自動駕駛汽車的定義
自動駕駛汽車(Autonomous vehicles;Self-piloting automobile )又稱無人駕駛汽車、電腦駕駛汽車或輪式移動機(jī)器人,是一種通過電腦系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無人駕駛的智能汽車。在20世紀(jì)已經(jīng)有數(shù)十年的歷史,于21世紀(jì)初呈現(xiàn)出接近實(shí)用化的趨勢,比如谷歌自動駕駛汽車于2012年5月獲得了美國首個自動駕駛車輛許可證。
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,讓電腦可以在沒有任何人類主動的操作下,自動安全地操作機(jī)動車輛。
自動駕駛系統(tǒng)
自動駕駛系統(tǒng)系統(tǒng)利用先進(jìn)的通信、計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)和控制技術(shù),對列車實(shí)現(xiàn)實(shí)時、連續(xù)控制。采用現(xiàn)代通信手段,直接面對列車,可實(shí)現(xiàn)車地間的雙向數(shù)據(jù)通信,傳輸速率快,信息量大,后續(xù)追蹤列車和控制中心可以及時獲知前行列車的確切位置,使得運(yùn)行管理更加靈活,控制更為有效,更加適應(yīng)列車自動駕駛的需求。
自動駕駛的功能介紹
自動駕駛系統(tǒng)的主要功能是地車的雙向信息傳輸和運(yùn)營組織的綜合與應(yīng)急處理。車地信息傳輸通道是列車運(yùn)行自動控制系統(tǒng)的重要組成部分,自動控制系統(tǒng)的車載設(shè)備完全靠從地面控制中心接受的行車控制命令進(jìn)行行車,實(shí)時監(jiān)督列車的實(shí)際速度和地面允許的速度指令,當(dāng)列車速度超過地面行車限速,車載設(shè)備將實(shí)施制動,保證列車的運(yùn)行安全。
自動駕駛系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)列車的自動啟動及自動運(yùn)行、車站定點(diǎn)停車、全自動駕駛自動折返、自動出入車輛段等功能,同時對列車上乘客狀況、車廂狀態(tài)、設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視和檢測,對列車各系統(tǒng)進(jìn)行自動診斷,將列車設(shè)備狀況及故障報警信息傳送到控制中心,對各種故障和意外情況分門別類,做出處置預(yù)案。
自動駕駛的關(guān)鍵性技術(shù)
自動駕駛系統(tǒng)是一個匯集眾多高新技術(shù)的綜合系統(tǒng),作為關(guān)鍵環(huán)節(jié)的環(huán)境信息獲取和智能決策控制依賴于傳感器技術(shù)、圖像識別技術(shù)、電子與計算機(jī)技術(shù)與控制技術(shù)等一系列高新技術(shù)的創(chuàng)新和突破。無人駕駛汽車要想取得長足的發(fā)展,有賴于多方面技術(shù)的突破和創(chuàng)新。
自動駕駛系統(tǒng)相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù),包括環(huán)境感知、邏輯推理和決策、運(yùn)動控制、處理器性能等。隨著機(jī)器視覺(如3D攝像頭技術(shù))、模式識別軟件(如光學(xué)字符識別程序)和光達(dá)系統(tǒng)(已結(jié)合全球定位技術(shù)和空間數(shù)據(jù))的進(jìn)步,車載計算機(jī)可以通過將機(jī)器視覺、感應(yīng)器數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)相結(jié)合來控制汽車的行駛。可以說,技術(shù)的進(jìn)步為各家汽車廠商“自動駕駛”的發(fā)展奠定了基石。另一方面,普及還存在一些關(guān)鍵技術(shù)問題需要解決,包括車輛間的通信協(xié)議規(guī)范,有人無人駕駛車輛共享車道的問題,通用的軟件開發(fā)平臺建立、多種傳感器之間信息融合以及視覺算法對環(huán)境的適應(yīng)性問題等。
自動駕駛的發(fā)展
2009年,自動駕駛汽車的雛形圖片首次曝光。
2010年10月9日,谷歌公司在官方博客中宣布,正在開發(fā)自動駕駛汽車,目標(biāo)是通過改變汽車的基本使用方式,協(xié)助預(yù)防交通事故,將人們從大量的駕車時間中解放出來,并減少碳排放。
2011年10月,谷歌在內(nèi)華達(dá)州和加州的莫哈韋沙漠作為試驗場對汽車進(jìn)行測試。同年,美國內(nèi)華達(dá)立法機(jī)關(guān)允許自動駕駛車輛上路,這也是美國首個類似法律。該法律2012年3月1日正式生效。
2012年4月,谷歌宣布自動駕駛汽車已經(jīng)開了20萬公里(離強(qiáng)制報廢不遠(yuǎn))并已經(jīng)申請和獲得了多項相關(guān)專利。
2012年5月7日,內(nèi)華達(dá)州機(jī)動車輛管理局(DMV)批準(zhǔn)了美國首個自動駕駛車輛許可證。在頒發(fā)牌照前,有關(guān)官員此前曾在高速公路、卡森城街區(qū)和拉斯維加斯大道檢驗過這款汽車,并宣稱先前在高速公路、市內(nèi)街道和拉斯韋加斯鬧市區(qū)域的測試顯示,自動駕駛汽車可以安全行駛,甚至比人工駕駛更加安全。
2014年4月份,中國搜索引擎、互聯(lián)網(wǎng)巨頭百度公司與寶馬宣布開始自動駕駛研究項目,并在北京和上海路況復(fù)雜的高速公路上進(jìn)行測試。
2015年6月11日,百度公司表示,百度與德國寶馬汽車公司合作開發(fā)自動駕駛汽車計劃于2015年晚些時候在中國推出原型車進(jìn)行路試。如果計劃實(shí)施順利,百度將在時間上遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于谷歌(微博),后者已經(jīng)于2017年正式推出自動駕駛汽車。
2017年12月2號上午,由海梁科技攜手深圳巴士集團(tuán)、深圳福田區(qū)政府、安凱客車、東風(fēng)襄旅、速騰聚創(chuàng)、中興通訊、南方科技大學(xué)、北京理工大學(xué)、北京聯(lián)合大學(xué)聯(lián)合打造的自動駕駛客運(yùn)巴士—— 阿爾法巴(Alphabus)正式在深圳福田保稅區(qū)的開放道路進(jìn)行線路的信息采集和試運(yùn)行。
自動駕駛在國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀
近幾年來,隨著自動駕駛技術(shù)的推進(jìn),一些車企已開始陸續(xù)展開了路測。中國汽車工程學(xué)會發(fā)布的《中國汽車技術(shù)發(fā)展報告(2017)》中指出,美、日歐傳統(tǒng)車企、科技公司已全面開展智能網(wǎng)聯(lián)汽車大規(guī)模測試示范。在CA級(有條件自動駕駛)、HA級(高度自動駕駛)及以上智能化技術(shù)研發(fā)方面,正處于大規(guī)模公共道路測試階段,預(yù)計2020年左右實(shí)現(xiàn)高等級自動駕駛的量產(chǎn)化。而在2018年中期,美國加州則將允許無人類駕駛員的無人駕駛汽車上路行駛。
目前各個國家都在推動自動駕駛技術(shù)的發(fā)展,但自動駕駛技術(shù)還不夠成熟,國家在“封閉路段開放路測”也是出于安全考慮?,F(xiàn)階段也不是完全自動駕駛階段,需要配備駕駛員在緊急情況下進(jìn)行操作。自動駕駛技術(shù)在研發(fā)方面的成果未來會很快實(shí)現(xiàn),但大規(guī)模應(yīng)用和推廣至少還要十年左右的時間。
在我國,盡管多家車企已經(jīng)展開了在智能互聯(lián)汽車方面的技術(shù)研發(fā)和布局,但智能網(wǎng)聯(lián)汽車測試仍限于封閉道路或園區(qū),預(yù)計2020年左右可實(shí)現(xiàn)CA級智能網(wǎng)聯(lián)汽車量產(chǎn),HA級和FA級(完全自動駕駛)智能網(wǎng)聯(lián)汽車的量產(chǎn)計劃一半在2025年前后。2017年12月2日,4輛具有自動駕駛功能的深圳電動公交車在深圳開通試運(yùn)營,單程全長1.2公里,設(shè)有海梁、深巴、福田三站。不過,運(yùn)行的車輛也是有人駕駛的,而且這條線路處于“數(shù)據(jù)采集試運(yùn)行階段”,只對一些專業(yè)人士和受邀市民開放。
“無人駕駛的應(yīng)用和推廣涉及很多問題,未來主要考慮的不僅是技術(shù)方面,更重要的是我國的交通規(guī)則和道路條件也需要做出很多調(diào)整,包括使用標(biāo)準(zhǔn)和路況等多方面,用戶的觀念也需要做出改變?!睒I(yè)內(nèi)人士表示,未來自動駕駛的應(yīng)用還涉及交通事故問責(zé)問題和商業(yè)保險等多方面。
美國公路安全保險協(xié)會(IIHS)基于4年的數(shù)據(jù)分析指出,自動駕駛技術(shù)已減少了40%的追尾事故,前碰撞警告系統(tǒng)也減少了23%的追尾事故。美國國家公路交通管理局(NHTSA)調(diào)查也發(fā)現(xiàn),自2015年安裝自動駕駛技術(shù)裝置以來,特斯拉汽車的碰撞率下降了40%。不過,由于當(dāng)前我國道路交通安全法規(guī)未將無人駕駛的問題納入法律問題,發(fā)生交通事故后權(quán)責(zé)應(yīng)該由誰承擔(dān)也是一大問題。因為當(dāng)無人駕駛級別達(dá)到level4或level5水平時,車輛無需人為干預(yù)就可實(shí)現(xiàn)完全自動駕駛,這意味著汽車制造商要為交通事故承擔(dān)責(zé)任。不過,當(dāng)自動駕駛技術(shù)達(dá)到level 2或level 3的水平時,問責(zé)問題就會變得相對復(fù)雜。在這種情況下,雖然汽車可以完成一定的任務(wù),如自動駕駛、巡航定速、緊急制動等功能,但是車輛仍然需要人為操控。那么當(dāng)發(fā)生交通事故時,駕駛員仍需承擔(dān)責(zé)任。
“在這種情況下,汽車制造商應(yīng)當(dāng)承擔(dān)責(zé)任,因為駕駛員在汽車中不會做任何事情?!泵绹蓭熓聞?wù)所顧問Geoffrey Drake曾在接受媒體采訪時說?!盁o人駕駛車輛的計算機(jī)如何編程以及車輛如何被指示操作等,與是否發(fā)生事故息息相關(guān)?!?/p>
以2016年5月份某品牌自動駕駛汽車車主發(fā)生交通事故一事為例,該品牌自動駕駛儀目前被認(rèn)為是2級系統(tǒng)(level2),車主啟動了自動駕駛功能,但是當(dāng)一輛卡車在其前面左轉(zhuǎn)時,該車未能緊急剎車,這使得該車從卡車后輪的空隙中穿過,頂部被掀翻,駕駛員當(dāng)場死亡。對此,NHTSA對事故進(jìn)行了為期6個月的調(diào)查,它表示該車的自動輔助駕駛系統(tǒng)沒有任何設(shè)計上或者是實(shí)際運(yùn)行中的缺陷。調(diào)查人員認(rèn)為至少在車禍?zhǔn)鹿拾l(fā)生的7秒前,駕駛員應(yīng)能有足夠的時間制動。NHTSA還表示,駕駛員不能濫用自動駕駛系統(tǒng),他們的手應(yīng)當(dāng)隨時保持在方向盤上。從這件事情中可以看出,即便是在啟動自動駕駛功能(level2或level3)時發(fā)生了交通事故,駕駛員仍要對其承擔(dān)責(zé)任。
在完全自動駕駛狀態(tài),由于車主不再需要為交通事故負(fù)責(zé),那么汽車保險公司就無需存在了。但只要在2級或3級自動駕駛模式下(駕駛員需要承擔(dān)責(zé)任)發(fā)生事故,汽車保險就會派上用場。自動駕駛涉及的情況復(fù)雜,保險公司和汽車廠商如何處理這些問題也是未來需要考慮的。