无人驾驶汽车的现状与发展前景

陆涛 李杰 宋云龙

摘要：近些年来，汽车与人工智能的结合愈加契合，汽车在智能驾驶方面体现出的便利更加显著。文章简要分析了无人驾驶汽车的技术现状及其产业化所面临的问题，并对其发展前景做了一个符合实际的展望。

关键词：无人驾驶；发展现状；发展前景

1 前言

科学是幻想的终结者。无人驾驶汽车已经不再仅仅是科幻片中的道具，它正与我们渐行渐近，在不久的将来必将成为汽车市场的主角。面对这这块诱人的蛋糕，不仅沃尔沃、奔驰、宝马、通用、大众、丰田等传统汽车厂商在厉兵秣马，谷歌、苹果等IT企业也分外眼红，意欲执汽车互联之牛耳。它们各有所长，只有充分合作，以更开放和积极的姿态，迎接汽车诞生以来最宏伟的革命，才能在未来卓立潮头。那些行动缓慢和拒绝变革的，终将沦为智能汽车市场的看客。但与此同时，人们也存在着对无人驾驶的担忧，它还处于概念阶段，其市场化面临多只拦路虎，无论是技术成熟度、配套设施的完善还是政治法规等，都有很多工作要做，而能否被普罗大众接受，答案还需苦苦找寻。

2 无人驾驶汽车的发展现状

2.1 国外无人驾驶汽车的研发状况

从上世纪开始国外就开始进行了无人驾驶汽车的研究。美国谷歌公司作为最先发展无人驾驶技术的公司，其研制的全自动驾驶汽车能够实现自动起动行驶与停车。谷歌自动驾驶汽车项目重组为一家名为Waymo的独立公司。Waymo于2017年11月7日对外宣布，将对不配备安全驾驶员的无人驾驶汽车进行测试。预计无人驾驶汽车测试活动将在2018年加速，2018年Waymo可能将会在公路上部署更多完全无人驾驶汽车。除了传统汽车业强国与谷歌等互联网企业已经开始无人驾驶汽车的研发并且已经取得了相当好的成果之外，苹果、Uber等也已经将业务范围向无人驾驶汽车倾斜。

2.2 国内无人驾驶汽车的研发状况

我国关于无人驾驶汽车的研究相对国外起步较晚，但是发展迅速。目前，国内的百度、长安等企业以及国防科技大学、军事交通学院等军事院校的无人驾驶汽车走在国内研发的前列。例如长安汽车实现了无人驾驶汽车从重庆出发一路北上到达北京的国内无人驾驶汽车长途驾驶记录。百度汽车同样在北京进行了初次无人驾驶汽车在北京道路的实验并且取得了成功。而到2020年，无人驾驶车辆有望在北京到崇礼的延崇高速路上实现道路测试。相关技术的快速发展无疑为无人驾驶的未来提供了强有力的技术支持。

3 无人驾驶汽车未来遇到的问题

3.1 技术难题

研发人员目前面临的最棘手的技术问题是如何提高汽车的视觉能力，如何将人类的视觉能力复制于电脑系统。人脑有几乎 1/5 用于图像处理，对人类的视觉能力我们还有很多没有弄明白的地方，目前所研发的电脑视觉系统还非常的低端和原始。一般无人驾驶汽车使用的激光扫描仪无法穿越固体障碍物，如果有行人突然出现在车道上，扫描仪是无法及时检测的。无人驾驶汽车不仅需要留意周边的其他车辆，还必须能够检测到周围的路人、车道、停止线、交通标识、交通灯等等一系列因素；也需要有预测诸如目前行驶的车道是否会在几百米之外终止、前方道路上是否有停泊车辆等问题的能力。此外，当路面上有积雪时，无人驾驶汽车经常会面临无法“看清”道路标志及其他线索的难题，而电脑必须利用这些信息才能进行正确的定位。

3.2 预测和回应人类的行为

目前还没有人能解决这个难题，但这却是确保无人驾驶汽车安全行驶必须解决的问题。当车辆需要在楼房建设区域、事故区域或是其他会有人通过手势信号来指挥行车的区域穿行时，无人驾驶汽车也将面临难题。这需要汽车可以精确地观察停车标志、交通信号灯、限速标牌、其他车辆的行为以及人类驾驶员会关注的其他通用信息，以判断以什么样的速度行车，以及何时何地需要转弯等。但是，当有人用手势信号来指示车辆通行时，尤其是当这些手势信号与交通信号灯或停车标志有冲突时，无人驾驶汽车就会感到困惑了（这种情况在城市的十字路口经常会发生）。

3.3 成本问题

在汽车界绝大多数人士看来，无人驾驶汽车产业化瓶颈主要来自于成本，所面临的挑战包括开发低成本、稳定可靠的传感器及大量的软件开发。全球主流企业在无人驾驶汽车领域的前期研发投入都非常庞大。由于无人驾驶汽车更多依赖于汽车电子产品和软件，根据摩尔定律，未来随着无人驾驶技术研究的进一步深入，廉价的电子零部件替代品出现将會使无人驾驶汽车的成本快速下降。

3.4 政策法规问题

虽然美国、日本等发达国家鼓励无人驾驶技术的高速发展，但是其也对无人驾驶汽车上路行驶做出了明确的限制于规定。无人驾驶如何实现真正意义上的无人驾驶是必须面对的问题。无人驾驶汽车要想合法上路行驶，首先要解决政策法规的问题。无人驾驶汽车实际行驶过程中难免会因为某些原因而产生事故，如何划分事故责任，如何做到公正裁决等等这些都是要进行深入讨论与验证的问题。目前并没有那些国家对无人驾驶汽车专门制定完善的政策法规，要想真正的实现无人驾驶汽车的普及化，这是一个必须解决并且需要格外小心的问题。

3.5 其他问题

无人驾驶汽车的一个最大特点，就是车辆网络化、信息化程度极高，而这也对电脑系统的安全问题形成极大挑战。一旦遇到电脑程序错乱或者信息网络被入侵的情况，如何继续保证自身车辆以及周围其他车辆的行驶安全，这同样是未来急需解决的问题。同时，无人驾驶汽车将彻底改变人们的驾乘方式，这种方式能否被乐于驾驶的人们所接受，以及如何适应不同的“马路文化”，都将是需要面对的问题。

4 无人驾驶汽车的发展前景

尽管目前无人驾驶汽车产业化仍存在各种问题，但无人驾驶汽车实质上是建立在汽车主动安全技术、智能化技术逐步升级的基础上的，只要市场对这些技术有持续的需求，就能推动汽车向完全无人化演进。因此，相当多的企业对于其前景表示乐观。

目前各整车制造企业采取发展的路线是：首先以高速公路为中心实现自动驾驶技术，然后逐渐推广到主要公路乃至普通公路。人们普遍认为，相比突然推出全自动无人驾驶汽车，循序渐进的引入和推广自动驾驶技术才是可行之道。

高速公路上的驾驶环境和标志都较为良好，但是速度很快，而且对于驾驶员来说较为枯燥，运用在这个方向可以很好地解决这个任务 并提高交通效率和安全性。在结构化良好的高速公路上，只要完成车 辆识别和标志线跟踪便能实现全自动驾驶。

在城市中，道路上的车辆和人群众多且环境复杂，对传感器的感知和计算机系统的控制提出了更高的要求，但是驾驶速度较慢，因而 比较安全可靠，很有应用前景。

无人驾驶汽车使用的各种传感器、计算机在性能、技术方面已经取得了很大的进步，价格也将大幅降低，但对于我国而言，无人驾驶汽车目前使用的摄像机、雷达等关键设备几乎全部依靠进口，导致无人车设备或装置的价格仍居高不下，普通消费者无法承受。未来国家应加大投入，加强基础研究和原材料研究，实现关键设备和技术的突破。随着我国北斗导航系统的完善，基于导航技术的无人驾驶汽车的研发也将会得到国家以及相关部门的支持，保证我国无人驾驶汽车技术与国际研究水平的接轨。

5 结语

无人驾驶通过改变人与车、人与道路、车与道路之间的关系，使三者彼此之间形成一种信息交互，从而实现车联网，汽车可以进行雷达探测并收集来自道路状况的反馈，及时作出适当的调整，和驾驶员一起面对复杂的路况。无人驾驶的出现从根本上改变了传统汽车的控制方式，对于交通系统的安全性与通行效率有了较大保障。相信随着经济和科学技术的发展，无人驾驶汽车的普及不是梦。