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2016年国内外无人驾驶汽车发展历程现状及路径趋势探讨

作者: 发布于:2016-05-04 13:44:11 来源:中国产业发展研究网

  我们认为,目前我国无人驾驶汽车技术发展仍以汽车厂商为主导,整体上处于自动驾驶 1 级(个别功能自动)到自动驾驶 2 级(多种功能自动)的过渡阶段,发展明显滞后于国外。为加快提升技术水平,《中国制造 2025》重点领域技术路线图已经将无人驾驶汽车作为汽车产业未来转型升级的重要方向之一,未来将不断加大政策支持力度。同时,随着 5G 建设的推进,“万物互联”将成为可能,从而为智能驾驶汽车的迅速发展奠定网络基础条件。
 
  无人驾驶汽车技术发展模式:

  ①丰田
 
  丰田宣布 2020 年左右实现可在“汽车专用道路”上使用的自动驾驶技术,为建立无人驾驶所需的高精度地图,丰田推出了一套“地图自动绘制系统”,该系统可以充分利用搭载于市销车上的摄像头及 GPS,自动绘制车辆自动驾驶所必须的高精度地图,该项技术有望为将来的自动驾驶车辆提供行驶支持,未来还有望扩充应对“一般道路”及“道路障碍物”等方面的功能。
 
  该项技术的基本原理是利用搭载了摄像头的车辆,在行驶过程中采集路面图像数据和地理位置数据,并将数据统一反馈到信息中心进行集中处理和调整,进而自动绘制出大范围高精度的地图。
 
  该系统采用了由丰田中央研究所开发的空间信息自动生成技术“COSMIC”(云空间信息生成),可利用车辆收集的图像数据和 GPS 信号绘制高精度地图。
 
  该系统通过市销车及现有基础设施收集信息,因此在实现信息实时更新的同时,还能有效控制系统成本。
 
  ②沃尔沃
 
  作为汽车安全的领导者,沃尔沃提出到 2020 年确保其汽车产品不会出现重大伤亡事故,而发展自动驾驶技术正是这一目标的产物。目前,沃尔沃的车辆已包含有自动紧急刹车、行人和骑车者监测、车道偏移辅助和自适应式巡航控制等技术。
 
  目前,沃尔沃已进入“高度自动驾驶”的实质性项目测试和商业化阶段,为加快无人驾驶相关技术研发和推广,2014 年沃尔沃发布了与爱立信打造的 Sensus 智能操作系统,Sensus 智能操作系统基于爱立信的云端服务,提供包括互联(Connect)、服务(Service)、娱乐(Entertain)、导航(Navi)、控制(Control)在内的车载互联功能,以实现安全、便捷、智能、高效的车内外互联体验,旨在打造基于车联网、物联网和大数据的智能城市交通生态系统。
 
  目前,Sensus 智能操作系统在中国的合作伙伴包括百度、联通、高德、豆瓣等。
 
  同时,沃尔沃与苹果 CarPlay 和谷歌 Android Auto 均已达成合作联盟,未来沃尔沃车主可通过 Sensus 与目前两大应用最广泛的智能手机平台进行互联互通。
 
  ③宝马
 
  早在 2013 年,宝马就与汽车零部件供应商大陆集团合作开发无人驾驶汽车,主要目的是为 2020 年之后将自动驾驶技术投入应用作准备。
 
  2014 年,宝马展示了其研发的无人驾驶技术,该技术不仅可以帮助车主在交通状况拥堵的城市找到便捷畅通的行驶路线,同时并不会夺走驾驶员对汽车的掌控权。宝马将其命名为“UR:BAN research”(城市空间),该技术是以用户为主的网络管理和辅助系统,致力于帮助驾驶员避开路上的行人,通过预测交通信号灯的变化方式使出行更加顺畅更加高效。
 
  “UR:BAN”项目的研发将会持续到2016年,并将重点放在三个方面的研发上:认知辅助、网络化交通系统、交通中的人为因素。“认知辅助”系统的目标是,帮助驾驶员时刻关注来往行人的动向。
 
  宝马设想在汽车上安装类似“认知辅助”系统,对行人进行自动分析,并对车主做出预警,汽车随时采取自动转向或自动刹车的措施,避免撞到行人。
 
  目前,宝马已将这一技术在宝马 5 系上进行试验,该技术能识别出行人的体形,并通过计算程序估算出行人的位置和将走的路线。
 
  宝马大力推进的另一项目“Urban Roads”着重开发“绿色协调和减速辅助系统”,该系统可计算出红绿灯的变换时间,并将其结合当前的实时路况信息,之后随时调整道路和发动机设置,以实现最高效的驾驶状态。
 
  在 2015 年的 CES 展上,宝马推出了全新的自动驾驶技术,包括 360°预防碰撞系统和多层停车场全自动泊车技术。当存在碰撞危险时,360°预防碰撞系统会通过报警声向驾驶者发出警告,还可通过自动制动干预以厘米级精度使车辆停止。同时,通过在试验车型上安装了高精度的 GPS 以及传感器列阵,在分析完大量数据之后,汽车会针对当前路况做出精确判断。
 
  ④特斯拉
 
  特斯拉 Model S P85D 在发布时,厂商就明确表示其具有各类传感器,可实现自动驾驶功能。只不过,限于当时的技术条件限制,软件方面却没有全部开放所有的个功能,特别是自动驾驶功能。
 
  2015 年 10 月,公司发布 7.0 版本固件,固件中搭载了名为 Autopilot 的自动驾驶功能。用户通过在线升级厂商推送的固件后即可解锁自动驾驶功能,特斯拉的自动驾驶功能主要包括自动车道保持、自动变道和自动泊车等功能。
 
  与谷歌无人驾驶所不同的是,特斯拉并不是真正意义上的无人驾驶,而是高级自动驾驶(或辅助驾驶),谷歌的解决方案更多是依靠高精度雷达、高精度传感器和高精度地图,而特斯拉的高级自动驾驶则更多地依赖摄像头,依靠机器视觉进行车道保持、变道等功能。
 
  就其理念而言,Google更理想化,直接指向终极解决方案,而Tesla更务实些,现阶段的可行性更高。近期,公司发布了最新的 7.1 版本固件。7.1 系统新增加了辅助转向的安全限制,当车主开着特斯拉 Model S 进入住宅区行驶时,车辆可以通过地图自动识别道路环境,将车辆限制在一定速度内行驶。
 
  此外,7.1 系统还加入了手机召唤功能。借助召唤功能,即使驾驶员在车外,Model S 和 Model X 也能完成泊车和驶离车位的操作,甚至还能根据需要开启和关闭预编程车库门。召唤功能是公司迈向全自动驾驶的重要一步,展现了特斯拉在自动驾驶领域的领先地位。目前,特斯拉被认为是全世界量产车中主动安全和准自动驾驶性能最先进的汽车。
 
  值得注意的是,特斯拉的自动驾驶功能也在通过“自主学习”进行不断完善和优化。目前,遍布 42 个国家的客户已驾驶 107000 多辆特斯拉汽车累计行驶了近20 亿英里。特斯拉自动驾驶功能正在以每天 100 多万英里的速度进行学习。特斯拉能通过汽车与中央数据库的无线连接来收集和在车辆间共享详细行驶数据,这令其在打造可靠体验方面具备了一个独特优势。
 
  综上分析,我们认为,从目前发展情况看,丰田、沃尔沃、宝马、tesla 等主流跨国车企无人驾驶技术主要从自动驾驶 1 级(个别功能自动)向自动驾驶 4 级(完全自动驾驶)横向发展,遵循由易到难,由简单到复杂的发展路径,通过车联网和 ADAS 着手,自建或共建高精度地图系统,不断丰富自动驾驶功能及内涵,循序渐进,最终实现真正意义上的无人驾驶。
 
无人驾驶汽车

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