無人駕駛從看到緊急情況到剎車只需0.1秒
2017-03-24 12:02:23
來源：人民日?qǐng)?bào)
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原標(biāo)題：無人駕駛更安全？從看到緊急情況到剎車只需0.1秒
迪拜在市中心試運(yùn)營(yíng)的無人駕駛客車。
“無人汽車自己開動(dòng)了。”隨著工作人員的提醒，汽車緩緩起步，隨后上路、變道、加速……一輛普通汽車靈活地穿梭于高速公路上，車頂戴著一個(gè)高速旋轉(zhuǎn)的“帽子”，讓人感到新奇。從車窗望進(jìn)去，才發(fā)現(xiàn)駕駛?cè)说碾p手并沒有放在方向盤上，這輛車在“自己走”。
這輛百度無人駕駛汽車正在進(jìn)行的是北京開放高速路的自動(dòng)駕駛路測(cè)。從位于海淀區(qū)上地科技園區(qū)的百度大廈出發(fā)，駛?cè)隚7京新高速公路，經(jīng)五環(huán)路，抵達(dá)奧林匹克森林公園，然后按原路線返回，全程近30公里。
近看，車體由普通汽車改造而來，構(gòu)造基本沒變。車內(nèi)則布滿了密密麻麻的線纜和幾臺(tái)電腦。駕駛?cè)俗谥黢{駛位置，雙手沒有觸碰方向盤，雙腳也不踩剎車和油門，另一人在車后座控制電腦系統(tǒng)。“這臺(tái)車安裝了‘眼睛’和‘大腦’。‘眼睛’位于車頂和車身，‘大腦’就在這里和后備廂。”后座的技術(shù)人員介紹說。
無人駕駛是什么
傳感器是“眼睛”，能360度感知路上物體的遠(yuǎn)近深淺；車輛控制技術(shù)是“大腦”，能實(shí)時(shí)感知環(huán)境信息
通俗地說，無人駕駛就是讓汽車自己擁有環(huán)境感知、路徑規(guī)劃并自主實(shí)現(xiàn)車輛控制的技術(shù)，也就是用電子技術(shù)控制汽車進(jìn)行的仿人駕駛或是自動(dòng)駕駛。
專家介紹說，車身安裝的傳感器，就是它的“眼睛”，能360度感知路上物體的遠(yuǎn)近深淺，常見的傳感器有激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、攝像頭、超聲波雷達(dá)及組合導(dǎo)航模塊等。無人車的“大腦”就是車輛的控制技術(shù)，能根據(jù)實(shí)時(shí)感知的環(huán)境信息、高精度地圖，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)路徑規(guī)劃，預(yù)測(cè)周邊車輛和行人的行為和意圖。在交規(guī)和路況允許下，無人駕駛汽車會(huì)按照最高時(shí)速行駛，以提高行駛效率。
百度深度學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)室主任林元慶介紹說，百度無人駕駛汽車是利用人工智能，通過使用攝像機(jī)、激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)和GPS等系統(tǒng)來感知周圍環(huán)境，決定最優(yōu)行車路線，實(shí)現(xiàn)無人工干預(yù)的全自動(dòng)駕駛。
“百度無人駕駛汽車的核心技術(shù)是百度汽車大腦，它可為汽車提供自動(dòng)駕駛整體解決方案。”林元慶說，這些技術(shù)包含計(jì)算機(jī)視覺、高精度地圖與定位、多傳感器融合、智能決策規(guī)劃等，運(yùn)用于汽車啟動(dòng)、行駛和停車的整個(gè)過程。比如，當(dāng)前方有減速車輛時(shí)，智能決策系統(tǒng)將依據(jù)周邊的環(huán)境狀況，合理地決策減速尾隨或變道超車。汽車“大腦”也能夠不斷學(xué)習(xí)人類的駕駛經(jīng)驗(yàn)，不斷提升自身的“智商”，以保證安全、舒適、便捷的自動(dòng)駕駛體驗(yàn)。
專家認(rèn)為，無人駕駛技術(shù)或自動(dòng)駕駛技術(shù)的出現(xiàn)，依靠的是人工智能技術(shù)的突破，因此也和人工智能一樣，受益于海量數(shù)據(jù)、超強(qiáng)計(jì)算和優(yōu)秀算法。
人工智能技術(shù)突破的一個(gè)重要原因就是海量數(shù)據(jù)的積累，為訓(xùn)練深度學(xué)習(xí)算法提供了所需的材料。無人駕駛汽車也是通過大量數(shù)據(jù)的訓(xùn)練，不斷提升其智能水平。無人車搭載了各種類型的傳感器，單車每小時(shí)大約產(chǎn)生100GB的數(shù)據(jù)。如果按照萬臺(tái)車輛計(jì)算，每天將會(huì)有數(shù)十PB的數(shù)據(jù)被收集到云平臺(tái)上，用于訓(xùn)練自動(dòng)駕駛系統(tǒng)。無人車所使用的高精度地圖每公里道路的原始數(shù)據(jù)量也將是傳統(tǒng)地圖的10萬倍，數(shù)據(jù)的快速積累推動(dòng)著汽車智能的不斷突破。
超強(qiáng)計(jì)算能力方面，伴隨著云計(jì)算和車載計(jì)算機(jī)計(jì)算能力的不斷提升，車載計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能在更短的時(shí)間內(nèi)處理更復(fù)雜的任務(wù)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛實(shí)時(shí)感知路況、智能決策和控制。而隨著機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)等優(yōu)秀算法的出現(xiàn)和廣泛應(yīng)用，人工智能在2013年后進(jìn)入了快速發(fā)展的新階段。應(yīng)用到自動(dòng)駕駛領(lǐng)域，在權(quán)威評(píng)測(cè)中，2015年使用深度學(xué)習(xí)方法的車輛識(shí)別錯(cuò)誤率要比2013年采用的傳統(tǒng)方法下降了69%。
無人駕駛好在哪
從看到緊急情況到剎車發(fā)揮作用的時(shí)間，目前已經(jīng)有無人車能達(dá)到0.2秒，比有人駕駛快了整整1秒
“如果人類無法安全地駕駛，那么就不要人類來干這事兒。”這是近年來全世界開始興起的無人駕駛風(fēng)潮的邏輯。百度、Alphabet(谷歌母公司)等巨頭正在大力投資研發(fā)無人駕駛汽車。
無人車最大的價(jià)值就在于更加安全，比如無人駕駛汽車的智能感知車距功能可提高道路使用效率，同時(shí)能夠降低人為操作失誤，增加駕駛安全，有利于道路通暢。
專家介紹說，無人駕駛會(huì)讓交通出行的安全性大大提高。比如人駕駛汽車，從看到緊急情況并踩下剎車一般需要0.6秒，而油壓系統(tǒng)需要0.6秒讓剎車發(fā)揮作用，總共是1.2秒的時(shí)間。而未來無人車整個(gè)反應(yīng)過程只需要0.1秒到0.6秒，目前已經(jīng)有無人車技術(shù)達(dá)到了0.2秒。加上未來電動(dòng)剎車代替液壓剎車，無人車有機(jī)會(huì)在0.2秒內(nèi)緊急制動(dòng)，這比有人駕駛的平均1.2秒快了整整1秒，1秒的時(shí)間往往可能是救命的時(shí)間。
此外，駕駛員的安全視距一般在50米左右，而自動(dòng)駕駛汽車安裝有多種中遠(yuǎn)距雷達(dá)、攝像頭等傳感器，能實(shí)現(xiàn)200米以上的超視距掃描觀測(cè)。更為重要的是，基于人工智能的無人車不會(huì)累、不會(huì)受情緒干擾、不會(huì)出現(xiàn)酒駕醉駕和開車時(shí)發(fā)短信、打電話等問題。無人車也更遵守交通規(guī)則，能夠提高交通系統(tǒng)的效率。
樂視超級(jí)汽車(中國(guó))智能駕駛副總裁倪凱博士認(rèn)為，無人駕駛投入實(shí)際應(yīng)用后，將極大程度降低因人為操作失誤造成的交通事故率，提升交通效率，并減少污染。而用戶在車內(nèi)的體驗(yàn)也會(huì)發(fā)生根本性的變化，擺脫方向盤的束縛，擁有更多可以利用的時(shí)間和更低的出行成本。
專家認(rèn)為，無人車的應(yīng)用一開始還是在交通和物流領(lǐng)域，比如成為公共交通系統(tǒng)的重要選擇。但隨著技術(shù)的成熟和商業(yè)化的發(fā)展，無人駕駛汽車會(huì)成為生活的移動(dòng)終端，融合視、聽、說等功能，成為人工智能技術(shù)的重要應(yīng)用。
相關(guān)報(bào)告指出，無人駕駛汽車可能會(huì)先進(jìn)入特殊群體，隨后在普通消費(fèi)市場(chǎng)熱賣。由于安裝了攝像頭、感應(yīng)器、激光和人工智能系統(tǒng)，無人駕駛汽車的最初成本會(huì)很高，普通消費(fèi)者難以接受。但是企業(yè)和一些特殊行業(yè)將是早期消費(fèi)群體。最有可能采納無人車的包括園區(qū)用車、公交車、出租車、快遞車輛、工業(yè)應(yīng)用以及老年人和殘障人士出行。對(duì)老年人和殘障人士這兩個(gè)消費(fèi)群體來說，無人駕駛汽車可以讓他們自由出行，無需依靠家人、朋友。
無人駕駛還有多遠(yuǎn)
業(yè)界樂觀的看法是，在2025年前后，真正意義的完全無人駕駛汽車將正式上路
盡管無人車的智能水平令人嘆服，但此前特斯拉公司由于自動(dòng)駕駛而發(fā)生的事故，讓人對(duì)無人駕駛?cè)圆环判?。?shí)際上，無人駕駛和自動(dòng)駕駛并不完全相同。
倪凱說，無人駕駛完全不需要人為干預(yù)，汽車可以通過環(huán)境感知、行為決策、運(yùn)動(dòng)控制等技術(shù)完成一系列的行車動(dòng)作。而自動(dòng)駕駛也可以代替駕駛員控制車輛，但必要時(shí)依然需要人對(duì)車輛進(jìn)行操控。目前，部分自動(dòng)駕駛技術(shù)和輔助駕駛技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到了日常可見的汽車上，比如前后車距測(cè)量、自動(dòng)泊車等功能。
根據(jù)美國(guó)國(guó)家公路交通安全管理局公布的劃分標(biāo)準(zhǔn)，智能汽車可以分為4個(gè)級(jí)別，分別為：駕駛輔助、半自動(dòng)駕駛、高度自動(dòng)駕駛、完全自動(dòng)駕駛。第四級(jí)別屬于全無人駕駛的最高級(jí)別，是汽車駕駛自動(dòng)化、智能化程度最高的級(jí)別，也就是習(xí)慣所說的無人駕駛。
無人駕駛與前三個(gè)級(jí)別不同。前三個(gè)級(jí)別智能汽車仍是交通工具，第四級(jí)別無人駕駛則是“四個(gè)輪子的電腦”。這也是兩種不同的自動(dòng)駕駛轉(zhuǎn)型路線。第一種是“漸進(jìn)演化”的路線，也就是說在傳統(tǒng)的汽車上逐漸新增一些自動(dòng)駕駛的功能，例如特斯拉汽車的自動(dòng)駕駛功能就屬于這種類型，也包括傳統(tǒng)的汽車制造商。另外一種就是“一步到位”的路線，它們從一開始就是徹徹底底的自動(dòng)駕駛汽車，例如Alphabet、百度。對(duì)研發(fā)者來說，安全是自動(dòng)駕駛的根本出發(fā)點(diǎn)，兩種發(fā)展方式并非完全矛盾。
“漸進(jìn)演化”的半自動(dòng)車，其本質(zhì)上還是一種為駕駛者優(yōu)化體驗(yàn)的機(jī)制。目前已經(jīng)允許駕駛員在道路上雙手離開方向盤行駛。此外，利用一系列的傳感器和攝像頭，這些半自動(dòng)駕駛汽車還能完成并線、自動(dòng)泊車、在一條車道上行駛和自動(dòng)剎車等操作。專家介紹說，以特斯拉為例，根據(jù)對(duì)于無人駕駛的標(biāo)準(zhǔn)，特斯拉的自動(dòng)駕駛基本處于2級(jí)與3級(jí)之間，也就是說，特斯拉的自動(dòng)駕駛或無人駕駛的服務(wù)對(duì)象都是司機(jī)，而非乘客。在使用時(shí)，駕駛者仍需保持駕車應(yīng)有的機(jī)警，時(shí)刻留意車輛的行駛情況，以便在緊急情況下，隨時(shí)接管車輛的控制權(quán)。此前特斯拉因?yàn)樽詣?dòng)駕駛在美國(guó)佛羅里達(dá)州發(fā)生的事故中，調(diào)查發(fā)現(xiàn)駕駛員的注意力分散超過了7秒。而特斯拉自動(dòng)輔助駕駛?cè)孕枰{駛員始終全神貫注地監(jiān)控交通環(huán)境，并準(zhǔn)備好隨時(shí)接管方向盤。
“一步到位”的無人駕駛車，其實(shí)就是一個(gè)特殊的帶著輪子的機(jī)器人，它的核心技術(shù)在“大腦”。本質(zhì)上說，無人駕駛是一個(gè)軟件或算法問題。它首先瞄準(zhǔn)自動(dòng)駕駛的最高級(jí)別，也就是4級(jí)無人駕駛，這個(gè)級(jí)別的無人駕駛服務(wù)對(duì)象是乘客。同時(shí)，汽車也被看作是新一代的移動(dòng)計(jì)算終端，直接用最優(yōu)的計(jì)算能力和最好的傳感器以最大化保證安全，直接實(shí)現(xiàn)全無人駕駛，再試圖在幾年之內(nèi)通過產(chǎn)業(yè)化的努力大幅降低傳感器價(jià)格，從而縮短量產(chǎn)時(shí)間。
業(yè)界樂觀的看法是，在2025年前后，真正意義的完全無人駕駛汽車將正式上路。倪凱認(rèn)為，目前無人駕駛技術(shù)依然處在研發(fā)及實(shí)驗(yàn)階段，在實(shí)際投入量產(chǎn)前依然需要大量的工作。由于中國(guó)特殊的道路交通環(huán)境，想要解決國(guó)內(nèi)自動(dòng)駕駛技術(shù)發(fā)展中的問題，必須依賴于本土研發(fā)。目前，中國(guó)的人工智能研究已處于世界前沿，有關(guān)方面也在積極起草自動(dòng)駕駛相關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及政策法規(guī)，這些都將有力推動(dòng)自動(dòng)駕駛乃至無人駕駛在中國(guó)的發(fā)展。
延伸閱讀：自動(dòng)駕駛的四個(gè)階段
從汽車駕駛自動(dòng)化程度的角度來看，自動(dòng)駕駛可以分為4個(gè)階段：駕駛輔助、半自動(dòng)駕駛、高度自動(dòng)駕駛、完全自動(dòng)駕駛。
在駕駛輔助階段，系統(tǒng)設(shè)計(jì)是為駕駛?cè)颂峁﹨f(xié)助，包括提供重要或有益的駕駛相關(guān)信息，以及在形勢(shì)開始變得危急的時(shí)候發(fā)出明確而簡(jiǎn)潔的警告。目前，很多中高端轎車所采用的車道偏離警告、盲點(diǎn)檢測(cè)等輔助駕駛功能均屬于這個(gè)階段的技術(shù)，其特點(diǎn)是駕駛?cè)耸擒囕v操作主體，系統(tǒng)只做預(yù)警。
在半自動(dòng)駕駛階段，系統(tǒng)設(shè)計(jì)是在駕駛?cè)耸盏骄鎱s未能及時(shí)采取相應(yīng)行動(dòng)時(shí)能夠自動(dòng)進(jìn)行干預(yù)，其特點(diǎn)是駕駛?cè)耸擒囕v操作主體，系統(tǒng)在必要時(shí)可干預(yù)車輛控制。
在高度自動(dòng)駕駛階段，系統(tǒng)設(shè)計(jì)是支持車輛實(shí)現(xiàn)所有交通環(huán)境下的自動(dòng)駕駛功能，駕駛?cè)丝梢栽谳^長(zhǎng)時(shí)間不參與控制車輛，其特點(diǎn)是車輛代替駕駛?cè)顺蔀椴僮髦黧w，其駕駛?cè)瞬糠肿⒁饬π璞O(jiān)控路面行駛。
在完全自動(dòng)駕駛階段，系統(tǒng)設(shè)計(jì)是支持車輛實(shí)現(xiàn)所有交通環(huán)境下的自動(dòng)駕駛功能，無需駕駛?cè)耸謩?dòng)操作，其特點(diǎn)是車輛可完全替代駕駛?cè)顺蔀椴僮髦黧w，其駕駛?cè)俗⒁饬o需監(jiān)控路面行駛。
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