当前位置: 首页 > 科技观察

自动驾驶离我们还有多远

时间:2023-03-18 22:41:47 科技观察

2021年,无人配送车将在北京首次上路。图为在北京高级别自动驾驶示范区展示的无人配送车。新华社发布全球自动驾驶热潮。自动驾驶可能对未来的交通和社会形态产生革命性的影响,因此成为全世界关注的焦点。那么,什么是自动驾驶汽车?从广义上讲,具有辅助驾驶功能的汽车可以称为“自动驾驶汽车”或“智能网联汽车”。按照国际通用标准,自动驾驶汽车按照智能化程度可分为五个级别:L1-辅助驾驶、L2-半自动驾驶、L3-条件自动驾驶、L4-高度自动驾驶、L5-全自动驾驶自动驾驶(无人驾驶)。国际自动机械工程师协会(SAE)将L2级别定义为:“在特定的设计运行范围内,自动驾驶系统持续执行横向和纵向运动控制的动态驾驶任务,驾驶员进行故障响应和监控自动驾驶系统。”自动驾驶系统驱动车辆,但监控车辆周围环境并在情况发生后接管车辆的是驾驶员。简单来说,如果车辆在行驶过程中能够同时独立控制方向(横向)和加速、制动(纵向),则符合自动驾驶的L2级别。但在整个驾驶过程中,驾驶员必须实时关注和监控周围环境,随时准备接管车辆。从全球范围来看,L1和L2级别的自动驾驶汽车已经量产,比如我们平时看到的自适应巡航(ACC)、车道保持(LKA)、自动刹车辅助(AEB)等功能。属于这个级别的自动驾驶功能,这个级别的自动驾驶功能已经可以解放我们的手或者脚了,但是驾驶者必须时刻保持注意力,随时可能需要接管车辆。包括近几年最流行的特斯拉自动驾驶系统,也是L2自动驾驶功能。从这个角度来看,自动驾驶离我们并不遥远,它一直就在我们身边。自动驾驶涉及极其复杂的多行业融合。除了传统的整车制造,还涉及大量新兴技术,如人工智能、数据物联网等。由于传统厂商很难在短时间内形成相关的技术研发能力,这给了业界外资相关技术企业进入这个巨大新兴市场的绝佳机会。人工智能初创公司开始研发针对特定或通用场景的自动驾驶算法和完整的系统解决方案;互联网企业,基于自身在数据和资本行业强大的综合实力,希望为未来出行领域系统开发L4、L5平台级自动驾驶;传统厂商OEM和Tier1也看到了自动驾驶的巨大商机。除了研发ADAS模块,使现有产品逐步具备L1-L3级自动驾驶能力外,他们还通过自建和整体收购的方式站稳脚跟。我们自己的自动驾驶研发团队旨在开发未来的自动驾驶产品。各大汽车强国也为自动驾驶时代的到来做好了充分准备。美国交通部在2020年1月发布的《自动驾驶汽车4.0》中明确表示,将确保美国在自动驾驶领域的领先地位,着力让监管政策跟上产业发展步伐,致力于推动企业创新,提高公众对自动驾驶的认知。车辆意识和信任。欧盟委员会发布《通往自动化出行之路:欧盟未来出行战略》,提出到2030年要普及完全自动驾驶。根据日本内阁府和日本汽车工业协会发布的报告,到2025年将在国家和地方道路上实现自动驾驶。近年来,中国汽车企业在自动驾驶领域积极探索和进取,在自动驾驶感知、决策和控制等技术上取得了突破。多地也出台相关政策,加快自动驾驶汽车从道路测试、示范园区到相关产业的发展。例如,江苏省于2019年6月发布《江苏省推进车联网(智能网联汽车)产业发展行动计划(2019-2021年)》,到2025年建成国家车联网(智能网联汽车)重点产业集群,用户普及率达到60%以上。测试运行。略显尴尬的L3,L4的有限应用,还有想象中的L5。大众所说的自动驾驶,往往指的是L3及以上级别的自动驾驶汽车。工信部公开标准将L3定义为“有限条件下的自动化”:在自动驾驶系统规定的运行条件下,车辆自身能够完成转向、加减速、路况检测等任务。和回应;驾驶可以完全交给自动驾驶汽车,但在必要时需要接管。也就是说,在L3级自动驾驶状态下,驾驶员不仅可以“脱手”“脱脚”,还可以“脱眼”,即不需要对车辆进行监管在任何时候,但只需要保持动态地接管驾驶任务。从这个意义上说,L3是自动驾驶系统的一个分水岭。在前面,司机是责任主体,机器是辅助;在后面,机器是责任主体,司机逐渐脱离驾驶任务。L3级自动驾驶由于驾驶员与自动驾驶系统控制权的切换,安全责任难以明确区分。因此,各大企业对L3级自动驾驶的态度各不相同。既有坚定的发展,也有存疑的观望,更明显的是未发展。奥迪A8是全球首款量产的L3级自动驾驶车型。搭载拥堵自动驾驶(TJP)功能,可在车速低于60km/h、特定路况满足特定要求时,实现驾驶员的全权控制。摆脱对车辆的控制。遗憾的是,由于技术的不成熟以及许多国家法律法规的限制,该功能很少交付给客户。L4级自动驾驶系统可以完全接管车辆在特定区域的运行。系统需要实现对周围障碍物的感知、车辆定位和路径规划等,要实现这些功能,需要构建感知层、决策层和执行层三层结构。三个层次的技术架构分别代表了L4级自动驾驶系统的“眼睛”和“耳朵”、“大脑”和“手脚”。基于目前的技术发展,这里主要讨论车内使用的一些传感器和计算单元,即自动驾驶的“眼睛”和“耳朵”,以及“大脑”。除了汽车本身的传感器和处理器,系统还可以通过与外部车辆和设施的信息交互,以及高精度地图的辅助,获得更好的环境感知。L4级自动驾驶汽车目前处于有限场景的测试、示范和应用阶段。谷歌Waymo已经开始在美国亚利桑那州提供真正意义上的“无人驾驶”出租车服务,但目前仍是在有限区域和有限人数范围内进行的小规模测试。GMCruise也在美国旧金山启动了自动驾驶出租车的试运营。我国北京、上海、苏州等地也在开展自动驾驶出租车等L4级自动驾驶汽车示范运营。博世、法雷奥等国外公司推出的自动代客泊车(AVP)功能,国内的Momenta可以实现停车场全自动驾驶,也属于限定区域内的L4级自动驾驶功能。受限于数据量和技术等因素,目前L4级自动驾驶的主要应用场景还是在封闭园区或点对点的固定线路物流运输作业,比如港口运输、矿山运输等一些受限场景,公园摆渡、低速物流、环卫保洁等。由于需要降低人力成本,应用场景相对简单,商用车将成为L4级自动驾驶的首发平台。随着技术和配套政策的进一步成熟,L4级自动驾驶终将进入乘用车平台。传统整车企业和行业将发生颠覆性变化,自动驾驶场景的产业链结构、新兴技术应用和下游应用场景也将发生变化。至于无限场景、无限区域的极致L5级全自动驾驶,还存在于想象中。自动驾驶面临诸多挑战大家期待的高级别自动驾驶还需要时间去发展和成熟,还有很多挑战需要克服。首先,存在技术挑战。高级别自动驾驶汽车需要应对大量不断变化的交通场景。多样的道路类型、复杂的交通参与者、极端的天气环境将对自动驾驶的感知、决策和控制系统提出巨大挑战。同时,由于安全责任向车辆方转移,对自动驾驶系统的可靠性提出了非常高的要求。现有的环境感知、规划决策、线控执行等技术还不够成熟,无法支撑高级别自动驾驶的大规模量产应用。其次,存在标准和监管方面的挑战。工信部于2021年4月发布《智能网联汽车生产企业及产品准入管理指南(试行)》征求意见稿,作为最新的国家政策,对智能网联汽车的安全监管和检测做出规定。但总体来看,我国自动驾驶汽车相关标准仍处于建设初期,标准体系和核心产品标准不完善,难以满足自动驾驶快速发展的需求汽车。相关法律法规尚未针对自动驾驶汽车做出调整。《道路交通安全法》《公路法》《保险法》等不涉及自动驾驶内容,《网络安全法》《测绘法》《标准化法》等有不适合自动驾驶技术产业化的规定。同样,这是一个基础设施挑战。自动驾驶不仅涉及汽车产品本身,还需要车、网、路、云协同发展,建设智能道路、无线通信网络、高精度定位服务等各类基础设施。尽管我国交通基础设施建设取得长足进步,处于世界领先水平,但交通基础设施发展面临投资周期长、投资金额大等问题,影响建设进度。此外,自动驾驶还面临商业模式挑战和社会接受度等挑战。在商业模式方面,自动驾驶所依赖的商业模式尚不明确。由于高级别自动驾驶汽车需要高昂的附加成本,目前流行的自动驾驶出租车、自动驾驶物流货运服务等能否真正实现商业盈利还存在一些疑问。此外,高精地图数据的采集与应用、自动驾驶汽车试验场的建设与运营、智能基础设施的建设与运营等都存在商业模式不清晰的问题。在社会接受度方面,需要检验自动驾驶汽车的社会接受度。高级别自动驾驶汽车的大规模应用将带来社会结构的深刻变革。由人控制的传统交通系统将由机器控制。由此产生的伦理道德问题、社会保障问题、失业问题等将伴随着自动驾驶汽车的发展需要找到有效的解决方案。比如,当一辆自动驾驶汽车发生交通事故时,如何判断责任方是坐在车内的人还是汽车本身?再者,当自动驾驶汽车来不及躲避紧急情况时,如何选择是撞人还是撞物??这些问题值得思考。最后,自动驾驶汽车的发展还必须关注其对国家战略安全的影响。自动驾驶汽车本身就是一个强大的信息收集设备。在自动驾驶过程中,地理信息、车辆信息、乘客等信息都会被采集记录,其中大部分信息会上传到云端进行存储。如果没有严格的管理规范,大量敏感信息的泄露可能会引发国家战略安全问题。如果缺乏信息安全保护,车辆数据可能会被泄露,甚至被远程控制,造成严重且难以控制的安全隐患。近期,国家密集出台汽车数据安全的政策法规,就是看到了这个潜在的风险点。自动驾驶是当前汽车产业发展的重点方向,也是全社会关注的热点领域。自动驾驶技术的普及将大大提高交通安全,提高交通效率,降低能源消耗和排放,深刻改变我们未来的交通和社会模式。但自动驾驶的发展不会一蹴而就。自动驾驶就像一棵小树苗。它的生长受到土壤、水分、光照等因素的影响,我们需要足够的耐心和宽容去呵护它。我们有理由相信,当它吸收了良好的养分,扎根于深层土壤后,一定会向阳升起!(作者:清华大学苏州汽车研究院院长助理戴一帆)