自動駕駛技術(shù)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(jī)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(dá)、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(jī)動車輛。
它是搭載了先進(jìn)的車載傳感器、控制器、和數(shù)據(jù)處理器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)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(luò)技術(shù)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(fù)雜的環(huán)境下安全高效快捷人或者物體的車輛運(yùn)轉(zhuǎn)。通俗來說就是,汽車完全由高級駕駛技術(shù)系統(tǒng)駕駛,不需要人工操控汽車運(yùn)轉(zhuǎn)。
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(dá),毫米波雷達(dá),超聲波雷達(dá),攝像頭,高精地圖,定位系統(tǒng)等等設(shè)備,這些設(shè)備在工作的過程中,收集了大量的數(shù)據(jù),比如激光雷達(dá)收集到了大量的點(diǎn)云數(shù)據(jù),超聲波雷達(dá)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(biāo)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(dá)以及攝像頭等高效融合工作的技術(shù)實破,通過電腦將傳感器獲得的數(shù)據(jù)結(jié)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(shè)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(shè)備通過自動學(xué)習(xí),數(shù)據(jù)接入汽車大腦后,通過AI技術(shù)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(yùn)動結(jié)合起來,比如毫米波雷達(dá)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(jìn)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(xì)節(jié)上,比如減速的距離,減速的下降速率,變道的時機(jī),甚至對感知到的車輛將來行駛軌跡的預(yù)測,這些都和駕駛?cè)藛T的體驗密切相關(guān),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?cè)蝿?wù),智能車輛的路徑規(guī)劃就是在進(jìn)行環(huán)境信息感知并確定車輛在環(huán)境中位置的基礎(chǔ)上,按照一定的搜索算法,找出一條可通行的路徑,進(jìn)而實現(xiàn)智能車輛的自主導(dǎo)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?fù)浞?、自由空間法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)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(zhuǎn)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(shù)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(shè)施的改進(jìn),社會基礎(chǔ)設(shè)施的建立,智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)的成熟應(yīng)用,法律法規(guī)的推動,甚至還包括駕駛?cè)说呢?zé)任認(rèn)定變遷及行為習(xí)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?