高级辅助驾驶系统的出现,让自动驾驶离我们越来越近。随着自动驾驶技术的成熟和商业化加速,汽车也不仅仅是一个代步工具,逐步向着多元化的智能娱乐硬件角色转变,消费者在购买车辆的过程中,安全性不仅仅成为唯一指标,舒适性、娱乐性也成购买车辆时的考虑因素,未来,全自动驾驶的出现将促进汽车消费市场的另一场变革,自动驾驶汽车将改变人们的出行习惯。

 

现阶段,自动驾驶技术尚未成熟,自动驾驶的发展仍有很多可能性,其中单车智能和智能网联是自动驾驶技术发展的两大技术路线。

 

单车智能主要依靠车辆搭载的毫米波雷达激光雷达、车载视觉摄像机等传感器、线控系统、计算单元硬件进行环境感知、决策、控制和执行,让车辆实现和人一样的独立思考与决策,从而将车辆驾驶到预定目的地。

智能网联是通过车联网技术将“人-车-路-云”等元素联系在一起,使车辆的环境感知、决策、控制和执行等功能进行功能性升级,使自动驾驶功能进行提升,促进交通网络的管理和改善,从而提供更安全、更舒适、更节能、更环保的驾驶方式,促进城市交通系统的调节,构建新型智慧城市。

 

单车智能

单车智能的发展模式主要是依靠车辆上加装的硬件设备及软件的协调,实现车辆的自动驾驶功能,对此单车智能的发展模式对环境的感知有更高的要求,为了使单车智能更加安全,需要在车辆上加装足够多的硬件设备,从而消除单车智能车辆行驶过程中的视觉盲区,但单车智能发展这么久,依旧没有能够实现大规模的商用,究其原因主要是因为单车智能很难做到足够高的安全性。

 

为了获得更好的感知效果,需要在车辆加装车载视觉摄像头超声波雷达毫米波雷达等硬件设备,但是在实际使用过程中,依旧会出现盲区,无法做到全方位识别,并且路况错综复杂,路边障碍物后面是无法通过这些硬件识别到的,如果障碍物后面有物体促使障碍物移动,而车辆并没有做出预判,就会导致更多的危险发生。而且感知硬件设备的安装位置、视场角、数据吞吐、标定精度、时间同步要求也非常高,单车智能的车辆在繁忙路口、恶劣天气、小物体感知识别、信号灯识别、逆光等环境条件中行驶时,仍然难以彻底解决准确感知识别和高精度定位问题。

 

此外,现在车辆上搭载的车载视觉摄像头、超声波雷达、毫米波雷达感知范围非常有限,而车辆行驶安全距离需要详尽到厘米级,甚至毫米级,如果道路有车辆速度非常快,车辆并没有及时做到预判,就会导致车辆无法及时做出反应,导致危险的发生。现在很多主车厂提供了L2、L3级别的自动驾驶,在遇到这种情况时是需要驾驶员及时掌控车辆,如果遇到类似的问题,驾驶员是无法及时做出接管反应的。

 

单车智能的发展离不开高精度地图,高精度地图的采集是非常复杂且成本非常高的,如果道路进行了整改或修缮,高精度地图就需要及时更新,如果单车智能自动驾驶的路线得以商用化,高精度地图是需要随时根据道路情况进行更新,这个更新频率的要求就更高了,现阶段时无法实现的。

 

成本过高也是阻碍单车智能发展的主要原因之一,由于硬件设备的成本过高,而且为了处理这些硬件设备产生的信号,需要配置计算单元,也会在车端部署相应的软件系统,软件系统的维护管理及更新,也大大增加了自动驾驶车辆的维护成本。目前L4级自动驾驶车辆的硬件设备一般包含:6~12台车载视觉摄像头、3~12台毫米波雷达、5台以内的激光雷达以及1~2台GNSS/IMU和1~2台计算平台,这些加起来成本非常高,这就使得单车智能商用化变得更加困难。

 

单车智能现在有两种可行的解决方案,

一种是以谷歌为代表的,在车辆搭载激光雷达、毫米波雷达、车载视觉摄像头等感知硬件的方案,这一方案的缺点就是成本过高,商用化的可能性较低,但多个感知硬件的协同,也使得自动驾驶安全性增大,从而受到较多主车厂的追捧,也是现阶段众多主机厂主要认可的方案。

另一种就是以特斯拉为代表的通过车载视觉摄像头和软件协同实现自动驾驶的一类方案,这一方案相对来说成本较低,可商用化的可能性较高,现阶段已经看到了商用化雏形,但仅基于车载视觉摄像头实现自动驾驶,信息源获取较少,安全性无法足够保证。

 

虽然两种方案使用的技术有极大的差别,但整体来说,都是走的单车智能的路线。

 

智能网联

随着单车智能技术的发展进入瓶颈,智能网联逐渐被提及,智能网联就是指车联网与单车智能的有机联合,在单车智能的技术上融合现代通信与网络技术,实现车与车、车与人、车与路、车与后台(V2X)等之间的信息交互共享,实现车辆行驶信息与主车厂、管理部门、目的地设施之间的信息联络,促进实现安全、舒适、节能、高效的行驶方案,最终实现全自动驾驶的商用化落地。

 

智能网联的技术方案是让车辆变聪明转为车与道路设施变聪明,从单车智能到群体智能的的方案,由于单车智能商用化成本过高,使用路侧设备代替部分技术,让道路设施变聪明,可以有效降低车辆的制造研发成本,尽快实现商用化的可能。智能网联的前提是道路设施的智能化改造和基础设施的投资,这是需要多方面的参与的,比如政府管理部门是否会对道路设施智能化改造加以支持,各主车厂之间是否愿意将车辆的行驶信息进行共享,投资者是否会支持这样的技术方案等因素,都会影响智能网联技术的发展与演进路线。

 

智能网联的发展并不可能一蹴而就,需要循序渐进加以实现,主要分为3个阶段,第1阶段是信息交互协同阶段,可以实现车辆与道路的信息交互与共享,实现诸如碰撞预警、道路危险提示等功能,第2阶段就是协同感知阶段,在第1阶段的基础上,实现车辆与道路设施实现感知定位,第3阶段就是协同决策阶段,在协同感知定位的基础上实现对车辆的行驶决策与控制,从而实现全自动驾驶的可能。智能网联的实现可以让车辆在行驶过程中提前做好道路信息的搜集,从而对驾驶行为进行预判。

 

我国智能网联研究和发展迅速,在第1阶段智能网联已在多个城市开展规模性测试验证和先导示范,并逐步开展商业化运营先行先试;第2阶段是在部分城市开展了建设部署和测试试验,道路的协同感知能力得到了充分验证,部分场景下基础设施的协调和控制也得到了探索,但现阶段的技术发展仍旧无法实现全自动驾驶的商用化。

 

单车智能与智能网联都是有效的自动驾驶解决方案,整体看来,智能网联下的自动驾驶是更有可能实现的,但智能网联触及的领域较多,需要协调的角色也繁杂,是需要各部门、各企业进行协调才可以实现与落地的。