车辆自主和电气工程的未来

你有没有看过一部科幻电影，其中惊人的未来主义创新飞过或穿过屏幕？

你有没有相信这些发明会在你有生之年发生？ 好吧，未来以自动驾驶汽车的形式出现。

这些现代技术的奇迹更为人所知的是自动驾驶电动汽车 (AEV)，它们结合使用传感器、摄像头和其他先进技术来监控车辆周围的区域，并查看前方是否有任何结构。

由于驾驶员失误导致汽车事故率上升，汽车制造商正在寻找新方法来制造不依赖人类驾驶员的更安全车辆。

什么是自动驾驶电动汽车？

自动驾驶电动汽车是一种不需要人类驾驶员的汽车。

因此，它使用雷达、传感器、摄像头和人工智能的组合来导航目的地之间的路线。

完全自动驾驶汽车需要在没有人为干预的情况下做到这一点，并且使用多个级别的自动驾驶来衡量这一点。

自治水平

美国国家公路交通安全管理局 (NHTSA) 详细说明了六个级别的自治，从级别 0 开始，车辆只能在人类的帮助下驾驶。

其他五个级别详细介绍和探索自主功能，直至完全自主的车辆，无需帮助。

1级

此级别涉及高级驾驶员辅助系统 (ADAS)，可帮助驾驶员使用车辆功能，例如转向、加速和制动，但不能同时进行。

此外，该系统包括后置摄像头，可以捕捉车辆后方的任何物体。 此外，如果驾驶员偏离车道，它还会向驾驶员发出警告。

这些安全功能是商用车的标准配置，而驾驶员辅助系统通常适用于新车。

2级

2 级自动驾驶涉及先进的驾驶员辅助系统，该系统可以在驾驶员驾驶时同时转向、制动或加速。

车辆可以接管驾驶任务，但驾驶员可以随时重新控制。

3级

3 级涉及自动驾驶系统 (ADS)，而不是可以在某些情况下执行所有驾驶的驾驶员辅助系统。

3 级的一个例子是可以在没有帮助的情况下为驾驶员停车的车辆。 然而，人类驾驶员在大多数情况下仍然需要保持警惕并控制汽车。

3 级是车辆开始检测周围环境并了解汽车周围环境的地方。

4级

在这个级别，人类驾驶员更像是一名乘客，可以高枕无忧，同时自动驾驶系统执行所有任务并监控环境。

在这个级别上，车辆足够可靠，人类可以在骑行时做其他事情，而不会像不同级别那样关注。

5级

5 级是自动驾驶的缩影，车辆可以完成人类驾驶员会做的所有事情，而乘客则坐在后面，不需要监控车辆。

这是汽车制造商努力达到的水平，因为它为您提供了虚拟司机。 所以你在乘车过程中可以自由地做其他事情，而不是关注交通。

有一些处于测试阶段的 5 级车辆取得了可喜的结果，表明具有这种能力的车辆可以廉价制造，因此任何人都可以使用。

自动驾驶汽车是如何工作的？

自动驾驶电动汽车通过人工智能工作，人工智能使用大量数据构建一个系统，以帮助车辆在没有驾驶员帮助的情况下四处行驶。

这些系统包括图像识别、机器学习和神经网络，需要高度的工程专业知识来维护和执行。

神经网络识别大量数据中的模式，然后将其输入计算机学习算法。

然后，神经网络学会识别诸如交通信号灯、路缘石、树木、行人、路牌和驾驶环境的其他自然部分之类的东西。

因此，它本质上是汽车去驾校学习要注意什么。 该系统可以减少事故，因为人工智能可以感知车辆周围的情况。

此外，汽车可以预测这些物体可能是什么，并在几秒钟内做出相应的驾驶选择。 系统工作得越多越好，因为它每次出去开车都会学到更多。

Google 的 Waymo 项目就是一个高级系统如何工作的例子：

• 乘客设定目的地，车辆软件计算最佳路线。

• 车顶上的旋转传感器可监控汽车周围最远 60 米的范围，并创建车辆周围环境的 3D 地图。

• 左后轮上的另一个传感器检测任何横向移动，以监控车辆相对于 3D 地图的位置。

• 两个保险杠上的雷达计算障碍物和车辆与它们的距离。

• 人工智能软件与所有传感器相连，并从谷歌的街景软件和车内摄像机中收集数据。

• 人工智能系统的深度学习模拟人类感知和决策能力来控制转向、刹车和加速等动作。

• 车辆的软件与谷歌地图进行通信，以获取有关即将到来的地标或事故、交通标志和交通信号灯等问题的任何提前通知。

• 如果驾驶员需要控制车辆，系统中内置了超控功能。

这种类型的系统是一种真正的自动驾驶汽车，驾驶员只有在需要时才能控制汽车。

自动驾驶汽车的好处

安全

据估计，所有交通事故中有 94% 是由驾驶员错误或驾驶员行为不当造成的。

随着自动驾驶汽车的出现，旅行将不再依赖于人类专注和遵守道路规则的能力。

因此，交通事故的发生率可以降至零似乎是合乎逻辑的。

独立

自动驾驶汽车可以为那些因残疾而无法驾驶的人带来他们渴望的独立性。

如因黄斑变性而不能开车的老年人，或腰部以下瘫痪不再需要依靠他人出差的女性。

对于那些仍然想保持独立并过上高品质生活而不依赖他人的人来说，自动驾驶汽车是一个很好的解决方案。

省钱

这些车辆可以帮助节省保险索赔的费用，因为事故的发生率会下降。

随着时间的推移，自动驾驶汽车的保险费率也可能会降低，因为索赔案例将急剧下降。

此外，随着汽油价格的不断上涨，人们可以省钱，因为这些车辆是电动的。

提高生产力

在交通拥堵期间，乘客将不再需要注视前方的汽车。

此外，他们可以阅读一本书、完成一份报告或休息，为未来的一天做准备。

该技术还可以让车辆将乘客送到目的地，然后自行停车。

减少拥堵

这些车辆可以通过减少导致延误的事故数量来缓解交通拥堵。

对环境更好

减少交通拥堵意味着减少怠速和减少破坏大气的温室气体。 自动驾驶汽车也是拼车的完美手段，可以减少路上的汽车数量。

自动驾驶电动汽车工程

自动驾驶汽车领域的工程具有挑战性。 它也可以是一个有价值的跨学科专业，涉及计算机科学、机器人技术、汽车和机器学习方面的教育。

因此，该行业的工程师可以在引领前沿创新的主要汽车公司之一寻找工作。

如果您对使用自动驾驶汽车感兴趣，您可以注册 ECE 硕士课程，例如凯特林大学在线提供的课程。

此外，此类课程专门设计用于教授电动汽车和自动驾驶汽车的工程，着眼于汽车行业的未来。

工程自动驾驶汽车超越了传统的工程教育，并扩展到许多专业领域。

自动驾驶电动汽车工程师的素质

当您攻读高级移动系统的电气和计算机工程硕士学位时，您将专注于以下方面：

• 用于自动驾驶车辆和其他先进移动应用的计算机系统和电气系统的集成

• 开发用于电动、自动驾驶和混合动力汽车以及其他交通系统的高级移动应用程序——特别是如何开发人工智能和机器人系统，因为它们适用于高级移动应用程序领域

• 如何设计增强自主功能的动态系统

• 人工智能增强的机器人技术

成为一名自动驾驶汽车工程师，需要一个具有敏锐头脑和对未来的眼光的敬业人士。

如果你全职工作，你可以在线攻读学位。 因此，这本身就需要独立学习者特有的决心和纪律。

这个职业不是终点赛跑，而是一场将带你进入新技术领域的马拉松。

随着自动驾驶汽车领域的变化和突飞猛进的进步，您将从事的创新工作将不断扩展。

如果您具有以下一些特征，您可能想研究这个充满活力的职业：

• 做一个愿意不断提高技能和知识的终身学习者

• 热衷于研究以帮助改进技术

• 致力于解决问题，即使面对艰巨的任务也坚持不懈

• 编程和干净编码的能力

• 技术思考的能力

• 能够分析系统以找出缺陷

具有不同风格、兴趣和技能组合的现有工程背景的个人可以在与参与自动驾驶汽车工程的公司合作时获得巨大成功。

有许多领域对拥有高级学位的人开放，其中包括：

• 机器人工程师：机器人工程师致力于将机器人集成到现有技术中，例如自动驾驶汽车、潜水器、自动飞行器和其他类型的机器人

• 电气工程师：电气工程师专注于电磁学、电力和电子学

• 自动驾驶验证工程师 (ADVE)：这些工程师测试和验证自动驾驶汽车的计算机平台

• 系统工程师：这是开发和维护功能系统（例如，无线车对车通信系统、航空卫星通信系统、云计算系统）的工程师

• 控制和驱动工程师：这类工程师专注于维护人工智能系统功能组件的软件和硬件，例如执行器和传感器。

• 计算机程序员：这是为软件和硬件操作编写和测试计算机编程代码的人

• 传感器系统工程师：传感器系统工程师专注于雷达、激光雷达和摄像头等传感器系统的软件和硬件方面

成为一名自动驾驶汽车工程师涉及软件工程、数学和机器人技术领域的跨学科研究。

此外，还需要计算机编程、传感器、汽车设计和机械以及机械工程。

这是工程的演变，看看接下来会出现什么创新是一个迷人的前景。

最后的想法

未来就在这里，有一天当我们都进入没有方向盘的自动驾驶汽车时，我们会想知道过去的几代人是如何做到的。

我们需要由人类驾驶的燃气驱动车辆将走马和马车的道路。

事故将不复存在，因为未来的汽车将相互微调，并日复一日地学习更多。

自动驾驶电动汽车技术比我们想象的更容易获得。 此外，某些公司正在努力使这项技术尽可能地负担得起。

电动自动驾驶汽车将如何帮助我们的环境和驾驶员安全是非凡的。

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