autopilot

定義：自動(dòng)穩(wěn)定和控制航空器姿態(tài)運(yùn)動(dòng)的裝置。

學(xué)科：計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)_計(jì)算機(jī)應(yīng)用_計(jì)算機(jī)控制

相關(guān)名詞：傳感器 自動(dòng)控制系統(tǒng) 數(shù)字化

圖片來(lái)源：視覺(jué)中國(guó)

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自動(dòng)駕駛儀是一種通過(guò)傳感器、計(jì)算單元和執(zhí)行機(jī)構(gòu)協(xié)同工作的自動(dòng)控制系統(tǒng)，早期以機(jī)械陀螺穩(wěn)定裝置為核心，現(xiàn)已發(fā)展為高度智能化的數(shù)字系統(tǒng)。其基礎(chǔ)功能包括姿態(tài)穩(wěn)定、軌跡控制和人機(jī)協(xié)同，通過(guò)陀螺儀、加速度計(jì)等敏感元件感知環(huán)境，結(jié)合計(jì)算機(jī)算法生成指令，驅(qū)動(dòng)舵面或動(dòng)力裝置實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)操控。技術(shù)發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段：1914年電動(dòng)陀螺裝置的發(fā)明標(biāo)志著技術(shù)萌芽；20世紀(jì)50年代引入角速率信號(hào)提升穩(wěn)定性，發(fā)展出自適應(yīng)控制系統(tǒng)；20世紀(jì)80年代后微型計(jì)算機(jī)的普及推動(dòng)數(shù)字化升級(jí)。在民航飛機(jī)和無(wú)人機(jī)等場(chǎng)景中，自動(dòng)駕駛儀分別承擔(dān)姿態(tài)穩(wěn)定、全階段飛行輔助及自主任務(wù)執(zhí)行等差異化功能。

自動(dòng)駕駛儀的應(yīng)用已從航空領(lǐng)域延伸至地面交通，形成跨域技術(shù)遷移。在航空領(lǐng)域，民航飛機(jī)依賴(lài)其實(shí)現(xiàn)自動(dòng)著陸、巡航等高精度操作，軍用無(wú)人機(jī)則結(jié)合地形匹配與任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)執(zhí)行偵察、打擊等復(fù)雜指令。地面交通領(lǐng)域，自動(dòng)駕駛汽車(chē)借鑒航空技術(shù)框架，通過(guò)激光雷達(dá)、視覺(jué)傳感器和決策算法實(shí)現(xiàn)環(huán)境感知與路徑規(guī)劃。多域技術(shù)融合成為趨勢(shì)，5G通信支持車(chē)路協(xié)同，邊緣計(jì)算降低數(shù)據(jù)處理延遲，AI大模型增強(qiáng)復(fù)雜場(chǎng)景決策能力，例如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可通過(guò)強(qiáng)化學(xué)習(xí)優(yōu)化變道策略，提升通行效率。

盡管技術(shù)持續(xù)迭代，自動(dòng)駕駛儀仍面臨多重挑戰(zhàn)。技術(shù)層面，極端天氣下的感知盲區(qū)和長(zhǎng)尾場(chǎng)景數(shù)據(jù)不足制約系統(tǒng)可靠性；成本層面，高精度傳感器和車(chē)規(guī)級(jí)芯片的高昂成本阻礙商業(yè)化普及；法規(guī)層面，責(zé)任劃分模糊和數(shù)據(jù)隱私風(fēng)險(xiǎn)尚未形成全球統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。未來(lái)發(fā)展方向聚焦三點(diǎn)，一是全自主化，二是空天海陸多域互聯(lián)，三是標(biāo)準(zhǔn)化與安全驗(yàn)證體系完善。隨著5.5G通信和神經(jīng)擬態(tài)芯片的成熟，自動(dòng)駕駛儀將在物流、城市交通等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)規(guī)?；涞?，但技術(shù)成熟度與社會(huì)接受度的平衡仍需長(zhǎng)期探索。

（延伸閱讀作者：海南大學(xué)教授 史留勇）

責(zé)任編輯：張鵬輝