在现代社会中,地面交通出行与我们每个人的日常生活密切相关。在当前城市道路日益复杂的情况下,如何保证交通出行的安全和便捷,以及让乘坐者有更舒适的出行体验,是国内外社会大众和相关领域的科技工作者共同关注的热点问题。
最近几年,随着谷歌、特斯拉、百度等国内外科技巨头切入到自动驾驶市场,“自动驾驶”获得了前所未有的市场关注度,不仅成为了资本的宠儿,而且获得了来自政府的强力支持。
自动驾驶能够给我们带来什么呢?
第一:安全
据世界卫生组织统计,全球每年有超过120万人在交通事故中死亡,在中美两国,交通事故死亡均可排在死亡原因的前五名。而自动驾驶汽车不会像人一样冲动、紧张、分心,那些因为危险驾驶、误操作、开斗气车或突发疾病导致的交通事故将不复存在。有调查机构预测,自动驾驶技术能让交通事故降低至少70%。
第二:环境
自动驾驶汽车能缓解交通拥堵,而交通信号灯或将成为历史。没有拥堵的行车环境,将能够极大减少因汽车尾气排放而带来的空气污染,在为人们节约出行时间的同时,改善了城市环境,提升了人们的生活质量。
第三:经济
有机构认为,L4级的自动驾驶汽车在2021年就能进入市场,这能带来20多万亿人民币的社会效益,并能改进乘车体验和交通行业的生态系统。此外,坐在自动驾驶汽车上,人们将有更多的时间用于工作,能提高生产力,在全球每天能节省10亿小时,每年能创造5.6万亿美元的价值。
第四:技术
在研发自动驾驶汽车的过程中,将会催生多种技术的跨域式进步,如摄像头与机器视觉、雷达、人工智能领域的各种技术以及低时延高可靠的车联网V2X技术等,而这些技术,将会进一步带动其它各行各业的技术进步,并提升全社会的科技发展水平。
自动驾驶涉及到哪些技术?
1.摄像头与计算机视觉
摄像头是自动驾驶环境下一种非常重要的感知设备,它可以识别颜色和字体,检测道路标志、交通信号灯和街道标记。自动驾驶感知系统基于计算机视觉技术来检测物体和信号,以此处理从摄像头提取的数据,识别车道边界的具体细节(如线条颜色和图案等),从而辅助车辆,在复杂的交通场景下实现安全的、与人类驾驶行为类似的自主驾驶。
2.雷达与环境感知
雷达是目前自动驾驶技术中最为核心的零部件,而毫米波雷达和激光雷达各有优势。毫米波雷达穿透能力强、发射速度快、发射距离远、成本低;激光雷达对中远距离物体判断的精度和准确性高,可以为车辆带来超强感知。
3.定位与路径规划
自动驾驶对于定位的精度要求极高,这也是它执行所有驾驶策略和进行路径规划的依据。汽车在自动行驶状态下,会将车辆的位置信息、其传感器感知到的周围环境信息、以及存储在车辆中的HD地图进行比较,帮助汽车判断路面的复杂情况,以做出相应的控制或循迹行驶。
4.车辆控制
车辆控制平台涉及车辆的各种控制系统。包括对油门、制动设备、转向设备和灯光等的控制,以实现对车辆启停、车速、转向的控制。此外,还包括对驾驶员行为的模拟和车辆动力学的分析,以实现对车辆稳定性的控制。
5.车联网V2X
车联网V2X,就是车辆与一切可能影响车辆的实体之间,通过无线通信的方式来完成感知和信息交互。车辆通过通信信道彼此共享信息,监测隐藏的威胁,扩大自动驾驶感知范围,从而进一步提升自动驾驶的安全、效率和舒适性。5G会成为车联网V2X取得突破的基础。
关于自动驾驶的分级
为了市场的规范管理和监督,美国汽车工程师协会在2014年按照自动驾驶对于汽车操纵的接管程度,评出了L0-L5共六级的自动驾驶评级:
L0级:完全没有机器辅助驾驶。
L1级:提供简单的机械性驾驶支援。初步的自动驾驶包括定速巡航、紧急制动、倒车雷达等简单技术。
L2级:较为高级的驾驶支援的技术。接管了人类部分感知功能,如汽车具备自适应巡航、车道保持、自动变道、自动泊车等高级功能。
L3级:驾驶模式的质变,实现有条件的自动驾驶。机器已经可以完全识别出路况、信号灯、路标和障碍物等,并能够由机器自动计算、处理、并做出车辆控制,但人仍然需要对机器状况进行实时监控,避免机器出现意外状况。
L4级:驾驶员常规状况下基本不再需要对系统做出监控操作,多数情况下系统能独自应付,进行长时间无人干预的自动驾驶,只有在极端状况下,才需要由人对系统发出指令。
L5级:自动驾驶的终极形态。机器的驾驶能力将远超人类,可以应对任何极端状况,人类不再需要对车辆给出任何多余的指令。
关于自动驾驶的应用前景
在自动驾驶正式民用前,大量功能相对单一、路况相对简单、或不太适用于人工驾驶的商用领域,将会优先实现自动驾驶。而商用领域自动驾驶的实现,也将会对市场进行教育,带动民用自动驾驶的逐渐普及。
1.物流配送:我国物流领域是一个体量巨大的市场,无人驾驶技术势必能够提升长距离公路输送的效率,此外,对于大型仓储配送企业,无论内部分拣还是外部配送,其效率都能得到质的提升。
2.特殊领域:如工业的危险作业车辆、农业的收割播种车辆、建筑工地的工程车辆、城市日常道路作业特种车辆等,无人驾驶应用都大有可为。
3.公共交通:包括如景区、机场的摆渡车,以及日常居民出行的公交、大巴等,基本都在固定路线上进行运营,这都是可能先行实现自动驾驶的商业应用场景。
每一次改变,最不缺的就是质疑。巨大的投入,再加上短时间内难以走出试验场,实现商业化运营的现状,自动驾驶技术必然会招致很多人的质疑。但我们也应该清醒地意识到,发明自动驾驶汽车,其难度不亚于一百多年前发明汽车,其意义也同样不亚于发明汽车。我们这一代人,能够和百年之前见证汽车取代马车的先辈们一样,见证人类科技发展的又一次百年一遇的里程碑式的壮举,实在是一件幸事!
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