适的科技也会成为犯罪的工具，轻则威胁机主的私人信息，重则直接危及乘客的生命安全，这种情况造成的危害将远远大于现在的车祸，犯罪分子也更容易逍遥法外。因此，如果不能从根本上解决车载系统安全问题，那么对无人驾驶技术的种种讨论也只能是空谈。2015年3月30日，中国知名漏洞报告平台“乌云”曝光了比亚迪智能汽车的一个严重漏洞，这个安全漏洞会泄露任意车主的私人信息和车辆信息，还会使车辆遭受非法控制。比亚迪云服务这一软件在设计之初就存在端口设计不完善的漏洞，弱口令极易遭受非授权用户的搭线窃听和入网。2015年7月24日，菲亚特克莱斯勒美国公司的切诺基多功能越野车因黑客入侵暴露软件漏洞而面临召回，两名黑客通过计算机侵入了由哈曼卡顿生产的Uconnect系统，可以对车辆的空调、雨刷、收音机等功能及油门、刹车、方向盘进行操控。Uconnect系统的设计漏洞使车辆联网时的故障诊断端口很容易被入侵。
目前漏洞只存在Uconnect系统中，其他类似系统如Enform、Onstar、SafetyConnect、Bluelink的漏洞还有待发现。2016年9月20日，腾讯科恩实验室首次实现了“远程无物理接触”方式入侵特斯拉汽车，即无需物理接触实车或劫持特斯拉手机App就能远程操控车辆，入侵成功后研究人员可以解锁车辆、调控车辆功能并控制行驶中紧急刹车。科恩实验室针对特斯拉漏洞的攻击通过特斯拉车辆的CAN总线实现，理论上此攻击可施加于全球任意一辆使用同一套系统的特斯拉车型。据悉，特斯拉汽车车机系统和应用、车电网关和车电网络均存在多处高危漏洞，一旦联网，以网络为攻击入口即可实现对车电网络的完整攻击链。虽然目前无人驾驶技术水平还未达到理想程度，对这类威胁的认知也较为片面，但由计算机网络安全对国计民生、国家安全和主权的重要影响力可知，网络安全将成为无人驾驶技术的最大风险，黑客的威胁不容小觑
三、参考大中型网络构建无人驾驶技术网络安全保障
无人驾驶技术使用由Internet技术建立的内部专用网络，其性能要求和基本构架都与大中型网络有非常多的相似之处，但在用户特点和传输要求等方面还需作出适应性调整。笔者认为，数据加密、网关防毒和入侵检测3种保护网络安全的有效手段可应用于无人驾驶技术。
(一)数据加密
无人驾驶汽车为人服务时，系统需要对用户进行身份认证以确定其是否有权访问资源，在进行数据传输前也要确认数据接收方的身份是否真实可信。而数据加密是保护乘车用户和系统管理员认证口令的最有效手段之一，可以有效防止非授权用户的搭线窃听和入网，阻止因恶意软件攻击破坏信息造成对车载系统决策合理性的威胁。对于乘车用户，若想降低自己遭受黑客攻击的风险，设置严谨复杂的认证信息很有必要，同时也要注意对认证信息的保护。无人驾驶内部系统也要建立监督和提醒机制，保持对破译认证口令工具的收集和更新，定期运行这些工具以尝试破译用户的口令，若出现破译成功的情况则说明乘车用户的认证口令存在被黑客入侵的危险，要及时通知用户并反复提醒直到口令更改。数据信息在无人驾驶内部网络传输的过程中要关注通信安全。数据加密作为保障通信安全的基本技术之一，其多样的加密算法为无人驾驶所需的海量信息提供了代价小而可靠度高的安全保障。
无人驾驶所需传输的数据量很大，对数据采用对称加密算法AES(高级加密标准，AdvancedEncryptionStandard)进行区块加密，一来可保证快速，二来占用服务器更少的资源。如果采用非对称加密算法管理AES的密匙，可实现大量快速加密和安全方便管理。为了增加破译难度、降低被盗几率，数据加密算法除了使用保密密匙和共用/私有密匙外，还可以结合使用摘要函数。摘要函数的输入可以是任意长度的信息，而输出会是固定长度的摘要，输入信息的任一位变化都会造成输出摘要难以预测的改变[1]。信息摘要算法MD5改动了速度更快的MD4中潜在的不安全因素，可以在保证安全性的同时提升数据传输效率。面对无人驾驶技术中必将面临的海量数据传输的状况，MD5将更能满足对海量数据即时传输的需要。
(二)网关防毒
无人驾驶的内部专用网络与企业内部网络有很多相似之处。企业内部网络为降低后门木马入侵的风险，除了会严格限制U盘等移动存储设备的使用外，还会重点预防和抵制邮件传播和Inter-net传播[2]。但无人驾驶汽车以提供舒适服务为宗旨，配备联网服务以提供娱乐是其基础功能之一。网络的链接为病毒的入侵开辟了一大门路，必须有效防止黑客远程控制后门木马病毒以邮件、网页、文件捆绑、系统漏洞、应用软件等方式植入。在未来，无人驾驶技术将会普遍被人接受而得到广泛应用，若为每一台无人驾驶汽车的终端安装防病毒软件，由已有的企业网络建设经验便可推断此举将严重增加工作量并最终难以达到满意效果，而更高效的解决方案就是网关防毒。网关防毒可以从外层保护网络，就像保卫边界、在网络入口设立安全防护一样。不论是无人驾驶的内部专用网络还是车辆为服务功能配备的广域网，都需要控制好网络入口，防止“病从口入”。对于无人驾驶网络服务器这种数据吞吐量非常大的服务器，使用软件型防毒网关在面临海量数据传输时就会大量消耗服务器资源，造成服务器无法及时对外提供服务。
然而无人驾驶网络的数据传输需要快速、即时，数据传输过慢信息就可能失去时效性，甚至影响到正常行车。使用硬件型防毒网关能有效避免这些问题，因为它架设在服务器外层，是独立于服务器的，所以即使进行对大量数据的病毒过滤也不会占用无人驾驶网络服务器的任何资源，稳定性也更高，可以保证无人驾驶所需的信息得到快速有效传输。无人驾驶技术的网关防毒可以用基于安全隔离网闸的方式实现。无人驾驶网络必须保证既要高度安全又要与外界网络保持联系，安全隔离网闸可以通过网闸隔离硬件实现内网和外网在链路层断开并方便切换，同时能更有效地防止内部信息泄露和外部黑客、病毒的入侵，在保证安全的前提下降低管理和使用难度。对每一辆无人驾驶汽车建立信息孤岛，每个信息孤岛再配备防病毒模块，使用高速电子开关，便能在不同终端间快速交换信息的同时实现对病毒的检测和清除。
(三)入侵检测
随着防范手段的日益丰富，黑客的攻击技能也愈发复杂。但不管技术需求的趋势如何变化，监视并发现入侵的需求永远存在。单纯使用防火墙策略很难满足安全敏感度高的无人驾驶技术的需要，网络安全在防护的同时也要多附加几层攻击检测手段。IDS(IntrusionDetectionSystems)入侵检测系统可以配合防火墙用于监控和阻止非法入侵。作为防火墙之后的第二道安全闸门，IDS可以提升无人驾驶网络安全基础架构的完整性。生产企业可以将每一辆无人驾驶汽车都作为IDS的一部分，因为每一辆车都是一个终端，都可以用来检测入侵和攻击并帮助系统实时升级以应对不断出现的新的黑客攻击手段。基于无人驾驶网络的检测手段运用于每个车辆终端共享的网段，更能适用于数量庞大且要求较高侦测速度的车辆终端，所以车辆检测与内网检测互补，能保证主机系统更精确地监控网络活动，同时网络模型更有效地覆盖主机系统审计的盲区。
许多试图入侵无人驾驶网络系统的黑客的常用手段之一就是通过冒充合法用户进行非法网络服务访问来绕过网络检查系统，所以入侵检测要能够分辨自我用户和非自我用户(即冒充的合法用户)。对乘车用户进行基于行为的检测，首先要建立系统或用户“正常行为”的特征模型，选取的特征量要准确体现系统或用户的行为特征并保证模型最优[3]。针对无人驾驶功能使用的特点，乘客的出行习惯如行车区域和状态、内网接入时间和地点、入口和接入认证方式都可为特征量提供参考。应合理设定阀值，根据乘客行车情况和信息更改定期调整以适应乘客的新需求，防止行为检测偏差影响用户体验。若当前系统或用户的行为与正常行为的偏离超过阀值，就先判定为入侵，转交到应对入侵行为的部门做进一步处理。
参考文献:
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