從TESLA線上升級的AutoPilot 7.0 認識自動駕駛系統

作者:Lux   |   2016 / 11 / 07

文章來源:股感知識庫   |   圖片來源:Lisa


年初時一年一度的CES在美國熱鬧開幕,雖以消費電子為主角,卻被各大車廠視為一年開始的前哨戰,而自動駕駛與無人車技術則一樣是今年各車廠比拼的戰場之一。這個市場除了之前跨界做無人車的科技大廠Google與Apple引起不小波瀾,以黑馬之姿殺進自動駕駛領域的Tesla,更是令傳統車廠嚇出一身冷汗。底下我們就以日前透過線上升級的Tesla半自動駕駛系統,來一窺這個各大高手搶進的自動駕駛技術究竟是怎麼一回事。

2015年10月15日特斯拉召開軟體升級發表會,宣佈特斯拉Model S 和 Model X車主可以通過OTA(Over-the-Air Technology)線上升級到AutoPilot 7.0 版本,實現半自動駕駛功能,至此,特斯拉正式躋身自動駕駛的熱潮。

低調升級,推自動駕駛技術到新高

特斯拉早前便已著手研發AutoPilot自動駕駛系統,卻並未急於公佈於世,在多次內測之後,才公佈了升級至7.0版本的AutoPilot及其新功能。令人振奮的同時,特斯拉的CEO- Elon Musk卻隨後表示:

本次的軟體更新只是一個測試版,而我們的目標並不是在於簡單地為汽車加入一個簡單的自動巡航系統。我們所規劃的,將是一台完全自主的無人駕駛汽車,他將不再具備方向盤和踏板,完全由汽車自己來駕駛。”

Elon Musk稱,雖然目前半自動駕駛技術已正式可用,包括前後車距保持、加/減速、刹車、變換車道,但這還不是他最終想做的自動駕駛。此前,Elon Musk就曾表示特斯拉未來會實現完整的自動駕駛功能,並僅需要再3年的時間,這可比 Google、Nissan 以及Benz所預計的2020年還要更早!

而此次特斯拉車載系統軟體AutoPilot的更新,集成了前置雷達、前置鏡頭以及可探測長達12米範圍的360度超聲波感測器,用於全方位監測汽車周邊情況以及識別路面交通標識、監控路面上的行人、車輛和其它障礙物。該系統還帶有高精度數位控制電動助力制動系統和GPS,並可根據監控系統提供的數據對油門、刹車及方向盤進行相應調整。這些改變讓特斯拉具備了自動巡航、自動變道和自動停車等功能,能夠在一些較為簡單的路況下實現半自動駕駛。

而所謂未來真正的自動駕駛,駕駛者將不再需要把持方向盤,那麼試想,如果完全脫離雙手靠汽車自動駕駛,怎能沒有一些必要的安全系統作為保障呢?

自動駕駛不可或缺的系統

輔助駕駛系統─ADAS

先進駕駛輔助系統(Advanced Driver Assistant System)簡稱ADAS,是利用裝在車上的各種感測器(主要有攝影鏡頭、雷達、鐳射和超聲波等),在汽車行駛過程中根據周圍因素隨時進行物體的辨識、偵測、追蹤,以提醒駕駛者可能發生的危險,從而提高駕駛的舒適性和安全性。

近年來ADAS市場增長迅速,除了原有的被動式報警技術(當車輛檢測到潛在危險時,會發出警報提醒駕車者注意)之外,主動式干預也很常見,特斯拉在這次軟體升級中開啟的Autosteer自動巡航和Auto lane change自動變道便屬於ADAS功能範疇。

從TESLA的Model S來看:汽車科技-從特斯拉線上升級的AutoPilot 7.0  認識自動駕駛系統_內文圖 複本 5

Autosteer 自動巡航

特斯拉的Autosteer自動巡航系統主要用於高速公路上的駕駛活動。當用戶將車開上高速且時速超過每小時 18 英里時,駕駛者可以打開Autosteer功能,系統將會讓車在固定的車道上運行,並且通過感測器和運算系統的聯動將車控制在安全車距範圍內。

Auto lane change 自動變道

Model S和 Model X通過即時回饋和配置在車身的12個感測器,包括前置雷達、有圖像識別能力的鏡頭和360度超聲波聲納,來識別車道和檢測其他車輛。打開Auto lane change功能後,駕駛員選擇相應的轉向指示燈後,Model S 會自動完成剩下的工作。但是,這項功能目前無法判斷另外一個車道上的車的動向,此時仍需要駕駛員自行控制。

除此之外,ADAS的範疇還包括自我調整巡航控制、夜視、車道偏離預警、車道保持輔助和碰撞警告系統等功能。

自動停車系統

自動停車系統即自動停車入位系統,可使汽車自動地以正確的停靠位停車。該系統包括三部分:環境數據採集、中央處理器、車輛策略控制。系統將對車身周圍的環境(周圍物體圖像、距離)採集的數據發送至中央處理器,經過對數據的分析和處理,得出一套汽車當前位置、目標位置和周圍環境參數的資料,再做出如何自動停車的指令,發送給車輛策略控制系統來執行。汽車科技-從特斯拉線上升級的AutoPilot 7.0  認識自動駕駛系統_內文圖 複本 2

以特斯拉本次升級後的Autopark自動停車系統為例:當駕駛員將Model S移動到停車位時,打開汽車的自動停車模式,Model S 將會啟動感測器和攝影鏡頭,經過對獲取的數據進行分析處理後,開始自動停車。但Engadget(消費性電子產品新聞和評測媒體)表示,系統的識別能力還不足以去應付目前所有的停車環境,即便碰上不同顏色的區域界線,系統也不會停止,所以可用性上還有待提升。

電子式駐煞車系統 EPB

Electrical Park Brake即電子手刹,其工作原理與過去的機械式手煞相同,通過刹車盤與刹車片產生的摩擦力來達到控制停車制動,並利用按鈕取代之前的機械式手煞拉杆,可縮短作用時間,讓煞車更快速完成。汽車科技-從特斯拉線上升級的AutoPilot 7.0  認識自動駕駛系統_內文圖 複本 3目前在汽車上應用的電子駐車制動技術主要有兩種形式,一種是拉線式電子駐車制動系統,另一種是卡鉗集成式電子駐車制動系統。拉線式電子駐車制動系統保留了傳統機械駐車制動系統的拉線,是早期應用的一種過渡產品,在汽車上應用較少,目前在汽車上應用較多的是卡鉗集成式電子駐車制動系統。

卡鉗集成式電子駐車制動系統用電子按鈕、電動機元件替代了傳統的駐車制動手柄、機械杠杆和拉線等控制件。電動機元件被集成到了左右後制動卡鉗上,電子控制單元(ECU)和電動機元件直接通過電氣線束進行連接。駐車時,駕駛者操作電子駐車制動系統電子按鈕後,電子控制單元將控制集成在左右制動卡鉗中的電動機動作,並帶動制動卡鉗活塞移動產生機械夾緊力從而完成駐車。

隨著汽車電子駐車控制技術的不斷發展,電子駐車增加了自動駐車和動態駐車等協助工具,電子駐車將動態穩定控制系統介入到了電子駐車制動系統,使得自動駕駛更為安全、方便。

勢在必行的自動駕駛

Model S自動駕駛功能還沒有到達一個完全穩定可用的程度,因此需要通過更多的優化來完善。每輛安裝AutoPilot的Model S會將即時數據回饋給特斯拉總部電腦,通過大數據運算確保AutoPilot系統不斷學習和改進,而如何應對路面上的突發狀況,也是研究團隊持續面對的重要課題。

Audi、BMW、Benz等汽車製造商均已在開發自身的無人駕駛技術,Volvo也推出了與特斯拉類似的Auto-Pilot自動駕駛系統。Google更已在多個城市開展無人駕駛汽車路試,最近消息透露Apple也正在開發無人駕駛汽車。這些雖仍處於早期發展階段,但不難推測的是,未來汽車在自動駕駛的趨勢已是勢不可擋。

封面圖片來源:https://www.teslamotors.com/presskit/autopilot

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