關(guān)于無人駕駛 這些“干貨”你都應(yīng)該知道

　　無人駕駛這一詞，似乎跟物聯(lián)網(wǎng)、人工智能這樣的詞共同成為2017年度熱搜詞。放在幾年前，你可能會(huì)覺得無人駕駛只會(huì)出現(xiàn)在美國(guó)科幻電影里面，尤其是存在于漫威鋼鐵俠這一類的花花公子天才科學(xué)家的座駕里。

　　是的，你沒猜錯(cuò)，漫威鋼鐵俠的座駕：奧迪R8，的確擁有無人駕駛模塊，而敢把這些用于科幻電影的車直接搬上臺(tái)面，作為以科技感標(biāo)榜自己的奧迪，這次又拿出了什么黑科技?首先，在講奧迪的超跑R8 e-tron之前，先來說說什么是無人駕駛。

　　無人駕駛，即無需通過駕駛者進(jìn)行干預(yù)便可獨(dú)自由計(jì)算機(jī)完成正常、安全形行駛的一整套系統(tǒng)，其特點(diǎn)簡(jiǎn)單而言是安全穩(wěn)定以及能進(jìn)行自動(dòng)泊車功能。而無人駕駛汽車是通過車載傳感系統(tǒng)感知道路環(huán)境，自動(dòng)規(guī)劃行車路線并控制車輛到達(dá)預(yù)定目標(biāo)的智能汽車。它是利用車載傳感器來感知車輛周圍環(huán)境，并根據(jù)感知所獲得的道路、車輛位置和障礙物信息，控制車輛的轉(zhuǎn)向和速度，從而使車輛能夠安全、可靠地在道路上行駛。是集自動(dòng)控制、體系結(jié)構(gòu)、人工智能、視覺計(jì)算等眾多技術(shù)于一體，是計(jì)算機(jī)科學(xué)、模式識(shí)別和智能控制技術(shù)高度發(fā)展的產(chǎn)物，也是衡量一個(gè)國(guó)家科研實(shí)力和工業(yè)水平的一個(gè)重要標(biāo)志，在國(guó)防和國(guó)民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。尤其是在公共軌道交通，能夠更加智能科學(xué)的安排發(fā)車班次以及節(jié)省人力成本，使得乘客獲得更高效的出行體驗(yàn)。

　　說得輕松，無人駕駛這一概念，Google從2009年就開始著手接觸，到現(xiàn)在已經(jīng)有8個(gè)年頭了，但8年的技術(shù)累計(jì)仍無法將其推向商用，可見自動(dòng)駕駛技術(shù)的研發(fā)并不簡(jiǎn)單。自動(dòng)駕駛是一個(gè)龐大的工程，集眾多硬件、軟件于一體。下面先來說說需要用到的硬件：汽車、控制器、CAN卡、GPS+慣性測(cè)量單位、感知傳感器。其中汽車作為自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的載體，自然不可或缺。但是汽車的選擇也有講究，盡量選擇混動(dòng)或者純電動(dòng)的車型，除了自動(dòng)駕駛系統(tǒng)需要耗費(fèi)大量的電力以外，發(fā)動(dòng)機(jī)的底層控制算法相比于電機(jī)復(fù)雜太多，與其花精力研究調(diào)試底層，不如直接研制更高層的電機(jī)算法。而控制器，其目的是控制各個(gè)單元的運(yùn)行也是同樣不可或缺的。CAN卡是控制器與汽車底盤的“交流”所要用到的語(yǔ)言。而CAN卡則可以簡(jiǎn)單的理解為底盤與控制器的“調(diào)制解調(diào)器。”簡(jiǎn)單而言就是底盤的任何狀況需要通過CAN卡解析給控制器，從而讓控制器通過傳感器收集來的信息對(duì)車輛進(jìn)行調(diào)整。全球定位系統(tǒng)和慣性測(cè)量單元?jiǎng)t是讓無人駕駛系統(tǒng)能夠進(jìn)行車輛精確的定位，而慣性測(cè)量單元?jiǎng)t是能夠提供角加速度，橫擺角速度等這些物理信息。這些信息都有助于無人駕駛系統(tǒng)更好的決策和控制車輛。感知傳感器，相信大家在一些高端旗艦車型上也見過，就是無數(shù)的攝像頭、紅外感知器、激光傳感器、雷達(dá)等。其目的就好像人的眼睛，搜集相關(guān)信息，有利于大腦對(duì)當(dāng)前環(huán)境的決策。

　　(圖為奧迪無人駕駛系統(tǒng)的“CAN卡”)

　　而軟件方面則是以感知、融合、決策、控制為主，每個(gè)維度都需要編寫代碼，去實(shí)現(xiàn)信息的轉(zhuǎn)換。由于過于復(fù)雜在此就不過多撰述。

　　了解了自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的基本原理，接下來講講自動(dòng)駕駛的層級(jí)劃分，是的，自動(dòng)駕駛也分級(jí)。總共分為六級(jí)。是由國(guó)際汽車工程師學(xué)會(huì)(SAEInternational)于2014年發(fā)布了自動(dòng)駕駛的六級(jí)分類體系。

　　(圖為SAE的分類標(biāo)準(zhǔn))

　　在SAE的分類標(biāo)準(zhǔn)中，日常絕大多數(shù)的汽車都屬于第0級(jí)到第1級(jí)之間。碰撞警告屬于第0級(jí);自動(dòng)防碰撞、定速巡航屬于第1級(jí)的輔助駕駛，自動(dòng)泊車功能介于第1級(jí)和第2級(jí)之間，特斯拉公司正在銷售的Autopilot輔助駕駛技術(shù)屬于第2級(jí)技術(shù)。在第二級(jí)和第三級(jí)之間，存在相當(dāng)大的跨度，在第0級(jí)到第2級(jí)之間，駕駛員需要時(shí)刻觀察路況，但在第三級(jí)里面監(jiān)控路況的任務(wù)由自動(dòng)駕駛系統(tǒng)來完成。這個(gè)差別無疑是巨大的。當(dāng)然到了第三級(jí)里面，人類就不是說可以在車?yán)锼X，上網(wǎng)，看電影 ，根據(jù)SAE的要求，即使在第三級(jí)里面，駕駛員也需要也應(yīng)該隨時(shí)做好準(zhǔn)備，以回應(yīng)系統(tǒng)無法作出判斷的請(qǐng)求。

　　即使事前有警告，但在谷歌做的實(shí)驗(yàn)中，仍然會(huì)有駕駛者在第二或者第三階段因?yàn)闊o人駕駛系統(tǒng)表現(xiàn)良好而完全將控制權(quán)交給系統(tǒng)，自己則做起自己的事來。所以從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，第四乃至第五才具備商用的條件，有廣闊的發(fā)展前景。

　　說起無人駕駛，人們想到的問題就是“是否安全”。毫無疑問，Google的Waymo自動(dòng)駕駛系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展相對(duì)成熟，無限接近商用。但糾結(jié)的不是技術(shù)問題，而是倫理道德以及政策、社會(huì)以及法律層面的考慮。

　　首先，倫理道德方面，因?yàn)槿祟愓驹谧约旱牡赖曼c(diǎn)去看待無人駕駛，即認(rèn)為無人駕駛?cè)绻斐扇藛T死亡，即使數(shù)量在同樣條件下是少于因人類自己造成的死亡，也是不可接受的。而無人駕駛技術(shù)即使發(fā)展的再好，也有因?yàn)槟承┎豢煽匾蛩?極其惡劣的路面環(huán)境、機(jī)器從未學(xué)習(xí)過的特定場(chǎng)景)造成的人員傷亡，有時(shí)候甚至是致命的。唯一合理的解決辦法就是盡可能的降低因無人駕駛造成意外的幾率，比如100次無人駕駛中只出現(xiàn)1次意外，相比于人類100次駕駛中出現(xiàn)5次意外而言，也許更能讓人接受。

　　其次是法律方面，因?yàn)楝F(xiàn)行的法律框架都是以人類作為駕駛員來制定的，沒有考慮到無人駕駛方面出現(xiàn)的糾紛，而道路設(shè)計(jì)、路況、保險(xiǎn)政策等也是基于人類作為唯一駕駛者來制定的，如果想讓無人駕駛技術(shù)普及，相應(yīng)的法律法規(guī)和政策也要跟上步伐才行。

　　最后也是最現(xiàn)實(shí)的理由，那就是對(duì)傳統(tǒng)行業(yè)的沖擊，不需要人開車了，就意味著有人要失業(yè)。先不說網(wǎng)約車和出租車司機(jī)的生存狀況，單單拿卡車、貨車司機(jī)而言，無論是美國(guó)還是中國(guó)，貨車司機(jī)這樣的群體是龐大的，現(xiàn)如今也是不可或缺的，維持現(xiàn)如今物流以及貨物的流通，全靠卡車司機(jī)。這數(shù)量的龐大，想要普及無人駕駛貨車，難度也是可想而知的。

　　而對(duì)于中國(guó)而言，相較于歐美其他國(guó)家，在普及無人駕駛方面，有著一定的優(yōu)勢(shì)。首先，中國(guó)處于交通網(wǎng)絡(luò)快速發(fā)展的階段，中國(guó)比其他國(guó)家都容易從道路建設(shè)的角度入手，為自動(dòng)駕駛汽車配備專用的路面、交通標(biāo)志甚至制定有針對(duì)性的交通法規(guī)。這可以彌補(bǔ)自動(dòng)駕駛技術(shù)本身的許多缺陷，將自動(dòng)駕駛技術(shù)發(fā)生事故的風(fēng)險(xiǎn)大幅降低。其實(shí)，中國(guó)在發(fā)展高新技術(shù)方面的阻力沒有歐美國(guó)家的大，集中力量辦大事也是中國(guó)發(fā)展的特點(diǎn)之一。全世界最快、最長(zhǎng)的高速鐵路僅在幾年的時(shí)間便可建成就是最好的證明。而對(duì)于中國(guó)現(xiàn)在較差的交通狀況，幾乎大部分都是由人為因素造成的，各種亂停車，不按規(guī)則行車，隨意變道等。同時(shí)酒后駕車、疲勞駕駛在中國(guó)也有較高的致死率。自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的應(yīng)用，對(duì)于改善中國(guó)交通狀況，減少人為交通事故的意義非常重大。總之，在推動(dòng)和普及無人駕駛方面，中國(guó)扮演著重要的角色。