[汽車之家 技術] 長久以來,,不斷有自動駕駛的概念車型進入我們的視線,但在近兩年內,自動駕駛技術似乎迎來了一個爆發(fā)的高峰期,。自從Google一腳跨入汽車行業(yè)開始,自動駕駛這個概念似乎就再也不是我們小時候從科幻小說中讀到的虛幻的影子了,,而它真的能夠走進人們的生活嗎,?今天我們就將詳細地講述一下自動駕駛的前世今生,聊一聊兒時的夢想是否即將變?yōu)楝F(xiàn)實,。
● 為什么需要自動駕駛,?
自動駕駛,顧名思義,,就是車輛不需要駕駛者操縱,,就可以自行將我們安全地送到想要去的地方。我們?yōu)槭裁磿枰詣玉{駛呢,?首先,,自動駕駛可以將人們從枯燥辛苦的駕駛工作中解脫出來,尤其是擁堵,、長途等感受不到駕駛樂趣的時候,。簡而言之,,懶,是世界進步的源動力,。
自動駕駛可以降低交通事故,,保障行車安全。很多時候,,交通事故都是由駕駛者操作不當而造成的,,而自動駕駛則可以嚴格按照交通規(guī)則和路面狀況進行安全行車,當然,,要以系統(tǒng)正常運轉為前提,。除此之外,自動駕駛也可以提升道路的通行效率,。
● 早期自動駕駛的憧憬
盡管到今天,,自動駕駛車輛都沒能真正批量生產(chǎn)并上市銷售,但從近現(xiàn)代的文學和影視作品中,,不難看出自動駕駛車輛時全人類長期以來對于未來的憧憬之一,,而其實在汽車進入人們的生活之前,人們也非�,?释麚碛幸豢羁梢宰詣玉{駛的交通工具,。
當汽車進入千家萬戶之后,它們拓展了人類的活動范圍,,同時也代替馬匹成為人類的得力助手和生活伙伴,。盡管汽車是沒有生命的機械,但在暢想未來的時候,,人們依舊渴望與它們交流,,同時希望汽車可以有自己的思想和意識,這一點與人類對于人工智能的憧憬如出一轍,。
可以說,,不論是馬匹還是車輛,不論在影視作品還是文學作品中,,人類一直都希望可以擁有一部可以按照人的意愿自動,、快速、安全地將他們從A點運送至B點的交通工具,。這個愿望不僅僅停留在幻想中,,甚至早在19世紀早期,就有人開始嘗試著將幻想變?yōu)楝F(xiàn)實,。
● 自動駕駛研發(fā)歷史
自從1886年卡爾·本茨發(fā)明了世界上第一臺汽車后,,人們逐漸發(fā)現(xiàn)這種在當時還有些吵鬧和危險的機器可以提升自身的移動速度和行動范圍,便開始有了讓它自動行駛的構想,,真正將這種構想付諸于行動起始于20世紀20年代,。不過,,在那個汽車機械技術尚未成熟的年代,無人駕駛車輛的萌芽在今天看起來相當幼稚——原理就如同今天的遙控玩具車,。
當使用無線電控制車輛成為可能之后,,一種基于無線電的自動駕駛構想便逐漸出現(xiàn)在人們的視野中。在1939年的紐約世界博覽會上,,著名的工業(yè)設計師諾曼·貝爾·格迪斯(Norman Bel Geddes)聯(lián)手通用汽車展出了一個對未來城市交通的規(guī)劃設計:Futurama,。在這個未來城市中,,所有車輛都為無線電控制的電動車,,并由城市中的電磁場提供驅動電能。
進入20世紀50年代后,,美國無線電公司(Radio Corporation of America,,RCA)在實驗室中研制成功了一種利用鋪設在地面上的電線進行引導和控制的自動駕駛技術,并在1958年實現(xiàn)了全尺寸設備的成功運行,。這種技術的研發(fā)成功為人類實現(xiàn)自動駕駛這一目標提供了另一個途徑,。
當然,探索自動駕駛領域的國家并不僅限于美國,。20世紀60年代,,英國的交通道路實驗室研制出一臺基于雪鐵龍DS的引導式自動駕駛車輛,并進行了路試,。與之前的電線引導自動駕駛車輛不同,,這臺雪鐵龍DS使用鋪設在路面上的磁條進行引導,這樣可以使道路更加安全,。這臺DS在試驗道路上最高形式速度達到了130km/h,。在后續(xù)的研究中,自動駕駛車輛可以通過埋設在地表下面電纜中的信號進行巡航控制,,理論上可以提升50%的路面通行能力,,并降低40%的交通事故。然而,,這些研究在70年代中期由于經(jīng)費原因被迫停止,。
當歷史的腳步邁入80年代后,隨著機器人技術的發(fā)展,,自動駕駛技術也進入了嶄新的紀元,。1987年,奔馳與慕尼黑聯(lián)邦國防軍大學一起推出了一臺被稱為VaMoRs的自動駕駛車輛,。VaMoRs配備了兩個攝像頭,,8個16位英特爾微處理器和安裝其他傳感器與軟件的主機,可以獨自在實際街道上以63km/h的速度行駛,。
隨著計算機和機器人技術不斷發(fā)展,,它們在軍事方面的意義也逐漸顯露了出來,。如果在戰(zhàn)場上,作戰(zhàn)車輛和士兵都可以由機器人代替,,尤其是偵查,、掃雷等高危作業(yè),既可以完成對敵人的打擊,,又可以減少己方人員傷亡,,因此在1983年,美國國防部高級研究計劃局(DARPA)推出了他們的戰(zhàn)略計算機計劃,,其中也包含了一個自主地面車輛(ALV)計劃,。
1995年,奔馳推出了以W140 S級車型為基礎的改進型自動駕駛車輛,,搭載了性能更強的集成式計算機模塊,,因此提升了控制系統(tǒng)實時反應的能力。值得一提的是,,這臺車還配有一臺早期的車載導航系統(tǒng),。
與此同時,自動駕駛領域的某些技術也被應用到了主動安全和駕駛員輔助系統(tǒng)的領域中,,并且更先一步得到了量產(chǎn),。1998年,豐田在日本本土銷售的緊湊型車PROGRES被認為是全球第一臺搭載主動巡航控制(ACC)系統(tǒng)的車型,。
進入21世紀之后,,隨著計算機、地圖,、傳感及汽車電子等相關技術的飛速發(fā)展,,越來越多的機構和廠家開始介入研究自動駕駛技術,其中不但有傳統(tǒng)的車企,,更有跨界而來的互聯(lián)網(wǎng)公司,,比如大名鼎鼎的Google;此外,,自動駕駛的實現(xiàn)也不僅僅局限于某項單一技術,。在回顧了自動駕駛的歷史和往事后,接下來我們要聊的便是今天的自動駕駛技術,。
● 自動駕駛定義,、分級
我們所說的自動駕駛其實稱作無人駕駛即Autonomous vehicles或Self-piloting automobile更為恰當,它是電腦控制車輛行駛的最高級別,,其研發(fā)時間最早可以追溯至上世紀中葉,。如同其他很多事物一樣,自動駕駛實際上也有一個技術循序漸進發(fā)展的過程�,;蛘哒f,,自動駕駛也需分為不同階段。
目前,,大多數(shù)科學家,、學者以及企業(yè)認同上面的劃分方式。因此,,如果你的座駕配備了諸如自適應巡航,、車道保持等功能的話,它就可以被稱為是輛具備部分自動駕駛功能的汽車了,。然而在各家都在力推自動駕駛技術的今天,,二階甚至三階技術已經(jīng)呼之欲出,而這些來自不同廠家的自動駕駛功能其實也不盡相同,。
● 自動駕駛分類
◆ 自傳感系統(tǒng)
自上世紀80年代DARPA的ALV項目以來,,我們看到的大多數(shù)現(xiàn)代自動駕駛原型車上都布滿了傳感器,并且頭頂著一臺激光雷達,。車輛使用傳感器的探測以及激光雷達的三維立體掃描來“感知”周圍的世界,而車載控制計算機則像人類大腦一樣決定需要進行的操作,�,?梢哉f,這樣的自動駕駛系統(tǒng)使目前最為主流,、也是可行性最高的類型,。
Google自2009年就開始了他們的自動駕駛技術研發(fā),但一直在非常隱蔽的條件下進行著,,公眾鮮為人知,。事實上,Google研發(fā)自動駕駛技術的團隊中,,有相當一部分工程師曾經(jīng)為DARPA的相關項目工作,,并獲得過由美國國防部頒發(fā)的兩百萬美元獎金。由于自身有著地圖和街景這樣先天的優(yōu)勢,,Google自動駕駛車輛使用一臺由Velodyne公司提供的64位三維激光雷達將周圍環(huán)境繪制成一幅3D地圖,,并與Google的高精度地圖相結合,利用計算機以及云端網(wǎng)絡進行大數(shù)據(jù)處理,,最終實現(xiàn)自動駕駛功能,。
Google算得上是最早跨界進行自動駕駛汽車研發(fā)的互聯(lián)網(wǎng)公司,,同時依托著自己獨有的地圖和大數(shù)據(jù)計算資源,,在這一領域具有領先的優(yōu)勢。不過,Google是否真的會自己生產(chǎn)汽車呢,?一種觀點認為,,汽車生產(chǎn)行業(yè)的平均利潤率僅有10%左右,大大低于Google所在的互聯(lián)網(wǎng)行業(yè),,因此Google沒有必要自己生產(chǎn)汽車的必要,,而與現(xiàn)有的車企進行合作看起來更加明智;而另一種觀點則認為,,盡管Google不太可能自建一家汽車公司,,但卻肯定可以買下一家。別忘了,,2010年,,吉利只花了18億美元就買下了沃爾沃�,?紤]到Google曾耗資125億美元買下了摩托羅拉移動,,18億美元這樣的價格再翻十倍又能怎樣?
- 傳統(tǒng)汽車企業(yè)
作為汽車的發(fā)明者,,奔馳并不會因為悠久的歷史而固步自封,,相反,在技術的創(chuàng)新方面奔馳也一直走在世界的前列,。我們之前在回顧歷史時已經(jīng)看到奔馳在上世紀80/90年代對于自動駕駛技術的探索,,如今面對咄咄逼人的IT業(yè)巨頭進軍汽車行業(yè),百年奔馳不會自甘人后,。
2013年8月,,一輛奔馳新S級從斯圖加特開到了法蘭克福,參加法蘭克福國際車展,。除了車身上的“INTELLIGENT DRIVE”字樣,,它與現(xiàn)場的其它新S級并無太大區(qū)別。盡管并不是非常起眼,,但它的存在意義很有可能與卡爾·本茨發(fā)明汽車的意義同樣重大,。
奔馳表示,S 500 INTELLIGENT DRIVE車型上的自動駕駛技術已經(jīng)趨于成熟,,而決定是否量產(chǎn)則需要取決于市場和政策等多方面原因,。但奔馳對自動駕駛的探索并不僅限于此,在2015 CES展上,,奔馳又推出了基于現(xiàn)有自動駕駛技術和氫動力概念的新能源自動駕駛概念車F 015,。
與Google自動駕駛車輛類似,,奔馳的自動駕駛技術同樣采用了自傳感的方式,,對于路面障礙的偵測完全來自車輛自身的傳感裝置。不過,奔馳使用了更加成熟的攝像頭組合代替了激光雷達,,因此在成本上更容易進行控制,,同時也不會破壞現(xiàn)有車輛的外觀質感。除奔馳以外,,其它傳統(tǒng)汽車廠家在近些年也紛紛行動起來,,推出自己的自傳感式自動駕駛系統(tǒng)。
相關閱讀:『解放雙手不是夢,?體驗沃爾沃自動駕駛』
總體來說,自傳感式(目前并沒有公認的分類標準,,因此我們在這里姑且使用這樣稱謂)自動駕駛技術是目前主流的自動駕駛解決方案,,由于車輛自己可以完全做到對周圍環(huán)境的感知以及對駕駛行為進行判斷和實施,因此除以上的幾個例子,,也是很多其它廠商青睞的發(fā)展方向,。
◆ V2X技術
與自傳感式自動駕駛系統(tǒng)偏向于單獨個體車輛不同,V2X技術面向的是未來交通運輸領域,,它使得車與車,、車與基站、基站與基站之間都能夠進行通信,,從而獲得實時路況,、道路信息和行人信息等一系列交通信息,提高駕駛安全性,,理論上可以降低79%的交通事故。此外,,同時減少擁堵,,提升道路通行效率也是V2X技術的優(yōu)勢所在。
本田在2013本田技術大會上展示出了他們最新的應用了V2X技術,,配合車載傳感器和高精度地圖打造的應用于未來智能交通環(huán)境的自動駕駛系統(tǒng),。這套自動駕駛系統(tǒng)可以接收道路上車輛以及道路信標的信息,同時也可以通過V2X技術偵測到視線之外車輛,、行人以及摩托車,。
在2014年,通用雪佛蘭也展示了其前瞻性電動聯(lián)網(wǎng)車型EN-V 2.0,,其最重點的地方是可以通過V2X技術以及自身的雷達和傳感器,,實現(xiàn)自動駕駛、自動泊車/取車,、自動避讓,、城市交通擁堵狀況近距離跟車、避免路口側面來車碰撞以及避免行人碰撞等功能。
總體來說,,以V2X通信技術為主要核心的智能交通技術旨在利用實時傳遞的信息來指導車輛進行安全行駛,,對于提升道路的通行效率更為有利。不過,,V2X技術實現(xiàn)的最大障礙并不在于技術,,而是基礎設施的建設(基站、信標等)以及終端設備的推廣,。只有所有交通參與者都使用了采用V2X技術的車輛以及終端設備,,才能發(fā)揮整個智能交通系統(tǒng)的最大作用。
● 中國品牌在自動駕駛領域的發(fā)展現(xiàn)狀
在發(fā)展中的中國品牌顯然也意識到了發(fā)展自動駕駛技術的必要性,。2015上海車展前,,一汽集團發(fā)表了其自動駕駛技術的發(fā)展戰(zhàn)略以及階段性成果,通過與復旦大學進行技術合作,,一汽集團目前已經(jīng)擁有了可進行城市/高速路況自動駕駛,、自動泊車/取車功能的自動駕駛技術,只是商品化尚需時日,。
隨著近些年自身實力的不斷增強,,以及對研發(fā)方面越發(fā)重視,中國品牌與老牌車企在技術方面的差距也在不斷拉近,,我們也有理由相信,,在不久的將來,擁有自主知識產(chǎn)權的中國品牌自動駕駛車輛將會行駛在中國的道路上,。
● 誰將成為贏家?
通過盤點各家的自動駕駛技術我們不難發(fā)現(xiàn),,現(xiàn)今不論哪種自動駕駛系統(tǒng)都離不開隨著雷達,、攝像頭、地圖技術與軟件等上游技術,。因此,,隨著自動駕駛的熱潮愈演愈烈,加入研制自動駕駛車輛的公司越來越多,,這些上游技術的供應商將會成為汽車自動化趨勢的大贏家,。
可以說,不論最終誰家的自動駕駛車輛會在未來搶得先機,,上游供應商都將獲得非常豐厚的利潤,。盡管現(xiàn)在來看,對于像博世,、大陸這樣的零部件巨頭來說,,自動駕駛相關及ADAS系統(tǒng)的銷售額還僅僅是總體的一小部分,,但各家大佬對于這個市場的增速和前景都十分看好。
● 自動駕駛還存在著那些阻礙,?
自動駕駛技術已經(jīng)接近成熟,,世界各地不斷出現(xiàn)的路試車輛也表明,自動駕駛車輛正在逐漸走向量產(chǎn),。不過在一些交通秩序和駕駛員素質比較差的地區(qū),,自動駕駛系統(tǒng)面對過于頻繁和近距離的并線、加塞是否可以迅速采取有效措施,,同時是否能夠保持乘坐舒適性,,這是人們普遍擔心的問題。此外,,有多少人能夠接受自動駕駛技術,,并且購買一輛具備該功能的汽車呢?對此,,相關機構對于德國與中國的民眾進行了抽樣調查,,結果如下:
從這個調查中我們可以感受到那些信息呢?對此我的解讀是:也許是道路過于擁堵,,很多居住在城市中的中國居民已經(jīng)很難享受到駕駛樂趣,,開車上路既辛苦又浪費時間,因此中國的司機更希望能有一臺自動駕駛車輛解放他們的雙手雙腳和緊張的神經(jīng),;而在交通條件較好的德國,,開車上路更容易獲得駕駛的樂趣,因此大家不太喜歡自動駕駛,。你對此怎么看呢,?
那些不喜歡自動駕駛的聲音不僅來自于消費者,一些廠家也公開表示對于全自動駕駛的車輛“不感冒”,。豐田和馬自達就認為,,不應該剝奪駕駛者享受駕駛樂趣的權利,因此盡管會在主動安全和ADAS領域加大投入,,但并不會考慮研制像F 015那樣高度自動化的車型。
此外,,在政策法規(guī)方面,,自動駕駛也面臨著一定的障礙,同時在事故后的責任界定方面,,也牽動著保險業(yè)的神經(jīng),。因此,盡管美,、英,、法等國家在一些特定的區(qū)域為自動駕駛車輛開了綠燈,,但真正能讓它們合法上路的地方依然不多。
總結:對自動駕駛的展望
回顧歷史,,人類為了夢想踏上了自動駕駛的探索之路,,一路走來到今天,自動駕駛技術已經(jīng)不再是科幻文學中的專利了,。通過對科技水平的不斷提升,,我們也離當初的夢想越來越近。不過,,盡管如此,,自動駕駛系統(tǒng)想要走入尋常百姓家,還需要進化得更小,、更快,,同時也要更便宜。想要實現(xiàn)這個目標,,還需要有更多的人,、更多的企業(yè)加入到這項事業(yè)之中。如果你問我是否能夠接受自動駕駛車輛,,我想我肯定不愿意放棄手握方向盤的權利,,但我也一定不會拒絕在北京的早高峰時間坐在車里看著車流吃著早點,精神飽滿地去迎接新的一天,。(文/圖 汽車之家 張戈)
相關閱讀:
單攝像頭系統(tǒng) 麥格納自動駕駛技術體驗
http://zphnet8.com/tech/201503/863654.html
好評理由:
差評理由: