作為一個(gè)已經(jīng)存在百余年的產(chǎn)品，汽車還能在近些年的新技術(shù)浪潮中吸引廣大公眾和技術(shù)愛(ài)好者們的眼球，自動(dòng)駕駛技術(shù)貢獻(xiàn)良多。很多人從谷歌、特斯拉等公司的無(wú)人駕駛車項(xiàng)目接觸到這一項(xiàng)將改變?nèi)祟愸{駛體驗(yàn)改善交通安全的革命性技術(shù)，事實(shí)上早在1980年代世界上的一些大學(xué)和公司就開(kāi)始了相關(guān)項(xiàng)目的研究。近十年來(lái)國(guó)內(nèi)外都舉辦了一系列智能車挑戰(zhàn)大賽，展現(xiàn)了強(qiáng)大的技術(shù)實(shí)力。雖然完全自動(dòng)駕駛恐怕還要一些時(shí)日，與之相關(guān)的一些功能技術(shù)大家卻并不陌生。泊車入庫(kù)、自適應(yīng)巡航控制（adaptivecruisecontrol）以及各種ADAS（高級(jí)輔助駕駛系統(tǒng)）功能已經(jīng)走進(jìn)了大家的生活。

自動(dòng)駕駛汽車作為一個(gè)完全徹底的交通服務(wù)的提供者，承擔(dān)了車輛行駛的所有職責(zé)，把人從駕駛中解放出來(lái)。自動(dòng)駕駛汽車集車輛學(xué)，人工智能，計(jì)算機(jī)科學(xué)，自動(dòng)控制等多學(xué)科于一體，是現(xiàn)代科技高度發(fā)展的產(chǎn)物。它通常由3大系統(tǒng)組成：環(huán)境感知，定位導(dǎo)航和運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。今天，我們首先和大家聊聊公眾關(guān)注較少卻也很重要的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。

運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)是替代人在駕駛中的作用的第一步。當(dāng)人來(lái)駕駛汽車時(shí)，我們自己通過(guò)調(diào)整油門(mén)、剎車和方向盤(pán)等控制元件使汽車按照我們期望的速度前進(jìn)，按照我們期望的角度轉(zhuǎn)向。而一臺(tái)僅配備了電池、電機(jī)的無(wú)人駕駛汽車，就好比一匹未馴服的野馬。雖然它有縱情奔騰的能力，卻不能準(zhǔn)確得執(zhí)行上層決策機(jī)構(gòu)設(shè)定的車速、轉(zhuǎn)向角度等指令。所以一臺(tái)自動(dòng)駕駛汽車首先要進(jìn)行電控改造，也就是由電腦直接來(lái)控制油門(mén)的大小、方向盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)和剎車等動(dòng)作。電控改造提供了由電腦來(lái)控制汽車運(yùn)動(dòng)的硬件基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)上核心的車輛運(yùn)動(dòng)控制算法就是馴服野馬的韁繩。它使汽車‘溫順忠實(shí)’的執(zhí)行我們對(duì)速度、轉(zhuǎn)向的要求。接下來(lái)我們就以車速為例來(lái)看看如何使汽車按照期望的車速前進(jìn)。

車輛的平面運(yùn)動(dòng)動(dòng)態(tài)可以分為縱向和橫向兩個(gè)部分?？v向是沿著車身汽車前進(jìn)的方向；橫向則垂直于縱向，和車輛的轉(zhuǎn)向相關(guān)。要控制汽車的縱向速度，首先就要分析車輛縱向上的受力。電機(jī)可提供車輛前進(jìn)的動(dòng)力；路面和空氣在汽車上施加阻力；路面的坡度可導(dǎo)致重力的縱向分量推動(dòng)或阻礙車輛前進(jìn)。這些精確的受力分析往往非常困難，而這就是反饋控制理論的用武之地。

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