高級輔助駕駛系統(tǒng)的出現(xiàn),讓自動駕駛離我們越來越近。隨著自動駕駛技術的成熟和商業(yè)化加速,汽車也不僅僅是一個代步工具,逐步向著多元化的智能娛樂硬件角色轉變,消費者在購買車輛的過程中,安全性不僅僅成為唯一指標,舒適性、娛樂性也成購買車輛時的考慮因素,未來,全自動駕駛的出現(xiàn)將促進汽車消費市場的另一場變革,自動駕駛汽車將改變人們的出行習慣。
現(xiàn)階段,自動駕駛技術尚未成熟,自動駕駛的發(fā)展仍有很多可能性,其中單車智能和智能網(wǎng)聯(lián)是自動駕駛技術發(fā)展的兩大技術路線。
單車智能主要依靠車輛搭載的毫米波雷達、激光雷達、車載視覺攝像機等傳感器、線控系統(tǒng)、計算單元硬件進行環(huán)境感知、決策、控制和執(zhí)行,讓車輛實現(xiàn)和人一樣的獨立思考與決策,從而將車輛駕駛到預定目的地。
智能網(wǎng)聯(lián)是通過車聯(lián)網(wǎng)技術將“人-車-路-云”等元素聯(lián)系在一起,使車輛的環(huán)境感知、決策、控制和執(zhí)行等功能進行功能性升級,使自動駕駛功能進行提升,促進交通網(wǎng)絡的管理和改善,從而提供更安全、更舒適、更節(jié)能、更環(huán)保的駕駛方式,促進城市交通系統(tǒng)的調節(jié),構建新型智慧城市。
單車智能
單車智能的發(fā)展模式主要是依靠車輛上加裝的硬件設備及軟件的協(xié)調,實現(xiàn)車輛的自動駕駛功能,對此單車智能的發(fā)展模式對環(huán)境的感知有更高的要求,為了使單車智能更加安全,需要在車輛上加裝足夠多的硬件設備,從而消除單車智能車輛行駛過程中的視覺盲區(qū),但單車智能發(fā)展這么久,依舊沒有能夠實現(xiàn)大規(guī)模的商用,究其原因主要是因為單車智能很難做到足夠高的安全性。
為了獲得更好的感知效果,需要在車輛加裝車載視覺攝像頭、超聲波雷達、毫米波雷達等硬件設備,但是在實際使用過程中,依舊會出現(xiàn)盲區(qū),無法做到全方位識別,并且路況錯綜復雜,路邊障礙物后面是無法通過這些硬件識別到的,如果障礙物后面有物體促使障礙物移動,而車輛并沒有做出預判,就會導致更多的危險發(fā)生。而且感知硬件設備的安裝位置、視場角、數(shù)據(jù)吞吐、標定精度、時間同步要求也非常高,單車智能的車輛在繁忙路口、惡劣天氣、小物體感知識別、信號燈識別、逆光等環(huán)境條件中行駛時,仍然難以徹底解決準確感知識別和高精度定位問題。
此外,現(xiàn)在車輛上搭載的車載視覺攝像頭、超聲波雷達、毫米波雷達感知范圍非常有限,而車輛行駛安全距離需要詳盡到厘米級,甚至毫米級,如果道路有車輛速度非???,車輛并沒有及時做到預判,就會導致車輛無法及時做出反應,導致危險的發(fā)生?,F(xiàn)在很多主車廠提供了L2、L3級別的自動駕駛,在遇到這種情況時是需要駕駛員及時掌控車輛,如果遇到類似的問題,駕駛員是無法及時做出接管反應的。
單車智能的發(fā)展離不開高精度地圖,高精度地圖的采集是非常復雜且成本非常高的,如果道路進行了整改或修繕,高精度地圖就需要及時更新,如果單車智能自動駕駛的路線得以商用化,高精度地圖是需要隨時根據(jù)道路情況進行更新,這個更新頻率的要求就更高了,現(xiàn)階段時無法實現(xiàn)的。
成本過高也是阻礙單車智能發(fā)展的主要原因之一,由于硬件設備的成本過高,而且為了處理這些硬件設備產生的信號,需要配置計算單元,也會在車端部署相應的軟件系統(tǒng),軟件系統(tǒng)的維護管理及更新,也大大增加了自動駕駛車輛的維護成本。目前L4級自動駕駛車輛的硬件設備一般包含:6~12臺車載視覺攝像頭、3~12臺毫米波雷達、5臺以內的激光雷達以及1~2臺GNSS/IMU和1~2臺計算平臺,這些加起來成本非常高,這就使得單車智能商用化變得更加困難。
單車智能現(xiàn)在有兩種可行的解決方案,
一種是以谷歌為代表的,在車輛搭載激光雷達、毫米波雷達、車載視覺攝像頭等感知硬件的方案,這一方案的缺點就是成本過高,商用化的可能性較低,但多個感知硬件的協(xié)同,也使得自動駕駛安全性增大,從而受到較多主車廠的追捧,也是現(xiàn)階段眾多主機廠主要認可的方案。
另一種就是以特斯拉為代表的通過車載視覺攝像頭和軟件協(xié)同實現(xiàn)自動駕駛的一類方案,這一方案相對來說成本較低,可商用化的可能性較高,現(xiàn)階段已經(jīng)看到了商用化雛形,但僅基于車載視覺攝像頭實現(xiàn)自動駕駛,信息源獲取較少,安全性無法足夠保證。
雖然兩種方案使用的技術有極大的差別,但整體來說,都是走的單車智能的路線。
智能網(wǎng)聯(lián)
隨著單車智能技術的發(fā)展進入瓶頸,智能網(wǎng)聯(lián)逐漸被提及,智能網(wǎng)聯(lián)就是指車聯(lián)網(wǎng)與單車智能的有機聯(lián)合,在單車智能的技術上融合現(xiàn)代通信與網(wǎng)絡技術,實現(xiàn)車與車、車與人、車與路、車與后臺(V2X)等之間的信息交互共享,實現(xiàn)車輛行駛信息與主車廠、管理部門、目的地設施之間的信息聯(lián)絡,促進實現(xiàn)安全、舒適、節(jié)能、高效的行駛方案,最終實現(xiàn)全自動駕駛的商用化落地。
智能網(wǎng)聯(lián)的技術方案是讓車輛變聰明轉為車與道路設施變聰明,從單車智能到群體智能的的方案,由于單車智能商用化成本過高,使用路側設備代替部分技術,讓道路設施變聰明,可以有效降低車輛的制造研發(fā)成本,盡快實現(xiàn)商用化的可能。智能網(wǎng)聯(lián)的前提是道路設施的智能化改造和基礎設施的投資,這是需要多方面的參與的,比如政府管理部門是否會對道路設施智能化改造加以支持,各主車廠之間是否愿意將車輛的行駛信息進行共享,投資者是否會支持這樣的技術方案等因素,都會影響智能網(wǎng)聯(lián)技術的發(fā)展與演進路線。
智能網(wǎng)聯(lián)的發(fā)展并不可能一蹴而就,需要循序漸進加以實現(xiàn),主要分為3個階段,第1階段是信息交互協(xié)同階段,可以實現(xiàn)車輛與道路的信息交互與共享,實現(xiàn)諸如碰撞預警、道路危險提示等功能,第2階段就是協(xié)同感知階段,在第1階段的基礎上,實現(xiàn)車輛與道路設施實現(xiàn)感知定位,第3階段就是協(xié)同決策階段,在協(xié)同感知定位的基礎上實現(xiàn)對車輛的行駛決策與控制,從而實現(xiàn)全自動駕駛的可能。智能網(wǎng)聯(lián)的實現(xiàn)可以讓車輛在行駛過程中提前做好道路信息的搜集,從而對駕駛行為進行預判。
我國智能網(wǎng)聯(lián)研究和發(fā)展迅速,在第1階段智能網(wǎng)聯(lián)已在多個城市開展規(guī)模性測試驗證和先導示范,并逐步開展商業(yè)化運營先行先試;第2階段是在部分城市開展了建設部署和測試試驗,道路的協(xié)同感知能力得到了充分驗證,部分場景下基礎設施的協(xié)調和控制也得到了探索,但現(xiàn)階段的技術發(fā)展仍舊無法實現(xiàn)全自動駕駛的商用化。
單車智能與智能網(wǎng)聯(lián)都是有效的自動駕駛解決方案,整體看來,智能網(wǎng)聯(lián)下的自動駕駛是更有可能實現(xiàn)的,但智能網(wǎng)聯(lián)觸及的領域較多,需要協(xié)調的角色也繁雜,是需要各部門、各企業(yè)進行協(xié)調才可以實現(xiàn)與落地的。