付靖轩 尚文军 合肥工业大学汽车与交通工程学院
汽车行业经过一百多年的不断发展,在现代化和信息化的当今社会,早已有了智能化的趋势,从被动安全系统到主动安全系统,再到考虑到人机工程学和人车交互以及更高的安全性能的需求,汽车辅助驾驶在近两年不论是在理论研究还是在技术实现方面都日趋成熟,但是更高一级的完全自动驾驶,目前还没有实现,本文将阐述汽车辅助驾驶系统,并综合分析完全自动驾驶的实现问题。
汽车辅助驾驶系统(Driver Assistance System)为一系列子系统的总称,通常情况下它包括主动转向系统,主动制动系统,驾驶员疲劳驾驶预警系统,车道保持系统等等。辅助驾驶系统是为了对跟车,避障,巡航,防抱死,制动等生活中常见驾驶场景的辅助,减少或者完全不用人的干预而使汽车自己行驶。有研究指出,辅助驾驶系统可以有效降低常见交通事故的发生率,从而使最根本的道路安全问题得到解决的途径。
研究发现,现阶段自动驾驶汽车的研究模式是多元化的:前段时间进行路测的百度“无人车”是与博世公司合作开发的;从谷歌公司独立出去的Waymo,致力于研发无人驾驶技术而无意进行汽车生产制造;特斯拉公司则着眼于细节,从一些微小的驾驶体验优化开始,逐步研究应用辅助驾驶系统。据统计,目前已有不下20家企业或者独立或者合作研发辅助驾驶系统,而英特尔等互联网公司的介入,使得研究更趋于多元化和网联化,从另一方面也促进了整车厂对新模式的探究。
对于智能辅助驾驶系统拥有较大发言权的美国将其分为五个级别,最低的级别(1级)为完全由人来操控汽车,依次逐级上升到最高级别(5级)为完全自动驾驶。目前来看,自动驾驶研究较成功的特斯拉和谷歌的“自动驾驶汽车”已经实现了第3或第4级别。早期的汽车辅助驾驶系统包括防抱死系统,电子稳定程序系统等,经过近些年尤其是近五年来的研究发展,先进驾驶辅助已经出现,如环视泊车辅助系统、FCWS(前车防撞),TRL(信号灯识别)等系统。
从各大厂商发布的战略布局看,现阶段的辅助驾驶技术已经较为成熟,从某种程度上说,已经为完全自动驾驶的实现奠定了应有的基础。
2.3.1 关键技术不过硬
虽然现在辅助驾驶系统已经较成熟,但目前做得比较好的企业都或多或少地存在一些问题,特斯拉的辅助驾驶技术在雨天和大雾等情况下传感器容易被遮挡,而且其没有应用较为先进的激光雷达传感器。另外人工智能不像人的大脑,两者之间对事物的判断能力就目前来说还有比较大的差距,实现完全自动驾驶由此看仍需要更高级的辅助驾驶技术和更深入的研究。
2.3.2 测试较少,成本较高
完全自动驾驶技术在正式大量商用之前,对其进行系统性的、完善的可靠性测试是非常有必要的,从目前来看,国内外进行的智能汽车路况测试还是比较少量的,谷歌在美国的路测也只限于其部分州,而国内的测试则更是规模不大,有的还是模拟测试或者在一定条件下的测试。成本方面,单就一个很重要的激光测试器而言,其主要作用是生成周围环境的高清数字地图,而其成本大约在7万美元,若使用较低级的激光传感器,在成本降低的同时也会带来测试精度不高从而有很大可能引起安全问题。
2.3.3 一系列社会问题
目前,普通民众对无人驾驶普遍抱有消极态度,普华永道的一份2017年报告显示,在全世界各个大汽车市场的人群中对“无人驾驶”最高的支持率只占两成左右。加上无人车交通事故频发,也不利于完全自动驾驶取得合法、符合道德评判标准的地位。自动驾驶汽车涉及大数据的应用,保护自动驾驶汽车的用户数据不被某些数码黑客窃取而加以利用,或者更甚进而控制汽车,亦是一个目前信息安全方面有待解决的问题
虽然应用自动驾驶技术会使交通事故的发生率明显降低,可一旦出现交通事故,责任的承担和保险的理赔将会是一个社会学方面的难题。从历史发展的经验来看一个新事物的发展必然要通过官方的立法批准其生产制造,测试,直至商用和大规模应用,而这个过程的实现相对来说是比较漫长的。
经分析,未来汽车有很大可能属于自动驾驶和网联化,并且会应用5G等关键网络通信技术,目前国内外5G技术已经开始起步并且在一些城市率先使用,在汽车上比如周围环境的共享和互传,与其它自动驾驶汽车之间和导航卫星之间的信息交流也会应用5G技术。
完全自动驾驶是未来汽车领域的一个共同愿景,也是目前各大汽车厂商争相竟逐的重要领域,目前已经有很多公司宣布了未来几年的发展规划,其中百度宣布要在3年之后即2021年实现具有一定规模的无人车量产计划,是第一个提出在2021年要实现量产的公司,而量产入市以后可能会有国家的政策支持从而进一步降低成本,提高产量。相信经过更长时间的研究和协调,汽车驾驶的高级愿景—完全自动驾驶有希望实现。届时,人类生产力会得到进一步的解放,社会也将更加地现代化。
[1]杨帆.无人汽车的发展现状和展望[J].上海汽车,2014,03:35-40
[2]王钦普,赵佳,赵浩.客车技术与研究[J],2016,06(38):2-6