關(guān)于自動(dòng)駕駛的全面解析

自動(dòng)駕駛汽車(chē)(Autonomous vehicles;Self-piloting automobile )又稱(chēng)無(wú)人駕駛汽車(chē)、電腦駕駛汽車(chē)、或輪式移動(dòng)機(jī)器人，是一種通過(guò)電腦系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛的智能汽車(chē)。自動(dòng)駕駛汽車(chē)技術(shù)的研發(fā)，在20世紀(jì)也已經(jīng)有數(shù)十年的歷史，于21世紀(jì)初呈現(xiàn)出接近實(shí)用化的趨勢(shì)。預(yù)計(jì)于2015年至2017年進(jìn)入市場(chǎng)銷(xiāo)售。自動(dòng)駕駛汽車(chē)依靠人工智能、視覺(jué)計(jì)算、雷達(dá)、監(jiān)控裝置和全球定位系統(tǒng)協(xié)同合作，讓電腦可以在沒(méi)有任何人類(lèi)主動(dòng)的操作下，自動(dòng)安全地操作機(jī)動(dòng)車(chē)輛。下面就隨汽車(chē)電子小編一起來(lái)了解一下相關(guān)內(nèi)容吧。

1.自動(dòng)駕駛的分級(jí)

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不同組織對(duì)自動(dòng)駕駛的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)各有不同：美國(guó)國(guó)家公路交通安全管理局(NHTSA)把自動(dòng)駕駛分為五個(gè)級(jí)別，而國(guó)際自動(dòng)機(jī)械工程師學(xué)會(huì)(SAE)的標(biāo)準(zhǔn)分為L(zhǎng)0~L5共六個(gè)級(jí)別，兩者的L0、L1、L2的分類(lèi)都是相同的，不同之處在于NHTSA的L4被 SAE 細(xì)分為L(zhǎng)4和L5。國(guó)內(nèi)采用SAE標(biāo)準(zhǔn)較多。

L0：完全人類(lèi)駕駛。

L1：輔助駕駛，增加了預(yù)警提示類(lèi)的ADAS功能，包括車(chē)道偏離預(yù)警(LDW)，前撞預(yù)警(FCW)，盲點(diǎn)檢測(cè)(BSD)等。

L2：部分自動(dòng)駕駛，具備了干預(yù)輔助類(lèi)的ADAS功能，包括自適應(yīng)巡航(ACC)，緊急自動(dòng)剎車(chē)(AEB)，車(chē)道保持輔助(LKA)等。

L3：有條件自動(dòng)駕駛，具備了綜合干預(yù)輔助類(lèi)功能，包括自動(dòng)加速、自動(dòng)剎車(chē)、自動(dòng)轉(zhuǎn)向等。

從L2到L3發(fā)生了本質(zhì)的變化，L2及以下還是由人來(lái)觀測(cè)駕駛環(huán)境，需要駕駛座上有駕駛員，遇到緊急情況下直接進(jìn)行接管;L3級(jí)及以上則由機(jī)器來(lái)觀測(cè)駕駛環(huán)境，人類(lèi)駕駛員不需要坐在駕駛座上手握方向盤(pán)，只需要在車(chē)內(nèi)或車(chē)外留有監(jiān)控計(jì)算機(jī)即可，緊急情況下通過(guò)計(jì)算機(jī)操作進(jìn)行認(rèn)知判別干預(yù)。

L4：高度自動(dòng)駕駛，沒(méi)有任何人類(lèi)駕駛員，可以無(wú)方向盤(pán)、油門(mén)、剎車(chē)踏板，但限定區(qū)域(如園區(qū)、景區(qū)內(nèi))，或限定環(huán)境條件(如雨雪天、夜晚不能開(kāi))。

L5：完全自動(dòng)駕駛，是真正的無(wú)人駕駛階段，司機(jī)位置無(wú)人，也沒(méi)有人的車(chē)內(nèi)或車(chē)外的認(rèn)知判別干預(yù);無(wú)方向盤(pán)和油門(mén)、剎車(chē)踏板;全區(qū)域、全功能。

現(xiàn)在有很多公司可以實(shí)現(xiàn)在特定園區(qū)內(nèi)的無(wú)人駕駛，宣稱(chēng)已經(jīng)達(dá)到了L4級(jí)別，那么是不是現(xiàn)階段的無(wú)人駕駛技術(shù)水平真的有那么高了呢?這個(gè)是有一定迷惑性的。在封閉環(huán)境內(nèi)固定路線L4級(jí)別的無(wú)人駕駛，和北京城區(qū)內(nèi)L2級(jí)別的自動(dòng)駕駛，哪個(gè)技術(shù)難度更高呢?想必不言而喻。所以是不是L4就一定比L2、L3先進(jìn)，一定要具體看自動(dòng)行駛的區(qū)域(封閉、開(kāi)放;區(qū)域大小、復(fù)雜程度)、功能，以及環(huán)境條件(氣候、時(shí)間段)。

2.自動(dòng)駕駛的實(shí)現(xiàn)路徑

自動(dòng)駕駛風(fēng)口來(lái)襲，科技公司、初創(chuàng)企業(yè)、新興電動(dòng)車(chē)企、傳統(tǒng)車(chē)企、一級(jí)供應(yīng)商爭(zhēng)相涌入，各顯神通。目前主要有兩條典型的技術(shù)路徑：一是以跨界科技企業(yè)、初創(chuàng)企業(yè)為代表的一步到位型，跨過(guò)中間級(jí)別，直指L4和L5級(jí)無(wú)人駕駛，先不考慮成本，等技術(shù)方案成熟后成本下降，再大規(guī)模商業(yè)化。還有一類(lèi)是以傳統(tǒng)車(chē)企、Tier1為代表的循序漸進(jìn)型，它們?cè)诳山邮艿某杀緝?nèi)推動(dòng)輔助駕駛功能的商用化，然后隨著ADAS功能的完善和升級(jí)，逐漸過(guò)渡到無(wú)人駕駛。

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第一條路徑的問(wèn)題在于科技企業(yè)沒(méi)有量產(chǎn)車(chē)的能力，靠測(cè)試車(chē)收集的數(shù)據(jù)量自然沒(méi)有每輛車(chē)都安裝ADAS系統(tǒng)那么多;而第二條路徑的問(wèn)題在于各項(xiàng)ADAS功能的拼接，是否能組成一個(gè)完整的無(wú)人駕駛系統(tǒng)。

科技公司的強(qiáng)項(xiàng)在人工智能技術(shù)優(yōu)勢(shì)，但是在汽車(chē)工程上缺乏經(jīng)驗(yàn)。造車(chē)的門(mén)檻很高，傳統(tǒng)車(chē)企保有全產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢(shì)，產(chǎn)品安全可靠性更高，且消費(fèi)者對(duì)其品牌認(rèn)可度較高，汽車(chē)產(chǎn)業(yè)不會(huì)被科技公司完全顛覆。傳統(tǒng)車(chē)企擁有豐富的整車(chē)經(jīng)驗(yàn)和完善的后市場(chǎng)，但隨著電動(dòng)車(chē)和自動(dòng)駕駛大潮的來(lái)臨，傳統(tǒng)車(chē)企的危機(jī)感很強(qiáng)，生怕淪為代工廠。自動(dòng)駕駛的研發(fā)基本都是基于新能源汽車(chē)平臺(tái)，繞開(kāi)發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱等壁壘，采用電動(dòng)車(chē)的電機(jī)、電池、電控核心系統(tǒng)，動(dòng)搖了傳統(tǒng)車(chē)企在“動(dòng)力總成”的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。兩大陣營(yíng)各有優(yōu)劣勢(shì)，互相不可替代，目前越來(lái)越多地以合作和投資的形式走向開(kāi)放聯(lián)姻。

3.自動(dòng)駕駛系統(tǒng)概覽

自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的三個(gè)層級(jí)

自動(dòng)駕駛系統(tǒng)分為三個(gè)層級(jí)：感知層，決策層，執(zhí)行層。

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感知層

感知層用來(lái)完成對(duì)車(chē)輛周?chē)h(huán)境的感知識(shí)別。自動(dòng)駕駛用到了各種各樣的傳感器，包括：攝像頭、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)、超聲波雷達(dá)、紅外夜視，以及用于定位和導(dǎo)航的GPS(全球定位系統(tǒng))和IMU(慣性測(cè)量單元)。還有一類(lèi)技術(shù)雖然不是主動(dòng)式的探測(cè)元件，但是屬于協(xié)同式的全局?jǐn)?shù)據(jù)輔助，可以擴(kuò)展智能車(chē)的環(huán)境感知能力，在感知層同樣扮演著不可或缺的角色，包括高精度地圖、V2X車(chē)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。每種類(lèi)型的感知技術(shù)都有自己的優(yōu)勢(shì)和弊端，它們相互補(bǔ)充融合，最終使智能車(chē)達(dá)到駕駛場(chǎng)景下非常高的安全性要求。國(guó)內(nèi)企業(yè)在這一層做文章的非常多，后續(xù)小研會(huì)專(zhuān)門(mén)寫(xiě)一篇文章解析自動(dòng)駕駛傳感器的技術(shù)路線，欲知詳情請(qǐng)聽(tīng)下回分解。

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決策層

決策層是人工智能真正發(fā)揮威力的部分，和人類(lèi)駕駛員一樣，機(jī)器在做駕駛決策時(shí)需要回答幾個(gè)問(wèn)題，我在哪里?周邊環(huán)境如何?接下來(lái)會(huì)發(fā)生什么?我該做什么?決策層具體來(lái)說(shuō)分為兩步，第一步認(rèn)知理解，根據(jù)感知層收集的信息，對(duì)車(chē)輛自身的精確定位，對(duì)車(chē)輛周?chē)沫h(huán)境的準(zhǔn)確理解，第二步?jīng)Q策規(guī)劃，包含對(duì)接下來(lái)可能發(fā)生情況的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，對(duì)下一步行動(dòng)的準(zhǔn)確判斷和規(guī)劃，選擇合理的路徑達(dá)到目標(biāo)。