在今年的上海國際車展上,,奔馳的無人駕駛概念車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駕駛技術(shù)的量產(chǎn)車,。
其實,在無人駕駛上進度最快的并不是汽車企業(yè),,而是互聯(lián)網(wǎng)企業(yè),,谷歌的無人駕駛汽車經(jīng)過多年測試,已經(jīng)進入了實用階段,,而百度深度學(xué)習(xí)實驗室也已經(jīng)同交通運輸部公路科學(xué)研究院完成框架合作協(xié)議,,其無人駕駛汽車也已經(jīng)到了場地試驗和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集的階段,。
1978年,葉永烈在科幻小說《小靈通漫游未來》中就幻想了無人駕駛汽車,,如今它距離我們越來越近了。
一,、無人駕駛汽車的四個階段
所謂的無人駕駛汽車,,并不是從幻想一步變?yōu)楝F(xiàn)實的,而是隨著汽車工業(yè)的發(fā)展,,電控技術(shù)的進步,、以及微處理器、傳感器和軟件技術(shù)的進步,,一步步從有人駕駛輔助發(fā)展而來的,。
從有人駕駛到無人駕駛,業(yè)界分成四個階段,。
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提供必要的信息采集,在關(guān)鍵時候,,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)報警系統(tǒng),。
第二階段是半自動駕駛,駕駛員在得到警告后,,仍然沒能做出相應(yīng)措施時,,半自動系統(tǒng)能讓在汽車自動做出相應(yīng)反應(yīng)。相關(guān)技術(shù)有:緊急自動剎車(AEB),,緊急車道輔助(ELA),。
第三階段是高度自動駕駛。該系統(tǒng)能在駕駛員監(jiān)控的情況下,,讓汽車提供長時間或短時間的自動控制行駛,,這個階段目前還比較初級。
第四階段:完全自動駕駛,,在無需駕駛員監(jiān)控的情況下,,汽車可以完全實現(xiàn)自動駕駛,意味著駕駛員可以在車上從事其他活動,,如上網(wǎng)辦公,、娛樂或者休息。
按照這個分類,。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)報警系統(tǒng),,從幾百萬的奔馳到10萬出頭的比亞迪高配車型都不例外。
第二個階段正在普及,,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)可以繞開駕駛員自動控制方向盤,,幫助你保持在當(dāng)前車道,,避免事故。
第三個階段目前有雛形,,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功能,。沃爾沃XC90號稱全球第一款帶有高度自動駕駛技術(shù)的量產(chǎn)車,就是實現(xiàn)了這個階段的目標(biāo),。
第四階段的難度非常大,,各個汽車廠商仍在測試之中,奔馳F015 Luxury in Motion就是這個階段的嘗試,,谷歌這些年也一直在做這個事情,,百度與交通運輸部公路科學(xué)研究院合作的項目也是這個層次的東西。
二,、無人駕駛的核心技術(shù)
無人駕駛汽車其實可以視為是一種機器人,。從原理上來說,不過是傳感器感知路況和周邊情況,,然后傳輸?shù)紺PU,,CPU根據(jù)人工智能對情況做判斷,然后通知電傳系統(tǒng),,電傳系統(tǒng)根據(jù)信號操控機械裝置,,最后機械裝置操控車輛做各種動作。
在這個過程中,,電傳機械控制這方面基本已經(jīng)完善,,因為過去的20年,汽車行業(yè)的進步主要就在這方面,。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,,你操作的動作被解讀處理,然后傳給機械系統(tǒng),,過去哪種直接機械對機械的操控只在極少數(shù)工具車上還能看到,。無人駕駛無非是把這些信號脫離人的控制交由電腦處理,并不需要費太大周折,。
而技術(shù)的難點就在前兩步,,怎么用傳感器準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)路線上來說,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,,激光傳感器對距離的判斷非常準確,但是價格昂貴,,惡劣天氣下實用性受限,。目前,谷歌無人駕駛汽車的成本高的嚇人,,主要就是激光傳感器的原因,。
比較廉價是只采用光學(xué)攝像頭,目前奔馳S級的魔毯技術(shù)就是利用攝像頭作為信息采集源來控制空氣懸掛,,但是光學(xué)攝像頭用于無人駕駛的話,,對圖像識別的人工智能會要求很高,對距離速度的判斷也會很麻煩,。
目前,,汽車上已經(jīng)出現(xiàn)的輔助駕駛功能,一般采用的測距雷達,,這個比較便宜,,但是雷達的探測能力相當(dāng)有限,車載雷達的發(fā)射功率也探測不了多遠,,還怕物體阻擋,,用到無人駕駛汽車上有多少實用性也值得懷疑。
從目前來看,,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程度更高。其實高速公路上的無人駕駛并不太困難,。谷歌現(xiàn)在沒有問題,,奔馳,、奧迪也沒有問題,VOLVO沒有問題,,甚至中國搞的無人駕駛高速也跑了286公里不出問題,。這是以為高速路的情況現(xiàn)對簡單,對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,。
谷歌無人駕駛汽車項目主管厄姆森說,“在市區(qū)里行駛一英里路程要遠比在高速公路上更為復(fù)雜,,因為前者在一個小的區(qū)域中會因為規(guī)則的不同存在數(shù)百種不同的路面情況,。我們花了大量時間改進了我們的軟件,因此它現(xiàn)在可以實時的區(qū)別上百個不同物體——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馬路的手勢信號等,?!?/p>
在人工智能方面,其他廠商距離谷歌還差得遠,,谷歌的人工智能水平已經(jīng)接近實用了,,其他廠商還在表演階段。
(三)大數(shù)據(jù)的輔助
對于人來說,,開車需要GPS或者地圖,,即使你認路,至少你腦子里面是有地圖的,。無人駕駛同樣如此,,一段路是上坡還是下坡,周圍有沒有視線阻擋,,一定程度決定著無人駕駛的策略,。
而交通的繁忙情況,車道的導(dǎo)向,,路況的實時變化,,修路、封閉,、限行等等因素都需要大數(shù)據(jù)和即時通訊來輔助,。如果沒有這些輔助,單純靠傳感器和人工智能,,難度無疑會高很多,。
而更多的數(shù)據(jù),可以讓人工智能變得更“聰明”,,用戶體驗更好,。地圖和大數(shù)據(jù)雖然算不上無人駕駛的核心技術(shù),,但是它們的輔助作用會決定無人駕駛的體驗。
三,、無人駕駛距離我們還有多遠,?
其實,現(xiàn)在我們的汽車已經(jīng)處于第三階段的普及階段,,短時間車輛自動駕駛正在普及,,而這個普及是這些年來傳感器,處理芯片價格下降的結(jié)果,。
從技術(shù)上看,,谷歌的無人駕駛已經(jīng)可以應(yīng)付很多情況,也許只要3,、5年,,無人駕駛汽車就能上市。但是無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,、無人駕駛的軟件系統(tǒng)我們能夠買得起,,各種輔助的大數(shù)據(jù)足夠普及才行。
未來的趨勢是第三階段的無人駕駛會一步步從高端品牌,,高端車型向下普及,。隨著這種普及,無人駕駛所需的傳感器,、芯片會批量生產(chǎn),,形成廉價的解決方案,價格也會越來越便宜,。
這種普及會降低第四階段所需硬件的價格,,未來激光傳感器也許會今天的倒車雷達一樣的便宜,而處理芯片隨著摩爾定律也會越來越廉價,,當(dāng)成本到達一個臨界點,,無人駕駛就會首先在豪華車型上出現(xiàn),也許是寶馬奔馳,,也許是沃爾沃,。而它也會向下普及,那個時候就是無人駕駛真正進入我們生活的時候,。