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未来出行,升维进化,一文带你了解自动驾驶

一个多世纪以来,我们理所当然地认为或被告知“车是由人开的”。汽车“自动驾驶”概念闪耀登场后,直接将人类的出行方式推高到了一个新的维度,围绕这场“司机座位的革命”,在无限前景的召唤下,全球范围内的IT大佬和汽车巨头都在抢滩无人驾驶市场。

2018年大年三十央视春晚,百度Apollo开放平台率领百余辆车队跑上港珠澳大桥,在无人驾驶模式下完成“8”字交叉跑的动作秀。

同样在春节期间,现代汽车在2018年平昌冬奥会上对外展示了旗下车辆自动驾驶(L4级别)性能。

春晚无人驾驶汽车和冬奥会现代无人驾驶汽车(来源网络发布)

从中国春晚到韩国冬奥会,两国官方充分表达了对该产业的重视。此外,放眼全球范围内,除了深耕多年的谷歌,计划“五年量产”的百度,其他企业也不甘落后,至今已有十几家汽车制造宣布了自动驾驶汽车的量产计划,时间节点主要集中在2020~2021年。

部分汽车厂商自动驾驶汽车计划表(图片自制)

自动驾驶等级“L0~L5”

2014年,SAE International国际自动机工程师学会制定了J3016自动驾驶分级标准(L0-L5):人工驾驶、辅助驾驶、半自动驾驶、有条件自动驾驶、高度自动化驾驶、全自动驾驶(完全无人驾驶)。

2016年,美国交通部决定采用SAE J3016作为自动驾驶分级标准。

SAE自动驾驶等级分类表(图片自制)

从辅助人类的自动驾驶到代替人类的无人驾驶,前者通过高级驾驶辅助系统(ADAS)在有限条件下为车辆终端主体承载附加功能,而无人驾驶在此基础上,依托庞大的云端数据、高精度地图和深度算法程序,成为了替代人类操控车辆的“司机”。

就按照汽车厂商宣布计划来看,谷歌、特斯拉等科技巨头公司更注重L5级别的无人驾驶技术;而宝马、丰田、长安等传统汽车厂商在2020年宣布推出的都在L3、L4级别。目前来看,“电动化+智能化”是未来汽车核心的发展形式,新造车势力和传统汽车厂商在互相竞争、提前布局的同时,各方都在和时间赛跑,几乎默契地以2020年为时间节点。在这场时间的赛跑中,围绕在互联网行业和传统车企对于未来汽车行业主动权之争,被挑战的或将是曾经的颠覆者,就看谁能够抢先投放L4/L5级别车辆,并准确地找到落地的商业场景。

ADAS高级辅助驾驶系统

根据波士顿咨询公司预计,到2035年,全球无人驾驶汽车的销量将达1200万辆,到2050年,市场规模将超过40万亿元。

互联网人喜欢说风口,更喜欢把风口效应无限放大,好像这样能产生伟大卓越的效果。就好像人们谈及“汽车智能化”,就是喜欢把话题集中在无人驾驶。毋庸置疑,无人驾驶汽车具有无限美好前景,但似乎忽略了从L0进化到L5,L1和L4阶段都是不能迈过的,因为众多技术还尚处在研发和商业化的开端而已。

若无人驾驶要大规模运用,在传感器融合、高精度地图、V2X基础设施、通讯总线、芯片等技术方面还需要进一步提升。结合传统汽车厂商自动驾驶量产路线图,在无人驾驶彻底普及前,ADAS的推广将会成为汽车行业发展的主流,并引领汽车渐进式地进入无人驾驶的全盛时代。

目前,维基百科上ADAS系统配置包含多达32项功能,比如,车身电子稳定系统ESC(ESP)、自适应巡航系统ACC、车道偏移报警系统LDW、车道保持系统LKA、前向碰撞预警系统FCW、自动紧急刹车系统AEB、交通标志识别TSR、盲点探测BSD、夜视系统NV、自动泊车系统APS、轮胎压力监测系统(TPMS)等。

如果将以上配置排列组合一下,就基本可以实现自动驾驶的L2级别,而L2进阶到L3是ADAS  到自动驾驶的跨越。若按PRNewswire咨询公司测算,2020年全球ADAS渗透率将达到25%,预计届时ADAS高级驾驶辅助系统和自动驾驶发展将突飞猛进。

各国陆续出台政策推动ADAS普及,中国新车评价规范《C-NCAP管理规则(2018年版)》中(2018年7月1日实施),车辆AEB(自动紧急制动)试验已被率先纳入其中,势必将极大推动此项技术的普及。在此之前,欧盟新车安全评鉴协会(E-NCAP)、美国国家公路交通安全管理局(NHTSA)评级机构已将更多ADAS功能纳入评分体系。

无人驾驶面临的挑战

为了汽车安全驾驶愿景从“零伤亡”向“零事故”的终极目标前进,人类总是喜欢迎接挑战,而自动驾驶汽车的出现更是为人类最理性却又同时最富颠覆性的头脑带来了终极考验。   

2017年12月,深圳阿尔法巴智能无人公交车试运行的消息成了热搜,而项目发起方——深圳巴士集团却紧急辟谣:线路尚处于“数据采集试运行阶段”,且为有人驾驶。这一误传源于媒体将自动驾驶(L3)直接认同为无人驾驶概念。

相比向外界传递新科技的噱头,为用户树立正确的“驾驶观”更重要。简单定义,可认为无人驾驶汽车的核心在于人工智能和定位导航技术。

在无人驾驶中,汽车通过各种传感器感知环境状态,结合深度学习模型综合计算出下一部的控制策略控制车辆行驶。为了完成对汽车的决策控制,除了需要具备强大计算能力的硬件外,还需要拥有近乎完美的控制算法。无人驾驶汽车正逐步变成轮子上的计算机,越来越多的整车厂(OEM)开始将软件性能作为衡量车辆性能的标杆。

自动驾驶汽车所面临的一大难题,就是在给定路况的情况下,从至少两个选项中择优决策,甚至有时需要在中途切换选择。软件系统几乎不可能全面预测自动驾驶车辆在道路上可能遇到的各种情况,并预先设计如何进行反应。

在此背景下,自动驾驶测试案例就尤为重要,允许车辆“边跑边学”进行一系列优化。而关于行车安全评估,汽车制造商通常在投产前需要累积上亿公里的无事故行驶里程,但无人驾驶汽车哪怕花10年也无法实现此数字,走在最前沿的谷歌也只测试了几百万英里。即便迈过了安全的门槛(各类挑战,诸如恶劣天气、人工指挥交通、网络病毒等情况),还有政策监管(需要对大量的目前“无法预计”和“假想”立法)、购车成本(多领域的跨界合作)等多重大山挡在前方。

眼下,谈及智能网联汽车,当下媒体舆论的风口多把话题集中在无人驾驶,或议论无人驾驶实现时,对于社会形态的变革;或争论无人驾驶车辆在未经过足够路试里程时,是否允许投放市场;或指出无人驾驶实现时,事故责任归属的法律缺失。

从2009年开始,谷歌开始涉猎开发无人驾驶汽车项目(现称为Waymo),2016年,特斯拉ModelS自动驾驶造成首例致命车祸,有关自动驾驶汽车的争论,以及围绕在其行驶过程的一些技术和法务问题,目前还是一个很难的辩题。虽然这些问题客观存在,但无可否认一个事实:不管你接受与否,自动驾驶汽车未来将真实存在于我们的生活中。

产业政策

2017年9月,美国交通部(DOT)及国家公路交通安全管理局(NHTSA)发布了一份《自动驾驶系统2.0:安全愿景》(Automated Driving Systems2.0:A Vision for safety)的自动驾驶汽车开发指导准则(非强制性)。而早在2015年,加州交通管理局(DMV)就制定了针对自动驾驶公开道路测试的相关草案,加州也因此成为百度、长安、蔚来汽车等企业看中的全球无人驾驶汽车路测“大本营”。

2017年,百度CEO李彦宏乘坐“无人驾驶汽车”前往百度AI开发者大会被开罚单,成为网络热议的事件。在2018全国两会,李彦宏表示,“再有三五年,能够“替代司机”的无人驾驶车就会出现”,同时,呼吁加快研究自动驾驶政策。

产业路线图、技术标准、法规、政策构成了一个国家智能网联战略的顶层设计,近两年,中国密集制订相关标准,开放相关区域用于无人驾驶道路测试。

2018年1月,国家发改委组织研究起草了《智能汽车创新发展战略》(征求意见稿),规划2020年,中高级智能汽车实现市场化应用(L3级别及以上),至2025年,高级(L4级别以上)智能汽车实现规模化应用。科技部公布的《“新能源汽车”重点专项2018年度项目申报指南》,电动汽车智能化作为6大技术方向之一,其中,自动驾驶环境感知技术、自动驾驶测试计与评价技术及自动驾驶集成与示范作为重点支持项目。

关于自动驾驶道路测试,相关城市接连不断颁布或提速自动驾驶车辆道路测试管理细则。

城市

相关政策

北京

2017年12月18日,北京交通委印发了《北京市关于加快推进自动驾驶车辆道路测试有关工作的指导意见(试行)》和《北京市自动驾驶车辆道路测试管理实施细则(试行)》

上海

2018年3月1日,继北京之后,上海成为第二个出台自动驾驶路测管理办法的城市,上汽和蔚来汽车获得第一批智能网联汽车开发道路测试号牌

重庆

2018年3月14日,重庆发布了《重庆市自动驾驶道路测试管理实施细则(试行)》

其他

广州、杭州、深圳也“跃跃欲试”,纷纷提速各自区域的自动驾驶路测进程。

车企布局

过去几年,除了谷歌以外,许多公司包括奔驰奥迪,百度,Uber等公司,不断发布消息,公开演示自己的无人驾驶车辆。

传统零部件巨头/半导体公司提供传感器(如激光雷达、视觉摄像头、多元传感器等)、芯片等硬件,互联网企业提供算法,地图供应商提供高精度导航数据服务为主机厂提供了整套解决方案。传统车企虽然一直位于汽车产业中心位置,但在汽车智能化的浪潮中,并不是直接掌握无人驾驶的核心技术,实现无人驾驶的核心科技突破最后可能由零部件厂商、半导体公司和互联网公司完成。

Semicast Research的数据显示,2016~2017年,恩智浦、英飞凌(infineon)、瑞萨(Renesas)、意法半导体(ST Microelectronics)和德州仪器(Texas Instruments)等为全球最大的几家自动驾驶组件供应商。

2017年,英特尔以153亿美元收购ADAS领域巨头Mobileye公司,特斯拉开启了自主研发AI芯片项目,谷歌、优步以及其他一些公司各自都在为制作高清地图而不间断收集数据,不难看出无人驾驶目前对硬件、软件、高精度地图等的需求都很强烈。

国外的企业/团队似乎更钟情于貌似是那些“小技术,小硬件”的布局,相比较国外,国内好像更执迷于整车制造和人工智能“大系统”。只是希望最后不要又一次造成核心技术掌握在别人手里,甚至导致错过期待中的大风口。

总结

人类历史上也出现过几次交通方式的大转变,19世纪内燃机的出现提供了比传统马车更有效安全的出行方式。21世纪,汽车电动化、智能化同样将彻底颠覆整个原有道路交通“生态系统”。

无人驾驶作为这几年科技圈里最受关注的概念之一,当很多人还在担忧无人驾驶仅仅是一个概念,难以在短期内“兑现”的时候,来自IT和汽车界的声音却毫不犹豫地表示,再给我三年时间,这一切都将成为现实。

这是豪言还是即将既成的事实尚不能断论,但无论是行业人才的需求程度,政府或资本公开的支持力度,都似乎预示了无人驾驶汽车将比人们预测的更快上路,我们只好拭目以待。届时,即便人在城市的一端,车在家里,你也可以“召唤”爱车“独自”前来接驾。

来源:第一电动网

作者:楼佳烽

本文地址:https://www.d1ev.com/kol/65177

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