芯耀
26
?
世界衛(wèi)生組織在今年 5 月份提供的數(shù)據(jù)顯示，全球每年因道路交通事故死亡的人數(shù)約 125 萬，相當(dāng)于每天在全球范圍內(nèi)有 3500 人將會因交通事故喪生。媒體記者從全國安全生產(chǎn)工作會議獲悉，我國在 2016 年共發(fā)生交通事故 6 萬起，死亡人數(shù)達(dá)到了 4.1 萬。
車禍猛如虎，這句話在這些數(shù)據(jù)上體現(xiàn)的淋漓盡致。
駕駛惡習(xí)是交通事故的誘因
在血淋淋的數(shù)字背后是司機(jī)的駕駛操作不規(guī)范，在汽車外殼的遮擋下，司機(jī)正在和電子警察和交警斗智斗勇，完全沒有意識到危險。
在駕駛陋習(xí)中，致死率最高的是酒駕。目前全球都在出臺更加嚴(yán)格的法律法規(guī)嚴(yán)打酒駕，酒駕在全球范圍內(nèi)都在呈下降的勢頭。但是，另外一種駕駛陋習(xí)卻在偷偷替代酒駕的位置，駕駛員們卻不自知，這個駕駛陋習(xí)就是開車玩手機(jī)。
根據(jù)美國國家公路交通安全管理局公布的最新統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2016 年美國地區(qū)有 37461 人因交通事故而死亡，同比增長 5.6%。雖然年增長率低于 2015 年的 8.4%，但擺在交通部門面前的問題依然非常嚴(yán)峻。據(jù)統(tǒng)計，有超過 80%的美國人都開始使用智能手機(jī)來閱讀新聞、關(guān)注社交媒體、分享圖片，有些人甚至習(xí)慣于在開車的時候還使用手機(jī)打電話。過去的兩年里，美國交通事故死亡人數(shù)上升的 14.4%，很多人都將責(zé)任推到了智能手機(jī)身上。從 2014 年到 2016 年，擁有智能手機(jī)的美國人比例從 75%上升到了 81%。
開車玩手機(jī)也是全球性駕駛惡習(xí)。沙特阿拉伯兩名男子在公路上駕駛汽車時，拿手機(jī)在照片分享平臺 Snapchat 上拍攝短片，不料卻記錄下自己遭遇的致命撞車事故，造成他們一人重傷，一人死亡。
國內(nèi)也不例外，在河北唐山，一位在玉田縣打工的 27 歲男人被一輛不明轎車撞飛，肇事車輛乘夜深人靜逃逸，被撞者在送往醫(yī)院后因傷勢嚴(yán)重?fù)尵葻o效逝世。事后，逃逸司機(jī)來到玉田交警大隊投案自首。根據(jù)司機(jī)供述，他當(dāng)時正在開車玩手機(jī)。
車輛安全評測中心的數(shù)據(jù)顯示，開車時速 60 公里時，垂頭看手機(jī) 3 秒，相當(dāng)于盲開 50 米！一旦遇到緊急狀況，剎車至少需要 20 米。因此，如果一個司機(jī)開車玩手機(jī)，當(dāng)他抬頭發(fā)現(xiàn)前面有行人或者其他車輛時很難能夠剎住車。
提高駕駛安全有兩個大方向，一個是加強(qiáng)交通管制，用高壓政策強(qiáng)迫司機(jī)安全駕駛；另外一個是讓汽車擺脫人的操作，這也是全球車企和科技公司目前正在做的事情。
?
汽車自動駕駛
讓汽車擺脫人的操作用專業(yè)術(shù)語來說就是自動駕駛或者無人駕駛。自動駕駛汽車是一種通過電腦系統(tǒng)實現(xiàn)無人駕駛的智能汽車。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。
自動駕駛共分為 6 個等級，從 level 0 到 level 5。
自動駕駛等級
自動駕駛需要實現(xiàn)哪些技術(shù)
自動駕駛的關(guān)鍵技術(shù)依次可以分為環(huán)境感知，行為決策，路徑規(guī)劃和運動控制四大部分。
感知技術(shù)
自動駕駛的第一步就是環(huán)境信息和車內(nèi)信息的采集與處理，是智能車輛自主行駛的基礎(chǔ)和前提。獲取周圍的環(huán)境信息。這方面涉及到道路邊界檢測、車輛檢測、行人檢測等技術(shù)，即上面各位所說的傳感器技術(shù)，所用到的傳感器一般都會有激光測距儀、視頻攝像頭、車載雷達(dá)、速度和加速度傳感器……這部分也是一臺智能車輛最燒錢的部分，現(xiàn)在國內(nèi)各大高校里動輒上百萬甚至幾百萬的試驗車，都是基于普通的轎車開發(fā)的，車子本身并不十分貴。
但是感知技術(shù)并不是加裝個上百萬的雷達(dá)，搞幾個高清攝像頭就可以的，由于傳感器在設(shè)計的時候有各自的局限性，單個傳感器滿足不了各種工況下的精確感知，想要車輛在各種環(huán)境下平穩(wěn)運行，就需要運用到多傳感器融合技術(shù)，該技術(shù)也是環(huán)境感知這一大類技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)所在，目前國內(nèi)這方面和國外的主要差距也集中在多傳感器融合方面。
決策技術(shù)
在自動駕駛技術(shù)中，完成了感知部分，接下來需要做的是，依據(jù)上一步感知系統(tǒng)獲取的信息來進(jìn)行決策判斷，確定適當(dāng)工作模型,制定相應(yīng)控制策略。這部分的功能類似于給車輛下達(dá)相應(yīng)的任務(wù)。例如在車道保持、車道偏離預(yù)警、車距保持，障礙物警告等系統(tǒng)中，需要預(yù)測本車與其他車輛、車道、行人等在未來一段時間內(nèi)的狀態(tài)，先進(jìn)的決策理論包括模糊推理、強(qiáng)化學(xué)習(xí)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和貝葉斯網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等。
?
?
路徑規(guī)劃
智能車輛有了行駛?cè)蝿?wù)，智能車輛的路徑規(guī)劃就是在進(jìn)行環(huán)境信息感知并確定車輛在環(huán)境中位置的基礎(chǔ)上，按照一定的搜索算法，找出一條可通行的路徑，進(jìn)而實現(xiàn)智能車輛的自主導(dǎo)航。
路徑規(guī)劃的方法根據(jù)智能車輛工作環(huán)境信息的完整程度，可分為兩大類：
基于完整環(huán)境信息的全局路徑規(guī)劃方法；例如，從上海到北京有很多條路，規(guī)劃處一條作為行駛路線即為全局規(guī)劃。如柵格法、可視圖法、拓?fù)浞?、自由空間法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法等靜態(tài)路徑規(guī)劃算法。
基于傳感器實時獲取環(huán)境信息的局部路徑規(guī)劃方法；例如，在全局規(guī)劃好的上海到北京的那條路線上會有其他車輛或者障礙物，想要避過這些障礙物或者車輛，需要轉(zhuǎn)向調(diào)整車道，這就是局部路徑規(guī)劃。局部路徑規(guī)劃的方法包括：人工勢場法、矢量域直方圖法、虛擬力場法、遺傳算法等動態(tài)路徑規(guī)劃算法等。
運動控制
規(guī)劃好了行駛路徑，接下來就需要控制車輛沿著期望的軌跡行駛，這就是運動控制部分需要完成的內(nèi)容。
運動控制包括橫向控制和縱向控制，簡單來說橫向控制就是轉(zhuǎn)向控制，縱向控制就是速度控制， 現(xiàn)在研究比較多的是橫向控制，所運用的方法主要包括滑膜控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、最優(yōu)控制、自適應(yīng)控制和純跟蹤控制等。
通俗的講就是，橫向控制給定一個速度，通過控制轉(zhuǎn)向達(dá)到車輛沿著預(yù)定軌跡行駛的目的；而縱向控制目的是為了滿足車輛行駛過程中的速度要求，有時候還需要配合橫向控制達(dá)到滿足車輛在軌跡跟蹤的同時，還需要滿足安全性、穩(wěn)定性和舒適性的目的。因為車輛是一個特別復(fù)雜的系統(tǒng)，橫向、縱向和垂向都有耦合關(guān)系的存在，因此就需要對智能車輛進(jìn)行橫、縱向，甚至橫、縱、垂向的協(xié)同控制。由于其耦合關(guān)系的復(fù)雜性，所以說智能車輛運動控制的協(xié)同控制技術(shù)，也是該部分的技術(shù)難點。
如果車企和科技公司能夠讓這四項技術(shù)完美的結(jié)合工作，那么汽車就可以自己行駛，交通將迎來自動駕駛時代。
自動駕駛進(jìn)展如何
從谷歌 2009 年開始研發(fā)自動駕駛到現(xiàn)在已經(jīng) 8 年了，如今自動駕駛達(dá)到了怎樣的水平呢？
目前車載自動駕駛等級最高的是奧迪 A8，官方給出的等級是 level 3，也就是有條件的自動駕駛，具體描述如下：由自動駕駛系統(tǒng)完成所有的駕駛動作，根據(jù)系統(tǒng)的要求，人類駕駛員完成必要的應(yīng)答。奧迪在路上測試了自己的自動駕駛性能，汽車很好的完成了駕駛?cè)蝿?wù)。但是，在奧迪 A8 的自動駕駛說明書中有一個先決條件，速度必須要限制在 60km/h 以下。也就是說奧迪在有時速限制的情況下達(dá)到了 level 3，這是目前車載最好的自動駕駛系統(tǒng)。
除了奧迪 A8 的車載系統(tǒng)，剛剛發(fā)布的英偉達(dá)自動駕駛平臺屬于等級最高的。據(jù)報道，英偉達(dá)的自動駕駛系統(tǒng)能夠完成 level 4 的操作。另外根據(jù)英偉達(dá)內(nèi)部人員透露，該公司當(dāng)前這個系統(tǒng)已經(jīng)能夠完成 level 5 的要求，當(dāng)然所有的這些都是一面之詞，目前還沒有汽車搭載該系統(tǒng)進(jìn)行實際路測。
可以說目前當(dāng)前所有車企和科技公司在做的事情基本都屬于 ADAS（駕駛輔助系統(tǒng)）的范疇，而 ADAS 的終極目標(biāo)就是讓汽車完成自動駕駛。
在未來，你的汽車將沒有方向盤、剎車、油門等駕駛操作工具，有的就是一個人機(jī)交互的界面，那個時候你所有的駕駛惡習(xí)都不再威脅自己和別人的生命，即使你喝醉了你的車子也會將你平穩(wěn)的送回家。可以說自動駕駛是實現(xiàn)交通零事故一個大膽的想象，level 5 級別自動駕駛系統(tǒng)終究有一天會部署在每一臺汽車上。
更多有關(guān)自動駕駛的資訊，歡迎訪問 與非網(wǎng)自動駕駛專區(qū)
?
與非網(wǎng)原創(chuàng)文章，未經(jīng)許可，禁止轉(zhuǎn)載！
