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自动驾驶汽车

时间:2016-11-08
     摘要:自动驾驶汽车又称无人驾驶汽车,是一种通过电脑系统实现无人驾驶的智能汽车。

点题:自20世纪70年代起,工业发达国家就开始进行无人驾驶汽车的研究,到目前众多互联网巨头和传统汽车厂商纷纷投身相关领域,近期,驶汽车在多个方面取得了突破性进展。众多国际大企业均把实现应用的时间节点设定在2020年前后,届时汽车领域将发生革命性的变革。

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一、概念

自动驾驶汽车(Autonomous vehicles;Self-piloting automobile)又称无人驾驶汽车、电脑驾驶汽车、或轮式移动机器人,是一种通过电脑系统实现无人驾驶的智能汽车。目前,自动驾驶汽车技术的研发已经有数十年的历史,于21世纪初呈现出接近实用化的趋势。自动驾驶汽车依靠人工智能、视觉计算、雷达、监控装置和全球定位系统协同合作,让电脑可以在没有任何人类主动的操作下,自动安全地操作机动车辆。

(图片源于网络)

二、结构性能

自动驾驶汽车使用视频摄像头、雷达传感器,以及激光测距激光雷达来了解周围的交通状况,并通过一个详尽的地图对前方的道路进行导航。

激光雷达:车顶的“水桶”形装置是自动驾驶汽车的激光雷达,它能对周围环境进行扫描,并将结果以3D地图的方式呈现出来,给予计算机最初步的判断依据。

前置摄像头:自动驾驶汽车前置摄像头用于识别交通信号灯,并在车载电脑的辅助下辨别移动的物体,比如前方车辆、自行车或是行人。

后轮传感器:后轮传感器是自动驾驶汽车的位置传感器,它通过测定汽车的横向移动来帮助电脑给汽车定位,确定它在马路上的正确位置。

前后雷达用于测量汽车与前后左右各个物体间的距离。

主控电脑负责汽车的行驶路线、方式的判断和执行。


(图片源于网络)

三、研发历史

2009年,首次了自动驾驶汽车的雏形图片。

2010年10月9日,谷歌公司在官方博客中宣布,正在开发自动驾驶汽车,目标是通过改变汽车的基本使用方式,协助预防交通事故,将人们从大量的驾车时间中解放出来。

2011年10月,谷歌在内华达州和加州的莫哈韦沙漠作为试验场对汽车进行测试。同年,美国内华达立法机关允许自动驾驶车辆上路,这也是美国首个类似法律。该法律2012年3月1日正式生效。

2012年4月,谷歌宣布自动驾驶汽车已经开了20万公里并已经申请和获得了多项相关专利。

2012年5月7日,内华达州机动车辆管理局(DMV)批准了美国首个自动驾驶车辆许可证。

2014年4月份,中国百度公司与宝马宣布开始自动驾驶研究项目,并在北京和上海路况复杂的高速公路上进行测试。

2015年6月11日,百度公司表示,百度与德国宝马汽车公司合作开发自动驾驶汽车。

(图片源于网络)

四、实验行驶

2010年10月11日谷歌工程人员研发出一款无人驾驶的汽车,并在加州的街道上成功试验行驶。

2012年5月7日,内华达车管局为一辆改装版的“丰田普锐斯”型汽车颁发“001”号车牌。依照规定,自动驾驶汽车上路时,车内必须有两个人,一人坐在方向盘前,而另一人监控显示汽车行驶路线、路面状况和交通信号的电脑显示屏。一旦出现问题,驾驶员需要立即切换到人工驾驶模式。

2014年12月中下旬,谷歌首示自动驾驶原型车成品且可全功能运行。

2015年5月,谷歌宣布将于2015年夏天在加利福尼亚州山景城的公路上测试其自动驾驶汽车。谷歌称,公司自动驾驶原型车在山景城公路上测试时的最高时速将限制在25英里,每一辆原型车上将配备一位安全驾驶员,后者可以在任何时候通过车上的方向盘、刹车和油门控制汽车。

2013年,我国一汽红旗HQ3无人车,首次完成了从长沙到武汉286公里的高速全程无人驾驶实验。

2015年底,我国百度无人驾驶车上路进行了自动驾驶测试,实现了多次跟车减速、变道、超车、上下匝道、调头等复杂驾驶动作,完成了进入高速与驶出高速的不同道路场景的切换。

在2016年4月底的北京车展上,长安、北汽高调地展示了自己的自动驾驶汽车。其中,长安自动驾驶汽车在从重庆到北京的行驶过程中,进行了包括自适应巡航、自动车道保持、自动变道等高级驾驶员辅助系统功能测试。

2016年11月,百度再次重申了公司在2015年底提的无人车3年商用,5年量产的目标,同时宣称将在2021年大规模量产无人驾驶汽车。

(图片源于网络)

五、初步商用

2016年8月Uber首批自动驾驶汽车在美国匹兹堡正式上路提供短途载客服务。

2016年10月Uber和美国最大啤酒制造商Anheuser-Busch合作完成长达120英里的(有司机监管的)无人驾驶卡车商业运。

法国EasyMile生产的EZ10无人驾驶公交车正式投入了运用,至今为止已经在法国、芬兰、瑞士、荷兰、希腊、西 班牙、意大利等国家运送了数万名乘客。2016年9月在阿拉伯联合酋长国迪拜市中心开始为期1个月的试运营。

六、研发与计划

近期,自动驾驶技术已经取得明显进展并进入上路实验与初期应用阶段。全球各大汽车厂商和互联网巨头都投入了巨大的资金开始技术研发与应用实验并设定了近期目标。国外自动驾驶技术进展情况见表1、表2。

1 国外已经开展自动驾驶研发的企业

序号

厂商

所属地区

进展

1

福特

美国

已经开始研发。

2

通用

美国

通过收购公司。

3

特斯拉

美国

已经在其商业车型上配置了自动辅助驾驶系统。

4

法拉第

美国

已获得了自动驾驶测试执照。

5

谷歌

美国

2009年正式启动无人驾驶汽车项目,其自动驾驶汽车已经在美国多个州取得上路牌照,试运行里程超过200万英里。

6

苹果

美国

早已设立造车项目,着重开发自动驾驶软件用于未来的自动驾驶车型。

7

Uber

美国

2014年建立了自动驾驶实验室,2016年收购Otto自动卡车驾驶公司并宣布和沃尔沃达成合作。20168月首批自动驾驶汽车在匹兹堡正式上路提供短途载客服务。

8

沃尔沃

欧洲

已经推出自动驾驶概念车。

9

奔驰

欧洲

2015年发布了自动驾驶概念车同时也尝试在卡车、货车等车型上应用自动驾驶技术。

10

宝马

欧洲

明确了以自动驾驶为主的未来发展方向并推出了概念车。

11

奥迪

欧洲

搭载自动驾驶技术的A7已经能够在日常道路上进行自动驾驶。

12

雪铁龙

欧洲

宣布从2018年开始在旗下汽车上装备自动辅助驾驶系统。

13

博世

欧洲

2015年初宣布进军自动驾驶领域, 2016年在展示了公司第一部自动驾驶概念车。

14

EasyMile

欧洲

EZ10无人驾驶公交车至今为止已经在法国、芬兰、瑞士、荷兰、希腊、西班牙、意大利等国家运送了数万名乘客。

15

丰田

日本

宣布成立自动驾驶研究中心。

16

日产

日本

正式推出了自动驾驶技术。

17

本田

日本

在美国旧金山对其自动驾驶原型车进行了道路测试。

18

现代

韩国

已经开始研发。

 

2 国外已经明确时间节点的企业

序号

厂商

所属地区

计划实现节点

1

福特

美国

预计在2021年实现自动驾驶技术商业化。

2

特斯拉

美国

预计将于2020年实现真正的自动驾驶。

3

法拉第

美国

宣称将于2020年前推出自动驾驶车型。

4

雪铁龙

欧洲

预计在2020年实现全自动驾驶。

5

丰田

日本

预计在2020年推出自动驾驶汽车。

6

现代

韩国

预计在2020年正式推出自动驾驶车型。

八、存在障碍

目前,自动驾驶汽车的发展应用仍存在一些障碍。

技术与安全障碍: 目前,在技术层面还有一些不足。感知技术主流的解决方案均未达到完美的水平,计算技术正在朝着精准判断,预先判断、正确决策的方向发展。在安全性问题上,业内仍有些争议。

伦理与法律障碍:针对于自动驾驶技术,存在着道德与伦理方面的争论与探讨,争议焦点在于,遇到不可避免的事故时,如何选择将由机器(软件)判断。如何设定判断标准就必然遇到了道德和伦理准则的问题,生命的价值将摆放在会议桌上让大家来讨论。

成本与效益障碍:由于要增加众多的车载设备才能实现自动驾驶,同时也需要对现有车辆的控制体系加以大幅度的修改,自动驾驶技术的应用均需要对车辆进行重大的改装与重新设计,这就大大的提高了整车的制造成本。


(图片源于网络)

九、法规与规范

法律与法规:以美国为代表的先进国家已经出台或正在出台相关法律与规范。2016年8月20美国交通运输部在华盛顿正式颁布了首份专门针对自动驾驶车辆的联邦政策《联邦自动驾驶汽车政策》。

日本2016年5月制定了自动驾驶普及路线图。2016年6月,韩国政府宣布重点推进自动驾驶发展,开发“通用联合平台”技术项目,并组建跨部门工作小组。

在欧洲,德、法、英、荷兰在自动驾驶领域的表现较为突出,德国是较早重视自动驾驶汽车的国家,博世、奔驰等公司相继得到政府批准,在高速公路、城市交通和乡间道路等多环境进行了自动驾驶汽车的实地测试。法国把自动驾驶汽车列入《新工业法国》。英国也把修改道路交通法规提上日程。荷兰早在2014年就出台了自动驾驶卡车规划,允许自动驾驶卡车在其境内运行。

标准与规范:早在2013年美国高速公路安全管理局(NHTSA)就已经对自动驾驶进行了分级,分别是:无自动化、特定功能自动驾驶、集成功能自动驾驶、有条件自动化及完全自动化五个级别。目前这一分级被认为是最为权威的分级,同时该机构还给出了自动驾驶主要研究方向与无人驾驶汽车测试建议等指导性意见。针对无人驾驶汽车上路的许可方面,美国加州车辆管理局已为17家企业发放了在本州公共道路上的测试许可证。

(图片源于网络)

十、发展前景

自动驾驶技术是汽车产业有史以来最重大的一次变革,由于汽车行业本身规模巨大,自动驾驶汽车的普及将会改变全球汽车行业的格局,同时也将为汽车及相关产业带来规模极大发展空间。据投资银行高盛预计,高级辅助驾驶系统和自动驾驶车辆的市场规模在2025年将可能达到960亿美元,到2035年,其市场规模将进一步增长至2900亿美元。麦肯锡则预测,无人驾驶汽车到2025年可以产生2000亿至1.9万亿美元的产值。当前全球数汽车保有量早已超过十亿辆,在未来,若百分之一的车辆采用自动驾驶所带来的产业规模就是可达到数万亿元,我国2015年汽车销量达到近2500万辆,若10%的新售车辆采用自动驾驶技术,所带来的产业规模将可达到数千亿元。由于采用了先进的技术,自动驾驶技术的应用对感知设备、计算设备、控制设备等支撑行业的带动也是极为可观的。

 

(技术研发与网络运维中心摘编)

 

参考来源:

[百度百科]

http://baike.baidu.com/view/4495986.htm

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延伸阅读:

自动驾驶赋力汽车产业发展新机遇,但挑战不容忽视

 http://it.sohu.com/20160927/n469240643.shtml

2020年开上自动驾驶车 这19家公司正在布局

http://auto.qq.com/a/20160922/020233.htm

美国发布首个联邦自动驾驶汽车政策文件

http://finance.ifeng.com/a/20160922/14895466_0.shtml

 

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