自动驾驶:车辆发展的终极目标

本刊记者 徐晨曦

说到无人驾驶汽车,这种技术在你心目中是否还停留在科幻小说中?其实近年来无论国内外,无人驾驶技术一直在提高和完善中,互联网巨头之一的谷歌自2009年开始推进无人驾驶开发,截至去年底驾驶累计里程突破200万英里(约合321万公里);2015年5月,奔驰无人驾驶卡车上牌并开始道路测试;2015年底,百度无人车实现了城市、环路以及高速道路路况下的完全自动驾驶;今年3月,英国政府宣布将于2017年开始在高速公路上测试无人驾驶汽车,目标是到2020年让自动驾驶汽车上路行驶;同期,福特也公开了下雪天测试自动驾驶汽车的视频……

从“最干净”到“最聪明”

由于环境承载压力过大,减少甚至是消除汽车尾气排放一直是国内外汽车行业近年努力的方向,新能源汽车市场竞争也在急速加剧中。随着其技术不断成熟,相关基础设施不断完善,在汽车的绿色化已成板上钉钉的趋势下的同时,汽车行业又把目标转向了智能化方向。各大厂商也开始为从谁能造出“最干净”到谁能造出“最聪明”的汽车而竞争。

“近年来,全球主要汽车企业在技术研发和示范运营方面的投入力度持续加大,并且随着一些互联网企业的加入而呈现出加速发展的趋势,自动驾驶系统将逐渐成为高端车型的标配,预计2016年,全球汽车产业在自动驾驶方面的投入将增至1600亿美元。可以说2016年是自动驾驶技术的元年。”赛迪顾问汽车产业研究中心分析师杨婷婷对本刊记者如此表示。有业内人士将2014年看作中国新能源汽车元年,仅两年之后,自动驾驶技术已被视为其发展的元年。

自动驾驶技术被看作是通向未来汽车的大门,这从众多科幻小说和影视中可见一斑,是人类对于未来出行方式愿景的表现。

汽车要想自动驾驶,第一步就必须具备与人类一样的形状识别能力,从而掌握周围的情况。在电脑上,通过谷歌识图,可以在云端寻找类似图片,依托于这样的技术,所以谷歌目前可以在无人驾驶领域“一马当先”。去年底,我国的百度无人驾驶汽车也实现了城市、环路以及高速道路路况下的完全自动驾驶,其技术核心包括高精度地图、定位、感知、智能决策与控制四大模块,未来百度打算与第三方汽车厂商合作制造无人驾驶汽车。

“未来互联网企业与汽车制造企业之间的合作肯定将成为常态化。”国际自动机工程师学会(SAE International)中国区总经理徐秉良对本刊记者表示,“由于互联网企业在近年智能手机的爆发式增长下积累了丰富经验,在智能系统领域有巨大的优势。但传统汽车制造企业在汽车生产制造工艺、设计方面有着互联网公司无法达到的高度。”

无人驾驶是终极目标

今年全国两会上,百度公司CEO李彦宏提出加快制定和完善无人驾驶汽车相关政策法规,抢占产业发展制高点。吉利集团董事长李书福则呼吁自动驾驶给中国汽车行业的发展带来了新的挑战和机遇,尽早进行立法预案刻不容缓。

对于尽快开展法律法规建设,这两位业内“大咖”都提出了类似的观点,但其中也有不同。最明显的莫过于一位提出的是“无人驾驶”,而另一位提出的是“自动驾驶”。“无人驾驶”、“自动驾驶”究竟是一回事还是两个概念?

无人驾驶是自动驾驶的发展方向,在杨婷婷看来,“自动驾驶和无人驾驶的智能化程度不同,认知主体也不一样。自动驾驶更多的是一套辅助驾驶系统,驾驶的主体还是人,驾驶员在驾驶过程中可以随意切换人为驾驶和自动驾驶系统;无人驾驶是完全通过汽车搭载的摄像机、雷达传感器和激光测距仪来‘观察’其他车辆,并使用详细的地图(地图需要事先通过手动驾驶车辆收集而来)来进行导航,甚至在车内看不到方向盘、油门、刹车等传统汽车必不可少的配件,而是用软件和传感器取代。”

“无人驾驶完全是依据事先规划好路线由汽车系统自动驾驶,人员仅仅是乘客,无法驾驶车辆。”徐秉良对本刊记者说,“自动驾驶更可以被形容为辅助驾驶,初衷是为人省力,在传统的汽车上增加自动驾驶功能,驾驶员不仅可以使用自动驾驶的功能,也可自己开车驾驶,例如当前Tesla和沃尔沃采用的辅助驾驶系统,在一定程度上解放了驾驶员的双手。”

徐秉良介绍,国际自动机工程师学会将车辆的自动化划分为6等,分别为0级为无自动化车辆,1级为驾驶员辅助,2级为自动驾驶车辆,3级为有条件自动化车辆,4级为高度自动化车辆,5级为完全自动化车辆。“根据SAE J3016的标准,从第4级到第5级,即车辆在高度自动化以上,至于叫‘自动驾驶’亦或是‘无人驾驶’并不重要,这是自动驾驶的终极目标。”他说。

离我们还有多远

除了高精度地图和车辆感知系统技术的成熟,自动驾驶汽车在走进千家万户之前还有不少工作需要做到。

“现阶段国内先进传感器技术、环境感知技术与国外还存在较大差距,一些企业推出的智能汽车还不能适应较复杂的场景。”杨婷婷进一步说,“车联网V2X技术及更高层次的智能驾驶技术与美国、日本、欧盟等汽车发达国家和地区差距甚大。尤其是,我国的车载终端的技术长期定位在娱乐、导航、安防、信息服务等领域,在更高层次的智能网络建设、车内网与交通控制系统的数据互通方面还需突破。”

同样在徐秉良看来,“保证安全行驶是自动驾驶技术的关键节点,目前不管是无人驾驶还是自动驾驶,主要是运用各种传感器识别周围的环境来规避驾驶安全的风险,但是下一步的发展将会和V2X、V2V车联网结合发展,进一步降低车祸的可能性。而V2X则可能需要大量的基础设施支持,以保证车与车之间、车与路网控制中心之间等产生更多交流与互动。”

在自动驾驶汽车的开发过程中,亟需解决的关键问题之一就在于车辆的自动安全运行是否需要车对车(V2V)通讯及其应用技术,以及车对基站(V2I)通讯。以上两个技术统称为车对外界的信息交换技术(V2X)。V2X也可以形象地被形容为机器之间的眼神交流。

若要达成机器之间顺畅的眼神交流,一个高效的网络系统不可或缺。当前正在快速普及的4G网络已经可以提供很高的带宽,但是高速行驶的汽车对数据连接的要求不仅是高带宽,还要有足够低的延迟。目前的4G技术可以在用户较少的时候提供不错的响应速度,但是一旦基站附近的连接过多,每个用户的延迟也会明显增大。而传输速率可达10Gbps(相当于4G网络速率的100倍)的5G网络所提供的快速响应速度,可以协助自动驾驶汽车,既能让汽车在经过道路交叉口的时候跟中央控制器交流,并能跟来往的车辆相互通信。

另外,网络安全对于汽车行业早已不是什么新的威胁,无论是针对汽车的直接或间接供给都会给自动驾驶汽车带来严重危害,各大整车厂一直也在致力于找出各种威胁的存在形式,寻求可行的防御策略。

除了相关的技术问题,自动驾驶汽车还需要完备的法律政策支持才能正式上路。徐秉良说:“目前在道路法律法规需要厘清的问题就是,一旦自动驾驶的车辆发生车祸,是由驾驶员负责,还是说由车企负责?特别是在没有达到SAE J3016标准第5级即完全自动驾驶的情况下,无法厘理权责,这是在立法必须要考虑的。”

杨婷婷说:“除了要研究出台适用于智能网联汽车的道路交通规范,以及处理相关事故的法律法规,还要完善智能网联汽车企业知识产权及专利技术相关法律,加大企业相关创新型产品的知识产权保护力度。与此同时,还要完善行车信息、车载信息到网络传输过程中各环节隐私保护相关法律法规。”她预估,“无人驾驶及智能交通技术的普及看起来时间虽然还遥远,但其相关的研究成果,不少已应用在现有车辆上,有利于提升车辆的驾驶和安全性能。随着智能网络的建设和驾驶环境的逐渐完善,预计到2025年将迎来无人驾驶的商业应用。”

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