【探索世界工业科技前沿】之三:无人驾驶汽车

发布时间:2015年04月07日 16:47 | 来源:看厦门


   “自动驾驶汽车”是近年来车界最热门的词条之一,奔驰、宝马、奥迪、沃尔沃、以及大众、通用、丰田、本田、日产等各大车企,纷纷发布自己的无人驾驶汽车开发计划,甚至推出原型车,连零部件供应商德尔福,互联网企业谷歌也都染指其中。近日,特斯拉老板埃龙•马斯克对外宣称,特斯拉无人驾驶汽车5年内面世, 这一时间与谷歌如出一辙。网友们纷纷表示:捉急!那么无人汽车到底离我们有多遥远呢?

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什么是无人驾驶汽车?

  无人驾驶汽车是一种智能汽车,也可以称之为轮式移动机器人,主要依靠车内的以计算机系统为主的智能驾驶仪来实现无人驾驶。

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理想与现实的差距?

  事实上,怎样安全地过马路也是无人驾驶汽车面临的难题。国内某军工企业无人战车的设计师说到,无人驾驶汽车最大的难题在于自主通行和人工智能。
   自主通行很好理解,如果连走路越障都没学会,执行任务、运送乘客也就无从谈起。而实现这一目的的普遍思路就是借助先进的传感器,所以不管是谷歌、苹果, 还是特斯拉、百度,他们的无人汽车都会装备雷达、微波、超声、红外探测等多种感应器,并借助高精度地图导航,这样才具备综合感知能力。当无人驾驶汽车感应 器采集到周围红路灯、行人、交通拥堵情况等信息后,需要对数据进行分析和判断,从而得出车子能否顺利通过以及如何通过的结论。
  相比自主通行, 人工智能要复杂的多。如果只是普通的红路灯、堵车还好说,但面对紧急情况,比如车前突然跑出一个小孩,而躲避他又会撞到别的行人或车辆该怎么办?这个连人 类自己都弄不清的道德问题该怎么给汽车输入指令呢?这个过程其实就属于人工智能。人工智能被称为工业制造皇冠上的一颗明珠,其制造难度可见一斑。工程师们 为军用无人车设计了复杂的智能化控制模块,令其初步具备了全地形全天候侦查作战能力,但是面对上述行人问题依然不会有什么好的答案。这些悬而未决的问题可 能有些夸张,却是无人汽车无法避开的一道坎。
  可喜的是,谷歌已经在人工智能领域取得一定突破,使得计算机可以理解句子及文档的含义,其无人驾驶汽车显然也是将多种人工智能技术结合的产物。从这个意义上讲,拥有丰富大数据资源以及超强整合能力的谷歌还真是设计无人驾驶汽车的最佳候选人。
   不过,就算是狂拽酷炫吊炸天的极客设计师们解决了上述种种问题,居高不下的技术成本依然拖延着无人汽车的最终到来。不用说动辄上百万美元的军用无人车研 制费用,民用无人汽车的成本也高的离谱。以谷歌无人汽车为例,不算整车,仅其搭载的传感器价值超过20万美元,这无疑远远超出消费者的预期。如果传感器厂 商不能大幅降低成本,无人驾驶汽车短期内难以普及。
  面对这种困境,有人提出另一种思路,那就是依靠车联网。通过汽车和汽车之间的联网及数据交互来解决无人驾驶的问题,但车联网对于网络延迟性的要求很高,目前看来只有5G才能满足其需求,而5G正式商用也得有好几年。
所以,无论谷歌还是特斯拉都一再强调无人驾驶汽车面世至少要再等五年,目前所谓的无人驾驶也只能算汽车的一种辅助功能罢了。

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无人驾驶的现状?

  其实就在今天,汽车辅助驾驶技术已经让汽车已经变得“更好开”了,这些技术不仅帮助驾驶员节省驾驶精力,“变得更懒”。同时也为无人驾驶技术的开发奠定了基础。
   准确的说无人驾驶系统是由智能感知与智能控制两部分组成,其中智能控制部分由多个系统组成,这些技术也被称为“懒人”技术。自动巡航系统(CCS作为 “懒人技术”最初的雏形,其在上世纪60年代便变推出。该系统可使车辆自动保持车速,目前已在大部分车中搭载。主动巡航功能(ACC)作为自动巡航系统的 “进化版”被推出,搭载该系统的车辆拥有自动调整行驶速度和方向的能力。此外智能刹车辅助系统(IBA)以及车道偏离系统(LDWS)分别可帮助驾驶员制 动车辆、保持正常车距以及避免驾驶员在疲劳时车辆发生偏离从而引起事故。而车辆自动泊车系统的推出绝对是刚从驾校毕业的“新手”们的福音,按照不同的车款 配备的系统,车主可不必对方向盘进行任何操作,车辆就能自动停入车位。
  “懒人”技术是无人驾驶中较为关键的几个智能系统,而智能感应系统则由 摄像机,雷达传感器,激光测距仪等“硬件”设备组成。目前不少豪华车型中均搭载了如主动巡航系统等“懒人”系统,不过只有在车辆拥有全方位的智能感应设备后,才有望实现真正的无人驾驶。例如通过车载雷达可以探索道路与车辆周围存在的障碍物,并传送到电脑中,待电脑分析数据后将控制车辆。
  无人驾驶技术时代的到来是毋庸置疑的,如今这项颠覆汽车历史的技术何时真正通过审核也只是时间问题。根据美国电气和电子工程师协会(IEEE)公布的预计,到 2040年道路上无人驾驶汽车将高达75%。届时大部分消费者也将有机会坐上无人驾驶汽车,无人驾驶将不再是想象中的技术。可以想象,这项技术的发明将为 一群年老和有肢体残疾的人士带来福音,他们也将可以自由驾驶汽车。相对的人们也将不需要过硬的驾驶技术,无人驾驶技术终将使目前汽车驾驶执照变成历史,从 而开辟汽车历史全新的篇章。

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中国自主研制的无人驾驶车:红旗HQ3

  由国防科技大学自主研制的红旗HQ3无人车,2011年7月14日首次完成了从长沙到武汉286公里的高速全程无人驾驶试验,创造了中国自主研制的无人驾驶汽车在复杂交通状况下自主驾驶的新纪录,标志着中国无人驾驶汽车在复杂环境识别、智能行为决策和控制等方面实现了新的技术突破,达到世界先进水平。
  据介绍,无人驾驶实验在白天进行,当天9点从京珠高速长沙杨梓冲收费站出发,286公里用了3小时22分钟。从长沙一路上高速,自行开往武汉,途经286公里,其中自主超车67次,平均时速87公里。试验人员为中国无人驾驶汽车红旗HQ3设定的最高时速是 110公里,其它的转向、刹车、踩油门、超车、变道等性能均由计算机控制,怎么开、开多快都自行控制。车上没有GPS导航设备,完全是利用自身的环境传感 器识别道路标线,进而通过智能决策和控制系统,在高速公路的密集车流中自主驾驶。
  无人车的主动安全能力,其反应速度为40毫秒,而人操作的速度,最快也要500毫秒。因此,类似中国无人驾驶汽车红旗HQ3被称为是永远不会追尾的安全车。这辆车内2边各有一个摄像头,相当于自主驾驶的眼睛。其它地方与普通车相比,没有什么不一样的地方。无人驾驶汽车的大脑,则是放在后备箱里的一个机箱,通过它输入时速等驾驶指令和参数。
  据了解,研发无人驾驶汽车的原因,主要是为了降低司机的劳动强度。通过相关技术,可以自动泊车、防跑偏、防追尾,进一步提高安全性。中国无人驾驶汽车红旗HQ3研制成 功,也标志着我国基本常握无人驾驶技术。HQ3是由国防科技大学、中国一汽集团联合研制。目前包括清华、武大、吉大、中科院合肥物质研究院等,都有无人驾驶方面的研究。

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无人驾驶将把我们带向何方?

    无人驾驶技术会将整个马路变成一个全新的平台,你可以透过无人驾驶技术传递产品和服务,这其中同样孕育着无数潜在的机会和可能。

 

  很多人认为,无人驾驶汽车全面普及以后,变化的仅仅是街面上疾驰的汽车,而世界本身、包括我们的生活方式并不会发生什么变化。唯一的区别是,届时我们将把自己从繁重的驾驶任务解放出来,有更多的空闲时间坐在车里娱乐,或干任何你想干的事情。
   如果你也认同这种想法,不得不说思维有点太局限了。实际上,无人驾驶的全面普及,有可能导致汽车私有化的逐渐消失。我们将不再需要自己购买汽车、拥有汽车,因为无人驾驶汽车将变成公共交通的一部分。任何你需要车的时候,只要掏出手机叫来一辆无人驾驶汽车,告诉它你要去哪儿就ok了。
  由于汽车不再属于个人,其外形也会发生相当大的变化。没有人会在乎接他的车长什么样子,只要这辆车能把他安全平稳快速地送到目的地就行了。可以想象,到时候大街上 跑的无人驾驶汽车或许会有极为相似的外观(因为生产厂商已经不需要设计出外形标新立异的汽车了),它们也将更便宜、效率更高。
  大企业会采购无人驾驶汽车用来完善自己的服务体系。比如沃尔玛、家乐福这样的零售巨头,会提供免费的无人驾驶汽车将你送到超市门口,或者送你回家。随着时间推移,市政府 甚至也会大批量采购无人驾驶汽车,这将使得无人驾驶汽车成为公共交通的一部分。试想一下,当无人驾驶汽车的数量形成一定规模后,新型的“不载人”无人驾驶汽车也将出现。

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随处可见的“自动贩卖车”

  借助于成熟的无人驾驶技术,自动贩卖机可能会升级为“自动贩卖车”,它会基于某种算法模型适时地出现在该出现的地方。比如“自动贩卖车”会出现在篮球场,为大汗淋漓的运动员们提供饮料;它也可能出现在公交站旁,为等候公交的人群销售报纸、杂志。

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无人驾驶投递车及其他本地服务

  无人驾驶技术可能为快递业务带来变革。未来每一台无人驾驶投递车将负责一块区域,快递公司的工作人员只需要某块区域 的包裹集中在负责该区域的投递车上就可以去忙别的事了。无人驾驶投递车会自动行驶到该区域附近并等待你的召唤。你只需要用手机一点,它们就能把包裹准确送 到你家门口,难道不酷吗?
  同样,无人驾驶的医疗车也可能出现在某些人流密集的活动中。它们装备了先进的摄像头,被编写了优异的急救程序,也可以帮你联系附近最近的急救中心,甚至直接把需要帮助的病人送到医院去。
  值得期待的是,无人驾驶汽车将不只是负责简单的将人们从某地送到某地,而是可以充当一些服务的场所。比如可移动的健身房?它能让你在健身之余还不耽误上下班。好吧,一切皆有可能。
  在某些治安不好的区域,配备高清摄像头、爆闪灯等装备的无人驾驶警车可能也会成为受欢迎的对象。
  除上述可能的用途之外,无人驾驶技术还很有可能让货运领域发生革命性的变化——以后的货车不需要司机,也就避免了疲劳驾驶等潜在危险。因为取消了司机和乘客座位,其运货效率也有进一步提升的空间。

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无人驾驶将开创全新的生态系统

  就像当年在iPhone上的App Store软件商店促成无数创业公司成长一样,无人驾驶技术也会将整个马路变成一个全新的平台,你可以透过无人驾驶技术传递产品和服务,这其中同样孕育着无数潜在的机会和可能。
  从更广泛的意义来说,无人驾驶将促进地球上资源更合理有效的分配,而这无论是对人类本身,还是对自然环境,都大有裨益。

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