随着人工智能与自动驾驶汽车的深度融合,未来10~20 年必将过去积累研成果成为现实,自动驾驶可以实现高度智能化,Level 4+级的自动驾驶车辆批量上市,是一个看得见的将来。自动驾驶技术将全面提升汽车驾驶的安全性、舒适性,其节能减排效果也是直接的,还能满足更高层次的市场需求等。下面对自动驾驶汽车技术原理及应用于介绍和讨论。
主要内容有:
第一章 自动驾驶汽车概论
一、自动驾驶汽车相关有概念
二、自动驾驶汽车等级标准
三、自动驾驶技术推广应用战略意义
四、国外、国内自动技术发展历程
第二章 自动驾驶汽车关键技术
一、自动驾驶汽车关键技术体系
二、环境感知系统
三、决策与规划系统
四、控制与执行系统
五、自动驾驶汽车测试与验证技术
六、人工智能在自动驾驶汽车中的应用
第三章 自动驾驶技术推广应用场景
一、推广自动驾驶技术应用的目的
二、自动驾驶技术发展现状分析
三、线控底盘是中国发展自动驾驶车辆的瓶颈
四、推广自动驾驶汽车可行的场景势
五、国家层面在自动驾驶技术推广应用的工作
六、开发自动驾驶汽车,零部件和整车厂迎来新机遇
七、整车和零部件企业抓住机遇发展
第三章 自动驾驶技术推广应用场
目前人工智能还是处于弱“智能”阶段,而汽车驾驶却是要求驾驶人必须有正常智能水平。也就是说自动驾驶从辅助驾驶过渡到无人驾驶的高度,不是在车辆推广中自己能解决的。必须要求人工智能的基础理论从“智能”阶段到“低”智能,再到“普通智能”、“高”智能,再到“超”智能。自动驾驶技术推广应用反过来,对人工智能理论的提升也是有比较大的帮助的。研发自动驾驶汽车,有一个技术经济性指标。
针对目前人工智能还是处于弱“智能”的特征,必须要在自动驾驶技术推广应用场景研究上下功夫。
一、推广自动驾驶技术应用的目的
最本质是解决安全、节能环保问题,未来会带来交通和商业模式的改变。
在中国法规、伦理建设还没有到位的前提下,自动驾驶技术在低速场景下,予以推广应用,可以解决有关车辆安全、节能环保问题,以及提高车辆运输效率,进而积极探索,得到解决有关问题的途径和办法。目前实现的基本路线有:
①以车本身为主,通过增加传感器等来实现车辆的自动化;
②ICT行业跨界与汽车行业结合,通过网联的形式,不仅实现汽车的自动化、网络化,还要打造全新的产品形态。
自动驾驶技术推广应用不同于高校、研究结构,必须要讲究“技术经济性”,目前比前符合要求的做法是,以纯电动汽车为基础车(平台),通过增加传感器等形式来,实现车辆的自动化是第一步;通过网联的形式,不仅实现汽车的自动化、网络化,在打造全新的产品形态是第二步目标。
二、自动驾驶技术发展现状
①发达国家对自动驾驶技术,是有比较深的研究,比如沃尔沃商用车,可以实现车辆队级自动驾驶,但是他们还真正没有发力;
②美国、日本、欧洲都有相对完整的政策和战略规划,在推进智能汽车的应用,推荐节奏相对慢一些;
③中国政府把发展自动驾驶技术视作发展机遇,制定了技术路线图和时间表。国家发改委也公布了到2020年发展自动驾驶汽车的具体目标。可以说中国政府已经全面发力,且力度空前;
④一汽集团、东风公司在货车类已经研发出自动驾驶的样车,宇通客车、金龙客车在有关大型车展会上自己的自动驾驶客车;
⑤京东集团也推出能替代快递员部分工作的物用的物流快递车,如图3-1所示。
一句话,中国在自动驾驶汽车方面的发力势头大于国外汽车发达国家,落地的速度比较快。
三、线控底盘是中国发展自动驾驶车辆的瓶颈
中国传统汽车(汽、柴油汽车)与汽车发达国家相比,技术相差较远。已经失去的追赶的机会。同时发展自动驾驶车辆的传感器(比如,16、32线以上的激光雷达、高精度的摄像机)、车用操作系统芯片、CAN通信模块,基本上也是国外企业垄断了,还有电助力转向系统、电助制动系统。中国企业基本上也是处于学习阶段,还谈不上研发真正意义上线控底盘研发了,这个技术含量比较高。
中国发展自动驾驶车辆研究积累的基础有:
①新能源汽车(尤其是纯电动驱动)产销规模已经连续几年世界第一,已经超过全球产销总额的50%,2018年全年产销总额基本有把握超过100万辆;
②中国纯电动汽车是新能源汽车的主导产品,不仅有商用车,还有乘用车。自动驾驶车辆与纯电动车辆是在同一个方向上;
③因为动力电池瓶颈还没有真正意义上的技术突破,中国纯电动汽车与传统汽车在性价比方面还是没法相比。如何提高实现电动汽车的性价比,可以说,提高其自动化程度是必然选项。自动驾驶技术的推广应用,有助于克服目前纯电动汽车的短板。
四、推广自动驾驶汽车可行的场景势
①在旅游景点,低速场景下会得普遍应用推广,目前的自动驾驶软件、硬件技术水平,基本已经可以适应;
②在常规道路上,纯电动城市公交车,由于线路、站点相对固定,通过自动测绘技术,对纯电动城市公交车行径进行定制性标识;
③在物流园区内,物流转运上的推广运营,目前技术和条件相对成熟;
④代客泊车等特殊下的使用,会先得到应用;
⑤非结构化道路或者不能结构化标识的道路,要推广自动技术,任重道远,需要一个不断完善的过程。
⑥业内主流观点,目前政策、路权、技术等方面,自动驾驶在常规的交通道路上自动驾驶商业化还有很长的路要走。
五、国家层面在自动驾驶技术推广应用的工作
清华大学李克强教授在不同会议做了一些介绍,有六大战略任务,也就是要建设中国智能网联汽车的六大体系(如图,具体细化:
①自主可控的智能网联汽车技术创新体系;②跨界融合的智能网联汽车产业生态体系;③先进完备的智能网联汽车路网基础设施体系;④系统完善的智能网联汽车法规标准体系;⑤科学规范的智能网联汽车产品监管体系;⑥全面高效的智能网联汽车信息安全体系。如图3-2所示。
可以看出,六大体系任务量大、系统性强,顶层设计就是一个长期的工作,也就是高智能驾驶汽车推广应用不是短期能实现
六、开发自动驾驶汽车,零部件和整车厂迎来新机遇我国目前的自动驾驶车辆开发,不同而约的是选择以纯电动汽车为基本车型。其基本理由三,自动驾驶技术也是电动化技术,或者说,自动驾驶技术是纯电动汽车技术的补充升级。
①自动驾驶汽车要能自动识别车道线、交通标牌信息、红绿灯信号,能自动完成起步、刹车、加速、转等操作,水平更高的要能规避障碍物,要能实现自动泊车、自动超车、倒车功能;
②自动驾驶汽车,要能接受后台的调度命令,能按调动指令,按事先规的划线路来驾驶,完成预定运输任务;
③零部件厂家,要开发车规级的电助力转向系统总成,电助力自动系统总成;
④传感器厂家要开发出车规级的摄像机、激光雷达 、毫米波雷达、超声波雷达产品;
⑤路况信息提供厂家,要提供高精度位置(厘米级)定位信息、高精度的地图信息。
七、整车和零部件企业抓住机遇发展
①从事自动驾驶汽车研发和生产的整车和零部件企业,一定要认识到,中国发展自动驾驶技术是一个巨大发展机遇。发展这个产业是中央政府在倡议和组织,行业组织在响应,整车和零部件企业产业链的末端而已。
②从事自动驾驶汽车研发和生产的整车和零部件企业,一定要认识到,中国发展自动驾驶技术是有国家级技术平台在支撑的(比如说,卫星通信、移动通信5G),不是个别企业孤军研发;
③从事自动驾驶汽车的整车和零部件企业,一定要认识到,这是一个巨大的系统工程,不是一个企业或者一个行业组织能完成的事业。这是国家层面的工程。企业要一定要关注以上,每一个体系建设进度,要积极参与;
④从事自动驾驶汽车的整车和零部件企业,一定要认识到,彼此之间要有良好开放心态,配合默契,市场是巨大的,要找自己的定位;
⑤下游企业主要是买的是产品、买的是服务。有些系统集成商,不是在卖产品,总是在想卖技术,想把开发费,想一次性收回,阻碍技术进步和市场规模的放大。总体而言,目前每一个环节,技术要进一步完善。
⑥目前汽车产品价格总的趋势是下降的。这决定了自动驾驶总成,按产品卖,单位价格不会高。基本路线三,提供汽车产品性能指标,赢得市场规模效应。
⑦当下有真实市场,是低速度场景的车辆,景区车辆、物流园区车辆等。高速车自动驾驶市场,随技术的进步,会一步一步的升温。
目前车厂研发成果表明,在公交、物流、矿山、园区、停车场等特定场地推动自动驾驶商业化应用落地,已经取得相当可观的成果。
总之,自动驾驶汽车的推广应用是一个相当长的过程,目前处于起步阶段,基本特征是自动化程度级别越高,则要求“车辆低速、道路封闭”,越有可行性。对高速汽车,辅助驾驶技术推广应用市场前景较广。
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