汽車為什么會(huì)自己跑?自動(dòng)駕駛不神秘

2020-11-06 08:25:40 作者:郭睿

  【太平洋汽車網(wǎng) 行業(yè)頻道】什么樣的車會(huì)自己跑?當(dāng)然是無(wú)人駕駛汽車!

汽車為什么會(huì)自己跑?

  但是在實(shí)現(xiàn)真正的無(wú)人駕駛之前,有一個(gè)更寬泛的概念是自動(dòng)駕駛。大家應(yīng)該也都聽(tīng)過(guò),自動(dòng)駕駛是分等級(jí)的,應(yīng)用最廣泛的是SAE國(guó)際汽車工程師協(xié)會(huì)制定的,將自動(dòng)駕駛分為L(zhǎng)0-L5六個(gè)等級(jí)。

  L0當(dāng)然是沒(méi)有自動(dòng)駕駛功能,L1到L5自動(dòng)駕駛水平依次提升。大家可以看一下這張圖,對(duì)自動(dòng)駕駛分級(jí)有一個(gè)大概的了解。

汽車為什么會(huì)自己跑?

  那是不是只有L5,才能叫無(wú)人駕駛?也不是,一些更低等級(jí)的自動(dòng)駕駛應(yīng)用在一些特殊場(chǎng)景內(nèi),其實(shí)也可以完全無(wú)需人的介入。比如現(xiàn)在已經(jīng)少量上路的外賣、快遞配送車;港口、礦場(chǎng)內(nèi)的無(wú)人運(yùn)輸車;場(chǎng)地內(nèi)的載人觀光無(wú)人駕駛汽車或微循環(huán)巴士等等。

  不過(guò)我們聊的最多的,其實(shí)是可以在開(kāi)放道路行駛的自動(dòng)駕駛汽車。

  需要注意的是,目前國(guó)內(nèi)上路的所有自動(dòng)駕駛汽車,包括特斯拉,都仍然屬于L2級(jí),駕駛主體是人。如果發(fā)生交通事故需要負(fù)責(zé)的也是駕駛員本人。

  奧迪A8等號(hào)稱實(shí)現(xiàn)L3級(jí)自動(dòng)駕駛的量產(chǎn)車,目前并沒(méi)有在國(guó)內(nèi)開(kāi)放相應(yīng)功能,并且在絕大多數(shù)市場(chǎng)都沒(méi)有開(kāi)放。

  主要原因是法律法規(guī)的限制,因?yàn)橐坏?shí)現(xiàn)L3級(jí),在特定場(chǎng)景下駕駛主體就變成了車,發(fā)生事故的責(zé)任界定需要更復(fù)雜的法律法規(guī)去完善。所以目前使用自動(dòng)駕駛功能時(shí),一定要保持注意力。

  搞清楚這些,我們來(lái)看一下自動(dòng)駕駛汽車是怎么運(yùn)轉(zhuǎn)的。

  現(xiàn)在想想我們?nèi)耸窃趺撮_(kāi)車的,首先看清楚周圍的路況,判斷要不要拐彎,或者加速、或者停車,然后控制方向盤、剎車、油門。

  對(duì)應(yīng)到自動(dòng)駕駛汽車上,就是:感知-決策規(guī)劃-控制。

自動(dòng)駕駛?cè)绾胃兄h(huán)境

  感知可以分為環(huán)境感知和車輛運(yùn)動(dòng),一個(gè)是了解周圍環(huán)境,一個(gè)是了解自身的狀態(tài)。

  如果是低階的自動(dòng)駕駛,比如現(xiàn)在的L2級(jí),還需要一項(xiàng)駕駛員監(jiān)測(cè)。

• 駕駛員監(jiān)測(cè)

  駕駛員監(jiān)測(cè)比較好理解,車內(nèi)的攝像頭可以監(jiān)測(cè)駕駛員有沒(méi)有犯困睡著,有沒(méi)有長(zhǎng)時(shí)間分神處理別的事情。

  而方向盤上的生物電傳感器,可以監(jiān)測(cè)駕駛員有沒(méi)有保持手握方向盤,甚至可以感知到駕駛員狀態(tài)、情緒。不過(guò)有些車用的是方向盤轉(zhuǎn)矩來(lái)監(jiān)測(cè)的。

• 車輛運(yùn)動(dòng)

  車輛運(yùn)動(dòng)感知是要知道你在哪。最基礎(chǔ)的當(dāng)然是GPS全球定位系統(tǒng),當(dāng)然也包括我們的北斗系統(tǒng)。

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  不過(guò)衛(wèi)信號(hào)在隧道、樓宇間甚至樹(shù)蔭下都有可能斷掉,這就需要慣性導(dǎo)航來(lái)短時(shí)間繼續(xù)判斷你的位置。

汽車為什么會(huì)自己跑?

  慣導(dǎo)通過(guò)車輛的加速度判斷車輛的速度、偏航角等信息,對(duì)應(yīng)到導(dǎo)航坐標(biāo)系中實(shí)現(xiàn)定位,不需要依賴外界信號(hào),但持續(xù)時(shí)間和精度有限。尤其是大規(guī)模量產(chǎn)的車上,成本受限的慣導(dǎo)系統(tǒng)。

  另外,自動(dòng)駕駛車上還需要有速度傳感器和角傳感器等,感知車輛當(dāng)前的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

• 攝像頭

  在感知系統(tǒng)里,對(duì)環(huán)境的感知相對(duì)復(fù)雜一些。對(duì)環(huán)境的感知需要用到傳感器,最容易想到的當(dāng)然是最類似人眼的攝像頭。

  不過(guò)不像人眼可以快速的變焦和轉(zhuǎn)動(dòng),目前的技術(shù)還無(wú)法支持車載攝像頭頻繁的變焦,也無(wú)法支持由此產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)。所以車載攝像頭都是定焦的,這就限制了可以觀察的視距。

汽車為什么會(huì)自己跑?

  如果再加一個(gè)攝像頭,讓他的視距更遠(yuǎn),這就是雙目攝像頭。一個(gè)負(fù)責(zé)看得廣,一個(gè)負(fù)責(zé)看得遠(yuǎn)。并且還能像人眼一樣通過(guò)兩個(gè)有間距的攝像頭的圖形差值,更好的判斷距離。

  但雙目攝像頭需要讓兩組圖像可以重合,以便讓系統(tǒng)可以識(shí)別,這就需要專門的標(biāo)定。但熱脹冷縮等會(huì)影響標(biāo)定好的精度,這就給后期的融合帶來(lái)了麻煩。

汽車為什么會(huì)自己跑?

  同理還有三目攝像頭可以覆蓋三個(gè)不同的視距,但標(biāo)定也會(huì)更加麻煩。

  除了朝前看,高階自動(dòng)駕駛汽車還需要能看到側(cè)面和后面,這就需要車身周圍的更多攝像頭。

  攝像頭的優(yōu)勢(shì)在可以看到更多的細(xì)節(jié),包括車道線、紅綠燈、剎車燈等等。但判斷距離的精度較差,大霧、雨雪、逆光、夜晚等會(huì)影響他的識(shí)別。這就需要雷達(dá)做輔助。

• 毫米波雷達(dá)

  我們平時(shí)用的倒車?yán)走_(dá)是超聲波雷達(dá),發(fā)出的是聲波,只能達(dá)到聲速。超聲波雷達(dá)體積小、價(jià)格低,但探測(cè)精度差、范圍小,并且在高速運(yùn)動(dòng)時(shí)影響很大,在自動(dòng)駕駛中的應(yīng)用并不多。

  應(yīng)用多的是毫米波雷達(dá),發(fā)出的是電磁波,以光速傳播。主要的毫米波雷達(dá)有24GHz和77GHz兩種。

汽車為什么會(huì)自己跑?

  24GHz頻率低、帶寬窄,精度相對(duì)較低,主要用于盲點(diǎn)監(jiān)測(cè)、自動(dòng)泊車等。

  而77GHz精度高很多,可以更準(zhǔn)確的探測(cè)距離,并且天氣等對(duì)他的影響很小。和攝像頭融合就能夠很好的完成對(duì)環(huán)境的感知。

  但毫米波雷達(dá)可以感知距離,可無(wú)精準(zhǔn)法感知物體的具體形狀,或者前方兩個(gè)人的間距等,探測(cè)的噪點(diǎn)也很多。比如空無(wú)一物的道路上,因?yàn)橐恍┢鸱蛘呗访娴念w粒等,也會(huì)形成反射干擾毫米波雷達(dá)的判斷。

• 激光雷達(dá)

  激光雷達(dá)可以很好的解決這些問(wèn)題,他的精度可以達(dá)到厘米級(jí)。

  激光雷達(dá)上每一個(gè)激光發(fā)生器代表一線,常用機(jī)械旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá)有10線、64線、128線等。

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  激光雷達(dá)每射出一束光就收集到周圍環(huán)境一個(gè)點(diǎn)的具體位置,每旋轉(zhuǎn)一圈就能收獲周邊環(huán)境360°的一個(gè)點(diǎn)云,由此可以生成一幅更多細(xì)節(jié)的立體空間。與攝像頭拍攝的圖形融合,就能生成有顏色、有細(xì)節(jié)、又有具體位置的周邊環(huán)境。不僅可以用于自動(dòng)駕駛汽車,也可以用于繪制高精度地圖。

  我們知道光也是一種波,最常用的激光雷達(dá)有波長(zhǎng)為905nm和1550nm兩種。

  因?yàn)楣杩梢晕?05nm波長(zhǎng)的光子,而1550nm的接收器需要用到銦鎵砷,所以905nm的激光雷達(dá)成本更低。

  但905nm波長(zhǎng)更接近可見(jiàn)光,為了防止出現(xiàn)意外傷害人眼,需要限制功率,探測(cè)距離也因此受限。而1550nm可以用更高的功率探測(cè)更遠(yuǎn)的距離。

汽車為什么會(huì)自己跑?

  但激光雷達(dá)也有很多限制:

  首先是成本,因?yàn)榇饲凹す饫走_(dá)僅用于測(cè)繪、軍事等少數(shù)領(lǐng)域,精度要求高、產(chǎn)量需求低,所以價(jià)格十分高昂。很多自動(dòng)駕駛測(cè)試團(tuán)隊(duì)采購(gòu)的激光雷達(dá),動(dòng)輒數(shù)十萬(wàn)乃至上百萬(wàn)。

  并且傳統(tǒng)的激光雷達(dá)十分笨重,因?yàn)樾枰x裝感知周遭環(huán)境。所以需要架設(shè)在車頂,但這么沉重的設(shè)備對(duì)車輛重心、風(fēng)阻等影響很大。而一旦發(fā)生碰撞,如此沉重的設(shè)備帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)也十分巨大。

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  不過(guò)如果自動(dòng)駕駛形成產(chǎn)業(yè),相信激光雷達(dá)的成本和重量都能得到很好的控制。

  由于傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá)需要不斷的轉(zhuǎn)動(dòng),難免會(huì)存在機(jī)械損耗甚至故障。目前已經(jīng)出現(xiàn)了棱鏡激光雷達(dá)、固態(tài)激光雷達(dá)、相控陣激光雷達(dá)等諸多方案,且已經(jīng)有部分達(dá)到車規(guī)級(jí)要求實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),奧迪全新A8部分車型就就配備有量產(chǎn)車規(guī)級(jí)的激光雷達(dá)。

  棱鏡激光雷達(dá)通過(guò)電磁波控制很多塊棱鏡的角度反射激光實(shí)現(xiàn)點(diǎn)云覆蓋,但電磁波控制在棱鏡在大的顛簸中容易發(fā)生位移影響精度;單純朝向一側(cè)的固態(tài)激光雷達(dá)不需要機(jī)械運(yùn)動(dòng),更像是通過(guò)激光拍照,但目前探測(cè)的距離偏短;而相控陣激光雷達(dá)是通過(guò)光柵原理讓激光發(fā)生偏轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)掃描,不過(guò)技術(shù)成熟度和成本仍然受限。

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  我們?cè)谖锢碚n本中學(xué)過(guò),長(zhǎng)波可以繞過(guò)障礙物,而短波更容易被反射。波長(zhǎng)很短的激光遇到在大霧、霧霾、雨雪天氣等天氣時(shí),雨霧、霧霾顆粒會(huì)反射激光,讓激光雷達(dá)失效。相反波長(zhǎng)較長(zhǎng)的毫米波不會(huì)受到影響。

  而對(duì)比攝像頭,激光雷達(dá)無(wú)法識(shí)別顏色,也就無(wú)法識(shí)別紅綠燈、車道線等。

• 數(shù)據(jù)融合

  所以將三者的數(shù)據(jù)通過(guò)一個(gè)模塊融合,就能生成一個(gè)比較完整的周遭環(huán)境的具體狀態(tài)。

  因?yàn)檐囋趧?dòng),環(huán)境中的物體也在動(dòng),所以還需要對(duì)每一組數(shù)據(jù)都打上精準(zhǔn)的時(shí)間戳,以便確定環(huán)境的實(shí)時(shí)狀態(tài),這就需要一個(gè)比較復(fù)雜的算法來(lái)完成。

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  不過(guò)三種傳感器的方案也并不絕對(duì),例如特斯拉就堅(jiān)持僅適用攝像頭+毫米波雷達(dá)來(lái)實(shí)現(xiàn)更高階的自動(dòng)駕駛。馬斯克宣稱僅升級(jí)算法就可以實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)駕駛。理論上這種方案確實(shí)可行,不過(guò)目前的人工智能水平還遠(yuǎn)未達(dá)到。

  在感知層面,還有另一種路線是傳感器配合高精度地圖、高精度定位加上V2X,這個(gè)我們后面會(huì)聊到。

• 視覺(jué)算法

  以上僅僅完成了“看見(jiàn)”的要求,想要讓車輛能“認(rèn)識(shí)”又是一道難關(guān)。

  車是機(jī)器、車上的AI也是機(jī)器。AI人工智能智能進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算,如何讓AI分清路上的各種東西?

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  簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是識(shí)別物體的特征,將這些特征轉(zhuǎn)化成AI可以理解的數(shù)字信號(hào)后再進(jìn)行比對(duì)。

  比如你要讓AI認(rèn)識(shí)金毛,可以告訴AI金毛是棕黃色的,但AI會(huì)把秋田、狐貍、皮包、沙灘,或者別的奇奇怪怪的東西都當(dāng)做金毛。

汽車為什么會(huì)自己跑?

  那輸入更多的特征呢?AI還是可能把泰迪熊,甚至曲奇餅干當(dāng)做金毛......

  有沒(méi)有更好的辦法?有!你可以給AI看一百?gòu)?、一千張甚至更多的金毛的照片,讓他自己識(shí)別特征,這就機(jī)器學(xué)習(xí)的基本原理。

汽車為什么會(huì)自己跑?

  由此還誕生了一個(gè)新的職業(yè)——數(shù)據(jù)標(biāo)注員。就是給圖片打各種標(biāo)簽,用于AI學(xué)習(xí)。

  理論上海量的數(shù)據(jù)就能讓視覺(jué)算法認(rèn)識(shí)路上的所有東西,實(shí)現(xiàn)完全的自動(dòng)駕駛,但現(xiàn)在的技術(shù)還遠(yuǎn)沒(méi)達(dá)到。并且受芯片算力的限制,AI還需要對(duì)識(shí)別出來(lái)的物體簡(jiǎn)化方便運(yùn)算。

  比如我們看到的細(xì)節(jié)豐富的路口,特斯拉目前最新的算法,也需要簡(jiǎn)化成下圖這樣進(jìn)行理解。

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  這也是越高階的自動(dòng)駕駛,對(duì)算力的要求也越高的重要原因。

決策與路徑規(guī)劃

  看懂了周遭環(huán)境,也了解了自身的狀態(tài),下一步就需要決定怎么走。

  比如最簡(jiǎn)單的車道保持,AI會(huì)把車道線簡(jiǎn)化成一個(gè)一個(gè)的點(diǎn)進(jìn)行決策。如果進(jìn)入彎道時(shí),車輛識(shí)別到右邊的點(diǎn)太近,就轉(zhuǎn)向左邊,左邊太近了有轉(zhuǎn)向右邊,這么生硬的晃來(lái)晃去,相信沒(méi)有人愿意坐這樣的車。

  這就需要優(yōu)化算法,比如把連接兩點(diǎn)的直線換算成平滑的曲線,這樣轉(zhuǎn)向帶來(lái)的加速度就會(huì)變小,經(jīng)過(guò)更復(fù)雜的優(yōu)化才能讓車沿著車道線,走出一條平滑的弧線。

汽車為什么會(huì)自己跑?

  同理還要優(yōu)化對(duì)剎車油門的控制,不至于新手司機(jī)那樣猛加速猛剎車,動(dòng)作更加擬人。而這還是最基礎(chǔ)的部分。

  遇到前方慢車需要減速還是變道超車,判斷旁邊車道是否有足夠安全的間距,后方車輛是否在快速接近來(lái)決策變道是否安全。

汽車為什么會(huì)自己跑?

  還有在混亂的障礙物中間,如何找到一條最短又平順的路徑通過(guò)。當(dāng)然,還有必須要遵守的交規(guī)等。

  這些才是決策規(guī)劃的難點(diǎn)。

  這些動(dòng)作的背后,是一行行的代碼

• 自動(dòng)駕駛芯片

  運(yùn)算代碼需要用到芯片。

  目前很多測(cè)試的自動(dòng)駕駛車輛,用的其實(shí)是通用的GPU等芯片。測(cè)試中的自動(dòng)駕駛車輛,往往計(jì)算單就能塞滿整個(gè)后備箱。

  但算法確定之后,可以開(kāi)發(fā)專用的芯片,占用的空間對(duì)于汽車可以忽略不計(jì)。

中興、華為的痛是否會(huì)在智能汽車上重演?

  自動(dòng)駕駛對(duì)于性能和算力的要求很高,更先進(jìn)的制成工藝可以實(shí)現(xiàn)更好的性能,但同時(shí)車用的芯片有需要滿足車規(guī)級(jí)的要求。

  車規(guī)級(jí)要求簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),就是需要滿足遠(yuǎn)高于手機(jī)等消費(fèi)級(jí)電子產(chǎn)品的防水、防塵、防震、防高低溫等等性能。比如最低-40℃,最高80℃,并且要最低溫直接切換到最高溫不出問(wèn)題。

  要同時(shí)滿足性能和車規(guī)級(jí)要求,成本就難以控制了!

  所以通常會(huì)降低制成精度優(yōu)先考慮安全,同時(shí)做一個(gè)雙系統(tǒng)的冗余設(shè)計(jì)。例如一塊芯片出現(xiàn)問(wèn)題,另一塊芯片立刻無(wú)縫接替工作,同時(shí)出問(wèn)題的芯片已經(jīng)在自檢重啟,而乘員并不會(huì)感知到。

  我們看到當(dāng)下手機(jī)已經(jīng)大量使用7nm制成,甚至開(kāi)始使用5nm制成。但車用芯片可能還是24nm甚至48nm制成,這并不奇怪。

  同理還有很多手機(jī)等消費(fèi)電子產(chǎn)品早已使用,甚至略顯過(guò)時(shí)的技術(shù),才剛剛在汽車上使用,其實(shí)已經(jīng)是很巨大的進(jìn)步了。

完成控制車才真的動(dòng)起來(lái)了

  完成了感知、決策規(guī)劃,就好像我們開(kāi)車時(shí)看清了路況并決定了下一步怎么操作。接下來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤,踩下油門、剎車才是關(guān)鍵。

  自動(dòng)駕駛汽車的AI不是一個(gè)實(shí)體的機(jī)器人,想要完成對(duì)車輛的控制不能通過(guò)物理的操作。

  這就需要車輛有線控系統(tǒng),簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是我們傳統(tǒng)的方向盤、油門、剎車就是物理按鍵,而線控是虛擬的觸摸按鍵,對(duì)車輛的操控是通過(guò)電信號(hào),而不是物理傳導(dǎo)。

汽車為什么會(huì)自己跑?

  目前絕大多數(shù)車輛并不具備線控系統(tǒng),即便如英菲尼迪Q50的線控轉(zhuǎn)向,處于安全考慮也是有物理傳導(dǎo)備份的。目前車上大量取消了物理傳導(dǎo)的,主要是換擋機(jī)構(gòu)(電子檔桿等)和手剎(電子手剎、Auto Hold等)。所以傳說(shuō)巡航無(wú)法取消,踩剎車沒(méi)有反應(yīng)的事件并不會(huì)真實(shí)存在。

  有了線控裝置,還需要有對(duì)應(yīng)的控制算法。控制是自動(dòng)駕駛中很重要、很困難但相對(duì)成熟的一項(xiàng)技術(shù),目前主流有PID(積分微分控制)、LQR(線性二次調(diào)節(jié)器)、MPC(模型預(yù)測(cè)控制)幾種成熟的方案,這里就不對(duì)算法做過(guò)多的闡述了。

智慧的車、智慧的路

  具備感知-決策規(guī)劃-控制能力后,一輛車才具備了自動(dòng)駕駛能力。但究竟能實(shí)現(xiàn)何種程度的自動(dòng)駕駛水平,還取決于各項(xiàng)技術(shù)的先進(jìn)程度。

  感知傳感器可以疊加,可以做大量冗余,但物理限制仍然存在;AI算法可以通過(guò)大量的測(cè)試和海量的數(shù)據(jù)進(jìn)行深度學(xué)習(xí),不過(guò)目前AI人工智能還有巨大的進(jìn)步空間;芯片的性能和算力還要寄托于技術(shù)水平的進(jìn)一步升級(jí)。

汽車為什么會(huì)自己跑?

  單車自動(dòng)駕駛水平的提升還有很多的限制需要突破,不過(guò)也可以通過(guò)外界的賦能讓他進(jìn)步的更快。

• 高精度地圖

  我們開(kāi)車在日常上下班熟悉的路線上會(huì)開(kāi)的更好,在陌生的地段就需要小心翼翼。

  怎么讓自動(dòng)駕駛汽車也能對(duì)道路想老司機(jī)一樣熟悉?答案是高精度地圖。

  我們現(xiàn)在用的導(dǎo)航已經(jīng)非常方便了,有明確的路線指引,還有實(shí)時(shí)的擁堵?tīng)顩r等。不過(guò)不知道你有沒(méi)有遇到過(guò)因?yàn)樽咤e(cuò)車道錯(cuò)過(guò)路口的狀況?高精度地圖的不同就在這里,可以精確到車道,以及路面的虛線實(shí)線等等。

汽車為什么會(huì)自己跑?

  通過(guò)計(jì)算剎車距離,系統(tǒng)反應(yīng)時(shí)間等的計(jì)算,目前自動(dòng)駕駛汽車(乘用車)的感知距離到達(dá)150m就可以保證安全。

  當(dāng)然這是對(duì)障礙物的感知,對(duì)道路的感知其實(shí)還要更短。通過(guò)高精度地圖,自動(dòng)駕駛車輛可以提前了解感知范圍之外的道路情況,提前規(guī)劃好路線。

  目前還有技術(shù)路線是通過(guò)路上行駛的自動(dòng)駕駛汽車的感知傳感器實(shí)時(shí)上傳道路數(shù)據(jù)。通過(guò)這種“眾包”的方式獲得更多路段的高精度地圖,效率更高,同時(shí)也能獲得各條道路實(shí)時(shí)的高精度路況。

汽車為什么會(huì)自己跑?

  不過(guò)目前這種方案在我國(guó)還不可行。因?yàn)榫_的地圖數(shù)據(jù)往往也會(huì)牽涉到國(guó)家安全,包括中國(guó)在內(nèi)的許多國(guó)家對(duì)地圖采集繪制有比較嚴(yán)格的限制。

  進(jìn)行地圖數(shù)據(jù)采集、測(cè)繪需要有相應(yīng)國(guó)家測(cè)繪資質(zhì)。目前國(guó)內(nèi)采集的地圖數(shù)據(jù)不可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸,需要用硬盤保存數(shù)據(jù)在相關(guān)機(jī)構(gòu)進(jìn)行不可逆的偏離加密才可以上傳到網(wǎng)絡(luò)。

  目前我們使用的導(dǎo)航地圖,部分路段實(shí)際可能有數(shù)米的位置偏離,但這對(duì)于高精度地圖顯然不合適。

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  好在我國(guó)對(duì)于自動(dòng)駕駛及高精度地圖等都十分支持,百度、高德等圖的高精度地圖已經(jīng)陸續(xù)落地。蔚來(lái)與小鵬的高速領(lǐng)航功能就是分別運(yùn)用百度和高德的高精度地圖實(shí)現(xiàn)的。

• V2X

  在前文講感知時(shí),我們提到人開(kāi)車不僅需要眼看,還需要耳聽(tīng)。但是自動(dòng)駕駛汽車感知傳感器并沒(méi)有收音的相關(guān)設(shè)備,為什么?

  開(kāi)車時(shí)我們主要聽(tīng)什么?周邊車輛的喇叭聲和救護(hù)車、消防車、警車等的鳴笛等等。也就是別的車和你之間的一種交流。

汽車為什么會(huì)自己跑?

  針對(duì)特種車輛,當(dāng)然也可以用視覺(jué)感知來(lái)分辨進(jìn)行避讓,但自動(dòng)駕駛汽車與其他車輛的交流似乎并沒(méi)有提及。

  其實(shí),有比鳴笛更高效的交流方式,并不僅是和別的車,這就是V2X。

未來(lái)的交通有多智能?可能都不需要紅綠燈了!

  在靠單車智能實(shí)現(xiàn)L4級(jí)、L5級(jí)自動(dòng)駕駛軟硬條件遇到瓶頸的情況下,中國(guó)提出了車路協(xié)同的發(fā)展路徑,即車與車(V2V)、車與路(V2I)、車與人(V2P)、車與云(V2N)等信息交互和共享。

  早前也有很多團(tuán)隊(duì)嘗試發(fā)展V2X技術(shù),例如通過(guò)WiFi信號(hào)等進(jìn)行溝通,但通訊的延時(shí)和帶寬都存在瓶頸,且高速移動(dòng)的汽車也很難保持穩(wěn)定。

  5G的落地給V2X打開(kāi)了一扇門,低延時(shí)高帶寬且能很好的適應(yīng)高速移動(dòng),5G的應(yīng)用歲遠(yuǎn)不止自動(dòng)駕駛,但仿佛天生就是為自動(dòng)駕駛車路協(xié)同準(zhǔn)備的大招。

未來(lái)的交通有多智能?可能都不需要紅綠燈了!

  在一條普通的道路(含紅綠燈,信號(hào)機(jī),交通標(biāo)識(shí)……),裝備上一套智能路側(cè)設(shè)備(RSU、激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、攝像頭、MEC、5G CPE以及智慧錐桶……),在5G的加持下車聯(lián)網(wǎng)V2X平臺(tái)便能大展身手。

  車把自身的行駛軌跡、位置、速度等信息“告訴”路;而路端通過(guò)多維感知和協(xié)同計(jì)算,再把相關(guān)的碰撞信息、預(yù)警信息等內(nèi)容“告訴”車。

未來(lái)的交通有多智能?可能都不需要紅綠燈了!

  目前,在杭州蕭山區(qū)連接紹興、寧波兩地已經(jīng)建成了中國(guó)首條“超級(jí)高速”,也是國(guó)內(nèi)首次開(kāi)辟自動(dòng)駕駛專用道設(shè)計(jì)的高速——杭紹甬智慧高速。融合了車路協(xié)同、云控平臺(tái)、5G 通信網(wǎng)絡(luò)等新興技術(shù),能實(shí)現(xiàn)車道級(jí)主動(dòng)管控、自動(dòng)派單救援、惡劣環(huán)境智能誘導(dǎo)預(yù)警、交通服務(wù)信息定制推送等。

汽車為什么會(huì)自己跑?

結(jié)語(yǔ)

  自動(dòng)駕駛目前還處在發(fā)展的初期階段,很多技術(shù)已經(jīng)初步成型,但技術(shù)細(xì)節(jié)和未來(lái)方向還有很多的不確定性,因此不論是相關(guān)的專業(yè)論文還是行業(yè)內(nèi)的人員和企業(yè)都仍然可能有判斷失誤的地方。至于本文,當(dāng)然更是會(huì)有諸多的淺薄與疏漏,還請(qǐng)多多包涵。但自動(dòng)駕駛已經(jīng)成為極具潛力的發(fā)展趨勢(shì),只希望用簡(jiǎn)單的文字讓大家對(duì)自動(dòng)駕駛有一個(gè)基本的認(rèn)知。

  當(dāng)下,關(guān)于自動(dòng)駕駛有單車智能和車路協(xié)同的路線之爭(zhēng),包括特斯拉、谷歌等海外品牌以單車智能為主要的發(fā)力點(diǎn),而中國(guó)則堅(jiān)定的走上了車路協(xié)同的路線。

  車路協(xié)同需要巨大的基礎(chǔ)建設(shè)投入,這正是被稱為“基建狂魔”的中國(guó)最擅長(zhǎng)的領(lǐng)域。有人說(shuō)發(fā)展車路協(xié)同會(huì)影響到企業(yè)提升單車智能的動(dòng)力和精力,在相關(guān)基建尚未能覆蓋的地區(qū),尤其是海外市場(chǎng)會(huì)削弱競(jìng)爭(zhēng)力。

  作為企業(yè),無(wú)法推動(dòng)如此大規(guī)模的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),特斯拉、谷歌等自然而然的選擇了單車智能的路線。但車路協(xié)同發(fā)展的不僅僅是智慧道路,更有智慧城市,也是未來(lái)萬(wàn)物互聯(lián)的基礎(chǔ)。

  好比百年前無(wú)法想象如今轎車糟糕的通過(guò)性有何價(jià)值,如今馳騁的高速公路網(wǎng)也是百年前不敢想象的奇跡。車路協(xié)同有著巨大的市場(chǎng),也牽涉眾多的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),率先實(shí)現(xiàn)領(lǐng)先并能夠輸出標(biāo)準(zhǔn),將會(huì)是中國(guó)崛起的重要的一大步。(文:太平洋汽車網(wǎng) 郭睿)

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