付靖軒 尚文軍 合肥工業大學汽車與交通工程學院
汽車行業經過一百多年的不斷發展,在現代化和信息化的當今社會,早已有了智能化的趨勢,從被動安全系統到主動安全系統,再到考慮到人機工程學和人車交互以及更高的安全性能的需求,汽車輔助駕駛在近兩年不論是在理論研究還是在技術實現方面都日趨成熟,但是更高一級的完全自動駕駛,目前還沒有實現,本文將闡述汽車輔助駕駛系統,并綜合分析完全自動駕駛的實現問題。
汽車輔助駕駛系統(Driver Assistance System)為一系列子系統的總稱,通常情況下它包括主動轉向系統,主動制動系統,駕駛員疲勞駕駛預警系統,車道保持系統等等。輔助駕駛系統是為了對跟車,避障,巡航,防抱死,制動等生活中常見駕駛場景的輔助,減少或者完全不用人的干預而使汽車自己行駛。有研究指出,輔助駕駛系統可以有效降低常見交通事故的發生率,從而使最根本的道路安全問題得到解決的途徑。
研究發現,現階段自動駕駛汽車的研究模式是多元化的:前段時間進行路測的百度“無人車”是與博世公司合作開發的;從谷歌公司獨立出去的Waymo,致力于研發無人駕駛技術而無意進行汽車生產制造;特斯拉公司則著眼于細節,從一些微小的駕駛體驗優化開始,逐步研究應用輔助駕駛系統。據統計,目前已有不下20家企業或者獨立或者合作研發輔助駕駛系統,而英特爾等互聯網公司的介入,使得研究更趨于多元化和網聯化,從另一方面也促進了整車廠對新模式的探究。
對于智能輔助駕駛系統擁有較大發言權的美國將其分為五個級別,最低的級別(1級)為完全由人來操控汽車,依次逐級上升到最高級別(5級)為完全自動駕駛。目前來看,自動駕駛研究較成功的特斯拉和谷歌的“自動駕駛汽車”已經實現了第3或第4級別。早期的汽車輔助駕駛系統包括防抱死系統,電子穩定程序系統等,經過近些年尤其是近五年來的研究發展,先進駕駛輔助已經出現,如環視泊車輔助系統、FCWS(前車防撞),TRL(信號燈識別)等系統。
從各大廠商發布的戰略布局看,現階段的輔助駕駛技術已經較為成熟,從某種程度上說,已經為完全自動駕駛的實現奠定了應有的基礎。
2.3.1 關鍵技術不過硬
雖然現在輔助駕駛系統已經較成熟,但目前做得比較好的企業都或多或少地存在一些問題,特斯拉的輔助駕駛技術在雨天和大霧等情況下傳感器容易被遮擋,而且其沒有應用較為先進的激光雷達傳感器。另外人工智能不像人的大腦,兩者之間對事物的判斷能力就目前來說還有比較大的差距,實現完全自動駕駛由此看仍需要更高級的輔助駕駛技術和更深入的研究。
2.3.2 測試較少,成本較高
完全自動駕駛技術在正式大量商用之前,對其進行系統性的、完善的可靠性測試是非常有必要的,從目前來看,國內外進行的智能汽車路況測試還是比較少量的,谷歌在美國的路測也只限于其部分州,而國內的測試則更是規模不大,有的還是模擬測試或者在一定條件下的測試。成本方面,單就一個很重要的激光測試器而言,其主要作用是生成周圍環境的高清數字地圖,而其成本大約在7萬美元,若使用較低級的激光傳感器,在成本降低的同時也會帶來測試精度不高從而有很大可能引起安全問題。
2.3.3 一系列社會問題
目前,普通民眾對無人駕駛普遍抱有消極態度,普華永道的一份2017年報告顯示,在全世界各個大汽車市場的人群中對“無人駕駛”最高的支持率只占兩成左右。加上無人車交通事故頻發,也不利于完全自動駕駛取得合法、符合道德評判標準的地位。自動駕駛汽車涉及大數據的應用,保護自動駕駛汽車的用戶數據不被某些數碼黑客竊取而加以利用,或者更甚進而控制汽車,亦是一個目前信息安全方面有待解決的問題
雖然應用自動駕駛技術會使交通事故的發生率明顯降低,可一旦出現交通事故,責任的承擔和保險的理賠將會是一個社會學方面的難題。從歷史發展的經驗來看一個新事物的發展必然要通過官方的立法批準其生產制造,測試,直至商用和大規模應用,而這個過程的實現相對來說是比較漫長的。
經分析,未來汽車有很大可能屬于自動駕駛和網聯化,并且會應用5G等關鍵網絡通信技術,目前國內外5G技術已經開始起步并且在一些城市率先使用,在汽車上比如周圍環境的共享和互傳,與其它自動駕駛汽車之間和導航衛星之間的信息交流也會應用5G技術。
完全自動駕駛是未來汽車領域的一個共同愿景,也是目前各大汽車廠商爭相竟逐的重要領域,目前已經有很多公司宣布了未來幾年的發展規劃,其中百度宣布要在3年之后即2021年實現具有一定規模的無人車量產計劃,是第一個提出在2021年要實現量產的公司,而量產入市以后可能會有國家的政策支持從而進一步降低成本,提高產量。相信經過更長時間的研究和協調,汽車駕駛的高級愿景—完全自動駕駛有希望實現。屆時,人類生產力會得到進一步的解放,社會也將更加地現代化。
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