從日產(chǎn)ADAS的發(fā)展看自動(dòng)駕駛到底有多遠(yuǎn)
如今,發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱的性能已經(jīng)不再是判斷一輛車好壞的主要標(biāo)準(zhǔn)。隨著汽車智能化時(shí)代的到來(lái),駕駛員輔助系統(tǒng)已經(jīng)成為人們買車時(shí)會(huì)考慮的因素之一。但早在幾年前,就有不少企業(yè)造謠稱2018-2021年是自動(dòng)駕駛技術(shù)初步普及的第一年?,F(xiàn)在已經(jīng)到了2021年,自動(dòng)駕駛技術(shù)的普及似乎還沒(méi)有止境。這種對(duì)人類出行有很大幫助的技術(shù)的應(yīng)用,有哪些問(wèn)題困擾著?今天,我們將通過(guò)日產(chǎn)ADAS的開(kāi)發(fā)為您揭曉答案。
-自動(dòng)駕駛技術(shù)的現(xiàn)狀如何?
現(xiàn)在國(guó)內(nèi)每個(gè)廠家都在講自動(dòng)駕駛,每個(gè)展會(huì)上也會(huì)有自動(dòng)駕駛的內(nèi)容,但是這個(gè)技術(shù)目前離我們還有多遠(yuǎn)呢?要了解自動(dòng)駕駛技術(shù)的進(jìn)步,首先要區(qū)分自動(dòng)駕駛的分類。目前,美國(guó)汽車工程師學(xué)會(huì)對(duì)自動(dòng)駕駛汽車的分類在汽車行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。
目前量產(chǎn)車配備的“自動(dòng)駕駛技術(shù)”基本處于上圖的2級(jí),意味著還處于對(duì)人類駕駛員有一定依賴的階段。所以現(xiàn)在不管各個(gè)廠商使用的技術(shù)名稱,都不能完全稱之為自動(dòng)駕駛技術(shù),更多的應(yīng)該歸為ADAS高級(jí)駕駛輔助功能。
在L2級(jí)車輛中,常見(jiàn)的是依靠毫米波雷達(dá)或攝像頭完成ACC主動(dòng)巡航功能,加上車道保持功能自行調(diào)節(jié)方向盤(pán),從而為方向盤(pán)和加減速提供駕駛支持,從而實(shí)現(xiàn)L2級(jí)自動(dòng)駕駛能力。
在L3級(jí)別,雖然車輛可以完成所有駕駛?cè)蝿?wù),但駕駛員必須時(shí)刻關(guān)注道路,以便在必要時(shí)隨時(shí)接管車輛的駕駛權(quán)。但是在實(shí)際駕駛中,有時(shí)候當(dāng)我們開(kāi)啟ACC主動(dòng)巡航功能時(shí),駕駛過(guò)于枯燥,導(dǎo)致開(kāi)小差甚至困倦。很難完全專注于道路,更不用說(shuō)在L3級(jí)別,將車輛的所有控制權(quán)交給計(jì)算機(jī),并保持對(duì)周圍環(huán)境的持續(xù)關(guān)注。
因此,在很多企業(yè)的自動(dòng)駕駛技術(shù)發(fā)展道路上,都選擇從L2級(jí)別跳過(guò)L3,直接將自動(dòng)駕駛技術(shù)發(fā)展到L4級(jí)別,從而避免了L3的尷尬階段。這間接導(dǎo)致了人們看到的表面現(xiàn)象:量產(chǎn)階段的自動(dòng)駕駛技術(shù)近年來(lái)似乎停滯不前,依然是ADAS高級(jí)駕駛員輔助系統(tǒng)的功能,無(wú)法讓人類駕駛員真正釋放自我。
-目前每個(gè)家庭的發(fā)展趨勢(shì)是什么?
不久前,一家名為Navigant Research的咨詢公司發(fā)布了一份自動(dòng)駕駛技術(shù)排名。在排名中,雷諾-日產(chǎn)聯(lián)盟的自動(dòng)駕駛技術(shù)目前排名第八,與大部分汽車廠商相比還是比較高的,說(shuō)明雷諾-日產(chǎn)聯(lián)盟的自動(dòng)駕駛發(fā)展無(wú)論從技術(shù)成熟度還是落地時(shí)間來(lái)看都是積極的。
那么雷諾-日產(chǎn)聯(lián)盟目前的ADAS技術(shù)發(fā)展到了哪里?它在大規(guī)模生產(chǎn)中表現(xiàn)如何?以我們ADAS系統(tǒng)的重要組成功能——AEB主動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng)為例。關(guān)注過(guò)主動(dòng)緊急制動(dòng)系列測(cè)試的讀者可能知道,前段時(shí)間我們測(cè)試了日產(chǎn)在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)銷售的兩款產(chǎn)品,Sylphy和金科。這兩個(gè)模型的ADAS系統(tǒng)只使用了一個(gè)單目攝像頭作為傳感器來(lái)采集道路和周圍環(huán)境的信息,這就是所謂的i-SAFETY,所以在實(shí)際測(cè)試中性能并沒(méi)有什么驚人的地方,盡管攝像頭可以識(shí)別虛擬模型。
為什么日產(chǎn)的i-SAFETY系統(tǒng)對(duì)通貨膨脹模型的識(shí)別率低?一次偶然的機(jī)會(huì),我與日產(chǎn)汽車有限公司主管R&D的執(zhí)行副總裁坂本秀樹(shù)先生交談,了解了日產(chǎn)在ADAS系統(tǒng)中的一些判斷邏輯,從而看到了傳統(tǒng)汽車廠商與新興汽車廠商的區(qū)別。
日產(chǎn)的ADAS系統(tǒng)標(biāo)定邏輯-日產(chǎn)ADAS系統(tǒng)校準(zhǔn)邏輯
每個(gè)OEM的一些技術(shù)標(biāo)定會(huì)有一些差異,這樣的差異也能讓用戶感受清楚。就像在的AEB測(cè)試中,我們一般認(rèn)為歐洲廠商更傾向于降低車速,讓駕駛員完成最后的制動(dòng)動(dòng)作,而日本廠商一般傾向于完全停在障礙物前。那么日產(chǎn)在這方面是如何校準(zhǔn)的呢?
對(duì)于傳統(tǒng)汽車制造商來(lái)說(shuō),汽車領(lǐng)域幾十年的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)讓他們學(xué)到了足夠多的東西,因此他們?cè)谕七M(jìn)重要的新技術(shù)時(shí)變得格外謹(jǐn)慎。比如AEB緊急制動(dòng)系統(tǒng),這種系統(tǒng)通常在緊急情況下自動(dòng)強(qiáng)行剎車,避免車輛與前方障礙物發(fā)生碰撞。然而,無(wú)論是依靠攝像頭的視覺(jué)識(shí)別系統(tǒng),還是毫米波雷達(dá)的物理識(shí)別系統(tǒng),都不可避免地會(huì)存在一定的誤差概率。遇到障礙物時(shí)緊急剎車難嗎?
日產(chǎn)的判斷邏輯主要分為三個(gè)方面:金屬反射、輪胎和尾部輪廓識(shí)別。首先要有金屬材料的反射,很容易理解。畢竟在路上行駛的汽車都有金屬外殼,所以毫米波雷達(dá)可以接收金屬材料的反射。在開(kāi)發(fā)初期,測(cè)試車由于大風(fēng)吹大塑料袋,用于緊急制動(dòng),如果發(fā)生在實(shí)際道路上,會(huì)非常危險(xiǎn),所以會(huì)增加金屬反射的限制條件。
最后是尾部輪廓的識(shí)別。日產(chǎn)手動(dòng)將后視輸入系統(tǒng),讓攝像頭捕捉到的車輛后方盡快被電腦識(shí)別,提高了車輛的識(shí)別率,盡可能避免出錯(cuò)。在之前的ADAS系統(tǒng)路試中,有過(guò)攝像頭抓拍到車輛的情況,但由于前方車輛高度過(guò)低,被誤判為非車輛。因此,通過(guò)輸入幾乎所有將出現(xiàn)在道路上的品牌的尾部輪廓特征,有助于系統(tǒng)識(shí)別車輛。當(dāng)然,這是一個(gè)巨大的工作量項(xiàng)目。據(jù)悉,在中國(guó)市場(chǎng),日產(chǎn)聘請(qǐng)了第三方公司通過(guò)外包完成這部分工作。
行人的識(shí)別相對(duì)簡(jiǎn)單得多。只要符合人類的基本特征,車輛就會(huì)被緊急制動(dòng)。畢竟人命最重要。從我們對(duì)日產(chǎn)的AEB測(cè)試中,我們可以看到,即使使用相對(duì)較低的i-SAFETY系統(tǒng),虛擬模型也可以具有較高的識(shí)別度。
我們不評(píng)價(jià)這個(gè)邏輯的質(zhì)量。畢竟不同的廠商有自己不同的策略??偟膩?lái)說(shuō),日產(chǎn)對(duì)AEB的識(shí)別策略相對(duì)保守。相比一些廠商遇到障礙直接停車的策略,他們更關(guān)注與整個(gè)交通環(huán)境的融合。車輛的緊急制動(dòng)只有在非常確定的情況下才能被激活,但相反,只要障礙物的特性與人基本一致,他們就會(huì)采取緊急制動(dòng)。
-車道線識(shí)別
無(wú)論是ACC主動(dòng)巡航系統(tǒng)還是AEB主動(dòng)緊急制動(dòng),其實(shí)都是車輛傳感器識(shí)別前方的行人和障礙物,從而調(diào)整你的油門和剎車,不會(huì)改變車輛的方向。車道保持功能需要車輛前方的攝像頭對(duì)兩條車道線進(jìn)行監(jiān)控,然后通過(guò)轉(zhuǎn)向電機(jī)對(duì)車輛軌跡進(jìn)行微調(diào)。雖然用的是同一個(gè)攝像頭,但功能不同,監(jiān)控指標(biāo)也不同。
在今年拉斯維加斯的CES展會(huì)上,我有機(jī)會(huì)試駕了剛剛在美國(guó)上市的第二代皮革車。上面的ProPILOT系統(tǒng)已經(jīng)達(dá)到了L2級(jí)的自動(dòng)駕駛能力。但是,天氣并不美麗,內(nèi)華達(dá)州罕見(jiàn)的大雨使得整個(gè)城市的能見(jiàn)度極差,高速公路上的車道線本身也不是很顯眼,肉眼很難分辨車道線,更不用說(shuō)攝像頭了。
目前只有L2級(jí)自動(dòng)駕駛,所以駕駛員會(huì)把注意力放在駕駛環(huán)境上。但是,當(dāng)自動(dòng)駕駛水平提高后,如果攝像頭因能見(jiàn)度差而無(wú)法清晰識(shí)別車道線,自動(dòng)駕駛功能如何繼續(xù)工作?這就需要引入一個(gè)我們?cè)谌粘F嚿钪羞€沒(méi)有接觸過(guò)的名字:高精度地圖。
還需如何升級(jí)才能完成自動(dòng)駕駛?-高精度地圖
高精度地圖,顧名思義,就是比傳統(tǒng)地圖精度更高的地圖。普通導(dǎo)航地圖的坐標(biāo)精度在10米左右,而高精度地圖的絕對(duì)精度一般在1米以內(nèi),水平相對(duì)精度往往更高。
當(dāng)一輛帶有高精度地圖的車輛在道路上行駛時(shí),系統(tǒng)可以清晰區(qū)分其車道和位置。因此,即使攝像頭因能見(jiàn)度降低而無(wú)法識(shí)別車道線,也只能依靠GPS定位坐標(biāo)和高精度地圖提供的數(shù)據(jù)來(lái)完成車道監(jiān)控。
但是在中國(guó),目前還沒(méi)有一家地圖廠商能夠提供高精度的地圖服務(wù)。雖然有消息稱高德已經(jīng)完成了國(guó)內(nèi)所有高速公路的高精度地圖測(cè)繪工作,百度等地圖供應(yīng)商也在進(jìn)行高精度地圖測(cè)繪,但是由于種種原因,我們?cè)谑袌?chǎng)上并沒(méi)有看到這里的宣傳,比如美國(guó)和歐洲,所以我們還是不知道高精度地圖什么時(shí)候可以在國(guó)內(nèi)使用。
-日產(chǎn)L4自動(dòng)駕駛的車是什么?
既然說(shuō)的是高精度地圖,那就來(lái)看看日產(chǎn)最新的自動(dòng)駕駛原型車。由于日本東京已經(jīng)完成了高精度地圖的測(cè)繪,這臺(tái)配備了高精度地圖的Q50自然會(huì)在東京的道路上開(kāi)始路試。
不僅如此,由于集成了很多傳感器,這款原型車還具備在車道保持的基礎(chǔ)上進(jìn)行微調(diào)的能力。如果側(cè)車道的車輛過(guò)寬,車身會(huì)稍微靠近另一條車道,從而避免與相鄰車道的車輛過(guò)近。如果與相鄰車道的車輛齊頭并進(jìn),會(huì)主動(dòng)微調(diào),與隔壁車輛錯(cuò)開(kāi)一定距離。
以下是這款自動(dòng)駕駛原型車在東京市區(qū)路試的視頻:
更多精彩視頻,均在車載家庭視頻頻道。
總的來(lái)說(shuō),這款L4級(jí)別的原型車測(cè)試進(jìn)度各方面都不錯(cuò),看來(lái)卡洛斯·戈恩在CES上說(shuō)的“保守估計(jì)雷諾-日產(chǎn)聯(lián)盟的自動(dòng)駕駛汽車將在6年內(nèi)投放市場(chǎng)”是真的。如果屆時(shí)能夠測(cè)繪出高精度雷達(dá)并投入商用,量產(chǎn)后各種傳感器的成本大幅降低,那么日產(chǎn)具備L4能力的自動(dòng)駕駛汽車將在幾年后上市。
當(dāng)然,作為汽車制造商,我們也能看到日產(chǎn)保守的一面。雖然今年有計(jì)劃在日本銷售自動(dòng)駕駛能力更高的ProPILOT車型,但坂本龍一透露,由于目前的法律法規(guī)沒(méi)有明確規(guī)定本案交通事故的責(zé)任方,官方只會(huì)認(rèn)可銷售的車輛具有L2級(jí)別,即使是基于L2的功能更多。
總結(jié):
從日產(chǎn)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的發(fā)展和計(jì)算邏輯可以看出,整個(gè)行業(yè)其實(shí)在有序推進(jìn)。雖然到目前為止,前幾年似乎沒(méi)有太多實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展,但由于對(duì)消費(fèi)者和交通參與者生命的責(zé)任,這項(xiàng)重要的安全技術(shù)在推廣時(shí)應(yīng)該非常謹(jǐn)慎。隨著零部件價(jià)格的下降和高精度地圖等技術(shù)的應(yīng)用,各大車企描繪的自動(dòng)駕駛時(shí)代似乎并沒(méi)有那么遙遠(yuǎn)。也許六年后,我們可以坐在自動(dòng)駕駛汽車上回顧這篇文章。那時(shí),每個(gè)人都應(yīng)該慶幸自己生活在這個(gè)美好的時(shí)代。
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