无人驾驶还有多远?

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访客:26435  发表于:2013-07-30 19:45:18

未来不需要每个人都买车,却人人都有车开,因为汽车会成为类似电子邮箱或者QQ这样的“云资源”,你只需要设立一个自己的汽车账户,便能随需随用(OnDemand)。

           

在过去的三个月当中,天津军事交通学院的徐友春教授及几个核心研发人员南下北上跑了四五家国内各大自主汽车企业,见了大大小小不同的车企高层,但是没有一家愿意在无人驾驶汽车上表示出了明确的合作意向。

在一间教研室里,徐友春近来难得地露出一丝疲倦,甚至有点点灰心。除了一贯地对国内院校机构的科研技术产业化信任度不高外,大多数自主车企仍然认为,无人驾驶汽车的技术超前,离真正的市场化还有较长的时间,还远没有达到可以“换钱的时候”。

实际上,这不是仅仅一个人或一所学校的困境。目前国内在无人驾驶方面的研发主要集中在屈指可数的几家大的院校机构里,车企的介入最深不过提供几辆可供研发的实验样车,而院校不仅在持续的资金投入上捉襟见肘,而且也难以真正进入到实际的汽车研发设计和生产改造流程当中。“国内推进无人驾驶汽车的艰难程度是外界所难以想象的。”几乎是低着头说完这句话的。

汽车是一种“云资源”

如果骑马可以从一项主流的交通运输方式变成一种纯消遣活动,为什么汽车驾驶不能将从一项技能变成一种娱乐社交工具?

“人们一直在忽略科技变化所带来的意义,比如,柯达,还有成片倒下的DVD租赁公司,相机连锁店、书店等等。不久,这种毁灭式的创新也许就有可能重现在汽车工业。”一位名叫chunka Mui的资深领导力设计及压力创新战略咨询师的这项言论,最近在美国一些主流商业和科技网站不断被转载。

十几年前,当时还是研究生的徐友春开始专注智能汽车研究的时候,肯定也不会想到那么远,但是,当去年由他主导并参与研发的无人驾驶汽车“猛狮3号”完成从天津到北京高速公路路测之后,他的很多想法和设计也越来越清晰。

2012年11月底,一辆经过改造的现代途锐从北京台湖收费站出发,驶入了京津高速公路。这辆汽车外观明显与普通的途锐不一样,车身及车内分别外架了5个雷达、3个摄像头和1个卫星导航仪。在驾驶座上虽然有人,但是完全由电脑智能操作驾驶,高速公路上行车条件复杂,该车不仅会因应实际路况而变道、超车等,还会十分

“懂规矩”地打左右转向灯,期间超车33次,最高时速达105公里,历时共85分钟,最终到达天津东丽收费站。

回到专业上,徐友春又是兴奋的。要完成这项路测,实际上一辆无人驾驶车也是需要“眼镜”,“耳朵”和“大脑”的。安置在车体内部后视镜位置的3个摄像头以及在车顶与车前保险杠位置的雷达即汽车“眼睛”,摄像头分别观测左右以及前方,将道路线、隔离带等画面传递给电脑;雷达发射超声波,探测汽车周边物体的距离;卫星导航仪指示车辆当前的位置,规划行驶路线。

“眼睛和耳朵”类似于无人车的传感系统,它的“大脑”则是一套复杂的控制系统和执行系统。所谓的“大脑”,是被放置在后备车厢内的两台中控机、一套计算机设备及配套软件系统,它们通过背后一套极为复杂的包含了各种交通法则甚至是社会学、伦理学在内的“算法”,对“眼镜”传输来的各种信息综合分析,驱动机械装置,决定是刹车还是加速,是否可以超车,拐弯,过路障,并选择驾驶路线等。

清华大学汽车系副研究员王建强这样定义无人驾驶汽车:“是通过车载传感系统感知道路环境,自动规划行车路线并控制车辆到达预定目标的智能汽车”,也是一种“移动机器人”。

有了这样的“移动机器人”,徐友春说,“未来有一天,当我们出门时,只要用手机给自己的汽车发一条短信,车就会自动开到楼下。当你进入汽车时,只要说出目的地,车会进入自动驾驶状态,并帮你规划最经济的行驶路线,然后你在车内可以看电视,听新闻或音乐,处理邮件,在线聊天等等。而在达到终点下车之后,你也无须去找停车位,它会帮你自动完成”。

按照谷歌无人驾驶汽车项目负责人Sebastian Thrun的规划,未来不需要每个人都买车,却人人都有车开,因为汽车会成为类似电子邮箱或者QQ这样的“云资源”,你只需要设立一个自己的汽车账户,便能随需随用(On Demand)。

当前,很多人还不了解,为什么谷歌会计划成立一个汽车租赁公司。徐友春的看法令人震惊,“你想,当所有汽车上用的都是谷歌免费的无人驾驶系统,后者就像安卓一样成为一种开放资源,而后台是它的云端中央控制系统,到时候谷歌能做什么,或者说,还有什么是谷歌不能做到的?”

“轮式移动机器人”

无人驾驶汽车的意义还远没有被挖掘出来,也没有得到足够的重视。

“它将在社会,经济,企业级个人等各个层面产生广泛的影响”,同时,chunka Mui还说,“它也会给当前一些行业的市场领先者带来巨大的机会和挑战”,Mui指的这些行业包括汽车制造商,车险公司,能源企业,IT企业以及其他汽车相关业者。

谷歌最近提供了一组数据,无人驾驶汽车将可以减少90%交通事故,降低90%的能源和时间消耗,并且能减少90%的汽车数量。

当苹果把赌注和技术革新重点压在手机等移动智能设备上时,谷歌却悄悄地在一个秘密实验室Google X启动了另一项技术革命性不亚于搜索引擎的全新领域:无人驾驶汽车智能控制系统。目前谷歌的试驾车队已有8辆无人驾驶汽车,累计行驶超30万公里,行驶路途包括都市、高速路和山路,至今未出过一次故障。

一些行业专家都倾向于认为,无人驾驶车将成为谷歌的下一个利润池,并可能将其再次推向全球最有价值企业的巅峰。

近一两年内,世界上各个国家都在加快相关方面的研究步伐,但是,其中大部分的技术路线都与谷歌类似,即都是通过感知系统、控制系统以及决策计算系统,来完成对车的智能驾驶。

相比于谷歌,目前国内的无人驾驶系统无论是硬件还是软件上,都还存在很大的距离,是一种整体的楼后。要实现无人驾驶,主要需要解决两方面的问题:是完整、准确的行驶环境信息识别,智能优化的决策与系统控制。当一辆无人驾驶汽车的车速每小时150公里,相当于在1秒钟内,车要开出40米,因此对车道线识别技术、车体的控制技术以及方向盘转角的检测技术提出了快速、精确、灵敏的极高要求。

“无人驾驶汽车的安全程度非常依赖各个元器件的可靠性,我们的实验中就出过状况。”

同济大学汽车学院教授陈慧说,其中最关键的技术就是传感器和感知、决策软件系统。比如传感器(扫描雷达、摄像头)、控制器的芯片等,很多还都是进口的。但是在对复杂交通环境的感知、行驶目标物的识别、车辆控制算法等方面的科研项目,国内已经作了很深入的研究,相对硬件来说,与国外的差距不大。

作为谷歌核心技术之一的激光测距仪,该设备在高速旋转时向周围发射64束激光,激光碰到周围的物体并返回,便可计算出车体与周边物体的距离。计算机系统再根据这些距离数据描绘出精细的 3D 地形图,然后跟高分辨率地图相结合,生成不同的数据模型供车载计算机系统使用。

同时,结合谷歌街景提供的地理环境和电子地图为导航,再比对地图存储的、预知的道路标志标线、路口交通信号灯、交通标志和动态交通信息等,对感知与识别的目标进行预瞄处理,可以极大降低识别难度并提高处理速度,提高决策的精确度。

可以说,谷歌的智能控制系统是一套从终端硬件到软件,再到云端中央数据中心的完整体系,它可以形成一个虚拟的开放平台。谷歌已经在将这套系统开始向汽车制造厂商兜售,相信很快就会有第一个买家找上门来。

谷歌的这种做法将会深度影响整个汽车行业,意味着不久汽车将可以被分解为“躯体”和“大脑”两大部分,“躯体”部分即车的基本框架,可以通过标准化生产。关键部分在于“大脑”,一辆普通的标准化生产汽车,只要通过与一套智能驾驶系统——“大脑”相连,立即就会变成一辆无人驾驶汽车,真正成为一个“轮式移动机器人”。

目前,在美国已经公布了一套标准的无人驾驶系统的联合架构(JAUS),它实际上就是一系列标准接口。“这套接口正是联接现在汽车与未来汽车的一个桥梁”,徐友春介绍说,美军已经规定所有军车都要符合这套标准。

中国车企集体“默片”?

这可能是历史上第一次汽车业的变革不是从内部产生,而是来自于外部驱动。

“汽车业如果不革自己的命,就会被别人革了自己的命” ,一些跨国车企正在越来越迫切地感受到了这种压力,也在陆续加大无人驾驶汽车的研发投入。今年的美国CES消费电子展上,第一次有了更多的车企加入,奥迪和丰田都在本次大会上展出了各自的第一辆无人驾驶汽车。很快奥迪的无人驾驶车将正式进入路测阶段。另外,沃尔沃,雷诺等车企也都相继公布了自己的研发计划。

相比较国际车企的积极,2008年国家自然科学基金委员会启动了“视听觉信息的认知计算”重大研究计划,从2009年开始每年举办“中国智能车未来挑战赛”,带动和促进了相关技术发展。然而,国内自主品牌汽车还处在“默片”阶段。

原因也很显然,自主车企的发展路线一项更倾向于“拿来主义”,把国外的生产线照搬进来,或者直接买进技术,相对风险更小,利润见效更快。而研发一辆无人驾驶汽车,成本过高,距离市场化也太远,持续大笔投入意味一个难以预测的“无底洞”。

多数自主品牌车企都没有配备无人驾驶车的研发体系和资源,即使有外界来要谈合作,“送你两辆实验车可以,但也仅限于此。”一位国内的相关人士深受其困,中国市场去年1200万辆,自主品牌大约只有200万辆左右,市场竞争已经很难,他们宁愿依赖“交钥匙工程”。

据相关计算,一辆最简配置的无人驾驶智能系统,成本在50万元人民币左右;改装费在5万到10万元左右。一辆装有无人驾驶系统的私家车,价格相当于约60万元+普通汽车本身价钱。更别说谷歌的无人驾驶汽车,它的一套三维雷达,谷歌的最小精度能达到2毫米,精确度是高,但成本就要60万。普通人根本玩不起。

“恶劣天气条件下对路况的感知准确度和实时性的完善仍需时日,要想增加识别准确度,不得不用昂贵的传感器,这不利于商业化推广。”清华的王建强说,除此之外,无人驾驶汽车要真正走向街头仍有许多尚待讨论与解决的问题,

“很多情况下交通参与者处于无序状态,不遵守交通法规,行为难以预测,使得无人驾驶车辆难以规划行车路径。”

法律与道德上也有障碍要克服。无人驾驶车出了事故谁负责?是车主、行人还是制造商?无人驾驶车安全设计原理以保护车内乘客为优先,这是否会对路人的安全造成新的隐患?

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