环境感知

概念定义

环境感知是环境科学中的重要概念。广义上，它指个体将周围环境在头脑中形成映像，并对该映像进行修改的过程；狭义上，它指环境质量在个体认知中形成的具体印象。作为技术概念时，环境感知侧重于智能装备对所处环境形成可供自主作业使用的环境映像，是现代智能系统认识外界并作出后续处理的基础能力。

在车辆自主驾驶任务中，环境感知与路径规划、运动控制共同构成基础。三者分别对应车辆认识周围环境、确定行进安排以及执行运动的不同环节。环境感知提供车辆对外部环境的认知基础，路径规划与运动控制则在这一基础上完成后续驾驶任务。

环境感知的基本过程包括环境映像的形成与修改。智能装备首先对周围环境形成内部映像；当环境状况或系统获得的信息发生变化时，已有映像随之调整，使后续自主作业建立在更新后的环境认知之上。环境感知并不单独完成完整任务，而是与规划、控制等能力配合，将对环境的认识连接到行动安排和动作执行。

普适计算中的感知技术采用“以人为本、场景驱动”的研究范式，强调感知能力与实际使用情境的结合。其演进方向包括从无线感知理论扩展至泛在情境感知、利用三维空间感知数据构建虚拟人，以及从群智感知应用发展到群智操作系统。这些方向分别涉及情境理解、空间数据利用和群体参与式感知等层面。

从自主系统的任务链来看，环境感知属于前端认知环节，并与路径规划和运动控制形成协作关系。感知环节负责建立和修改环境映像，规划环节据此组织行动路径，控制环节执行相应运动。三者共同支持车辆或其他智能装备自主完成任务，环境感知能力也因此成为自主作业系统的核心组成部分。

在更大范围的智慧化系统中，环境感知还可作为城市环境智慧感知系统和“数字生态大脑”的基础，为城市管理与生态环境治理提供环境认知环节。群智感知、三维空间感知和泛在情境感知则体现了环境信息在不同技术架构中的组织与利用方式。

环境感知技术已应用于智能装备、消费电子、城市管理及生态环境治理等领域。在具身智能领域，环境感知是人形机器人自主导航和应对复杂路况的关键技术之一。2026年北京亦庄举办的人形机器人半程马拉松中，参赛机器人需要依靠自主导航与环境感知处理赛道中的复杂路况。

在汽车领域，环境感知服务于车辆自主驾驶任务，并与路径规划、运动控制协同工作。在城市与生态领域，它构成智慧感知系统的基础；在低空智能竞技项目中，环境感知也用于无人机马术等项目。不同应用虽然任务对象各异，但都以形成环境映像并将其用于后续行动为共同特征。