迪拜在市中心試運(yùn)營的無人駕駛客車。
新華社發(fā)
“無人汽車自己開動了!彪S著工作人員的提醒,汽車緩緩起步,隨后上路、變道、加速……一輛普通汽車靈活地穿梭于高速公路上,車頂戴著一個高速旋轉(zhuǎn)的“帽子”,讓人感到新奇。從車窗望進(jìn)去,才發(fā)現(xiàn)駕駛?cè)说碾p手并沒有放在方向盤上,這輛車在“自己走”。
這輛百度無人駕駛汽車正在進(jìn)行的是北京開放高速路的自動駕駛路測。從位于海淀區(qū)上地科技園區(qū)的百度大廈出發(fā),駛?cè)隚7京新高速公路,經(jīng)五環(huán)路,抵達(dá)奧林匹克森林公園,然后按原路線返回,全程近30公里。
近看,車體由普通汽車改造而來,構(gòu)造基本沒變。車內(nèi)則布滿了密密麻麻的線纜和幾臺電腦。駕駛?cè)俗谥黢{駛位置,雙手沒有觸碰方向盤,雙腳也不踩剎車和油門,另一人在車后座控制電腦系統(tǒng)!斑@臺車安裝了‘眼睛’和‘大腦’!劬Α挥谲図敽蛙嚿,‘大腦’就在這里和后備廂!焙笞募夹g(shù)人員介紹說。
無人駕駛是什么
傳感器是“眼睛”,能360度感知路上物體的遠(yuǎn)近深淺;車輛控制技術(shù)是“大腦”,能實(shí)時(shí)感知環(huán)境信息
通俗地說,無人駕駛就是讓汽車自己擁有環(huán)境感知、路徑規(guī)劃并自主實(shí)現(xiàn)車輛控制的技術(shù),也就是用電子技術(shù)控制汽車進(jìn)行的仿人駕駛或是自動駕駛。
專家介紹說,車身安裝的傳感器,就是它的“眼睛”,能360度感知路上物體的遠(yuǎn)近深淺,常見的傳感器有激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、攝像頭、超聲波雷達(dá)及組合導(dǎo)航模塊等。無人車的“大腦”就是車輛的控制技術(shù),能根據(jù)實(shí)時(shí)感知的環(huán)境信息、高精度地圖,實(shí)現(xiàn)最優(yōu)路徑規(guī)劃,預(yù)測周邊車輛和行人的行為和意圖。在交規(guī)和路況允許下,無人駕駛汽車會按照最高時(shí)速行駛,以提高行駛效率。
百度深度學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)室主任林元慶介紹說,百度無人駕駛汽車是利用人工智能,通過使用攝像機(jī)、激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)和GPS等系統(tǒng)來感知周圍環(huán)境,決定最優(yōu)行車路線,實(shí)現(xiàn)無人工干預(yù)的全自動駕駛。
“百度無人駕駛汽車的核心技術(shù)是百度汽車大腦,它可為汽車提供自動駕駛整體解決方案!绷衷獞c說,這些技術(shù)包含計(jì)算機(jī)視覺、高精度地圖與定位、多傳感器融合、智能決策規(guī)劃等,運(yùn)用于汽車啟動、行駛和停車的整個過程。比如,當(dāng)前方有減速車輛時(shí),智能決策系統(tǒng)將依據(jù)周邊的環(huán)境狀況,合理地決策減速尾隨或變道超車。汽車“大腦”也能夠不斷學(xué)習(xí)人類的駕駛經(jīng)驗(yàn),不斷提升自身的“智商”,以保證安全、舒適、便捷的自動駕駛體驗(yàn)。
專家認(rèn)為,無人駕駛技術(shù)或自動駕駛技術(shù)的出現(xiàn),依靠的是人工智能技術(shù)的突破,因此也和人工智能一樣,受益于海量數(shù)據(jù)、超強(qiáng)計(jì)算和優(yōu)秀算法。
人工智能技術(shù)突破的一個重要原因就是海量數(shù)據(jù)的積累,為訓(xùn)練深度學(xué)習(xí)算法提供了所需的材料。無人駕駛汽車也是通過大量數(shù)據(jù)的訓(xùn)練,不斷提升其智能水平。無人車搭載了各種類型的傳感器,單車每小時(shí)大約產(chǎn)生100GB的數(shù)據(jù)。如果按照萬臺車輛計(jì)算,每天將會有數(shù)十PB的數(shù)據(jù)被收集到云平臺上,用于訓(xùn)練自動駕駛系統(tǒng)。無人車所使用的高精度地圖每公里道路的原始數(shù)據(jù)量也將是傳統(tǒng)地圖的10萬倍,數(shù)據(jù)的快速積累推動著汽車智能的不斷突破。
超強(qiáng)計(jì)算能力方面,伴隨著云計(jì)算和車載計(jì)算機(jī)計(jì)算能力的不斷提升,車載計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能在更短的時(shí)間內(nèi)處理更復(fù)雜的任務(wù),實(shí)現(xiàn)自動駕駛實(shí)時(shí)感知路況、智能決策和控制。而隨著機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)等優(yōu)秀算法的出現(xiàn)和廣泛應(yīng)用,人工智能在2013年后進(jìn)入了快速發(fā)展的新階段。應(yīng)用到自動駕駛領(lǐng)域,在權(quán)威評測中,2015年使用深度學(xué)習(xí)方法的車輛識別錯誤率要比2013年采用的傳統(tǒng)方法下降了69%。
無人駕駛好在哪
從看到緊急情況到剎車發(fā)揮作用的時(shí)間,目前已經(jīng)有無人車能達(dá)到0.2秒,比有人駕駛快了整整1秒
“如果人類無法安全地駕駛,那么就不要人類來干這事兒!边@是近年來全世界開始興起的無人駕駛風(fēng)潮的邏輯。百度、Alphabet(谷歌母公司)等巨頭正在大力投資研發(fā)無人駕駛汽車。
無人車最大的價(jià)值就在于更加安全,比如無人駕駛汽車的智能感知車距功能可提高道路使用效率,同時(shí)能夠降低人為操作失誤,增加駕駛安全,有利于道路通暢。
專家介紹說,無人駕駛會讓交通出行的安全性大大提高。比如人駕駛汽車,從看到緊急情況并踩下剎車一般需要0.6秒,而油壓系統(tǒng)需要0.6秒讓剎車發(fā)揮作用,總共是1.2秒的時(shí)間。而未來無人車整個反應(yīng)過程只需要0.1秒到0.6秒,目前已經(jīng)有無人車技術(shù)達(dá)到了0.2秒。加上未來電動剎車代替液壓剎車,無人車有機(jī)會在0.2秒內(nèi)緊急制動,這比有人駕駛的平均1.2秒快了整整1秒,1秒的時(shí)間往往可能是救命的時(shí)間。
此外,駕駛員的安全視距一般在50米左右,而自動駕駛汽車安裝有多種中遠(yuǎn)距雷達(dá)、攝像頭等傳感器,能實(shí)現(xiàn)200米以上的超視距掃描觀測。更為重要的是,基于人工智能的無人車不會累、不會受情緒干擾、不會出現(xiàn)酒駕醉駕和開車時(shí)發(fā)短信、打電話等問題。無人車也更遵守交通規(guī)則,能夠提高交通系統(tǒng)的效率。
樂視超級汽車(中國)智能駕駛副總裁倪凱博士認(rèn)為,無人駕駛投入實(shí)際應(yīng)用后,將極大程度降低因人為操作失誤造成的交通事故率,提升交通效率,并減少污染。而用戶在車內(nèi)的體驗(yàn)也會發(fā)生根本性的變化,擺脫方向盤的束縛,擁有更多可以利用的時(shí)間和更低的出行成本。
專家認(rèn)為,無人車的應(yīng)用一開始還是在交通和物流領(lǐng)域,比如成為公共交通系統(tǒng)的重要選擇。但隨著技術(shù)的成熟和商業(yè)化的發(fā)展,無人駕駛汽車會成為生活的移動終端,融合視、聽、說等功能,成為人工智能技術(shù)的重要應(yīng)用。
相關(guān)報(bào)告指出,無人駕駛汽車可能會先進(jìn)入特殊群體,隨后在普通消費(fèi)市場熱賣。由于安裝了攝像頭、感應(yīng)器、激光和人工智能系統(tǒng),無人駕駛汽車的最初成本會很高,普通消費(fèi)者難以接受。但是企業(yè)和一些特殊行業(yè)將是早期消費(fèi)群體。最有可能采納無人車的包括園區(qū)用車、公交車、出租車、快遞車輛、工業(yè)應(yīng)用以及老年人和殘障人士出行。對老年人和殘障人士這兩個消費(fèi)群體來說,無人駕駛汽車可以讓他們自由出行,無需依靠家人、朋友。
無人駕駛還有多遠(yuǎn)
業(yè)界樂觀的看法是,在2025年前后,真正意義的完全無人駕駛汽車將正式上路
盡管無人車的智能水平令人嘆服,但此前特斯拉公司由于自動駕駛而發(fā)生的事故,讓人對無人駕駛?cè)圆环判。?shí)際上,無人駕駛和自動駕駛并不完全相同。
倪凱說,無人駕駛完全不需要人為干預(yù),汽車可以通過環(huán)境感知、行為決策、運(yùn)動控制等技術(shù)完成一系列的行車動作。而自動駕駛也可以代替駕駛員控制車輛,但必要時(shí)依然需要人對車輛進(jìn)行操控。目前,部分自動駕駛技術(shù)和輔助駕駛技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到了日?梢姷钠嚿,比如前后車距測量、自動泊車等功能。
根據(jù)美國國家公路交通安全管理局公布的劃分標(biāo)準(zhǔn),智能汽車可以分為4個級別,分別為:駕駛輔助、半自動駕駛、高度自動駕駛、完全自動駕駛。第四級別屬于全無人駕駛的最高級別,是汽車駕駛自動化、智能化程度最高的級別,也就是習(xí)慣所說的無人駕駛。
無人駕駛與前三個級別不同。前三個級別智能汽車仍是交通工具,第四級別無人駕駛則是“四個輪子的電腦”。這也是兩種不同的自動駕駛轉(zhuǎn)型路線。第一種是“漸進(jìn)演化”的路線,也就是說在傳統(tǒng)的汽車上逐漸新增一些自動駕駛的功能,例如特斯拉汽車的自動駕駛功能就屬于這種類型,也包括傳統(tǒng)的汽車制造商。另外一種就是“一步到位”的路線,它們從一開始就是徹徹底底的自動駕駛汽車,例如Alphabet、百度。對研發(fā)者來說,安全是自動駕駛的根本出發(fā)點(diǎn),兩種發(fā)展方式并非完全矛盾。
“漸進(jìn)演化”的半自動車,其本質(zhì)上還是一種為駕駛者優(yōu)化體驗(yàn)的機(jī)制。目前已經(jīng)允許駕駛員在道路上雙手離開方向盤行駛。此外,利用一系列的傳感器和攝像頭,這些半自動駕駛汽車還能完成并線、自動泊車、在一條車道上行駛和自動剎車等操作。專家介紹說,以特斯拉為例,根據(jù)對于無人駕駛的標(biāo)準(zhǔn),特斯拉的自動駕駛基本處于2級與3級之間,也就是說,特斯拉的自動駕駛或無人駕駛的服務(wù)對象都是司機(jī),而非乘客。在使用時(shí),駕駛者仍需保持駕車應(yīng)有的機(jī)警,時(shí)刻留意車輛的行駛情況,以便在緊急情況下,隨時(shí)接管車輛的控制權(quán)。此前特斯拉因?yàn)樽詣玉{駛在美國佛羅里達(dá)州發(fā)生的事故中,調(diào)查發(fā)現(xiàn)駕駛員的注意力分散超過了7秒。而特斯拉自動輔助駕駛?cè)孕枰{駛員始終全神貫注地監(jiān)控交通環(huán)境,并準(zhǔn)備好隨時(shí)接管方向盤。
“一步到位”的無人駕駛車,其實(shí)就是一個特殊的帶著輪子的機(jī)器人,它的核心技術(shù)在“大腦”。本質(zhì)上說,無人駕駛是一個軟件或算法問題。它首先瞄準(zhǔn)自動駕駛的最高級別,也就是4級無人駕駛,這個級別的無人駕駛服務(wù)對象是乘客。同時(shí),汽車也被看作是新一代的移動計(jì)算終端,直接用最優(yōu)的計(jì)算能力和最好的傳感器以最大化保證安全,直接實(shí)現(xiàn)全無人駕駛,再試圖在幾年之內(nèi)通過產(chǎn)業(yè)化的努力大幅降低傳感器價(jià)格,從而縮短量產(chǎn)時(shí)間。
業(yè)界樂觀的看法是,在2025年前后,真正意義的完全無人駕駛汽車將正式上路。倪凱認(rèn)為,目前無人駕駛技術(shù)依然處在研發(fā)及實(shí)驗(yàn)階段,在實(shí)際投入量產(chǎn)前依然需要大量的工作。由于中國特殊的道路交通環(huán)境,想要解決國內(nèi)自動駕駛技術(shù)發(fā)展中的問題,必須依賴于本土研發(fā)。目前,中國的人工智能研究已處于世界前沿,有關(guān)方面也在積極起草自動駕駛相關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及政策法規(guī),這些都將有力推動自動駕駛乃至無人駕駛在中國的發(fā)展。
自動駕駛的四個階段(延伸閱讀)
從汽車駕駛自動化程度的角度來看,自動駕駛可以分為4個階段:駕駛輔助、半自動駕駛、高度自動駕駛、完全自動駕駛。
在駕駛輔助階段,系統(tǒng)設(shè)計(jì)是為駕駛?cè)颂峁﹨f(xié)助,包括提供重要或有益的駕駛相關(guān)信息,以及在形勢開始變得危急的時(shí)候發(fā)出明確而簡潔的警告。目前,很多中高端轎車所采用的車道偏離警告、盲點(diǎn)檢測等輔助駕駛功能均屬于這個階段的技術(shù),其特點(diǎn)是駕駛?cè)耸擒囕v操作主體,系統(tǒng)只做預(yù)警。
在半自動駕駛階段,系統(tǒng)設(shè)計(jì)是在駕駛?cè)耸盏骄鎱s未能及時(shí)采取相應(yīng)行動時(shí)能夠自動進(jìn)行干預(yù),其特點(diǎn)是駕駛?cè)耸擒囕v操作主體,系統(tǒng)在必要時(shí)可干預(yù)車輛控制。
在高度自動駕駛階段,系統(tǒng)設(shè)計(jì)是支持車輛實(shí)現(xiàn)所有交通環(huán)境下的自動駕駛功能,駕駛?cè)丝梢栽谳^長時(shí)間不參與控制車輛,其特點(diǎn)是車輛代替駕駛?cè)顺蔀椴僮髦黧w,其駕駛?cè)瞬糠肿⒁饬π璞O(jiān)控路面行駛。
在完全自動駕駛階段,系統(tǒng)設(shè)計(jì)是支持車輛實(shí)現(xiàn)所有交通環(huán)境下的自動駕駛功能,無需駕駛?cè)耸謩硬僮鳎涮攸c(diǎn)是車輛可完全替代駕駛?cè)顺蔀椴僮髦黧w,其駕駛?cè)俗⒁饬o需監(jiān)控路面行駛。
(本報(bào)記者 余建斌整理)