自动驾驶现状及级别、技术路线
特斯拉今年已經(jīng)出過多起事故,都是在開啟Autopilot(特斯拉的自動駕駛技術,實際上只是駕駛輔助)情況下汽車未能識別障礙物而發(fā)生的碰撞事件。嚴重有撞上大掛車司機當場死亡的,輕的也有不能識別馬路牙子接連撞了12個樁子的,無一例外的是,在事故發(fā)生的時候司機的手是離開方向盤的。車主認為特斯拉應當負責,而特斯拉則認為是司機駕駛不當。
造成車主和特斯拉自主來回扯皮,主要原因還是對特斯拉的Autopilot沒有正確的認識,對它能做什么和不能做什么沒有足夠的了解。
實際上特斯拉目前所用的自動駕駛技術只能稱之為駕駛輔助系統(tǒng),在行駛過程中只能起到輔助的作用,大部分的操作還是需要人來完成。根據(jù)美國高速公路安全局根據(jù)自動化程度對自動駕駛汽車的級別鑒定來看,特斯拉的自動駕駛級別只能算level 2,距離最高級別level 4全自動駕駛還有很遠。
總之到現(xiàn)在真正能量產(chǎn)銷售的自動駕駛汽車能達到L3級別目前只發(fā)現(xiàn)奧迪A8,且只是在擁堵路段滿足相當都條件才能激活“擁堵自動駕駛”,這種模式激活后出事故是汽車廠商負責。目前看主流廠商都目標都是2020或2021年實現(xiàn)大面積量產(chǎn)商用(當然只是從技術角度,政策法律法規(guī)方面還不明朗),因此如果近期要買車可以先買一個過渡車先用,等到那時自動駕駛技術真正成熟時才換用。假設下一個七年自動駕駛汽車普遍使用解決相當一部分擁堵問題,假期回家開始也會輕松很多哈。
(一)自動駕駛技術分級
自動駕駛技術分為多個等級,目前國內外產(chǎn)業(yè)界采用較多的為美國汽車工程師協(xié)會(SAE)和美國高速公路安全管理局(NHTSA)推出的分類標準。按照SAE的標準,自動駕駛汽車視智能化、自動化程度水平分為6個等級:無自動化(L0)、駕駛支援(L1)、部分自動化(L2)、有條件自動化(L3)、高度自動化(L4)和完全自動化(L5)。兩種不同分類標準的主要區(qū)別在于完全自動駕駛場景下,SAE更加細分了自動駕駛系統(tǒng)作用范圍。詳細標準見下圖:
(二)自動駕駛技術路線
在自動駕駛技術方面,有兩條不同的發(fā)展路線:
第一種是“漸進演化”的路線,也就是在今天的汽車上逐漸新增一些自動駕駛功能,例如特斯拉、寶馬、奧迪、福特等車企均采用此種方式,這種方式主要利用傳感器,通過車車通信(V2V)、車云通信實現(xiàn)路況的分析。
第二種是完全“革命性”的路線,即從一開始就是徹徹底底的自動駕駛汽車,例如谷歌和福特公司正在一些結構化的環(huán)境里測試的自動駕駛汽車,這種路線主要依靠車載激光雷達、電腦和控制系統(tǒng)實現(xiàn)自動駕駛。
從應用場景來看,第一種方式更加適合在結構化道路上測試,第二種方式除結構化道路外,還可用于軍事或特殊領域。
(三)自動駕駛涉及的軟硬件
1、傳感器
傳感器相當于自動駕駛汽車的眼睛。通過傳感器,自動駕駛汽車能夠識別道路、其他車輛、行人障礙物和基礎交通設施。按照自動駕駛不同技術路線,傳感器可分為激光雷達、傳統(tǒng)雷達和攝像頭三種。
(1)激光雷達
目前是被采用比例最大的設備,Google、百度、Uber等公司的自動駕駛技術目前都依賴于它,這種設備被架在汽車的車頂上,能夠用激光脈沖對周圍環(huán)境進行距離檢測,并結合軟件繪制3D圖,從而為自動駕駛汽車提供足夠多的環(huán)境信息。激光雷達具有準確快速的識別能力,唯一缺點在于造價高昂(平均價格在8萬美元一臺)導致量產(chǎn)汽車中難以使用該技術。
(2)傳統(tǒng)雷達和攝像頭
由于激光雷達的高昂價格,走實用性技術路線的車企紛紛轉向傳統(tǒng)雷達和攝像頭作為傳感器替代方案,例如著名電動汽車生產(chǎn)企業(yè)特斯拉,采用的方案就是雷達和單目攝像頭,國際知名廠商為Mobileye等。其硬件原理與目前車載的ACC自適應巡航系統(tǒng)類似,依靠覆蓋汽車周圍360°視角的攝像頭及前置雷達來識別三維空間信息,從而確保交通工具之間不會互相碰撞。
雖然這種傳感器方案成本較低、易于量產(chǎn),但對于攝像頭的識別能力具有很高要求:單目攝像頭需要建立并不斷維護龐大的樣本特征數(shù)據(jù)庫,如果缺乏待識別目標的特征數(shù)據(jù),就會導致系統(tǒng)無法識別以及測距,很容易導致事故的發(fā)生。而雙目攝像頭可直接對前方景物進行測距,但難點在于計算量大,需要提高計算單元性能。
2、高精度地圖
自動駕駛技術對于車道、車距、路障等信息的依賴程度更高,需要更加精確的位置信息,是自動駕駛車輛對環(huán)境理解的基礎,隨著自動駕駛技術不斷進化升級,為了實現(xiàn)決策的安全性,需要達到厘米級的精確程度。如果說傳感器向自動駕駛車輛提供了直觀的環(huán)境印象,那么高精度地圖則可以通過車輛準確定位,將車輛準確地還原在動態(tài)變化的立體交通環(huán)境中。
3、V2X
V2X,指的是車輛與周圍的移動交通控制系統(tǒng)實現(xiàn)交互的技術,X可以是車輛,可以是紅綠燈等交通設施,也可以是云端數(shù)據(jù)庫,最終目的都是為了幫助自動駕駛車輛掌握實時駕駛信息和路況信息,結合車輛工程算法做出決策,是自動駕駛車輛邁向無人駕駛階段的關鍵。
4、AI算法
算法是支撐自動駕駛技術最關鍵的部分,目前主流自動駕駛公司都采用了機器學習與人工智能算法來實現(xiàn)。海量的數(shù)據(jù)是機器學習以及人工智能算法的基礎,通過此前提到的傳感器、V2X設施和高精度地圖信息所獲得的數(shù)據(jù),以及收集到的駕駛行為、駕駛經(jīng)驗、駕駛規(guī)則、案例和周邊環(huán)境的數(shù)據(jù)信息,不斷優(yōu)化的算法能夠識別并最終規(guī)劃路線、操縱駕駛。
總結
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