關(guān)于自動駕駛的全面解析

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。自動駕駛汽車技術(shù)的研發(fā)，在20世紀(jì)也已經(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。預(yù)計于2015年至2017年進(jìn)入市場銷售。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。下面就隨汽車電子小編一起來了解一下相關(guān)內(nèi)容吧。

1.自動駕駛的分級

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不同組織對自動駕駛的分級標(biāo)準(zhǔn)各有不同：美國國家公路交通安全管理局(NHTSA)把自動駕駛分為五個級別，而國際自動機(jī)械工程師學(xué)會(SAE)的標(biāo)準(zhǔn)分為L0~L5共六個級別，兩者的L0、L1、L2的分類都是相同的，不同之處在于NHTSA的L4被 SAE 細(xì)分為L4和L5。國內(nèi)采用SAE標(biāo)準(zhǔn)較多。

L0：完全人類駕駛。

L1：輔助駕駛，增加了預(yù)警提示類的ADAS功能，包括車道偏離預(yù)警(LDW)，前撞預(yù)警(FCW)，盲點(diǎn)檢測(BSD)等。

L2：部分自動駕駛，具備了干預(yù)輔助類的ADAS功能，包括自適應(yīng)巡航(ACC)，緊急自動剎車(AEB)，車道保持輔助(LKA)等。

L3：有條件自動駕駛，具備了綜合干預(yù)輔助類功能，包括自動加速、自動剎車、自動轉(zhuǎn)向等。

從L2到L3發(fā)生了本質(zhì)的變化，L2及以下還是由人來觀測駕駛環(huán)境，需要駕駛座上有駕駛員，遇到緊急情況下直接進(jìn)行接管;L3級及以上則由機(jī)器來觀測駕駛環(huán)境，人類駕駛員不需要坐在駕駛座上手握方向盤，只需要在車內(nèi)或車外留有監(jiān)控計算機(jī)即可，緊急情況下通過計算機(jī)操作進(jìn)行認(rèn)知判別干預(yù)。

L4：高度自動駕駛，沒有任何人類駕駛員，可以無方向盤、油門、剎車踏板，但限定區(qū)域(如園區(qū)、景區(qū)內(nèi))，或限定環(huán)境條件(如雨雪天、夜晚不能開)。

L5：完全自動駕駛，是真正的無人駕駛階段，司機(jī)位置無人，也沒有人的車內(nèi)或車外的認(rèn)知判別干預(yù);無方向盤和油門、剎車踏板;全區(qū)域、全功能。

現(xiàn)在有很多公司可以實(shí)現(xiàn)在特定園區(qū)內(nèi)的無人駕駛，宣稱已經(jīng)達(dá)到了L4級別，那么是不是現(xiàn)階段的無人駕駛技術(shù)水平真的有那么高了呢?這個是有一定迷惑性的。在封閉環(huán)境內(nèi)固定路線L4級別的無人駕駛，和北京城區(qū)內(nèi)L2級別的自動駕駛，哪個技術(shù)難度更高呢?想必不言而喻。所以是不是L4就一定比L2、L3先進(jìn)，一定要具體看自動行駛的區(qū)域(封閉、開放;區(qū)域大小、復(fù)雜程度)、功能，以及環(huán)境條件(氣候、時間段)。

2.自動駕駛的實(shí)現(xiàn)路徑

自動駕駛風(fēng)口來襲，科技公司、初創(chuàng)企業(yè)、新興電動車企、傳統(tǒng)車企、一級供應(yīng)商爭相涌入，各顯神通。目前主要有兩條典型的技術(shù)路徑：一是以跨界科技企業(yè)、初創(chuàng)企業(yè)為代表的一步到位型，跨過中間級別，直指L4和L5級無人駕駛，先不考慮成本，等技術(shù)方案成熟后成本下降，再大規(guī)模商業(yè)化。還有一類是以傳統(tǒng)車企、Tier1為代表的循序漸進(jìn)型，它們在可接受的成本內(nèi)推動輔助駕駛功能的商用化，然后隨著ADAS功能的完善和升級，逐漸過渡到無人駕駛。

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第一條路徑的問題在于科技企業(yè)沒有量產(chǎn)車的能力，靠測試車收集的數(shù)據(jù)量自然沒有每輛車都安裝ADAS系統(tǒng)那么多;而第二條路徑的問題在于各項ADAS功能的拼接，是否能組成一個完整的無人駕駛系統(tǒng)。

科技公司的強(qiáng)項在人工智能技術(shù)優(yōu)勢，但是在汽車工程上缺乏經(jīng)驗。造車的門檻很高，傳統(tǒng)車企保有全產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢，產(chǎn)品安全可靠性更高，且消費(fèi)者對其品牌認(rèn)可度較高，汽車產(chǎn)業(yè)不會被科技公司完全顛覆。傳統(tǒng)車企擁有豐富的整車經(jīng)驗和完善的后市場，但隨著電動車和自動駕駛大潮的來臨，傳統(tǒng)車企的危機(jī)感很強(qiáng)，生怕淪為代工廠。自動駕駛的研發(fā)基本都是基于新能源汽車平臺，繞開發(fā)動機(jī)、變速箱等壁壘，采用電動車的電機(jī)、電池、電控核心系統(tǒng)，動搖了傳統(tǒng)車企在“動力總成”的競爭優(yōu)勢。兩大陣營各有優(yōu)劣勢，互相不可替代，目前越來越多地以合作和投資的形式走向開放聯(lián)姻。

3.自動駕駛系統(tǒng)概覽

自動駕駛系統(tǒng)的三個層級

自動駕駛系統(tǒng)分為三個層級：感知層，決策層，執(zhí)行層。

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感知層

感知層用來完成對車輛周圍環(huán)境的感知識別。自動駕駛用到了各種各樣的傳感器，包括：攝像頭、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)、超聲波雷達(dá)、紅外夜視，以及用于定位和導(dǎo)航的GPS(全球定位系統(tǒng))和IMU(慣性測量單元)。還有一類技術(shù)雖然不是主動式的探測元件，但是屬于協(xié)同式的全局?jǐn)?shù)據(jù)輔助，可以擴(kuò)展智能車的環(huán)境感知能力，在感知層同樣扮演著不可或缺的角色，包括高精度地圖、V2X車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。每種類型的感知技術(shù)都有自己的優(yōu)勢和弊端，它們相互補(bǔ)充融合，最終使智能車達(dá)到駕駛場景下非常高的安全性要求。國內(nèi)企業(yè)在這一層做文章的非常多，后續(xù)小研會專門寫一篇文章解析自動駕駛傳感器的技術(shù)路線，欲知詳情請聽下回分解。

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決策層

決策層是人工智能真正發(fā)揮威力的部分，和人類駕駛員一樣，機(jī)器在做駕駛決策時需要回答幾個問題，我在哪里?周邊環(huán)境如何?接下來會發(fā)生什么?我該做什么?決策層具體來說分為兩步，第一步認(rèn)知理解，根據(jù)感知層收集的信息，對車輛自身的精確定位，對車輛周圍的環(huán)境的準(zhǔn)確理解，第二步?jīng)Q策規(guī)劃，包含對接下來可能發(fā)生情況的準(zhǔn)確預(yù)測，對下一步行動的準(zhǔn)確判斷和規(guī)劃，選擇合理的路徑達(dá)到目標(biāo)。