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向更高级别迈进 自动驾驶真的来了

自动驾驶

车评网|驭动汽车 编辑:张默涵 类型:驾驶 2018-04-04 19:54
  随着新款A8的上市,奥迪为市场带来了首款真正意义上的自动驾驶车型——但只有在交通拥堵的环境下才可以使用,车速上限为60 km/h。或许在不久的将来,我们的生活中会出现类似“大陆集团城市用车体验(Continental Cube)”这种无方向盘的机器人出租车。auto motor und sport得到了体验这两款汽车的机会,我们将为您带来两者的技术对比。
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       当我们见到这辆黄黑色的Cube时,我们的心中不禁对未来增添了几分期待,仿佛这就是人们对于未来交通方式的愿景。在这样的未来图景中,自动驾驶汽车行驶在城市的大街小巷——如同现实生活中的公交车一般。然而与公交车不同的是,这些汽车既没有司机,也没有固定的站台。几年后,只需在智能手机上的应用程序中发出指令,这辆长4米、宽2米的方形汽车便会在其运营区域内出现在乘客的眼前,将其载至目的地。


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       我们来到位于法兰克福的大陆集团工厂内。Cube在法兰克福IAA车展首度亮相,之后进一步的开发工作正是在这里进行。车上的两位乘客并不是普通的路人,而是大陆集团旗下对该项目了然于心的员工。


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       由于Cube并未配备方向盘,因此所有的驾驶功能完全是由这部车本身自行完成。工厂内交通环境的复杂程度不亚于野外路况,除了行人和自行车外,大量汽车和载重车辆同样行于此。此外,交通指示牌、斑马线和交通信号灯同样对其构成挑战。未配备方向盘的汽车无人类驾驶员控制,拥有自动驾驶的最高等级——第5级自动驾驶能力,成为自动驾驶汽车中的翘楚。


       自动意味着谨慎


       目前,距离首批机器人出租车真正投入使用还需要至少五年时间,这一点可以从Cube谨慎的驾驶风格中得到验证。每当行驶到人行通道前,无论是否有行人通过,这款车总是会提前减速并在一定的距离外停下来。只有在完全确定没有行人横穿马路时,这辆车才会继续向前。


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       这款车通过四个雷达传感器(分布在该车的四个角落)感知周围的世界。得益于宽广的探测角,这四个雷达组成的系统能够为该车提供360°无死角安全环视。这些77 GHz系列传感器产品如今已被广泛应用在驾驶辅助系统中。此外,位于车头的量产化立体相机为该车的雷达系统提供辅助。采用新的硬件意味着额外的研发成本和更长的开发周期,因此采用大量量产化产品的方案将有利于实现第5级自动驾驶。


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       所有的信息都汇总到一台中央计算机中,根据这些汇总的数据,这台计算机将计算出合适的驾驶方案。在驾驶舱前部设有屏幕,显示传感器检测到的内容。沿途的树木和路肩同样会被检测,以帮助系统确定车辆准确的位置。传统GPS雷达的精准度以米作为量级,但在城市环境中,这样的精度显然不够,因为该级别的精度甚至无法判断汽车究竟行驶在哪一条车道上——对于机器人出租车而言,这是至关重要的标准。因此,GPS方案没有得到开发工程师的选择。在传感器的帮助下,Cube借助于固定的参照物进行定位,并将其位置呈现在高分辨率地图上,这种方案的精确度可达到厘米级。


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       和我们人类一样,电动载客交通工具最佳的学习方式同样是从错误中领悟道理。用最近的一个例子来说明:一名员工扛着五米长的塑料管横穿道路。相机中的图像处理软件能够对这名员工进行正确识别,但由于从未见过其肩上的物品,因此无法识别后者——其后果是,Cube过早启动,准备向前行驶。幸运的是,其中的一位开发人员按下了紧急停止按钮。这台计算机大脑模拟的场景越多,Cube对于世界的了解就越全面。


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       然而,传感器并不只是观察外面的世界:该车设有两个检测车内情况的摄像头,用于获取车内乘客的数量信息,并确定乘客们是坐在座椅上还是保持站立姿势,而这些信息会对这辆车的驾驶风格带来影响。如果每个人都已经坐下,那么Cube在过弯时会更加迅速。车前和车顶均配有激光扫描装置,但目前尚未投入使用。今后,工程师们将评估这两个扫描装置获取的信息,从而为其他传感器收集到的数据提供补充。


       A8携激光雷达更进一步


       在激光雷达方面,A8车型的可选配置拥堵巡航系统已领先一步。作为首款投入量产的汽车级激光扫描装置,该雷达位于车头号牌的下方。得益于该雷达的卓越性能,A8能够在高速公路上的拥堵路段实现60 km/h以下的自动跟车功能,能够通过制动保持与前车的安全距离,并且在前车起步时继续前行。


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       事实上,类似的系统已经在几年前出现,然而这些系统仅具备驾驶辅助功能,用于为驾驶者提供辅助信息。根据自动驾驶领域对分级的定义,其自动驾驶等级为第2级。在这种情况下,人类驾驶员始终是驾驶操控的责任主体,不允许将视线从路面移开。然而,A8的驾驶者则可以在启动拥堵巡航系统的情况下处理一些其他事情:看手机、读书或者看电视,并且完全合法。如果在启动拥堵巡航系统的过程中出现事故,那么对此负责的将不再是驾驶者,而是汽车制造商。


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       相比于更高水平的自动驾驶分级,第3级的不同之处在于其应用区域的限制:A8的自动驾驶系统仅允许在高速公路的拥堵路段上使用,最高车速限制为60 km/h。得益于高速公路的隔离式结构,其交通场景得到了极大程度的简化:行人、自行车和相向车辆出现的概率极低。同时,A8的定位精度无法达到大陆集团旗下第5级自动驾驶车型所达到的厘米级精确定位。然而,在拥堵路段上,基于路面上的其他车辆进行相对定位即可保证避免碰撞,而无需极其精准的定位。因此,在跟车的过程中,A8并不需要高精度地图。然而,如果你认为第3级自动驾驶车辆的传感器逊色于第5级自动驾驶汽车,那么A8和Cube的对比便为我们提供了一个反例,A8的传感器配置更加丰富:除了设有一部激光扫描器作为远距雷达外,奥迪还为其配备了四个近距雷达和五个摄像头。


       为救援车辆留出通道


       系统的各个部件运转得非常顺畅——auto motor und sport的编辑在早高峰驾驶这辆座驾时得出了这样的结论:按下位于中控台上的银色按钮,随着拥堵巡航系统被激活,数字仪表盘上显示的内容也发生了变化,车速和转速指针不见了踪影。在这种场景下,这两个信息都已不再重要。我们将双手从方向盘上拿开,抬起放在制动踏板上的右脚。从这一刻起,我们的座驾俨然变成了一辆由计算机大脑控制的四轮机器。


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       这辆自动驾驶的豪华车追随着前车的步伐向前行驶,甚至留出了一段可供救援车辆通过的距离。因为在交通堵塞的情况下,随时可能有救援车辆从后方驶来。这辆A8在变换车道时表现得非常谨慎。为了完成变道操作,奥迪的工程师们为该车搭载了车尾激光扫描仪,以确保安全等级高于人类驾驶员操作的安全标准。其原因在于,只有在由技术导致事故的概率低于人类驾驶员引发事故的概率时,这款车才会被获准上路。


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       在某些方面,这辆奥迪的水准甚至高于大陆集团的Cube:一方面,这套拥堵巡航系统并不需要高精度地图;另一方面,这款车也不需要实时的网络连接以确保其正常工作。


       Cube与交通信号灯之间的对话


       与A8不需要实时联网不同的是,Cube必须每时每刻对路面上的信息了如指掌,例如路面上一旦出现冰层而Cube对此并不知晓将有可能造成打滑。另一方面,该车需要保证无线电连接,从而能够及时地响应用户通过APP发出的乘车请求。此外,交通信号灯也需要与机器人出租车保持连接。由于强光有可能造成图像识别效果的偏差,因此位于大陆集团测试场地中的交通信号灯均具备无线功能。只有在交通信号灯发出绿灯信号,同时得到了车载相机确认的情况下,Cube才会通过十字路口。


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       自动驾驶领域遵循着这样一条原则:力求双重保障。正是出于这个原因,Cube在尚未实现批量化使用之前将一部激光扫描器设置在车顶,从而对雷达传感器收集到的信息构成补充以确保安全性。因此,在运行区域内,机器人出租车及其中的基础设施必须做到彼此匹配。否则,一辆可以在柏林正常运行的汽车将有可能在汉堡立即陷入失灵状态而必须对周围的环境开始新一轮的学习过程。这些第5级自动驾驶车辆能否实现在德国境内甚至在全世界范围内投入使用,以及在什么时候能够实现这一目标,目前仍取决于其他因素:这些机器人出租车的价格非常昂贵,只适合于大规模运营模式。只有在这些车辆能够保持全天投入运营的情况下,购买者才有可能收回其成本。作为一种公共交通工具,机器人出租车能够显著缓解市内交通拥堵。根据咨询公司Beryll的估计,以慕尼黑为例,将18000辆该类型的汽车投入使用将为这座城市创造20万个私家车的空间。


       A8为车主带来更多时间


       作为豪华车领域的翘楚,我们在A8的身上根本不会看到共享汽车和汽车租赁的身影。这款车搭载的拥堵巡航系统完全针对个人用户,满足车主对舒适性的需求。对于拥有这款A8的车主来说,日复一日的拥堵并不等同于时间的浪费,他们可以利用这样的时间去做一些有意义的事情。虽然奥迪将这套系统的应用场景局限在高速公路上,但从理论上讲,该系统可以应用在世界上的任何一个角落。


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       至少从法律法规的层面上讲,这款车标志着汽车行业向前迈进了一大步。2017年中,德国成为首批批准第3级和第4级自动驾驶系统投入使用的国家之一。奥迪之所以尚无法将其拥堵巡航系统投入到实际使用中的原因之一在于:除了公路法之外,自动驾驶汽车还需满足其他法规的要求,例如汽车的准入规定。目前,奥迪正在争取从KBA机构得到德国境内的车型准入许可,希望能够在2018年中之前获得这一准入资格。得到这一批准意味着这款拥堵巡航系统将同样允许在欧洲的其他国家内进行销售。


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       根据专家的估计,首款第4级自动驾驶汽车将于2020年问世:相比于具有第5级自动驾驶能力的机器人出租车而言,该等级汽车欠缺的功能在于个别无需驾驶者参与便可完成的操作,例如自动驶入停车库或在高速公路上实现车速上限为120 km/h的驾驶以及不同高速公路路段间的切换。尽管这听起来仍然颇具未来气息,但我们对于这种场景的适应速度或许将和大陆集团员工适应Cube一样迅速。


       ams车评


       奥迪A8将开启真正意义上自动驾驶时代的大幕,不仅如此,未配备方向盘的第5级自动驾驶汽车也有望在几年内进入我们的视线。然而,这些自动驾驶车型在最初阶段的运营范围将必然局限在某些可控的区域内,同时,这些车辆还需要与外界保持无线电连接。其原因在于,即使是最优秀的传感器,在面对人类的感知器官时也只能甘拜下风。

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