無人駕駛分四個階段,我們現在到哪個階段了?

作者:天驕   |   2015 / 03 / 28

文章來源:第一電動網   |   圖片來源:第一電動網


近日,有關Google無人車的三個專利被曝光,一個是切換無人駕駛狀態的,一個是提醒乘客的,還有一個是手勢操控汽車,Google的無人駕駛汽車距離我們越來越近了。

自從Google開始無人駕駛汽車項目,業界就很感興趣,本來無人駕駛汽車應該是汽車巨頭們的領域,網路科技公司Google偏偏要來插一腳,專利曝光,似乎距離項目成功已經不遠,這次的專利到底有多少價值呢?未來的無人駕駛汽車又會是什麼樣子呢?我們來看一下。

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Google自動駕駛試驗車

無人駕駛汽車的來源

所謂的無人駕駛汽車,並不是從天上掉下來的,而是隨著汽車工業的發展,電控技術的進步,一步步從駕駛輔助發展而來的。從有人駕駛到無人駕駛,業界分成四個階段。

第一階段是駕駛員輔助,駕駛員輔助系統能為駕駛員在駕駛時提供必要的資訊收集,在關鍵時候,給予清晰的、精確的警告,相關技術有:車道偏離警告(LDW),正面碰撞警告(FCW)和盲點報警系統。

第二階段是半自動駕駛,駕駛員在得到警告後,仍然沒能做出相應措施時,半自動系統能讓在汽車自動做出相應反應。相關技術有:緊急自動剎車(AEB),緊急車道輔助(ELA)。

第三階段是高度自動駕駛。該系統能在駕駛員監控的情況下,讓汽車提供長時間或短時間的自動控制行駛,這個階段目前還比較初級。

第四階段是完全自動駕駛,在無需駕駛員監控的情況下,汽車可以完全實現自動駕駛,意味著駕駛員可以在車上從事其他活動,如上網辦公、娛樂或者休息。

按照這個分類,第一階段已經基本普及,現在高配備的車型基本上都具備了。

而第二個階段正在普及,歐盟立法要求2013年11月前的車都必須裝上緊急自動剎車(AEB)。Volvo的城市安全系統、本田的CMBS、賓士的Pre-Safe都是這個層級的。

第三個階段目前有雛形,新款的賓士S級可以在塞車的情況下,電腦自己跟車,車主可以不必一直操控車輛。包括中國在內的一些廠商也在做相關的試驗與探索。

第四階段則是Google一直在努力的目標,像紅色警戒2遊戲裡面光棱坦克的Google無人駕駛汽車看起來有點怪怪的。但是它經過了長時間的測試,成熟度已經很高了,是最貼近實用的無人駕駛汽車。

無人駕駛的原理和Google的技術路線

無人駕駛汽車其實可以視為是一種機器人。從原理上來說,不過是感測器感知路況和周邊情況,然後傳輸到CPU,CPU根據人工智慧對情況做判斷,然後通知電機系統,電機系統根據信號操控機械裝置,最後機械裝置操控車輛做各種動作。

在這個過程中,電傳機械控制這方面基本已經完善,因為過去的20年,汽車產業的進步主要就在這方面。如今大部分汽車都是電子控制了,你的剎車、油門、換擋、甚至方向都是一組電子信號,你操作的動作被解讀處理,然後傳給機械系統,過去那種直接機械對機械的操控只在極少數工具車上還能看到。無人駕駛無非是把這些信號脫離人的控制交由電腦處理,並不需要費太大周折。而技術的難點就在前兩步,怎麼用感測器準確的感知周圍的訊息?人工智慧如何做判斷?

從技術路線上來說,感知周圍情況有多種模式,Google選擇了激光感測器,激光感測器對距離的判斷非常準確,但是價格昂貴,惡劣天氣下實用性受限。目前,Google無人駕駛汽車的成本高的嚇人,主要就是激光感測器的原因。

比較廉價是採用光學攝影鏡頭,目前賓士S級的魔毯技術就是利用攝影鏡頭作為訊息收集源來控制空氣懸掛,但是光學攝影鏡頭用於無人駕駛的話,對圖像識別的人工智慧會要求很高,對距離速度的判斷也會很麻煩。目前,汽車上已經出現的輔助駕駛功能,一般採用的雷達,這個比較便宜,但是雷達的探測能力相當有限,車載雷達的發射功率也探測不了多遠,還怕物體阻擋,用到無人駕駛汽車上有多少實用性也值得懷疑。

從目前來看,最靠譜的還是Google的激光感測器路線,人工智慧方面的考驗程度更高。

其實高速公路上的無人駕駛並不太困難,Google現在沒有問題,賓士、奧迪也沒有問題,VO​​LVO沒有問題,甚至中國搞的無人駕駛高速也跑了286公里也沒問題。這是因為高速公路的情況相對簡單,對人工智慧要求的算法也不會很苛刻,在市內駕駛就完全是兩碼事了。

Google無人駕駛汽車項目主管厄姆森說:「在市區裡行駛一公里路程要遠比在高速公路上更為複雜,因為前者在一個小的區域中會因為規則的不同存在數百種不同的路面情況。我們花了大量時間改進了我們的軟體,因此它現在可以即時區別上百個不同物體——如行人、公共汽車、管理員手握的停車標誌,或者是騎自行車者給出的要通過馬路的手勢信號等。」

在人工智慧方面,其他廠商距離Google還差得遠,Google的人工智慧水平已經接近實用了,其他廠商還在表演階段。

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曝光專利的價值

此次曝光的三個專利,一個是Google在2014年3月申請的一項名為“Determining when to drive  autonomously”的專利。這個專利實際上是2012年一個專利的延續,具體內容是通過搭載在汽車上的各種感測器收集訊息,並將地圖數據與交通模型進行比對,一旦出現太大的偏離,汽車便會自動向駕駛發出警告,提醒司機進行人為控制。如果乘客無人干預,自駕車將會自動降低速度,或是進入一條更加安全的車道中。

這個專利算是一個安全專利,要求人為介入,如果人為不介入,那就降低速度進入相對安全的車道,避免事故的發生。從人工智慧的層次來看,就是幾行代碼的事情,不算什麼高技術,這個專利並非核心專利。

第二個是Google 在2013 年申請的一項專利,當汽車檢測到行駛前方有行人通過時,它會做出一個正確的反應,比如放緩速度甚至停止行駛,隨後向行人發出汽車正在做或即將做的信號,信號可能是燈光、電子標牌或者聲音。這個專利的目的是讓車與行人之間有所溝通,解決無人駕駛汽車難以判斷意圖的問題,從人工智慧的角度看,不過是探測行人然後發出信號,也沒有太大價值。

第三個是手勢自動控制,Google申請了一個名為“3D 手勢自動控制”的專利,司機駕駛位子的左上方會安裝一個3D 攝影鏡頭,它能夠監測並識別駕駛的一些手勢動作,從而激活一些功能。根據專利的描述,手勢動作可以用於調整座位、改變風扇速度、調節空調溫度、開關車窗等功能。安全起見,一些涉及駕駛操作的功能則需要實體按鈕操作。此外,司機可以學習預設的手勢動作,由於系統支持人臉識別,不同的司機還可以設置針對個人的手勢。

這個東西幾乎就是手機上人臉識別和遊戲機中體感操控的翻版,技術上都是早已商用化的東西,只是Google考慮到無人駕駛汽車的操控便利性,把它挪到車上申請了專利。實用性有限,還不如語音操控與識別好用。

所以,這次Google三個專利曝光,如其說是技術資料透露,倒不如說是一次廣告。Google無人駕駛真正核心的是感測器收集處理和人工智慧的算法。這次曝光的三個專利沒有太大價值。

未來的汽車

通過上面的分析,我們可以看出。在從輔助駕駛到無人駕駛的探索道路上,目前Google處於最前方。當其他廠商還在高度自動駕駛的第三個階段探索時,Google已經在第四階段耕耘了數年。當其他廠商還只能在高速路上表演時,Google已經解決了難度高百倍的城市道路駕駛。

而通過無人駕駛原理的研究,我們發現,Google現在的這套探索並不限於Google汽車,而且可以移植到任何一輛新款汽車上。只要是以電子為操控方式的汽車,就可以把Google的信號採集,人工智慧移植過來,要適應的只是不同汽車的動力、剎車和方向參數。無論是電動車、燃油車、混合動力汽車,都可以毫無困難的移植上Google這套無人駕駛系統。當Google成功之後,BMW、賓士、奧迪、特斯拉、豐田、本田、日產、馬自達、比亞迪,無論哪家汽車廠商,只要用Google的方案,買Google的算法,買Google提供的硬體就可以實現無人駕駛功能。

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未來,無人駕駛的地位會類似於今天的自動跟車、自動泊車。只要你肯出錢,任何一個品牌一個型號的車型高配備版本都可以提供。無人駕駛不是製造一批新車,而是在任何一款新車型上都可以安裝。當無人駕駛普及後,會衍生出一些新的功能和產業。因為無人駕駛普及的同時,意味著每輛車都有了一個高性能的車機,通過未來的5G網路,它們之間可以通訊,可以與城市管理中心通訊,甚至可以與路面的感測器通訊。人們可以像管理高鐵一樣管理汽車,交通事故成為歷史名詞。

當車機與餐館、酒店、加油站、充電樁的通訊建立以後,汽車可以自動去加油、充電,把車主帶到餐廳,酒店。當車機與手機、平板、電腦連通後,就可以隨時地向汽車發出指令,實現更高級的功能。

未來的生活是這樣的,我們只要在家中對著手機說一句,我今天中午12點要吃法國蝸牛。手機就會推薦給你飯店,策劃好路線,安排好時間,你需要做的只是在約定時間走出家門,登上汽車,然後下車走進西餐廳的大門。而汽車會自動開往加油站加油,在約定的時間回到西餐廳門口接你上車。這種看似科幻片的生活,也許在10年內就會實現,未來很美好,而且觸手可及。(天驕)

第一電動授權轉載》

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