人工智能领域中有一个非常热门的领域就是汽车自动驾驶技术。越来越多的公司加入到自动驾驶的研发之中,几户所有涉足自动驾驶的公司都不约而同的提出了同一个时间点,在2020年实现汽车的全自动驾驶。
汽车自动驾驶技术在国际上有一个严格的分级标准,是由美国交通部选择的美国汽车工程师学会(Society of Automotive Engineers)给出的评定标准,共分为L1-L5五个阶段。
1L1是驾驶员辅助。即驾驶员需要全程将手放在方向盘上,或者脚放在踏板上。在这个阶段,辅助驾驶系统将能够实现自动转向、控制行驶速度等功能。2L2是部分自动驾驶。如车道偏离警告,正面碰撞警告和盲区报警系统等。不过,司机需要全程监控车辆运行状态。3L3是有条件自动驾驶。驾驶员在得到警告后没能做出相应措施时,半自动系统能让汽车自动做出相应反应,比如紧急自动刹车、紧急车道辅助等。此类功能在当前一般称为ADAS(高级驾驶辅助系统)。4L4是高度自动驾驶。该系统能在驾驶员监控的情况下让汽车在特定的驾驶工况下自动控制行驶。如在高速公路上等特定路况下的自动驾驶。目前大部分车企都在积极研发验证此阶段的产品。5L5是真正的无人驾驶杏彩体育,即汽车全程全自动驾驶。在无需驾驶员监控的情况下,汽车在各种路况甚至多气候条件下可以完全实现自动驾驶。
目前科技公司和传统车厂开发自动驾驶是两种路线,传统车厂大多是像“升级打怪”一样从L1到L4逐步突破,但是大多数科技公司是直接从L4开始研发,这是传统车厂和科技公司的主要区别。
但是到了15年年初,绝大部分车厂都改变了方向,直接调出一个团队做L4的研发,和Google、Uber相竞争,因为他们认为直接做L4比逐步突破要快得多。
互联网企业:百度、谷歌、乐视、地平线机器人、Uber、Drive.ai、AutoX、Zoox等。
毫米波雷达:毫米波的波长介于厘米波和光波之间,因此毫米波兼有微波制导和光电制导的优点。使用在汽车上时其抗环境干扰能力强,可以满足车辆对全天气候的适应性的要求。
雷达:与摄像头协同工作,通过无线信号直接探测周围近处物体距离汽车的精确距离。主要用于泊车测距、辅助刹车等,量程较短。
摄像头:利用多摄像头的成像视差来测算周围物体和汽车之间的距离。同时也被用来识别红绿灯和各种交通指示牌,以及周围的行人和自行车等物体。
主控系统:通常位于汽车的尾箱,用于处理各种传感器的感知信号,并与预先存储在系统内的地图数据对比,评估自动驾驶汽车的实时状况。
自动驾驶技术所需的设备标配包括:主控系统、杏彩体育官网app摄像头、雷达、GPS。但各家公司自动驾驶系统所采用的设备也略有不同,主要区别在于雷达的选择上。激光雷达探测精度高、范围广、方向性强,缺点是造价较高,在恶劣天气下性能较差。毫米波雷达虽然造价较低,但是无法探测行人杏彩体育,会受到频段损耗影响。
是否使用激光雷达会直接影响自动驾驶系统的整体造价,所以也就存在两个流派。以谷歌为代表的公司在使用激光雷达,以特斯拉、Driver.ai为代表的公司没有使用激光雷达,而是使用低配雷达(毫米波雷达)、廉价摄像头来实现自动驾驶。
由于毫米波雷达无法感知行人,无法对障碍物精确建模。雷达量程较短,只能用于自动泊车和辅助刹车。激光雷达价格昂贵。摄像头的所提供的影响数据,因为具备探测距离远,可以辨识行人,可以辨识障碍物大小等特点,所以显得尤为重要。为了提高摄像头所提供数据的准确性,自动驾驶公司一般都会标注大量的影像数据。影像数据多是由汽车的前置摄像头进行采集。
1道路上的障碍物体:指行进路线上的障碍物体,包括机动车、摩托车、自行车、行人等。需要标注物体的类型、朝向、遮挡、截断等情况。
3.交通指示标志:一般指路上方悬挂的指示标志,包括转向标志、掉头标志、行驶类型、限速标志、单项行驶、禁行标志等。
将这些数据输入自动驾驶系统之后,就可以教会计算机正确的识别出障碍物体的类型,预测出障碍物体的行动轨迹,识别出交通指示标志和标志所表示含义,从而为自动驾驶系统提供决策数据。
自动驾驶系统会形成下图中的道路三维建模,指导汽车按照正确的进行路线行驶,做出正确的决策(减速、加速、制动等)。
自动驾驶系统还会根据其他探测设备提供的数据。雷达会提供车距过近预警。毫米波雷达可以提供基于雷达系统的障碍物三维建模,在恶劣天气下,所受的影响较小。GPS提供车辆导航。最终这些数据都会输入主控系统,系统根据所有数据来进行综合决策。
自动驾驶系统需要大量、高准确率的数据进行训练,杏彩体育官网app训练数据量越大、准确率率越高,训练出的自动驾驶系统就越智能,做出的决策就越准确。所以,接下来自动驾驶企业的竞争就是看哪一家能够在更短的时间内获取更多、更准确的道路信息标注数据。
传统的汽车制造巨头和互联网公司处于对立阵营,两大阵营的合作很少。但近年来,两大对立阵营的跨界合作,被视为一种行之有效的良好出路。一个输出整机厂和传统造车技术,一个贡献互联网大数据,两者优势互补一拍即合。在这方面,最值得作为正面案例研究的就是上汽与阿里巴巴的合作。
事实上,这种跨界合作还有很多,尤其是机制灵活的互联网企业,会同时与多家车企合作分头出击。其中最“花心”的当属百度,其不仅与福田、北汽合作研发无人驾驶汽车,还携手福特共同投资Velodyne LiDAR在无人驾驶领域展开全方位合作,5月31日还在德国柏林分别和德国汽车零部件供应商集团、德国博世集团签订战略合作协议,展开自动驾驶、智能交通、智能车联网等业务的合作。早在今年4月份的上海车展上,百度总裁陆奇宣布将已投入200亿人民币打造的汽车无人驾驶系统,免费开放给汽车制造商以及其他有需求的合作伙伴。这样做的目的,是通过降低无人驾驶应用门槛,快速普及应用自己的技术,同时获取大量数据优化自己的系统,加快占领市场的步伐。
随着互联网公司与传统汽车制造巨头的跨界合作越来越多,越来越深入,用大数据造车将成为双方掘金智能汽车的制胜法宝。
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