無人駕駛無疑是2017年最吸引眼球的黑科技,無論是互聯(lián)網(wǎng)公司 Google、百度,還是特斯拉、傳統(tǒng)的汽車廠商奔馳、沃爾沃都是扭足了勁在做這件事。近日,李彥宏乘坐公司研發(fā)的無人駕駛汽車,前往2017百度AI開發(fā)者大會,可謂賺足了媒體的眼球,使得無人駕駛成為了茶間熱議的話題。
在我們談?wù)摕o人駕駛時,經(jīng)常會將“無人駕駛”、“自動駕駛”以及“駕駛輔助”三個詞混淆,認(rèn)為三者之間是可替代的關(guān)系。其實不然,它們分別代表了不同級別的自動駕駛技術(shù)。美國汽車工程師協(xié)會將自動駕駛技術(shù)進(jìn)行了分級(如下圖),這是目前國際公認(rèn)的術(shù)語界定。
L0屬于傳統(tǒng)駕駛,L1和L2屬于駕駛輔助,L3-L5屬于自動駕駛,L5的自動駕駛技術(shù)等級也稱為“無人駕駛”。因此,按照自動駕駛技術(shù)等級劃分,駕駛輔助<自動駕駛<無人駕駛。
駕駛輔助技術(shù)當(dāng)前已經(jīng)在量產(chǎn)車上部署,通常稱為高級駕駛輔助系統(tǒng)(Advanced Driver Assistant Systems,簡稱ADAS)。
ADAS是利用安裝在車上的各式各樣傳感器,在汽車行駛過程中隨時來感應(yīng)周圍的環(huán)境,收集數(shù)據(jù),進(jìn)行靜態(tài)、動態(tài)物體的辨識、偵測與追蹤,并結(jié)合導(dǎo)航儀地圖數(shù)據(jù),進(jìn)行系統(tǒng)的運(yùn)算與分析,從而預(yù)先讓駕駛者察覺到可能發(fā)生的危險,有效增加汽車駕駛的舒適性和安全性。初級的ADAS以被動式報警為主,當(dāng)車輛檢測到潛在危險時, 會發(fā)出警報提醒駕車者注意異常的車輛或道路情況。對于最新的ADAS 技術(shù)來說,主動式干預(yù)已較為普遍。
駕駛輔助技術(shù)處于自動駕駛技術(shù)等級的L1和L2,L1階段車輛開始介入制動與轉(zhuǎn)向其中一項控制,分擔(dān)駕駛員的工作,主要有自適應(yīng)巡航(ACC,Adaptive Cruise Control)、車道保持功能(LKA,Lane Keep Assist)緊急制動剎車(AEB,Automatic Emergency Braking)等功能。L2階段車輛開始接管縱向與橫向的多個控制,駕駛操作由系統(tǒng)完成,但司機(jī)注意力仍然要保持駕車狀態(tài),以便隨時接管車輛。與L1的不同在于,橫向和縱向系統(tǒng)需要進(jìn)行融合。
盡管L2與L1相比,駕駛操作的主體由人變成了系統(tǒng),但負(fù)責(zé)周邊監(jiān)控的主體都是人。然而,恰恰負(fù)責(zé)周邊監(jiān)控的主體是人還是無人駕駛系統(tǒng),是高級駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)向自動駕駛過渡的核心標(biāo)志。
自動駕駛相比于駕駛輔助,對技術(shù)和車輛性能要求更嚴(yán)格,主要體現(xiàn)在以下3個方面。
首先,需要更好的目標(biāo)識別算法
剛才我們介紹到,ADAS主要作用在于被動式報警,它有一個很重要的衡量指標(biāo),那就是“誤報率”,“誤報率”如果高,大家就把這么一套系統(tǒng)關(guān)掉了。
“誤報率”這一指標(biāo),也是衡量自動駕駛技術(shù)的重要考量,要不然會很麻煩,也不安全,比如自動駕駛里面有一個AEB(自主緊急制動),如果老是誤剎,會對車輛的安全造成威脅。另外,相對于誤報率,漏報率可能并不是駕駛輔助(ADAS)中最重要的一個指標(biāo),但當(dāng)系統(tǒng)從“駕駛輔助”變成“自動駕駛”之后,漏報率必須要降低為零。因為出現(xiàn)一起漏報,可能就會車毀人亡。所以這些都需要有更好的目標(biāo)識別算法和多傳感器的融合。
其次,規(guī)劃和控制
在自動駕駛中,系統(tǒng)不能僅僅是警告,還需要加入規(guī)劃和控制。這個是從駕駛輔助到自動駕駛需要做的。
再次,視覺和雷達(dá)的融合要進(jìn)一步提升
不就前,特斯拉的輔助駕駛發(fā)生了一起車禍——撞上了一輛橫著的拖車。出現(xiàn)這種情況,就說明了視覺和雷達(dá)的重要性。首先特斯拉Autopilot用的車輛識別技術(shù)還比較原始。它基本上看本車道或者是相鄰車道的車屁股。車屁股有非常明顯的特征,車屁股下有陰影,有車燈,車是一個對稱的幾何體。這些特征使得它在夜晚也能比較清晰的識別出來。但是在這次事故中,特斯拉撞上了一輛橫著的車。這個車的色彩很難跟背景區(qū)分開來。所以視覺這一塊實際上是需要進(jìn)一步提升的。
在這起車禍中,為什么雷達(dá)沒有探測到那輛拖車呢?特斯拉方面的回應(yīng)是,雷達(dá)確實探測到了這輛車,但是把它歸類成為了橫跨馬路的道路標(biāo)志。從普通的雷達(dá)算法的角度上說,它是希望在靠近的時候能夠做出更準(zhǔn)確的判斷。但是很可惜,這個拖車的底盤非常高,而雷達(dá)安裝的位置比較低,所以靠近的時候并沒有被發(fā)現(xiàn)。實際上更早的時候也出現(xiàn)過特斯拉的雷達(dá)沒有判斷出前面較高底盤的車的情況。所以,雷達(dá)和視覺方面也需要提升才能更好的去做自動駕駛。
可喜的是,隨著硬件和算法的發(fā)展,上述問題正在逐一得到改善?;谏疃葘W(xué)習(xí)的目標(biāo)識別算法能夠大大提升目標(biāo)識別的精確度,但是深度學(xué)習(xí)還不夠,因為在目前基于深度學(xué)習(xí)的識別中,前車需要露出1/3才能夠識別出來。既然深度學(xué)習(xí)不夠用,硬件能否彌補(bǔ)呢?恰好,視覺雷達(dá)就能夠填補(bǔ)它的缺點。相信深度學(xué)習(xí)和視覺雷達(dá)相結(jié)合,能夠發(fā)揮更好的效果。
無人駕駛技術(shù)等級處于最高級,無人駕駛=完全的自動駕駛,也就是說在無人駕駛的技術(shù)等級下,開車這活完全交給了無人駕駛系統(tǒng)。無人駕駛車輛中或許只有1個啟動/關(guān)閉按鈕,當(dāng)我們每天上車,點擊“啟動”按鈕,將目的地告訴系統(tǒng),那么車子就會載著你到達(dá)你想要的目的地。至于中間行駛過程,怎么走,開多快,都是車說了算。你只需要安心在車內(nèi)睡覺或者思考問題。這聽起來是不是特別酷?
當(dāng)前谷歌的無人駕駛車沒有方向盤,也沒有油門,就一個啟動和關(guān)閉按鈕,是真正意義上的無人駕駛車,雖然功能方面還有很長的路要走;百度的無人駕駛車,嚴(yán)格意義上來說是一輛具備高級自動駕駛功能的汽車。
在目前技術(shù)水平下,實現(xiàn)無人駕駛技術(shù),還有許多工作要做,主要包括:高精度的地圖定位、強(qiáng)大的認(rèn)知算法以及軟件架構(gòu)的安全性保障,其中任意一個問題都是相當(dāng)棘手的。按照目前的技術(shù)發(fā)展,2020年后,限定場景的無人駕駛汽車會量產(chǎn),但要實現(xiàn)全天候全區(qū)域的無人駕駛,起碼十五年以后。
無人駕駛還不是最高級別的,最高級別叫“以人為本的人機(jī)協(xié)同共駕”,就好比騎士和馬的關(guān)系,后邊有人偷襲,馬先覺得不對勁,一抬后踢倒對方。以后最高級別的駕駛也是如此機(jī)智,你的車就是一個人工智能機(jī)器人。打個比方,早上一出門奔你那車,快到跟前了車門自己就開了,車還能語音打招呼:主人,今兒早啊,快上來吧。你一上車,坐好了,車就開了拉你奔單位,車還得問你:您吃早點了么?要不要路上找個地方喝碗豆腐腦,你說,行??!找一個好評比較多的。那車就幫你搜索,搜出一個五星好評的早點攤兒,就直接奔那兒了。希望我們暮年時,能夠想享受到無人駕駛帶來的豪華體驗。
從駕駛輔助到自動駕駛,面臨第一次躍遷;從自動駕駛到無人駕駛,是第二次躍遷。自動駕駛不僅僅是算法,它是一套超級復(fù)雜的系統(tǒng)工程,要考慮可靠性、安全性。不過,自動駕駛在相當(dāng)長的一段時間里面,還是統(tǒng)計上比較可靠,還可能會犯低級錯誤的技術(shù),需要業(yè)界和學(xué)術(shù)界的合作,政府和媒體的支持和寬容,使得它的技術(shù)在未來3-5年真正能實用。
(原文作者:賽氪)
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