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真正自动驾驶:或许是5年 或许是10年

2017-05-27 00:53
科技那回事
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最近又有从事哪些职业的人员将被机器所取代呢?其中一个备选答案是汽车司机——世界上最普遍的职业之一。传统车企正在面临一场主要由科技公司主导的以自动驾驶技术为核心的产业革命,而与之相关的各类媒体报道使得许多消费者产生了他们的下一辆汽车将是完全自动驾驶的预期。

但是,仔细审视一下实现高级别自动驾驶(SAELevel4及以上)所需的技术,就会了解到,真正实现并推广该类汽车需要花上比预期更长的时间,或许是5年,或许是10年。

厘清此次技术革命的脉络

对实现自动驾驶汽车的首次尝试主要集中在高级驾驶员辅助系统(AdvancedDriver AssistantSystems,ADAS)领域,属于此类的功能包括紧急制动(Emergency Braking),倒车摄像头(Backup Camera),自适应巡航控制(Adaptive Cruise Control)以及自动泊车系统(Self-Parking System)等,这些技术一开始最先应用在豪华车上。最终,产业的监管机构开始要求在每辆汽车中都配置部分ADAS功能,这加速了其对大众市场的渗透。截至到2016年,ADAS技术已经形成了一个规模约为150亿美元的市场。

在全球范围内,ADAS系统(例如,夜视功能及车辆盲点探测)的出国量从2014年的9000万套增加到了2016年的约1.4亿套,仅两年时间规模就增长了50%。其中,部分ADAS功能相比于其他功能更有吸引力,例如,从2014年到2016年,具有环视视角的停车系统(Surround-View Parking Systems)的普及率增长超过了150%,而自适应前置照明系统(Adaptive Front-Lighting Systems)的数量在同一时间段内增加了约20%。

客户的支付意愿和产品价格的下降都帮助了ADAS系统套件的普及。麦肯锡公司最近的一项调查发现,为了给汽车配置相应的ADAS功能,驾驶员将平均多花费500 ~2500美元。尽管起初ADAS功能只在豪华车上配置,但目前许多汽车制造商可以在售价20000美元级别的汽车上配置相同的ADAS功能。许多高端汽车不仅在高速公路条件下能自动转弯(即横向控制)、加速及制动(即纵向控制),而且还能采取相应的行动避免车辆发生碰撞。一些在有限距离的固定线路上行驶的商用乘用车(如短驳车)甚至可以将自己停入空间极为紧凑的停车位。

但是,虽然ADAS已经取得长足的进展,但整个行业还没有确定半自动驾驶汽车(如SAE Level3车辆)的最佳技术原型,因此目前仍处于测试-改进模式(test-and-refine mode)。截至到目前为止,共出现了3种技术路线:

以摄像头(Camera Systems)为主,毫米波雷达为辅;

以毫米波雷达(Radar)为主,摄像头为辅;

混合路线,即把激光雷达、毫米波雷达、摄像头等硬件以及传感器融合算法相结合,以实现对环境更细致的理解。

实现上述技术路线的成本各不相同,其中“混合路线”最为昂贵。截至到目前为止,上述3种技术路线之间尚未决出胜负,每个系统都有其优缺点,例如,“以毫米波雷达为主”的方法可以在高速公路场景下运行良好,该场景中的交通流量相对而言较易预测且对环境进行测绘的精度要求并不高。另一方面,“混合路线”的方法在人口稠密的城市地区能够更好地工作,在该场景下,精确的测绘可以帮助汽车能沿狭窄的街道行驶,识别出体积较小的但影响行驶安全的物体。

解决自动驾驶汽车技术中的难题

自动驾驶汽车无疑将开启了交通运输行业的新时代,但整个行业尚需解决一些技术难题,方可真正实现能够商业化的自动驾驶技术。我们已经看到,ADAS功能可以减轻驾驶负担,并使驾驶的过程变得更安全。但在某些情况下,该技术也会引发新的问题,例如,人类过分信任或依赖这些新系统。这并不是一个新现象,当安全气囊成在20世纪90年代为汽车的标配时,一些驾驶员和乘客将此作为自己可以不佩戴安全带的理由,显然这种错误的观念将导致额外伤亡事件的发生。

与之相类似,ADAS功能的标配化会使驾驶员在工况超出ADAS处理能力的情况仍然盲目依靠它。例如,自适应巡航控制技术在汽车直接跟随另一辆行驶中的汽车时能够运行良好,但它通常不能发现静止的物体。不幸的是,现实生活中的情况以及受控实验都表明,对自动化过于信任的驾驶员最终会以撞上静止的汽车或其他物体而告终。ADAS目前可实现的功能有限,而这正是许多早期用户所没有真正领会理解到的。

此外,还有一些因素会导致安全难题。2015年,在美国,驾驶传统汽车(即SAELevel0)的司机因开车时分心而引发的交通事故造成了近3500人死亡,39万余人受伤。不幸的是,据专家预计,在引入具有某种级别自动驾驶功能但仍要求人类驾驶员随时接管车辆控制权以防止事故发生(注:即该自动驾驶系统仍然无法完全取代人类驾驶员,应该指SAELevel3及以下的自动驾驶水平)的汽车之后,一开始车祸发生的数量并不会显著下降。

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