文 献 综 述
引言
无人驾驶智能车也称为轮式机器人，主要依靠车内以计算机系统为主的智能驾驶仪来实现无人驾驶的目标[1]。随着机器人技术的发展，机器人相关课题也向着复杂化的方向发展，机器人的开发难度也变得越来越大。机器人操作系统ROS（Robot Operating System）的出现极大地减少了机器人开发过程中的重复劳动，提高了代码的移植性，使机器人的开发周期大大缩短[2]。ROS提供了操作系统应有的服务，包括硬件抽象，底层设备控制，常用函数的实现，进程间消息传递，以及包管理。ROS对机器人硬件差异具有极高的包容性，通过提供统一的接口，提高了软件的通用性，加快了开发进程，降低了开发成本[3]。
无人驾驶智能车是一个典型的具有多传感器的复杂机器人系统，ROS的优势使得越来越多的无人驾驶智能车研发团队用其作为开发框架，如百度的Apollo无人车中采用的Apollo RTOS就是ROS的定制版。
本课题以全国大学生智能汽车竞赛为背景，完成基于ROS的激光导航智能车硬件设计。全国大学生智能汽车竞赛是由教育部高等教育司委托高等学校自动化类教学指导委员会举办的一项创意性科技竞赛。大赛从2006年开始已经举办了十四届，在2019年第十四届的比赛中，新增了室外无人驾驶挑战赛项目。该项目包含对机器人的智能控制技术、机器视觉技术、电子电路技术、机器人操作系统ROS 应用、激光雷达及深度摄像机等新型传感器应用、SLAM、路径规划、自主导航等多项先进技术，场景化的复现无人驾驶智能车在实际领域中的应用，尤其是在无人的环境中，实现定位导航、计算机视觉、雷达、人工智能、自动控制和电机控制等多种技术融合的场景。
无人驾驶智能车国内外研究现状
自20世纪70年代以来，美国和欧洲的一些国家就开始无人驾驶的研究，尤其是美国和德国都取得了显著的成果。我国无人驾驶智能车的研究起步较晚，从上世纪80年代才逐渐开始进入我国的科研领域[4]。随着互联网技术、云计算技术、分布式计算和机器学习的不断发展，我国的无人驾驶智能车研究也得到了飞速发展。
国外研究现状
国外的各大汽车厂商，如宝马、特斯拉、奔驰、捷豹和路虎等也逐步借助计算机和车联网技术，开始进行无人驾驶智能车的研究[5]。
谷歌于2011年就发布了它的无人驾驶智能车平台，该平台最主要的传感器是安装在车顶的雷达和旋转的多光束激光扫描仪。在2014年5月，谷歌对外宣称要计划研发一款方向盘和刹车踏板全无的无人驾驶汽车，该汽车原型是谷歌对现代汽车和单纯的无人驾驶交通工具的一种重新构想。2016年12月22日，本田和谷歌公司宣布将共同研发完全自动驾驶技术 [6]。
特斯拉公司自 2014 年开始配置Autopilot系统， 2016年 10 月特斯拉发布 Autopilot 2.0，Autopilot 2.0 版硬件包括 8 个摄像头、1 个毫米波雷达、12 个超声波雷达以及 NVIDIA DrivePX2计算平台，在固件更新后，可以开启全自动驾驶功能。在 2018 年初，特斯拉官网公布了最新款的 Autopilot 2.5 车载计算机主板的照片，亮点在于加入了两级CPU，使Autopilot 2.5拥有更强大的处理速度，进一步迈向全自动驾驶[7]。
国内研究现状
我国的无人驾驶智能车研究起步较晚些，中国第一辆智能小车于1989年由国防科技大学研制，之后又一度与上海一汽集团合作研发，无人驾驶技术真正运用到红旗汽车上是在2003年。随着红旗智能汽车的自动驾驶技术的不断发展，于2011年进行了首次公开测试，在此过程中经历了恶劣天气测试，主动超车测试，最终顺利完成整个行程。
国内的各大重点高校，如上海交通大学、浙江大学、军事交通学院等也在进行无人驾驶智能车的研究。此外，国内的很多互联网公司和汽车制造公司也逐步向无人驾驶智能汽车领域进军，例如，国内的百度、滴滴、乐视、阿里巴巴、上海一汽、上海汽车等公司都开始了自己的无人驾驶智能车的研究[8]。
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