《電子技術(shù)應(yīng)用》
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自動(dòng)駕駛之爭(zhēng),單車(chē)智能VS智能網(wǎng)聯(lián)

2021-08-31
來(lái)源:智駕最前沿

  高級(jí)輔助駕駛系統(tǒng)的出現(xiàn),讓自動(dòng)駕駛離我們?cè)絹?lái)越近。隨著自動(dòng)駕駛技術(shù)的成熟和商業(yè)化加速,汽車(chē)也不僅僅是一個(gè)代步工具,逐步向著多元化的智能娛樂(lè)硬件角色轉(zhuǎn)變,消費(fèi)者在購(gòu)買(mǎi)車(chē)輛的過(guò)程中,安全性不僅僅成為唯一指標(biāo),舒適性、娛樂(lè)性也成購(gòu)買(mǎi)車(chē)輛時(shí)的考慮因素,未來(lái),全自動(dòng)駕駛的出現(xiàn)將促進(jìn)汽車(chē)消費(fèi)市場(chǎng)的另一場(chǎng)變革,自動(dòng)駕駛汽車(chē)將改變?nèi)藗兊某鲂辛?xí)慣。

  現(xiàn)階段,自動(dòng)駕駛技術(shù)尚未成熟,自動(dòng)駕駛的發(fā)展仍有很多可能性,其中單車(chē)智能和智能網(wǎng)聯(lián)是自動(dòng)駕駛技術(shù)發(fā)展的兩大技術(shù)路線。

  單車(chē)智能主要依靠車(chē)輛搭載的毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)、車(chē)載視覺(jué)攝像機(jī)等傳感器、線控系統(tǒng)、計(jì)算單元硬件進(jìn)行環(huán)境感知、決策、控制和執(zhí)行,讓車(chē)輛實(shí)現(xiàn)和人一樣的獨(dú)立思考與決策,從而將車(chē)輛駕駛到預(yù)定目的地。

  智能網(wǎng)聯(lián)是通過(guò)車(chē)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將“人-車(chē)-路-云”等元素聯(lián)系在一起,使車(chē)輛的環(huán)境感知、決策、控制和執(zhí)行等功能進(jìn)行功能性升級(jí),使自動(dòng)駕駛功能進(jìn)行提升,促進(jìn)交通網(wǎng)絡(luò)的管理和改善,從而提供更安全、更舒適、更節(jié)能、更環(huán)保的駕駛方式,促進(jìn)城市交通系統(tǒng)的調(diào)節(jié),構(gòu)建新型智慧城市。

  單車(chē)智能

  單車(chē)智能的發(fā)展模式主要是依靠車(chē)輛上加裝的硬件設(shè)備及軟件的協(xié)調(diào),實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的自動(dòng)駕駛功能,對(duì)此單車(chē)智能的發(fā)展模式對(duì)環(huán)境的感知有更高的要求,為了使單車(chē)智能更加安全,需要在車(chē)輛上加裝足夠多的硬件設(shè)備,從而消除單車(chē)智能車(chē)輛行駛過(guò)程中的視覺(jué)盲區(qū),但單車(chē)智能發(fā)展這么久,依舊沒(méi)有能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模的商用,究其原因主要是因?yàn)閱诬?chē)智能很難做到足夠高的安全性。

  為了獲得更好的感知效果,需要在車(chē)輛加裝車(chē)載視覺(jué)攝像頭、超聲波雷達(dá)、毫米波雷達(dá)等硬件設(shè)備,但是在實(shí)際使用過(guò)程中,依舊會(huì)出現(xiàn)盲區(qū),無(wú)法做到全方位識(shí)別,并且路況錯(cuò)綜復(fù)雜,路邊障礙物后面是無(wú)法通過(guò)這些硬件識(shí)別到的,如果障礙物后面有物體促使障礙物移動(dòng),而車(chē)輛并沒(méi)有做出預(yù)判,就會(huì)導(dǎo)致更多的危險(xiǎn)發(fā)生。而且感知硬件設(shè)備的安裝位置、視場(chǎng)角、數(shù)據(jù)吞吐、標(biāo)定精度、時(shí)間同步要求也非常高,單車(chē)智能的車(chē)輛在繁忙路口、惡劣天氣、小物體感知識(shí)別、信號(hào)燈識(shí)別、逆光等環(huán)境條件中行駛時(shí),仍然難以徹底解決準(zhǔn)確感知識(shí)別和高精度定位問(wèn)題。

  此外,現(xiàn)在車(chē)輛上搭載的車(chē)載視覺(jué)攝像頭、超聲波雷達(dá)、毫米波雷達(dá)感知范圍非常有限,而車(chē)輛行駛安全距離需要詳盡到厘米級(jí),甚至毫米級(jí),如果道路有車(chē)輛速度非??欤?chē)輛并沒(méi)有及時(shí)做到預(yù)判,就會(huì)導(dǎo)致車(chē)輛無(wú)法及時(shí)做出反應(yīng),導(dǎo)致危險(xiǎn)的發(fā)生?,F(xiàn)在很多主車(chē)廠提供了L2、L3級(jí)別的自動(dòng)駕駛,在遇到這種情況時(shí)是需要駕駛員及時(shí)掌控車(chē)輛,如果遇到類似的問(wèn)題,駕駛員是無(wú)法及時(shí)做出接管反應(yīng)的。

  單車(chē)智能的發(fā)展離不開(kāi)高精度地圖,高精度地圖的采集是非常復(fù)雜且成本非常高的,如果道路進(jìn)行了整改或修繕,高精度地圖就需要及時(shí)更新,如果單車(chē)智能自動(dòng)駕駛的路線得以商用化,高精度地圖是需要隨時(shí)根據(jù)道路情況進(jìn)行更新,這個(gè)更新頻率的要求就更高了,現(xiàn)階段時(shí)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。

  成本過(guò)高也是阻礙單車(chē)智能發(fā)展的主要原因之一,由于硬件設(shè)備的成本過(guò)高,而且為了處理這些硬件設(shè)備產(chǎn)生的信號(hào),需要配置計(jì)算單元,也會(huì)在車(chē)端部署相應(yīng)的軟件系統(tǒng),軟件系統(tǒng)的維護(hù)管理及更新,也大大增加了自動(dòng)駕駛車(chē)輛的維護(hù)成本。目前L4級(jí)自動(dòng)駕駛車(chē)輛的硬件設(shè)備一般包含:6~12臺(tái)車(chē)載視覺(jué)攝像頭、3~12臺(tái)毫米波雷達(dá)、5臺(tái)以內(nèi)的激光雷達(dá)以及1~2臺(tái)GNSS/IMU和1~2臺(tái)計(jì)算平臺(tái),這些加起來(lái)成本非常高,這就使得單車(chē)智能商用化變得更加困難。

  單車(chē)智能現(xiàn)在有兩種可行的解決方案,

  一種是以谷歌為代表的,在車(chē)輛搭載激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、車(chē)載視覺(jué)攝像頭等感知硬件的方案,這一方案的缺點(diǎn)就是成本過(guò)高,商用化的可能性較低,但多個(gè)感知硬件的協(xié)同,也使得自動(dòng)駕駛安全性增大,從而受到較多主車(chē)廠的追捧,也是現(xiàn)階段眾多主機(jī)廠主要認(rèn)可的方案。

  另一種就是以特斯拉為代表的通過(guò)車(chē)載視覺(jué)攝像頭和軟件協(xié)同實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛的一類方案,這一方案相對(duì)來(lái)說(shuō)成本較低,可商用化的可能性較高,現(xiàn)階段已經(jīng)看到了商用化雛形,但僅基于車(chē)載視覺(jué)攝像頭實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛,信息源獲取較少,安全性無(wú)法足夠保證。

  雖然兩種方案使用的技術(shù)有極大的差別,但整體來(lái)說(shuō),都是走的單車(chē)智能的路線。

  智能網(wǎng)聯(lián)

  隨著單車(chē)智能技術(shù)的發(fā)展進(jìn)入瓶頸,智能網(wǎng)聯(lián)逐漸被提及,智能網(wǎng)聯(lián)就是指車(chē)聯(lián)網(wǎng)與單車(chē)智能的有機(jī)聯(lián)合,在單車(chē)智能的技術(shù)上融合現(xiàn)代通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù),實(shí)現(xiàn)車(chē)與車(chē)、車(chē)與人、車(chē)與路、車(chē)與后臺(tái)(V2X)等之間的信息交互共享,實(shí)現(xiàn)車(chē)輛行駛信息與主車(chē)廠、管理部門(mén)、目的地設(shè)施之間的信息聯(lián)絡(luò),促進(jìn)實(shí)現(xiàn)安全、舒適、節(jié)能、高效的行駛方案,最終實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)駕駛的商用化落地。

  智能網(wǎng)聯(lián)的技術(shù)方案是讓車(chē)輛變聰明轉(zhuǎn)為車(chē)與道路設(shè)施變聰明,從單車(chē)智能到群體智能的的方案,由于單車(chē)智能商用化成本過(guò)高,使用路側(cè)設(shè)備代替部分技術(shù),讓道路設(shè)施變聰明,可以有效降低車(chē)輛的制造研發(fā)成本,盡快實(shí)現(xiàn)商用化的可能。智能網(wǎng)聯(lián)的前提是道路設(shè)施的智能化改造和基礎(chǔ)設(shè)施的投資,這是需要多方面的參與的,比如政府管理部門(mén)是否會(huì)對(duì)道路設(shè)施智能化改造加以支持,各主車(chē)廠之間是否愿意將車(chē)輛的行駛信息進(jìn)行共享,投資者是否會(huì)支持這樣的技術(shù)方案等因素,都會(huì)影響智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)的發(fā)展與演進(jìn)路線。

  智能網(wǎng)聯(lián)的發(fā)展并不可能一蹴而就,需要循序漸進(jìn)加以實(shí)現(xiàn),主要分為3個(gè)階段,第1階段是信息交互協(xié)同階段,可以實(shí)現(xiàn)車(chē)輛與道路的信息交互與共享,實(shí)現(xiàn)諸如碰撞預(yù)警、道路危險(xiǎn)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(shí)現(xiàn)車(chē)輛與道路設(shè)施實(shí)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(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)輛的行駛決策與控制,從而實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)駕駛的可能。智能網(wǎng)聯(lián)的實(shí)現(xiàn)可以讓車(chē)輛在行駛過(guò)程中提前做好道路信息的搜集,從而對(duì)駕駛行為進(jìn)行預(yù)判。

  我國(guó)智能網(wǎng)聯(lián)研究和發(fā)展迅速,在第1階段智能網(wǎng)聯(lián)已在多個(gè)城市開(kāi)展規(guī)模性測(cè)試驗(yàn)證和先導(dǎo)示范,并逐步開(kāi)展商業(yè)化運(yùn)營(yíng)先行先試;第2階段是在部分城市開(kāi)展了建設(shè)部署和測(cè)試試驗(yàn),道路的協(xié)同感知能力得到了充分驗(yàn)證,部分場(chǎng)景下基礎(chǔ)設(shè)施的協(xié)調(diào)和控制也得到了探索,但現(xiàn)階段的技術(shù)發(fā)展仍舊無(wú)法實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)駕駛的商用化。

  單車(chē)智能與智能網(wǎng)聯(lián)都是有效的自動(dòng)駕駛解決方案,整體看來(lái),智能網(wǎng)聯(lián)下的自動(dòng)駕駛是更有可能實(shí)現(xiàn)的,但智能網(wǎng)聯(lián)觸及的領(lǐng)域較多,需要協(xié)調(diào)的角色也繁雜,是需要各部門(mén)、各企業(yè)進(jìn)行協(xié)調(diào)才可以實(shí)現(xiàn)與落地的。




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