03.07 智能自動駕駛技術的進步與我們有啥關係?

最近國家出臺了《智能汽車創新發展戰略》,提出了我們國家智能汽車的發展目標和政策措施,並且定義了我們國家的智能汽車,是通過搭載先進傳感器等裝置,運用人工智能等新技術,具有自動駕駛功能,逐步成為智能移動空間和應用終端的新一代汽車。智能汽車通常又稱為智能網聯汽車、自動駕駛汽車等。這是中國標準為特色的智能汽車發展方向和戰略目標。這是從單車自動駕駛走向車路協同自動駕駛的中國方案,這是一個容易實現商業化和最安全最可靠的解決方案。

對於我們來說,這關係到無論你選購新的車輛還是升級改造現有的車輛,都會認真考慮車輛智能自動駕駛技術的等級分類、功能參數、真實性能和實用性能,既要樂享智能自動駕駛功能帶來的方便、省時、省力,也要始終牢記注意防範意想不到的安全隱患。即使你仍然駕駛原有車輛,隨著車輛聯網信息互通的逐步實現,隨著道路的智慧功能的升級改造,你也要順應潮流,改變駕駛習慣,適應新的規則變化。

車路協同的中國方案將徹底改變我們國家現有的汽車製造行業和交通道路建設的格局,實現有多年持續性大發展的經濟增長和社會變革新時期。智能汽車和智慧道路拉動的產業鏈是:5G通信、新材料、智能製造、全球定位、物聯網、先進傳感器、人工智能、數字路網、區塊鏈、新能源、交通基礎設施建設、城市交通設施改造、智慧城市建設等等。

我們應該看到,傳統燃油汽車由於控制系統的複雜,實現數字化改造的難度較大,在智能化的技術改造上將會受到一定限制,而智能化的新能源電動汽車將迎來一個持續發展的新時期。

智能汽車上路行駛,在車輛信息、行駛目的地、行駛路徑、路口轉向、車道選擇、跟車間距、行駛速度、實時佔用空間位置等等都會逐步實現數字化互聯互通,智慧道路的地理信息、交通規則、路側設施、實時的安全狀況、停車場地等等也要數字化,加載先進傳感器,車與車之間、車與路之間,車與雲(網)之間、車與人之間互聯互通,這就是車路協同,也就是V2X。

我們會看到,駕駛人員將逐步告別繁多的標誌、標牌、標線、紅綠燈的識別與決策,也將告別高速公路的收費道閘和收費員,也將逐步的徹底的告別交通事故、交通擁堵、交通違法、交通檢查等等。當然這些也是一個逐步在部分場景下實現的過程,我們也需要有一個逐步適應車與路進行智能改造的過程。

我們會看到,所有車輛和駕駛人員的信息會逐步實現聯網,你的駕駛證和行駛證不再需要隨車隨身攜帶,只要你開車上路,道路信息中心會驗證你的車輛和駕駛人員的信息。車輛的信息也會有詳細的記錄,如果有必要你的車輛出廠配置、驗車記錄、維修記錄、升級改造記錄、違法記錄等都可以查驗。從安全行駛上說你的車輛現在的(實時)發動機(電動機)溫度、剎車制動系統的性能、燃油剩餘數量(電池剩餘電量)、各個輪胎的氣壓、方向盤控制性能、車速控制性能和整個車輛智能控制系統的性能等等信息,都會得到顯示和驗證。不合格的駕駛人員和不合格的車輛會得到通知並留下不良記錄,甚至會直接取消你的上路行駛資格。

我們會看到,自動駕駛的一些技術將會首先在智慧道路上實現,出於安全駕駛考慮的一些技術會先行普及。像自動行車道選擇,在智慧道路上,會根據你的目的地選擇,根據道路車流量狀況,根據你的車輛狀況、根據道路實時狀況自動分配你的車輛行駛在某一個行車道上,該變道時會自動處置,不需要你隨意變更車道,有可能你也無法變更車道。這時會有語音、文字等警示提醒你。像車速自動控制、路口安全行駛、路口直行、路口左轉彎、路口右轉彎、路口掉頭、防止前方碰撞、防止車輛追尾、車距自動控制、自動跟車行駛、車道偏移自動修正、彎道行駛、道路臨時障礙處置、自動泊車、長上坡行駛、長下坡行駛、橋樑駕駛、隧道駕駛以及夜間行駛和不良氣候狀況下行駛等等,都會在車與雲、車與車、車與路、車與人等多種安全行駛智慧中心進行通信,由車和路的智慧中心進行協同判斷決策,採取最優解決方法來進行處置。現在擁堵的道路上,許多車輛並沒有行駛在車道內,壓線行駛、隨意變道、忽快忽慢、穿插自由,大家都快不了,時不時還會有交通事故發生。這樣的擁堵狀況和不安全狀況將會徹底改變。

智能汽車的發展和智能手機的發展過程有一定的相似之處。中央處理器和信息處理中心將會成為智能汽車的標配,比如谷歌公司在智能無人駕駛汽車上使用的英偉達公司的產品Drive PX2無人駕駛平臺,它是世界上首款汽車人工智能超級電腦,具有深度學習功能,能夠模擬人類的情景意識、駕駛經驗,自主處理汽車高速行駛中遇到的各種複雜場景。比如目前大眾、雪鐵龍、比亞迪等許多車企智能汽車使用的高通公司生產的驍龍820A。比如百度公司推薦使用的包含GPU的工控機Nuvo-5095GC。國內外還有很多高性能的人工智能芯片、處理器不斷出現,將要運用達到和超過人類駕駛人員的駕駛經驗的智能電腦。相信有這樣的車載電腦加上路端和雲端的超級電腦,智能汽車的駕駛能力會有一個安全保證。

智能汽車還裝有類似人類的視覺、聽覺、感覺、知覺的各種類型的傳感器,有攝像頭、毫米波雷達、超聲波雷達、激光雷達以及許多檢測自身性能的感知器件等等,它們的主要用途是清楚的感知汽車行駛中的周圍環境和自身環境,不同自動駕駛等級的車輛會在傳感器配置上有一定的差別。近幾年L3等級自動駕駛的車輛會逐步普及,這類車輛大部分只需要安裝攝像頭、毫米波雷達和超聲波雷達等感知器件,就基本上可以滿足技術上的要求,隨著智慧道路上的安全信息共享,會進一步增強這些車輛安全駕駛的基本要求。激光雷達感知距離遠精度高信息處理量大而且製造成本也高,因此目前只會安裝在部分高端汽車上面以及L4等級以上自動駕駛的車輛上。以滿足對自動駕駛有更高要求的消費者,相信隨著技術進步和製造成本的下降,激光雷達也會和L4等級以上自動駕駛的車輛一起被普及應用。

智能汽車上還有很多功能需要配置和應用。如5G聯網功能、高精度定位功能、人機交互功能、車路協同功能,還有大量專用軟件有待開發應用。智能手機上的許多功能也可以與智能汽車共享共用。

在車路協同的情況下,車和路有哪些方面需要一致行動,根據我們國家的現狀目前可以這樣說只有高速公路和城市道路兩種情況。在高速公路上,在入口處應該查驗車輛和駕駛員是否符合上高速公路的基本條件,這個應該是前移的,就是說在上高速之前你就與高速公路聯繫,信息已經交流,將會告知是否可以,如果不行則告知原因及解決辦法。目前高速公路入口只是收費,並不檢查。車輛聯網後這個場景就會變為設備聯網自動檢測、自動查驗,收費功能也根據行駛路段自動收費。不符合上高速公路的車輛如車輛超標、破舊、超重、超載、功能不全等等會被拒絕,駕駛員無證、違法、過期等等也會被拒絕。檢測合格的車輛可以進入高速公路行駛。此時動態檢測開始,車輛加減速性能、車道偏移狀況、車胎氣體壓力、燃油數量(電池電量)、車輛行駛位置、行駛距離、前後方車距、出口距離等等動態數值,這些數值有些是路端設備進行檢測,有些是車端傳感器檢測,車和路的信息可以相互聯通,會同時傳遞到雲端智慧電腦處理中心,對於不良數據的處置辦法會告訴車輛電腦,提醒駕駛員注意,如果出現影響安全駕駛的狀況,也會發出警示,具有智能駕駛功能的車輛,除了提醒外,會有安全駕駛措施跟進,直接操作車輛保持安全行駛。高速行駛路段路端檢測設施十分完備,能夠檢測和監督行駛中的每一輛車,始終與行駛車輛保持互聯互通,路端和網聯雲端為車輛提供多種服務項目。如車隊服務,會自動提供相鄰多個速度比較一致的車輛組成一個車隊,車隊之間的車距足夠大,而內部之間車距稍微小一些。這樣最前面的車輛像一個領頭,負責探路,後續車輛只是跟車行駛。另外還有各種信息服務、娛樂服務、服務區預告、路口預告、路況預告、車速限制等等。出口前對車輛提醒出口距離,智能引導車輛進入減速出口車道,出口端應該會相信記錄車輛出口時的狀況,上傳到雲端電腦。

對於城市道路一般情況下路口是車和路交互的起點和終點,一輛車進入路口,也就進入了這條路段,路口會顯示提供各種服務的信息,路口具有檢測和識別車輛的設施,與車輛在信息上互聯互通,會提供車道選擇、速度選擇、車距選擇、路標信息、人行橫道信息、公交車站信息、路牌信息、下一個路口信息、前方轉彎信息、前後車輛信息、路邊臨時停車點、停車場等等,對於智能車輛,許多選擇是由車、路、雲根據路況、車輛、行人、目的地等狀況自動處理。對於普通車輛,只能提供語音、文字、圖像信息,進行提示或警示。前方路口通行信息服務非常智能,能夠顯示通行預測、車速控制等等智慧路口服務。

車路協同發展智能自動駕駛汽車是一個合理的方案,這是一個汽車技術進步逐步發展的過程,這是一個道路逐步改造的過程,也是一個駕駛人員逐步適應的過程。我們不能期望短時間內到達自動駕駛的完善地步,但是還是希望我們的智能汽車和智慧道路能夠快一些進入我們的生活,使我們的汽車在道路上行駛更安全一些,更快捷一些,更舒適一些。

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