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综述
Zongshu栏目主持：王伟

智能车辆导航技术的研究进展

o李旭张为公

东南大学仪器科学与工程学院

[摘要]本文介绍了智能车辆（又称轮式移动机器人，WheelMobileRobot）导航技术的发展情况。归
纳讨论了现有的各种车辆导航技术的特点与不足，探讨了智能车辆多传感器组合导航的发展方向及其主要研
究内容。
[关键词]智能车辆，导航技术
[Abstract]ThenavigationtechniquedevelopmentofIntelligentVehicles(alsocalledWheel
MobileRobots)issummarized.Toeverycurrentvehiclenavigationtechnique,itscharacteristics
andshortcomingsarediscussedrespectively.TheintegratednavigationforIntellgentVehicles
hasbecomethemaintrendandseveralkeyresearchaspectsinthistrendarepointedout.
[KeyWords]IntelligentVehicle,NavigationTechnique

随着交通与汽车工业的快速发展，全世界高智能交通运输系统ITS（IntelligentTransportation
速公路里程数及汽车保有量在迅速增长，道路交System）、AHS（AutomatedHighwaySystem）和IVHS
通事故也急剧增加，造成巨大的人员伤亡和经济（IntelligentVehicleHighwaySystem）等研究的
损失。据公安部统计，2005年中国共发生道路交通重要内容。从系统的角度，在高速公路上要实现智能
事故45万多起，造成9.87万人死亡和46.99万人车辆无人驾驶自主道路跟踪，智能车辆首先必须具备
受伤，直接财产损失18.8亿元。研究表明，人的适当的导航能力，以便为进一步的控制提供反馈信
因素，如疲倦、精力不集中、过度紧张及酒后驾驶息，因而，智能车辆导航技术一直是国内外智能车
等情况，是导致许多交通事故的主要因素。统计显辆界的研究重点和难点。需要指出的是，自主驾驶
示，90％的交通事故来自于驾驶员的错误，而且驾中的导航技术明显不同于一般的辅助驾驶员的导航定
驶员的反应若能快半秒，60％的交通事故就可以得位技术，前者在导航频率、精度和可靠性等方面都
到避免。有很高的要求，本文讨论的导航含义指的是前者。
为有效降低和避免交通事故的发生以及大幅提1.智能车辆导航技术的研究现状
高运输效率，美、日、德、法、意等发达国家高度重智能车辆导航技术的研究在早期主要侧重于对各
视自主驾驶智能车辆（又称轮式移动机器人，Wheel种单一导航方式的研究，如视觉、引导磁钉或电
MobileRobot）的研究，并已成为这些国家所开展的缆、GPS等。但每种导航方式都有自身固有的局限性

[作者简介]李旭（1975-），男，博士，讲师，主要研究智能车辆导航技术
基金项目：江苏省汽车工程重点实验室开放基金资助项目（QC200603）

江苏省交通科学研究计划项目（06C04）。

24《机器人技术与应用》双月刊第4期
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和工作盲区，因此，自20世纪90年代末期以来，导航系统，因此具有隐蔽性好、抗干扰、不受任
智能车辆的多传感器组合导航技术成为国内外的研究何气象条件限制的优点，此外还具有数据更新率
热点。根据导航方式与原理的不同，目前，智能车辆快、短期精度高和稳定性好等特点。长期以来，惯
所应用的导航技术主要可包括：性导航系统的研究和应用一直以军事应用为主要目

1.1机器视觉的。这主要是由于惯性导航系统的成本较高，难以
在智能车辆的研究中，机器视觉具有检测范围在民用领域得到应用。
广、信息容量大（结构化或者非结构化道路环境均近年来，低成本惯性测量器件（Inertia
能提供丰富的信息）、类似于人类驾驶决策且成本MeasurementUnit，IMU）的研究取得了快速的发
低廉等诸多优势，因此，受到了高度的重视，成展，为民用领域采用捷联惯性导航系统创造了条
为当前研究最多的导航技术。目前，国内研制的智件。但是，短期内民用导航领域的惯性测量器件不可
能车辆、以及国外的许多智能车辆都主要是依靠视能具有较高的精度，使得SINS在较短时间内就会累
觉来识别道路和障碍物，进而经过局部路径规划实积较大的导航误差。显然，这无法满足智能车辆长时
现对车辆方向的控制。为实现车辆的自主驾驶，视间、高精度的导航要求。因此，在现有条件下，一般
觉技术应具备实时性与鲁棒性等特点。为保证视觉不单独采用SINS，