原创科博士科普广州
要出门的你,在手机上预约了一辆出租车。等你打开车门一看,哇塞,居然没有驾驶员,甚至没有方向盘,是一辆自动驾驶的汽车。
通过人脸识别,汽车确定了您就是那位尊敬的乘客。
然后,出发,上路。
一路上,在先进的语音识别技术的加持下,汽车还能和你侃侃而谈,根据你的需要,要么播放音乐,要么沉默不语。
高效、舒适、便捷、便宜
这就是已经到来的自动驾驶技术
未来能够为大众提供的出行服务
没有驾驶员的汽车,靠谱么?
要回答这个问题
就得了解
自动驾驶究竟是如何实现的
1
自动驾驶汽车也有“感官”和“大脑”
自动驾驶这一概念,其实并不是近年才出现的。自动驾驶汽车(Autonomousvehicles;Self-drivingautomobile)又称无人驾驶汽车、电脑驾驶汽车、或轮式移动机器人,是一种通过电脑系统实现无人驾驶的智能汽车。
早在一个多世纪前,就已经有人提出了自动驾驶。在20世纪20年代,汽车作为一种便捷的交通工具开始进入人们的日常生活,于此同时,汽车导致的交通事故也在不断增多。为了追求一个完美的汽车使用环境,自动驾驶的概念便被首次提出。
只是,在多年前
虽然有想法
但是技术上却是“臣妾做不到”啊
只有到了当下,随着互联网、人工智能、传感器、激光雷达、5G通讯等一系列技术成熟之后,自动驾驶才会水到渠成。
车辆要实现自动驾驶
需要解决
车辆在哪、往哪儿去、怎么去
这三个基本问题
解决这些问题
涉及多个领域和技术
自动驾驶汽车通过加装在汽车上的毫米波雷达、激光雷达、车载摄像头等硬件感知设备,配合高精度地图、深度学习等技术的使用,可以让汽车在没有驾驶员控制的情况下,独自实现出行过程。
自动驾驶最开始的雏形是远程电控,随着人工智能、大数据和各种传感器的不断发展,自动驾驶技术也在不断地成熟。
具体而言,自动驾驶车辆通过传感器感知周围环境信息,输入到计算平台处理,判断车辆位置,构建驾驶态势地图。系统根据驾驶态势图,对车辆的运动进行行为决策、路径规划,再精准控制车辆底盘执行器实现自动驾驶。
人是依靠五官去感知周边的环境,而一辆变得“聪明”的汽车也一样,有了各种各样的传感器、摄像头、激光雷达、毫米波雷达后,就如同有了人的五官。通过这些传感器,车辆就可以感知到周边的环境和交通情况,然后像人一样运用“大脑”——通过具有强大计算能力的设备,将感知到的东西识别出来。
此时,无人驾驶汽车不仅仅能够识别出是一个人或者是其他汽车,还将识别出对方的速度、有没有闯红灯等信息,进行计算后,无人驾驶汽车将经过决策和控制等流程,通过汽车的线控系统,控制油门、刹车、转向,从而形成安全的行驶过程。
因此,单车(指不联网的汽车)智能核心的组件需要有强大的感知、计算能力。
但是,在5G、车联网等技术加持之后,单车就会具有更强大的能力,就如同拥有了千里眼和顺风耳一样,看得更远、听得更加准确。
中国和美国在自动驾驶上采取了不同的技术路径。中国的特点和优势是,通过强大的5G通讯技术,通过车路协同的技术去赋能自动驾驶,让中国的自动驾驶产业走出一条差异化的路线。
什么是车联网?
车联网指的是实现车与车之间、车与道路之间、车与人之间,以及车与远端网络之间的通信。有了这样强大的通讯能力,无人驾驶汽车就将变得更加智能。而5G有着极低的时延,所以可以实现在很短的时间里给汽车下达指令。5G可以支撑信息娱乐的服务,譬如说可视电话。也可以让行车更加安全,譬如在恶劣的天气条件下,路面可视度很低,那么就可以依靠车联网去帮助和规避交通安全事故。也可以提升交通效率,降低交通拥堵情况。
车联网理解起来其实很简单,每个人都有一个手机之后可以把人紧密联系在一起,通过手机我们可以和家人、朋友通信。车联网则可以实现车和车之间的通信,比如我在路上开一辆车,我们的车和其他的车之间可以通信。如果可以让车和道路的各种各样的基础设施可以通信,譬如智慧化灯杆、红绿灯信号灯、各种各样的限速牌和标志。
车和人也可以通信,人有手机、手环这些将来都可以和我们的车通信。最后,汽车还可以和远端的网络通信。简要来看就是要让汽车具备强大的通讯能力,可以和我们其他的车、人、路边各种各样的设施有一个很好的通讯能力。
单车智能+车路协同,是实现自动驾驶的路径。
如何理解?以辨别红绿灯为例,通常人类驾驶员是通过眼睛来观察,判断路口是红灯、绿灯还是黄闪灯。但是如果遇上恶劣的天气,或者一些物体的遮挡,那么驾驶员就可能看不到交通灯。而在车路协同状态下,交通灯信号将会通过道路上的基站设备,通过电磁波发送到智能汽车上,汽车接收到信号后,就可以感知到路口是否可以通行,从而做出刹车还是继续同行的决策。这样,天气好坏、是否有遮挡等情况,都不会影响汽车对交通灯的判断。
2
自动驾驶其实比人驾驶更安全更高效
自动驾驶的安全性
是很多人的疑问
但是从数据上来分析,我们会发现,自动驾驶的安全性会高于人类驾驶员。
根据数据统计,中国每年大概有6万人都会死于交通事故,造成交通事故的原因往往是醉酒驾驶、超速行驶、违章、无证,或者大多数情况下是因为驾驶者没有观察到周围的情况等这些人为的原因。
而无人驾驶汽车其本质是一个机器人,不会喝醉酒、不会疲劳、不会超速,而且能够时时刻刻专注于路面全方位的信息,从这一点来说,无人驾驶汽车比人开的车更加安全。
而从经济性上来分析,无人驾驶汽车同样有优势。出租车的里程价格中,出租车司机的人力成本超过了50%以上,如果将来自动驾驶汽车取代了司机,那么出租车的价格就会下降。
更为重要的是,智能化的无人驾驶汽车可以在全局上进行路线规划,因此会使得交通整体上变得更加高效,不会因为抢道等原因导致交通拥堵。
此外,中国逐步进入老龄化时代,会逐渐带来司机数量不足、打车困难的情况,而在无人驾驶时代,这一问题将不复存在,乘客只需要在手机上进行呼叫,都能够实现准时上车。
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自动驾驶试点陆续铺开
实现自动驾驶是汽车发展的终极目标,也是实现智能交通、智能城市重要的一环。如今,在国内多地不断推出的自动驾驶试点项目,让该项技术有了测试和最终落地的机会。
今年4月,《北京市智能网联汽车政策先行区乘用车无人化道路测试与示范应用管理实施细则》正式发布,在国内首开乘用车无人化运营试点。7月5日,《深圳经济特区智能网联汽车管理条例》出台,于8月1日起实施。这是国内首部关于智能网联汽车管理的法规。
广州紧随其后。近日,交通运输部办公厅公布18个第一批智能交通先导应用试点项目(自动驾驶和智能航运方向)。广州城市出行服务自动驾驶先导应用试点项目入选。其中,海珠成为广州自动驾驶项目中开展城市出行服务的区域之一,助力广州智能交通进一步发展。
根据交通运输部公布内容,此次在广州的试点项目将在年8月至年12月期间进行。在广州塔环线、生物岛环线等区域会投入50辆自动驾驶巴士。
相对于复杂的开放道路,巴士将运行在一条相对静态的线路,公交线的车站设置固定。降低的场景难度,再加上稳定的车速控制,能把高维的、更难的技术应用到这种更简单的场景上,可以快速提升可靠性和安全性,也帮助加速自动驾驶产业化的落地。
自动驾驶什么时候才能全面铺开?
对此,业内专家表示,自动驾驶汽车技术是一个不断地根据工业界的方法,不断迭代更新的过程。将会有一个逐步发展的过程,最开始会是低速运货的场景,然后是高速运货和低速运人,最后是实现高速运人。
这一天终将会来的。
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