自動駕駛技術不只是傳統(tǒng)汽車的一項升級更是一項大工程
自動駕駛汽車又稱無人駕駛汽車、電腦駕駛汽車、輪式移動機器人,是一種通過電腦系統(tǒng)實現(xiàn)無人駕駛的智能網(wǎng)聯(lián)汽車。自動駕駛汽車依靠人工智能、視覺計算、雷達、監(jiān)控裝置和全球定位系統(tǒng)協(xié)同合作,讓電腦可以在沒有人的主動操作下做到車路協(xié)同,自動安全地操作機動車輛。
它是搭載了先進的車載傳感器、控制器、和數(shù)據(jù)處理器、執(zhí)行機構等裝置,借助車聯(lián)網(wǎng)、5G和V2X等現(xiàn)代移動通信手段和網(wǎng)絡技術實現(xiàn)交通參與物與道路、基站、行人之間信息交換與共享;最終實現(xiàn)在復雜的環(huán)境下安全高效快捷人或者物體的車輛運轉。通俗來說就是,汽車完全由高級駕駛技術系統(tǒng)駕駛,不需要人工操控汽車運轉。
目前來說,我們具有感知功能的車輛普遍安裝了各種傳感器,包括激光雷達,毫米波雷達,超聲波雷達,攝像頭,高精地圖,定位系統(tǒng)等等設備,這些設備在工作的過程中,收集了大量的數(shù)據(jù),比如激光雷達收集到了大量的點云數(shù)據(jù),超聲波雷達收集到了距離和速度的數(shù)據(jù),攝像頭收集到了大量的形狀數(shù)據(jù),定位系統(tǒng)收集到了坐標系的數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)都通過清洗和整理后,被傳輸?shù)經(jīng)Q策模塊。
實現(xiàn)自動駕駛或無人駕駛,一要解決整車裝備的多傳感器:毫米波、激光雷達以及攝像頭等高效融合工作的技術實破,通過電腦將傳感器獲得的數(shù)據(jù)結合高精度地圖以及全球定位等來做分析處理;二要解決數(shù)據(jù)和地圖的問題。地圖要支持無人駕駛,不是二維的抽象數(shù)據(jù),需要高清晰、高分辨率、高精度的數(shù)據(jù),包括道路的彎度、坡度、高度,因此存儲量、傳輸量會大幅增加。如一級、二級、三級甚至是鄉(xiāng)村道路,交通設施、地理環(huán)境、氣候條件等路況,數(shù)據(jù)量非常驚人。這些設備通過自動學習,數(shù)據(jù)接入汽車大腦后,通過AI技術智能自動駕駛算法,識別周圍環(huán)境實現(xiàn)智能自動控制,從而實現(xiàn)自動駕駛。
在感知把這些數(shù)據(jù)提交到了決策模塊之后,決策模塊就要開始工作了,把所有的這些數(shù)據(jù)和車輛的運動結合起來,比如毫米波雷達告訴你前車的速度突然降低了,那么決策模塊就會做出“立即降低車速”的決策,又比如視覺模塊報告前方有交通錐,那么決策模塊就做出“變道,繞開”的決策,這些都是需要決策模塊進行判斷的。其實在這個階段,不僅僅有這么大方向的決策,還有很多小細節(jié)上,比如減速的距離,減速的下降速率,變道的時機,甚至對感知到的車輛將來行駛軌跡的預測,這些都和駕駛人員的體驗密切相關,往往要做一個好的決策,需要融合多方面的數(shù)據(jù)。
智能車輛有了行駛任務,智能車輛的路徑規(guī)劃就是在進行環(huán)境信息感知并確定車輛在環(huán)境中位置的基礎上,按照一定的搜索算法,找出一條可通行的路徑,進而實現(xiàn)智能車輛的自主導航。
路徑規(guī)劃的方法根據(jù)智能車輛工作環(huán)境信息的完整程度,可分為兩大類:基于完整環(huán)境信息的全局路徑規(guī)劃方法;例如,從上海到北京有很多條路,規(guī)劃處一條作為行駛路線即為全局規(guī)劃。如柵格法、可視圖法、拓撲法、自由空間法、神經(jīng)網(wǎng)絡法等靜態(tài)路徑規(guī)劃算法。基于傳感器實時獲取環(huán)境信息的局部路徑規(guī)劃方法;例如,在全局規(guī)劃好的上海到北京的那條路線上會有其他車輛或者障礙物,想要避過這些障礙物或者車輛,需要轉向調(diào)整車道,這就是局部路徑規(guī)劃。局部路徑規(guī)劃的方法包括:人工勢場法、矢量域直方圖法、虛擬力場法、遺傳算法等動態(tài)路徑規(guī)劃算法等。
自動駕駛技術不只是傳統(tǒng)汽車的一項升級,更是一項大工程,包含汽車改造,交通設施的改進,社會基礎設施的建立,智能網(wǎng)聯(lián)技術的成熟應用,法律法規(guī)的推動,甚至還包括駕駛人的責任認定變遷及行為習慣的改變等,會有一個逐漸被接受的過程。自動駕駛作為整個交通產(chǎn)業(yè)的升級,未來將改變?nèi)藗兊某鲂蟹绞健?