不用手就可以叫“自动驾驶”吗?
技术学堂 · 2018-06-29 10:50

打破线性思维 才能有意外收获

回顾近段时间的汽车新闻,有一个关键词的出镜率高得吓人:

“零跑汽车自主研发AI自动驾驶芯片”

“纯电Smart概念车将实现完全自动驾驶”

“拜腾与Aurora合作研发L4级别的自动驾驶方案”

“凯迪拉克超级智能驾驶系统Super Cruise上线”

“百度Apollo自动驾驶商业化 与宝马、拜腾和现代展开合作”

“特斯拉V9更新 将实现完全自动驾驶”

.....

似乎现在还不会“自动驾驶”,都不好意思说自己会造车了。

智能化是未来汽车制造的大方向,在自动驾驶面前,触控大屏、车联网、智能语音助手、APP功能拓展都只能算是小儿科,为什么敢这么说?因为自动驾驶涉及到诸多前沿科技,包括传感器技术、集成芯片研发、计算机视觉算法、深度学习人工智能等等等等。

虽然现在很多汽车商都标榜自己已具备自动驾驶能力,但其中大部分只是打了一个擦边球,恐怕,就连特斯拉也不过是个自说自话的三流选手...

不用手就算自动驾驶吗?

讨论自动驾驶,首先需要对它有一个基本认识。业内根据自动驾驶的参与程度划分了多个等级,可作为参考标准:

——Level 0级,纯手动机械驾驶,完全没辅助系统,意味着最基本的ABS(自动防抱死)安全配置都没有,这类民用车早已被淘汰了。

——Level 1级,配置了诸如AEB(自动紧急刹车)、ABS以及ABS基础上升级的ESP(车身电子稳定系统),还有高速路段常用的定速巡航、ACC自适应巡航功能(安全车距保持)。是目前最常见的辅助驾驶配置,当然,部分安全功能需要选配。

——Level 2级,如果说L1级是纵向控制,那么L2级就是开始引入横向控制,如LKA(车道保持)、主动变道等功能。此时汽车仍只是代理操作,还是需要驾驶员实时监控路况,大部分情况下,人类驾驶员要接管方向盘。特斯拉是这个级别的代表。

——Level 3级,进一进步脱离人类依赖,能够自适应驾驶路况,不需要驾驶者实时保持注意力,能够自行判断道路条件、决定是否将驾驶权交还人类驾驶员。L3相对于L2,是一个本质的跨越,汽车和司机的身份开始发生转变,汽车由辅助系统变为真正的司机,人类则由司机变为乘客。


L2级,驾驶员要随时保持警惕


L3级,不用再实时监控路面

——Level 4级,已经可以实现完全自动驾驶,能够应付所有日常出行情况,过程中无需驾驶员介入,输入地点和导航信息即可上路,面对恶劣天气(暴风雪、大雾天)或恶劣环境(野外无道路)等无法处理的情况,会安全停车、暂停接管。

——Level 5级,全天候自动驾驶,无论什么天气环境、什么路况都能应对自如,甚至能够在驾驶员都无即时反应的情况下做出自主判断,做到像大脑一样思考和学习,此时,汽车完全抛弃方向盘、动力、制动踏板,人类彻底成为乘客。

从自动化进程来看,技术是沿着辅助驾驶-半自动驾驶-高度自动驾驶-无人驾驶的方向前进。如今,借助一系列传感器、摄像头和计算机算法,大部分辅助驾驶功能已经成功实现,但真正的“无人”驾驶,依然可望不可及。

自动驾驶是伪需求吗?

自动驾驶的最大价值是让人们的出行变得更安全、更便捷,譬如:

自动驾驶更能够自行判断车距,提高道路利用率;

面对紧急路况,汽车比人类更快做出反应,减少事故发生频率;

避免疲劳、饮酒以及打电话等行为对驾驶的影响,提高安全系数;

解放驾乘人员注意力,让他们在车上就能休息、工作,提高出行效率;

....

自动驾驶仅仅是“未来出行”的第一步,之后还可以通过物联网的技术,把整个道路交通融为一个智能城市系统,汽车将不再是独立的个体,而会与路边基础设施、其他车辆和交通管理系统无缝连接,就像血液流通在血管之中,流动越统一、交通越顺畅。

不用手就可以叫“自动驾驶”吗?

未来,自动驾驶的意义已经不再是汽车本身,而是智能交通系统中的一环;

未来,AI会全权负责我们的出行,从出发到抵达,自动规划整个行程与服务;

未来,科幻电影中无人交通工具将变成现实。

自动驾驶的现状

未来很丰满,但现实很骨感。按照目前的标准来看,呼声最高的特斯拉Autopilto仅仅停留在L2级(勉强算上L2.5级),在量产车型中,最高的是达到L3级的新奥迪A8。

作为自动驾驶的里程碑车型,新奥迪A8的ADAS(高级辅助驾驶)系统基于zFAS核心。zFAS有4个关键元件,包括:(1)Mobileye的EyeQ3,负责交通信号识别、行人检测、碰撞报警、光线探测和车道线识别;(2)英伟达的K1,负责驾驶员状态检测、360度全景;(3)英特尔(Altera)的Cyclone V,负责目标识别融合、地图融合、自动泊车、预刹车、激光雷达传感器数据处理;(4)英飞凌的Aurix TC297T,监测系统运行状、使整个系统达到ASIL-D的标准,同时还负责矩阵大灯。

不用手就可以叫“自动驾驶”吗?

在这些看都看不懂的黑科技中,涵盖了基本的光学、声学、雷达等多种传感器,高精度地图系统,先进无线通信和云计算服务,以及能够深度学习的智能AI。但!就算有了这些,还远远不够。

那真正厉害的自动驾驶藏在哪里?

既然自动驾驶需要解决这么多难题,

既然特斯拉都只是雷声大雨点小,

既然最强量产车奥迪A8也只停留在L3初级阶段,

那么真正厉害的自动驾驶技术到底藏在哪里?

不用手就可以叫“自动驾驶”吗?

半年前,美国权威研究机构Navigant对目前具有代表性的19家无人驾驶汽车企业进行了排名分析。结果如下图表,横坐标代表的是战略规划,纵坐标是执行力。

不用手就可以叫“自动驾驶”吗?

评判标准包括目标、市场化策略、合作伙伴、量产策略、技术、销售、产品质量与组合、市场份额和可靠性等等。可以看出行业领头羊是GM(通用)、Waymo(谷歌)和Ford,而Tesla、Uber、Apple这些明星企业只能算是吊车尾。

目前,自动驾驶研发主要有两条路可以选择:一条是传统汽车制造商的渐进路线,在基础车体上,以辅助驾驶为起点,不断更新迭代,逐步提高自动驾驶的等级,譬如通用公司、特斯拉公司;另一种是互联网公司的狂点科技树路线,如Waymo、百度(没错,就是百度),一开始就以无人驾驶为出发点,先研发一套自动驾驶系统,再为它寻找一个合适载体(汽车)。无论哪一条路,都需要汽车工业与科技创新相结合,这其中就包括:

传统主机厂的厚积薄发

传统车企在造车方面是驾轻就熟,但面对自动驾驶可就手足无措了。为解决这个难题,通用在2016年收购了一家名为Cruise Automation的硅谷初创公司,并保持其自动驾驶技术的独立研发与运营;紧接着又继续收购传感器公司Strobe,以加速激光雷达等汽车硬件开发,提升设备精度并降低部件成本。

不用手就可以叫“自动驾驶”吗?

通用采用了双线战略,Super Cruise(超级巡航系统)针对L2级量产车型,而L4级实验研发在幕后悄咪咪地进行。耐人寻味的是,Super Cruise技术早在2012年时就已经开始试验,但在正式发布的日期上一推再推,推迟的原因是:行驶中的日光会干扰车辆传感器,从而造成安全隐患。这个担心,恰恰在特斯拉身上得到验证,特斯拉以驾驶者生命为代价暴露了Autopilto的缺陷。

通用Cruise在2017年配置了86辆测试车辆,在人为干预间隔里程测试中,自动驾驶里程数达到211910公里,“脱离”105次,即:每隔2018公里需人工介入操作一次。仅排在Waymo之后,名列第二。

不用手就可以叫“自动驾驶”吗?

“比起在竞争中取得领先,我们更关注用户的安全,测试版的产品是绝对不能上路的,”通用曾表示,“如果发现什么小故障,通用将继续推迟Super Cruise系统的发布时间”。

这是一家百年车企在安全方面的责任与担当,反观特斯拉,每一次面对事故都迫不及待地为自己辩解脱责,对自身技术的隐患和宣传方面的误导并无丝毫歉意,高下立见。

不用手就可以叫“自动驾驶”吗?

Cruise身后,还有日本软银集团投入的22.5亿美元资金,结合Cruise在自动驾驶软硬件整合能力、通用公司丰富的主机厂经验,以及软银集团在人工智能、大数据、机器人等领域的资源,三者结合势必会形成极高的竞争壁垒。说通用走在自动驾驶领域最前列,毫不为过。

硅谷科技公司的一步登天

作为地球上最伟大的科技公司之一,Google在探索前沿科技的道路上从未停下过脚步。隶属于Google的Waymo,在8年前成立之初,就将安全性纳入各系统层级与各个开发阶段,建立了自己的系统安全计划(System Safety Program)。

不用手就可以叫“自动驾驶”吗?

硬件方面,Waymo旗下测试车辆搭载多个激光雷达,扫描半径为300米,探测领域相当于三个足球场大小,可实现全方位覆盖并将其转化为高精度建模;

软件方面,Waymo将机器学习渗透到感知、行为预测和规划各方面,换句话说,行驶里程越长,Waymo的驾驶判断越精准。除此之外,还加入而了各种风险评估方法,如故障树,设计失效模式、预先危险性分析,并把它纳入了行驶决策系统;还包括冗余临界安全系统,可以实时监控系统部件、子系统或其他方面的任何变化或故障,并判断是否接入备份系统或及时安全停车。

不用手就可以叫“自动驾驶”吗?

实测过程中,Waymo的自动驾驶测试里程数为1023330公里,“脱离”124次,即:每隔8251公里需人工介入操作一次。比第二名Cruise足足高出6437多英里。

不用手就可以叫“自动驾驶”吗?

但是!Waymo虽是自动驾驶技术的领头羊,偏科却十分严重——它在汽车制造业上的经验基本为零,所以急需一个合作伙伴为它提供车源。日前,Waymo已经与菲亚特-克莱斯勒达成了62000辆车的小额交易,但这样的规模仍是杯水车薪。

被网红事业耽误了的汽车公司

特斯拉作为唯一拥有大量制造汽车经验的硅谷公司,本应充分具备自动驾驶研发的优势。但事实并非如此,在19家公司中,Navigant把特斯拉和Uber一起排在最后。

Autopilot在技术不完善时,为了商业宣传目的,激进地开放了功能权限,直接导致了2016年5月发生的Model S致命事故,彼时,Mobileye作为Autopilto的技术支持,直接宣布与特斯拉分道扬镳。随后特斯拉自主推出Autopilot 2.0,自动驾驶技术不进反退,事故新闻不断。

不用手就可以叫“自动驾驶”吗?

技术虽落后,但特斯拉竞争力依然不容忽视,因为它在全球有30万台上路车,这些车的真实行驶记录都会回传至特斯拉的数据库,被用于自动驾驶研究。但如何合理利用这些珍贵的数据?特斯拉目前还交不出Cruise和Waymo那样的答卷。

不用手就可以叫“自动驾驶”吗?

硬件方面,特斯拉的基本装配为8个摄像头、12个超声波传感器和1个前置雷达,缺乏激光雷达传感器,而行业内大多数公司认为,这个部件才是实现完全自动驾驶的必要条件。

不用手就可以叫“自动驾驶”吗?

在2017年5月的TED演讲中,特斯拉CEO马斯克称正在研发Level 5级的自动驾驶系统。特斯拉表示,在2019年之前只需软件更新就能完全自动驾驶。对此,咨询机构Navigant直接给出结论——瞎扯淡。甚至连英伟达都表示怀疑,它卖给特斯拉的计算硬件能否可靠地支持完全自动驾驶。

自动驾驶的难点在哪里?

自动驾驶举步维艰,关键技术涉及面太广,从芯片研发到算法优化,再到软硬件的结合以及人工智能的进化,这些都不是一朝一夕能够攻克的难题。

不用手就可以叫“自动驾驶”吗?

除此之外,一个新事物从实验室走向市场的过程中,成本与收益也是非常关键的因素。举个栗子,Waymo使用的克莱斯勒Pacifica混动车,搭载1个长距激光雷达,1个中型激光雷达,4个短程激光雷达,4个毫米波雷达,8个摄像机和1到3个IMU传感器,光是这些64线激光雷达,成本就要8万美元。这些车辆还需配备每秒进行数万亿次计算的电脑单元,以及负责控制车辆的远程控制中心,除此之外,还有备用电脑、电力系统和转向控制,确保车辆在任何单个部件失效的情况下能够安全地停车。任意一项都价格不菲。

不用手就可以叫“自动驾驶”吗?

考虑到这些情况,Pierre Cambou(Yole传感器负责人)估计,2018年的自动驾驶汽车平均成本将达到20万美元。说实话,很多激光雷达的成本可能比汽车本身还要贵,以目前的成本控制来看,是不可能直接投入市场的。

就算解决了成本问题之后,还有更多的问题等在前方,包括交通道路调配,法律推动,技术伦理,事故责任归属等等问题。

打破线性思维 或许才有意外惊喜

出于线性思维,人们常会根据现状而对未来做出判断,在落后和创新之间划上一道明确的分界线,但现实却是渐进的,而非计划表中那样断裂式的跳步。自动驾驶的分级只是判定基准,并非一个明确的指导方针,现实将会充满变数。

不用手就可以叫“自动驾驶”吗?

好比百年前,人们都在追求一种跑得又快、又不知疲倦的马车,但汽车的出现直接打破了人们的认知,再也没有人关心马怎么样了;同样的线性思维留存到现在,大家执着于L5级自动驾驶,殊不知,未来可能会出现什么新交通工具,让自动驾驶也变得不值一提。

不用手就可以叫“自动驾驶”吗?

研发自动驾驶的意义,是带动整个科技产业发展,在这个过程中收获的新技术、新理念都将被应用到我们生活的方方面面,这才是我们不断追求进步的原因。

(图/文:皆电 唐科)

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