《電子技術(shù)應(yīng)用》
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無(wú)人駕駛汽車離我們還有多遠(yuǎn),?

2015-04-21

    在今年的上海國(guó)際車展上,,奔馳的無(wú)人駕駛概念車F015 Luxury in Motion亮相,,而沃爾沃更是把自己的XC90稱為是全球第一款帶有高度自動(dòng)駕駛技術(shù)的量產(chǎn)車,。

     其實(shí),在無(wú)人駕駛上進(jìn)度最快的并不是汽車企業(yè),,而是互聯(lián)網(wǎng)企業(yè),,谷歌的無(wú)人駕駛汽車經(jīng)過(guò)多年測(cè)試,已經(jīng)進(jìn)入了實(shí)用階段,,而百度深度學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)室也已經(jīng)同交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究院完成框架合作協(xié)議,,其無(wú)人駕駛汽車也已經(jīng)到了場(chǎng)地試驗(yàn)和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集的階段。

  1978年,,葉永烈在科幻小說(shuō)《小靈通漫游未來(lái)》中就幻想了無(wú)人駕駛汽車,如今它距離我們?cè)絹?lái)越近了,。

  一,、無(wú)人駕駛汽車的四個(gè)階段

  所謂的無(wú)人駕駛汽車,并不是從幻想一步變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的,,而是隨著汽車工業(yè)的發(fā)展,,電控技術(shù)的進(jìn)步、以及微處理器,、傳感器和軟件技術(shù)的進(jìn)步,,一步步從有人駕駛輔助發(fā)展而來(lái)的。

  從有人駕駛到無(wú)人駕駛,,業(yè)界分成四個(gè)階段,。

  第一階段是駕駛員輔助,駕駛員輔助系統(tǒng)能為駕駛員在駕駛時(shí)提供必要的信息采集,,在關(guān)鍵時(shí)候,,給予清晰的、精確的警告,,相關(guān)技術(shù)有:車道偏離警告(LDW),,正面碰撞警告(FCW)和盲區(qū)報(bào)警系統(tǒng)。

  第二階段是半自動(dòng)駕駛,,駕駛員在得到警告后,,仍然沒(méi)能做出相應(yīng)措施時(shí),半自動(dòng)系統(tǒng)能讓在汽車自動(dòng)做出相應(yīng)反應(yīng),。相關(guān)技術(shù)有:緊急自動(dòng)剎車(AEB),,緊急車道輔助(ELA)。

  第三階段是高度自動(dòng)駕駛,。該系統(tǒng)能在駕駛員監(jiān)控的情況下,,讓汽車提供長(zhǎng)時(shí)間或短時(shí)間的自動(dòng)控制行駛,這個(gè)階段目前還比較初級(jí),。

  第四階段:完全自動(dòng)駕駛,,在無(wú)需駕駛員監(jiān)控的情況下,,汽車可以完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛,意味著駕駛員可以在車上從事其他活動(dòng),,如上網(wǎng)辦公,、娛樂(lè)或者休息。

  按照這個(gè)分類,。第一階段目前主流的車型已經(jīng)基本普及,,現(xiàn)在高配置型的車型基本都帶了車道偏離警告和盲區(qū)報(bào)警系統(tǒng),從幾百萬(wàn)的奔馳到10萬(wàn)出頭的比亞迪高配車型都不例外,。

  第二個(gè)階段正在普及,,歐盟立法要求2013年11月前的車都必須裝上緊急自動(dòng)剎車(AEB)。Volvo的城市安全系統(tǒng),、本田的CMBS,、奔馳的Pre-Safe都是這個(gè)層次東西。目前主流合資品牌基本也都可以做到,,英菲尼迪的新車則已經(jīng)可以繞開(kāi)駕駛員自動(dòng)控制方向盤,,幫助你保持在當(dāng)前車道,避免事故,。

  第三個(gè)階段目前有雛形,,新款的奔馳S系可以在堵車的情況下,電腦自己跟車,,車主可以不必一直操控車輛,。新款的福特翼虎也展示了這個(gè)功能。沃爾沃XC90號(hào)稱全球第一款帶有高度自動(dòng)駕駛技術(shù)的量產(chǎn)車,,就是實(shí)現(xiàn)了這個(gè)階段的目標(biāo),。

  第四階段的難度非常大,各個(gè)汽車廠商仍在測(cè)試之中,,奔馳F015 Luxury in Motion就是這個(gè)階段的嘗試,,谷歌這些年也一直在做這個(gè)事情,百度與交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究院合作的項(xiàng)目也是這個(gè)層次的東西,。

  二,、無(wú)人駕駛的核心技術(shù)

  無(wú)人駕駛汽車其實(shí)可以視為是一種機(jī)器人。從原理上來(lái)說(shuō),,不過(guò)是傳感器感知路況和周邊情況,,然后傳輸?shù)紺PU,CPU根據(jù)人工智能對(duì)情況做判斷,,然后通知電傳系統(tǒng),,電傳系統(tǒng)根據(jù)信號(hào)操控機(jī)械裝置,最后機(jī)械裝置操控車輛做各種動(dòng)作,。

  在這個(gè)過(guò)程中,,電傳機(jī)械控制這方面基本已經(jīng)完善,,因?yàn)檫^(guò)去的20年,汽車行業(yè)的進(jìn)步主要就在這方面,。如今大部分汽車都是電傳控制了,,你的剎車、油門,、換擋,、甚至方向都是一組電子信號(hào),你操作的動(dòng)作被解讀處理,,然后傳給機(jī)械系統(tǒng),,過(guò)去哪種直接機(jī)械對(duì)機(jī)械的操控只在極少數(shù)工具車上還能看到。無(wú)人駕駛無(wú)非是把這些信號(hào)脫離人的控制交由電腦處理,,并不需要費(fèi)太大周折,。

  而技術(shù)的難點(diǎn)就在前兩步,怎么用傳感器準(zhǔn)確的感知周圍的信息,?人工智能如何做判斷?

  (一)傳感器的不同路線

  從技術(shù)路線上來(lái)說(shuō),,感知周圍情況有多種模式,,谷歌在攝像頭、GPS,、慣性傳感器的基礎(chǔ)上,,最終選擇了激光傳感器作為主要傳感器,激光傳感器對(duì)距離的判斷非常準(zhǔn)確,,但是價(jià)格昂貴,,惡劣天氣下實(shí)用性受限。目前,,谷歌無(wú)人駕駛汽車的成本高的嚇人,,主要就是激光傳感器的原因。

  比較廉價(jià)是只采用光學(xué)攝像頭,,目前奔馳S級(jí)的魔毯技術(shù)就是利用攝像頭作為信息采集源來(lái)控制空氣懸掛,,但是光學(xué)攝像頭用于無(wú)人駕駛的話,對(duì)圖像識(shí)別的人工智能會(huì)要求很高,,對(duì)距離速度的判斷也會(huì)很麻煩,。

  目前,汽車上已經(jīng)出現(xiàn)的輔助駕駛功能,,一般采用的測(cè)距雷達(dá),,這個(gè)比較便宜,但是雷達(dá)的探測(cè)能力相當(dāng)有限,,車載雷達(dá)的發(fā)射功率也探測(cè)不了多遠(yuǎn),,還怕物體阻擋,,用到無(wú)人駕駛汽車上有多少實(shí)用性也值得懷疑。

  從目前來(lái)看,,最靠譜的還是谷歌的激光傳感器路線,。

  (二)人工智能的要求

  人工智能方面的考驗(yàn)程度更高。其實(shí)高速公路上的無(wú)人駕駛并不太困難,。谷歌現(xiàn)在沒(méi)有問(wèn)題,,奔馳、奧迪也沒(méi)有問(wèn)題,,VOLVO沒(méi)有問(wèn)題,,甚至中國(guó)搞的無(wú)人駕駛高速也跑了286公里不出問(wèn)題。這是以為高速路的情況現(xiàn)對(duì)簡(jiǎn)單,,對(duì)人工智能要求的算法不是很苛刻,。

  在市內(nèi)駕駛就完全是兩碼事了。

  谷歌無(wú)人駕駛汽車項(xiàng)目主管厄姆森說(shuō),,“在市區(qū)里行駛一英里路程要遠(yuǎn)比在高速公路上更為復(fù)雜,,因?yàn)榍罢咴谝粋€(gè)小的區(qū)域中會(huì)因?yàn)橐?guī)則的不同存在數(shù)百種不同的路面情況。我們花了大量時(shí)間改進(jìn)了我們的軟件,,因此它現(xiàn)在可以實(shí)時(shí)的區(qū)別上百個(gè)不同物體——如行人,、公共汽車、由協(xié)管員手握的停車標(biāo)志,,或者是騎自行車者給出的要通過(guò)馬路的手勢(shì)信號(hào)等,。”

  在人工智能方面,,其他廠商距離谷歌還差得遠(yuǎn),,谷歌的人工智能水平已經(jīng)接近實(shí)用了,其他廠商還在表演階段,。

  (三)大數(shù)據(jù)的輔助

  對(duì)于人來(lái)說(shuō),,開(kāi)車需要GPS或者地圖,即使你認(rèn)路,,至少你腦子里面是有地圖的,。無(wú)人駕駛同樣如此,一段路是上坡還是下坡,,周圍有沒(méi)有視線阻擋,,一定程度決定著無(wú)人駕駛的策略。

  而交通的繁忙情況,,車道的導(dǎo)向,,路況的實(shí)時(shí)變化,修路、封閉,、限行等等因素都需要大數(shù)據(jù)和即時(shí)通訊來(lái)輔助,。如果沒(méi)有這些輔助,單純靠傳感器和人工智能,,難度無(wú)疑會(huì)高很多,。

  而更多的數(shù)據(jù),可以讓人工智能變得更“聰明”,,用戶體驗(yàn)更好,。地圖和大數(shù)據(jù)雖然算不上無(wú)人駕駛的核心技術(shù),但是它們的輔助作用會(huì)決定無(wú)人駕駛的體驗(yàn),。

  三,、無(wú)人駕駛距離我們還有多遠(yuǎn)?

  其實(shí),,現(xiàn)在我們的汽車已經(jīng)處于第三階段的普及階段,,短時(shí)間車輛自動(dòng)駕駛正在普及,而這個(gè)普及是這些年來(lái)傳感器,,處理芯片價(jià)格下降的結(jié)果,。

  從技術(shù)上看,谷歌的無(wú)人駕駛已經(jīng)可以應(yīng)付很多情況,,也許只要3,、5年,無(wú)人駕駛汽車就能上市,。但是無(wú)人駕駛功能要裝上我們的汽車,,還需要傳感器,、處理芯片降價(jià),、無(wú)人駕駛的軟件系統(tǒng)我們能夠買得起,各種輔助的大數(shù)據(jù)足夠普及才行,。

  未來(lái)的趨勢(shì)是第三階段的無(wú)人駕駛會(huì)一步步從高端品牌,,高端車型向下普及。隨著這種普及,,無(wú)人駕駛所需的傳感器,、芯片會(huì)批量生產(chǎn),形成廉價(jià)的解決方案,,價(jià)格也會(huì)越來(lái)越便宜,。

  這種普及會(huì)降低第四階段所需硬件的價(jià)格,未來(lái)激光傳感器也許會(huì)今天的倒車?yán)走_(dá)一樣的便宜,,而處理芯片隨著摩爾定律也會(huì)越來(lái)越廉價(jià),,當(dāng)成本到達(dá)一個(gè)臨界點(diǎn),無(wú)人駕駛就會(huì)首先在豪華車型上出現(xiàn),,也許是寶馬奔馳,,也許是沃爾沃,。而它也會(huì)向下普及,那個(gè)時(shí)候就是無(wú)人駕駛真正進(jìn)入我們生活的時(shí)候,。


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