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汽车自动驾驶技术,哪个国家最先进?
拥有这项技术最先进的应该是美国和德国。美国曾经被称为是车轮子上的国家。汽车之城底特律虽然已经破产,但之前的辉煌无人能及。不得不承认,不管是人均汽车持有量,还是汽车领域中的先进技术,美国都是首屈一指的。全球首个自动驾驶证就是美国颁发的。在2014年,谷歌就研发出能够运行的自动驾驶车,并在2015年完成了路测。
可能大家对自动驾驶技术有所误解,认为就是无人车。其实,它应该被更准确地解释成汽车自动辅助驾驶,或是弱驾驶辅助。
除了美国,德国在这方面也很厉害。在2021年,德国政府还通过了自动驾驶法,这可是全球首个有关自动驾驶的法律框架。德国博世自动驾驶技术在世界上处于顶尖级水平,关于自动驾驶,它的官网是这样解释的:您不用再陷入交通堵塞,因为您的汽车可以自动带您到想去的地方,而且比您自己驾驶更加安全。因为自动驾驶汽车可以有效减少事故的发生,先进的设备和技术能比驾驶员更快更准地察觉到危急情况,还能遵守交通规则。关键的是,它们从来不会感到疲惫。即使是在紧急情况下,也能迅速敏捷地做出正确反应。听起来十分诱人吧,这些都来自博世的技术优势。博世已经在推进L2和L3级别的自动驾驶技术,并把它们产量化落地,同时开展L4和L5级别——完全自动驾驶技术与无人驾驶技术。
相比美国和德国,中国虽然起步晚,但也开始在该领域发力,并突破了种种技术难关。百度、腾讯等大公司已经在这方面进行了投资,相信在不久的将来,我们也能在路上经常看到无人驾驶的汽车。
自动驾驶的五大核心技术
自动驾驶车是一个轮式机器人。自动驾驶可以说是一个涉及了多个学科的综合领域,本文带你探寻自动驾驶的5大主要技术,看看这个轮式机器人的大脑、眼睛等都是如何工作的。
1、识别技术
和人类的眼睛一样,这个轮式机器人也有它自己的眼睛,用来识别周边的车辆、障碍物、行人等路上的情况。
我们眼睛的主要构成部分是眼球,通过调节晶状体的弯曲程度来改变晶状体焦距来获得实像。那自动驾驶的眼睛是由什么构成的呢?答案是传感器。包括摄像头、激光雷达、毫米波雷达,还有红外线、超声波雷达等。
你可能会惊讶,需要这么多眼睛?没错,它是长满了眼睛的小怪兽,通常拥有10+只眼睛。
其中,最常用的是摄像头,几乎是毫无争议地被所有开发者采用。它和人类的眼睛最接近,可以看清有颜色的标识、物体,看得懂字体,分得清红绿灯。但是缺点也不少,比如在夜晚或恶劣的天气下视力就严重下降,也不擅长远距离观察。
其次是颇富争议的LiDAR,即激光雷达。比较常见的是在车顶,像是顶不停旋转的帽子。原理很简单,就是通过计算激光束的反射时间和波长,可以完成绘制周边障碍物的3D图。而短板则是无法识别图像和颜色。
毫米波雷达也不得不提一提,因为它的全能--可以全天候工作,这使得它不可或缺,即便它无法识别高度,分辨率不高,也难以成像。但它凭借其穿透尘雾、雨雪的硬本领,站稳一席之地。
如此多各式各样的眼睛,那她的视力一定很好咯?那也未必。你以为星多天空亮,可它们之间能够互补还好,但也难免会产生矛盾。这么多只眼睛你要优先选择相信谁,这也是一个课题叫Sensor Fusion,传感器融合。根据每种传感器的优缺点来综合评判信息的准确度,得到更可靠的最终结果。传感器融合的另一个优点是,换来一定程度的冗余,即便某只眼睛暂时失明,也不会影响它安全前行。
2、决策技术
通过眼睛识别得到了周边环境,接下来就要充分利用这些信息进行理解分析,决定自己该如何走下一步。要完成这项任务的就是最强大脑。
跟人类的大脑一样,我们不是天生就会开车,也不是拿到驾照就成老司机了。需要一定的知识积累,自动驾驶机器人也同样需要。完成大脑中的知识库有两种方式:专家规则式和AI式。
专家规则式,英文叫rule-based。即提前编写好规则,当需要做决定的时候必须严格遵守这些规则。举个栗子,当准备超车变道时,需要满足以下条件(这是一个假专家,仅供参考):道路半径大于500R(弯道不变道);跟目标车道上的前后车的距离都在20m以上;比后车的车速慢不超过5km/h;等等等等...以上N个条件同时满足时,即可超车变道。
l IAI式,就是一直很火的人工智能Artificiantelligence。模仿人类的大脑,通过AI算法对场景进行理解。或提前通过大量的犯错积累经验,或事前听某人指点江山。通过AI式积累知识库,会让她的反应更加灵活。专家也难免有疏忽,更何况交通瞬息万变,没有灵活的大脑如何应对我大中华的路况呢?
3、定位技术
只有知道自己在哪里,才知道自己去哪里。
现今,除了主流的用GPS或GNSS(全球卫星导航系统)来定位的方式之外,也有在公路上铺设电磁诱导线等方式来实现定位。高精度GPS定位目前来说最大难题是,山区和隧道等地理因素对精度的影响,虽然可以依靠IMU(惯性测量单元)来进行推算,但GPS丢失信号时间过长的话,累计的误差就会比较大。
另外,自动驾驶专用的3D动态高清地图带给了自动驾驶更多可能性。因为有了高清地图,就可以将自己的位置轻松定位在车道上。
4、通信安全技术
试想如果被黑客入侵,控制了你的自动驾驶车,不仅可以监听到你的秘密谈话,还很可能成为杀人工具。黑客可以通过影响传感器的数据而影响决策,或直接介入判断机制进而影响行驶轨道。
先了解一个术语,V2X=Vehicle To Everything。即车辆与基础设施之间所有通信的通用简称,包括车辆与车辆之间叫V2V、车辆与行人之间V2P、车辆与交通基础设施之间V2I、车辆与网络之间V2N等。
V2X包含了汽车和我们的个人信息,因此在通信的时候对用户的身份验证和给数据加密,这些都必不可少。
5、人机交互技术
虽说我们对自动驾驶的印象大多是,不需要人们的干涉,它就能把我们送到任何想去的地方。但是很遗憾,目前的自动驾驶系统还做不到这一点。
遇到自动驾驶驾驭不了的场景,便会呼唤你接替它的工作。这时,HMI(人机界面)就发挥作用了。它的目标是,用最直观最便捷的方式通知我们,让驾驶员尽快注意到。
自动驾驶汽车最核心的技术是什么?
如果我们分析自动驾驶汽车的运行环境,四大核心技术非常关键。识别技术定位技术,决策技术和通讯技术。
随着高科技技术的不断发展,人们发现汽车制造领域发生了翻天覆地的变化,多个工厂都已经宣布进入自动驾驶汽车制造领域。可是,自动驾驶汽车技术正处于发展的关键阶段,技术不太充分的企业生产的自动驾驶汽车,仍然会诱发许多事故。
识别技术和决策技术十分关键
智能驾驶技术和自动驾驶技术需要汽车不断的进行路况的分析和决策方法的实施,最终成功将汽车开到目的地。除此之外,80%的自动驾驶汽车都安装了各种各样的摄像头,该摄像头的主要目的是发挥障碍物的识别作用。从很大程度上保障了汽车在驾驶过程中有效避免路障影响正常驾驶,除此之外,决策技术也是自动驾驶汽车技术的核心技术之一。只有通过不断的识别和反复的决策,才能够将事故发生概率降低到最低水平。
通信技术和定位技术可以很好地为乘坐自动驾驶汽车的人选择合理的路线
大家是否听说过前往罗马的道路并不是只有一条呢?其实,每一个城市在进行城市规划时,他们总会进行不同的考虑,并且建立了多条不同的道路。如果汽车中的自动驾驶技术无法使其完成定位和通讯,这就从很大程度上增加了目的地的错误率。随着自动驾驶汽车的数量越来越多,定位技术和通讯技术也被列入自动驾驶汽车的核心技术之一。
总的来说,科学技术正在不断地改变人们的生活方式,从手动驾驶汽车到自动驾驶汽车,国内汽车发展的速度越发迅速。四大核心技术不容小觑,从而将居民安全送达目的地。