隨著汽車智能化水平發(fā)展,越來越多高級輔助駕駛系統(tǒng)在汽車上得到應(yīng)用,如激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、超聲波雷達(dá)、車載攝像頭等感知硬件在智能汽車實現(xiàn)了搭載,深度學(xué)習(xí)、高精度地圖等技術(shù)在越來越多智能汽車上得到了應(yīng)用,汽車智能化讓汽車駕駛更加安全,汽車的智能化也已經(jīng)成為車企在宣傳及消費者在購車過程中的考量因素,汽車智能化發(fā)展也帶動了大家對自動駕駛技術(shù)的討論。
美國汽車工程師學(xué)根據(jù)自動駕駛系統(tǒng)及人類駕駛員在汽車行駛時對汽車行駛控制的參與程度不同,將自動駕駛技術(shù)分成了由L0~L5共6個不同的等級水平,其中L0是所有出行過程均由人類駕駛員來完成,當(dāng)達(dá)到L5級時,自動駕駛系統(tǒng)可以在任何駕駛場景下,都可以完美地完成出行任務(wù),在此時,自動駕駛技術(shù)已經(jīng)實現(xiàn)。
自動駕駛分級 | 名稱 | 定義 | 駕駛操作 | 周邊監(jiān)控 | 接管 | 應(yīng)用場景 |
L0 | 人工駕駛 | 由人類駕駛員全權(quán)駕駛車輛 | 人類駕駛員 | 人類駕駛員 | 人類駕駛員 | 無 |
L1 | 輔助駕駛 | 車輛對方向盤和加減速中的一項操作提供駕駛,人類駕駛員負(fù)責(zé)其余的駕駛動作 | 人類駕駛員和車輛 | 限定場景 | ||
L2 | 部分自動駕駛 | 車輛對方向盤和加減速中的多項操作提供駕駛,人類駕駛員負(fù)責(zé)其余的駕駛動作 | 車輛 | |||
L3 | 條件自動駕駛 | 由車輛完成絕大部分駕駛操作,人類駕駛員需保持注意力集中以備不時之需 | 車輛 | |||
L4 | 高度自動駕駛 | 由車輛完成所有駕駛操作,人類駕駛員無需保持注意力集中,但限定道路和環(huán)境條件 | 車輛 | |||
L5 | 完全自動駕駛 | 由車輛完成所有駕駛操作,人類駕駛員無需保持注意力集中 | 所有場景 |
隨著自動駕駛概念的普及,自動駕駛汽車市場依舊是一片藍(lán)海,除了傳統(tǒng)車企,很多造車新勢力、互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、甚至實體制造企業(yè)等都參與到了汽車制造中來,越來越多企業(yè)希望在自動駕駛這一蛋糕上,分得屬于自己的一塊,打造出L5級自動駕駛汽車已經(jīng)成為各企業(yè)努力的共同目標(biāo)。
但現(xiàn)階段,自動駕駛技術(shù)仍舊處于初級階段,較為優(yōu)勢的諸如特斯拉等企業(yè),在自動駕駛的布局上,只能達(dá)到L3級、甚至L2自動駕駛,即在限定場景中,由自動駕駛系統(tǒng)完成絕大部分駕駛操作,人類駕駛員需保持注意力集中以備不時之需。
對于L5級自動駕駛落地方案,也有很多討論,如激光雷達(dá)派與車載攝像頭派之爭的感知系統(tǒng)使用方案,如單車智能與智能網(wǎng)聯(lián)之爭的可行形式落地方案。對于自動駕駛技術(shù)的最終呈現(xiàn)形式,在諸多人心目中并沒有明確的答案,智駕最前沿認(rèn)為,這一答案或許可以在汽車“新四化”這一布局中得到,其實汽車“新四化”對自動駕駛的落地給出了明確的可行方案。
汽車“新四化”,即電動化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化、共享化,電動化是指汽車新能源動力系統(tǒng)領(lǐng)域,即汽車將朝著新能源化方向發(fā)展;智能化是指高級輔助駕駛系統(tǒng),即汽車將越來越智能和安全;網(wǎng)聯(lián)化是指對于車聯(lián)網(wǎng)的布局,這將促進物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,也將讓智能汽車之間的互通變得更加高效;共享化是指共享與移動出行,這將為自動駕駛汽車落地普及提供一個良好的實施方案。
電動化,自動駕駛汽車的載體布局
發(fā)展電動汽車是我國從汽車大國邁向汽車強國的必經(jīng)之路,是應(yīng)對氣候變化、推動綠色發(fā)展的重要戰(zhàn)略舉措,我國堅持純電驅(qū)動戰(zhàn)略取向,在電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展中取得了巨大成就,已經(jīng)成為世界汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展轉(zhuǎn)型的重要力量之一。
隨著電動汽車相關(guān)政策普及及大眾對電動汽車認(rèn)可度越來越高,眾多傳統(tǒng)車企也著手研發(fā)電動汽車,眾多造車新勢力在入局汽車行業(yè)時,也是以電動汽車為主。歐盟主要機構(gòu)也已經(jīng)達(dá)成協(xié)議,即從2035年起禁止生產(chǎn)新的燃油車,加快向電動汽車轉(zhuǎn)型,以應(yīng)對氣候變化。
電動汽車發(fā)展已然成為大勢所趨,在自動駕駛汽車這一賽道上,電動汽車也承擔(dān)著重要角色。由于傳統(tǒng)燃油車主要是由于發(fā)動機作為動力來源,發(fā)動機工作時,其工作狀況不可控,且容易出現(xiàn)爆燃、缺缸等問題,在自動駕駛汽車中,對發(fā)動機的控制難度遠(yuǎn)高于對電機的控制難度,因此電動汽車將是自動駕駛的良好載體。
自動駕駛汽車的發(fā)展,離不開激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、超聲波雷達(dá)、車載攝像頭等感知硬件的加持,在自動駕駛汽車實現(xiàn)普及后,智能座艙的需求也將進一步提升,聯(lián)網(wǎng)需求也將進一步加大,這些硬件設(shè)備都有大量的用電需求,對于傳統(tǒng)燃油車,其12 V的蓄電池是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,而以動力電池作為主要動力來源,電動機作為主要驅(qū)動方式的電動汽車,在自動駕駛發(fā)展中擁有足夠的優(yōu)勢。
電動汽車是自動駕駛良好載體,在現(xiàn)階段也得到了足夠的體現(xiàn),如現(xiàn)在的造車新勢力在發(fā)布新車時,都會搭載很多的高級輔助駕駛系統(tǒng)。但現(xiàn)階段,電動汽車的發(fā)展并不成熟,充電焦慮依舊存在,續(xù)航里程仍舊不足,這也將影響電動汽車的發(fā)展和落地,隨著技術(shù)的不斷提升,這類問題終將得到解決。
智能化,自動駕駛汽車的初始落地
在單車智能與智能網(wǎng)聯(lián)之爭的可行形式落地方案中,汽車“新四化”也給出了答案,即先進行智能化的搭載,再完成網(wǎng)聯(lián)化的布局。智能化就是指單車智能,也是高級輔助駕駛系統(tǒng)的一種體現(xiàn)。
現(xiàn)階段單車智能有激光雷達(dá)派與車載攝像頭派之爭的感知系統(tǒng)使用方案,其中激光雷達(dá)派以谷歌waymo自動駕駛為主,2012年5月8日,在美國內(nèi)華達(dá)州允許自動駕駛汽車上路3個月后,谷歌得到了一張無人駕駛汽車車牌,waymo的商業(yè)化始于2017年11月,在沒有人類駕駛員進行輔助的前提下,在鳳凰城進行有限度的載客任務(wù),這一方案獲得的數(shù)據(jù)較多且非常完全,可以給自動駕駛系統(tǒng)提供更多的數(shù)據(jù)支持,但由于激光雷達(dá)等感知硬件的昂貴,該方案現(xiàn)階段并未得到大量的普及。
車載攝像頭派以特斯拉自動駕駛為主,由于成本較低,這一方案已經(jīng)得到了眾多消費者的認(rèn)可,但由于車載攝像頭感知的交通數(shù)據(jù)并不完全,在出現(xiàn)“鬼探頭”等交通狀況時,依舊反應(yīng)不及時。
對于選擇何種感知方案,智駕最前沿認(rèn)為,首先要考慮的是安全,即足夠的感知數(shù)據(jù)可以給自動駕駛系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)考量,確保乘坐乘客的安全,其次就是成本,成本將決定技術(shù)是否可以落地,是否可以得到消費者的認(rèn)可。
現(xiàn)階段,自動駕駛技術(shù)并沒有到達(dá)L5級,即人類駕駛員依舊要對出行過程進行監(jiān)管,因此現(xiàn)階段需要在成本和安全之間找到一個平衡點,讓智能汽車可以高效地輔助人類駕駛員駕駛。隨著硬件成本的降低,可以逐漸增加感知硬件,讓獲得的交通數(shù)據(jù)更加完整。
網(wǎng)聯(lián)化,自動駕駛汽車的普及方案
單車智能的發(fā)展,主要還是體現(xiàn)在高級輔助駕駛方面,并不能確保自動駕駛汽車真正可以落地,由于交通環(huán)境復(fù)雜,只讓自動駕駛汽車學(xué)會走路是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,還要讓自動駕駛汽車可以學(xué)會溝通,因此網(wǎng)聯(lián)化的發(fā)展將彌補自動駕駛汽車無法溝通這一問題。
網(wǎng)聯(lián)化即智能網(wǎng)聯(lián),通過V2X(車輛與車輛、車輛與行人、車輛與道路)技術(shù),將多變的道路信息傳遞給已經(jīng)實現(xiàn)單車智能的自動駕駛汽車上,讓自動駕駛汽車在執(zhí)行出行任務(wù)時,可以被提前告知交通狀況,在出現(xiàn)緊急狀況時,可以提前做出反應(yīng),使出行過程變得更加安全和高效。
網(wǎng)聯(lián)化發(fā)展并不可能一蹴而就,需要循序漸進加以實現(xiàn),主要分為3個階段,第1階段是信息交互協(xié)同階段,可以實現(xiàn)車輛與道路的信息交互與共享,實現(xiàn)諸如碰撞預(yù)警、道路危險提示等功能,第2階段就是協(xié)同感知階段,在第1階段的基礎(chǔ)上,實現(xiàn)車輛與道路設(shè)施實現(xiàn)感知定位,第3階段就是協(xié)同決策階段,在協(xié)同感知定位的基礎(chǔ)上實現(xiàn)對車輛的行駛決策與控制,從而實現(xiàn)全自動駕駛的可能。智能網(wǎng)聯(lián)的實現(xiàn)可以讓車輛在行駛過程中提前做好道路信息的搜集,從而對駕駛行為進行預(yù)判。
網(wǎng)聯(lián)化發(fā)展就是將聰明的車變成聰明的路,將單個智能轉(zhuǎn)變?yōu)槿后w智能,網(wǎng)聯(lián)化發(fā)展離不開互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,如5G技術(shù)的發(fā)展將是網(wǎng)聯(lián)化發(fā)展中必不可少的一項技術(shù)。網(wǎng)聯(lián)化的發(fā)展也離不開對道路設(shè)施的升級,實現(xiàn)向智能交通設(shè)施的布局。但在L5級自動駕駛實現(xiàn)后,需要在所有路況下都可以實現(xiàn)自動駕駛,對于鄉(xiāng)村小道、隧道、山路等智能交通設(shè)施難以完全涉及、5G設(shè)置難以完全覆蓋的道路場景,依舊需要單車智能作為主要的驅(qū)動方案,通過多個技術(shù)冗余,讓L5級自動駕駛汽車可以真正實現(xiàn)普及和應(yīng)用。
共享化,自動駕駛汽車的應(yīng)用場景
L5級自動駕駛出現(xiàn)后,自動駕駛汽車將成為幫助大家出行的主要載體,在自動駕駛汽車普及后,共享化或許會成為自動駕駛汽車主要的落地方式。共享化概念現(xiàn)階段其實已經(jīng)非常普及,如共享單車、共享充電寶等共享設(shè)施已經(jīng)深入我們的生活。
共享汽車現(xiàn)階段其實也已經(jīng)出現(xiàn),但由于現(xiàn)階段汽車的駕駛主要還是由人類駕駛員來完成,共享汽車作為出行工具,其效能并沒有得到很好的發(fā)揮,經(jīng)常出現(xiàn)上一個用戶使用完成后,就將其放置在公共停車場,不僅讓車輛出現(xiàn)了停擺,還占用了公共停車位。
自動駕駛汽車由于可以獨立完成出行過程,可以隨時隨地行駛,無需人類駕駛員的介入,這就讓自動駕駛汽車可以在完成一個出行任務(wù)后,再去完成另一個出行任務(wù),可以讓自動駕駛汽車效能實現(xiàn)最大化。且自動駕駛汽車在出行過程中,可以無需占用停車位,可以有效減少停車位需求,從而用來完成其他的設(shè)施建設(shè)。
自動駕駛汽車的發(fā)展現(xiàn)階段依舊處于初級階段,但從汽車“新四化”中我們可以窺探到自動駕駛汽車未來的發(fā)展方向,可促進自動駕駛汽車有效落地。
審核編輯 黃昊宇
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