全面解析無人駕駛發(fā)展難點及現(xiàn)階段技術(shù)手段

一、自動駕駛還需要較長的路要走

ADAS、自動駕駛、無人駕駛、智能汽車等詞語風靡科技圈，如果哪個智能硬件團隊或科技公司無法與這些關(guān)鍵詞建立關(guān)聯(lián)，頗有被世界遺棄之感。但是，如果客觀的去分析，真正意義上的自動駕駛尚有較長的路要走。

1)不存在完美的傳感器件

無論是何種程度的智能駕駛，第一步都是感知，也就是感知車輛周邊的負責的路況環(huán)境。在這個基礎上才能做出相應的路徑規(guī)劃和駕駛行為決策。感知所采用的各種傳感器包含：各種形式的雷達、單目攝像頭、雙目攝像頭等，或是由這些傳感器進行不同組合形成的感知系統(tǒng)，而這些傳感器件各有利弊。

比如：激光雷達對雨霧的穿透能力受到限制、對黑顏色的汽車反射率有限;毫米波雷達對動物體反射不敏感;超聲波雷達的感知距離與頻率受限;攝像頭本身靠可見光成像，在雨霧天、黑夜的靈敏度有所下降。

2)從90分到100分要走的路才是最艱難的

如果人去開車，一年中發(fā)生些小的刮蹭、磕碰是再正常不過的事。但如果自動駕駛系統(tǒng)發(fā)生這些事故，就要成為關(guān)注的焦點甚至不被接受。其實，我們對機器智能的可靠性要求要遠遠超出人工智能的可靠性。每種機器智能設備的投入使用都是在其可靠性遠超人工之后才被允許的。所以，自動駕駛的目標不是“像人一樣的去開車”，而是“在安全性、舒適性、合理性完全超過常人的狀態(tài)去開車”。

3)復雜的路況問題是自動駕駛的壁壘

相對于歐、美、日本，中國的各種路況要復雜的多。僅僅紅綠燈的形態(tài)不下100種;各種交通標識的形態(tài)沒有統(tǒng)一;車道線的寬窄、間隔參差不齊，甚至許多道路沒有車道線。所以，高速公路的自動駕駛、某段路線的自動駕駛與真正意義上的自動駕駛是兩個層面的問題，這些都是在實現(xiàn)完全自動駕駛之前需要我們解決的問題。

4)法律方面的壁壘

除了技術(shù)問題，還有我們社會的法律問題。這些技術(shù)要在法律層面得到認可，就要說清楚一系列的技術(shù)問題，還要有大量繁雜的數(shù)據(jù)支持。法律上認可的過程也一定會是漫長的一個過程。當然，這些工作都在同時開展著。

綜上所述，自動駕駛需要一步一步的走，不會一下子跳躍過去。ADAS系統(tǒng)會是自動駕駛的第一個階段，當我們實現(xiàn)了危險駕駛行為的準確預警，積累了大量的經(jīng)驗和使用數(shù)據(jù)后，下一步的工作才有可能實現(xiàn)。

二、ADAS與行車記錄儀對成像系統(tǒng)的要求截然相反

可以確定的講，凡是在行車記錄儀成像系統(tǒng)的基礎上添加ADAS功能的，都是在炒作概念。目前車上用的智能硬件多是行車記錄儀、云鏡等產(chǎn)品，在這個上面開發(fā)ADAS功能，只是廠家賺取噱頭的方式。

其根本原因是ADAS與行車記錄儀對成像系統(tǒng)的要求是截然相反的。

行車記錄儀的目的是記錄車輛周邊的狀況，看的越清晰越好、越全面越好。這就需要成像系統(tǒng)具有超高的分辨率、超好的色彩還原性、超大的廣角鏡頭，視角增大意味著焦距的縮小。

而ADAS的要求如下：

一是看的越遠越好，看的越遠就能有更加充裕的時間做出判斷和反應，從而避免或者降低事故發(fā)生造成的損失。而焦距越長看的會越遠。

二是只關(guān)注車輛行駛區(qū)域內(nèi)的障礙物，所以是窄視角，也就是長焦距。這樣能降低車輛兩側(cè)障礙物(如路基、欄桿等)對系統(tǒng)誤報的影響。

三是要求黑白圖像。彩色圖像在sensor表面進行了鍍膜或分光的帶通過濾光譜，雖然提升了人眼的感知體驗，但實際上降低了信噪比或者說信息量。這對真正意義的圖像計算不利。

綜上所述，在短焦距只關(guān)注周邊景物的行車記錄儀成像系統(tǒng)的基礎上，進行ADAS的研發(fā)是不切實際的。

三、自動駕駛的傳感器主要有三大類

1)雷達

雷達又分為激光雷達、毫米波雷達、超聲波雷達等類型。激光雷達又可以分為單線雷達、雙線雷達、多線雷達等。

如果想要解決后裝的問題，或者說準前裝的問題，雷達首先是被排除的對象。原因如下：第一，成本下不來。不管單線的、雙線的、還是64線的，最便宜的在 1000元左右，有的甚至高達數(shù)十萬，比車還貴。第二，雷達的安裝和標定是個非常繁瑣的工作。不同的車型，安裝的方式會各不相同，都需要進行各自的精確標定和調(diào)整，這個周期短則數(shù)天，長則數(shù)月。

當然，雷達的優(yōu)勢在于測算的精度非常高，探測距離遠。

2)單目攝像頭

單目攝像頭的大致原理如下。先通過圖像匹配進行識別(車型、行人等)，再通過大小去估算距離。也就是在估算距離之前要知道這是個什么目標，是汽車還是行人，是貨車、SUV還是小轎車等。而做到這一點，需要建立并不斷更新一個龐大的樣本特征數(shù)據(jù)庫，然后對實時拍到的圖像視頻進行識別。這會導致系統(tǒng)無法對非標準的車型、物體、障礙物進行識別，從而無法進行預警。只有在識別成功完成后，才能根據(jù)大小、面積、尺寸、或其它特征進行距離的估算。

單目的優(yōu)勢在于成本較低，對計算資源的要求較低，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對簡單。其缺點在于要保證較好的識別率，必須不斷更新和維護好樣本數(shù)據(jù)庫;無法對非標準障礙物進行判斷;距離并非真正意義上的測量，準確度較低。

3)雙目攝像頭

雙目和單目有一個共同的特點，就是拍攝的圖象是二維的，而雷達是單線或多線的。

雙目的原理與人眼相似。人眼能夠感知物體的遠近，是由于兩只眼睛對同一個物體呈現(xiàn)的圖像存在差異，或稱“視差”。目標距離越遠，視差越小;反之，視差越大。視差的大小對應著目標物體的遠近。這也是3D電影能夠使人有立體層次感知的原因。所以說雙目系統(tǒng)對目標物體距離感知是一種絕對的測量，而非估算。

雙目系統(tǒng)的優(yōu)勢如下：一是成本比較低，但是比單目系統(tǒng)要高;二是沒有識別率的限制，因為從原理上無需先進行識別再進行測算，而是對所有障礙物直接進行測量;三是精度比單目高，直接利用視差計算距離;四是無需維護樣本數(shù)據(jù)庫，因為對于雙目沒有樣本的概念。