無人駕駛汽車的現(xiàn)狀與發(fā)展前景

陸濤 李杰 宋云龍

摘要：近些年來，汽車與人工智能的結(jié)合愈加契合，汽車在智能駕駛方面體現(xiàn)出的便利更加顯著。文章簡(jiǎn)要分析了無人駕駛汽車的技術(shù)現(xiàn)狀及其產(chǎn)業(yè)化所面臨的問題，并對(duì)其發(fā)展前景做了一個(gè)符合實(shí)際的展望。

關(guān)鍵詞：無人駕駛；發(fā)展現(xiàn)狀；發(fā)展前景

1 前言

科學(xué)是幻想的終結(jié)者。無人駕駛汽車已經(jīng)不再僅僅是科幻片中的道具，它正與我們漸行漸近，在不久的將來必將成為汽車市場(chǎng)的主角。面對(duì)這這塊誘人的蛋糕，不僅沃爾沃、奔馳、寶馬、通用、大眾、豐田等傳統(tǒng)汽車廠商在厲兵秣馬，谷歌、蘋果等IT企業(yè)也分外眼紅，意欲執(zhí)汽車互聯(lián)之牛耳。它們各有所長(zhǎng)，只有充分合作，以更開放和積極的姿態(tài)，迎接汽車誕生以來最宏偉的革命，才能在未來卓立潮頭。那些行動(dòng)緩慢和拒絕變革的，終將淪為智能汽車市場(chǎng)的看客。但與此同時(shí)，人們也存在著對(duì)無人駕駛的擔(dān)憂，它還處于概念階段，其市場(chǎng)化面臨多只攔路虎，無論是技術(shù)成熟度、配套設(shè)施的完善還是政治法規(guī)等，都有很多工作要做，而能否被普羅大眾接受，答案還需苦苦找尋。

2 無人駕駛汽車的發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 國(guó)外無人駕駛汽車的研發(fā)狀況

從上世紀(jì)開始國(guó)外就開始進(jìn)行了無人駕駛汽車的研究。美國(guó)谷歌公司作為最先發(fā)展無人駕駛技術(shù)的公司，其研制的全自動(dòng)駕駛汽車能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)起動(dòng)行駛與停車。谷歌自動(dòng)駕駛汽車項(xiàng)目重組為一家名為Waymo的獨(dú)立公司。Waymo于2017年11月7日對(duì)外宣布，將對(duì)不配備安全駕駛員的無人駕駛汽車進(jìn)行測(cè)試。預(yù)計(jì)無人駕駛汽車測(cè)試活動(dòng)將在2018年加速，2018年Waymo可能將會(huì)在公路上部署更多完全無人駕駛汽車。除了傳統(tǒng)汽車業(yè)強(qiáng)國(guó)與谷歌等互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)已經(jīng)開始無人駕駛汽車的研發(fā)并且已經(jīng)取得了相當(dāng)好的成果之外，蘋果、Uber等也已經(jīng)將業(yè)務(wù)范圍向無人駕駛汽車傾斜。

2.2 國(guó)內(nèi)無人駕駛汽車的研發(fā)狀況

我國(guó)關(guān)于無人駕駛汽車的研究相對(duì)國(guó)外起步較晚，但是發(fā)展迅速。目前，國(guó)內(nèi)的百度、長(zhǎng)安等企業(yè)以及國(guó)防科技大學(xué)、軍事交通學(xué)院等軍事院校的無人駕駛汽車走在國(guó)內(nèi)研發(fā)的前列。例如長(zhǎng)安汽車實(shí)現(xiàn)了無人駕駛汽車從重慶出發(fā)一路北上到達(dá)北京的國(guó)內(nèi)無人駕駛汽車長(zhǎng)途駕駛記錄。百度汽車同樣在北京進(jìn)行了初次無人駕駛汽車在北京道路的實(shí)驗(yàn)并且取得了成功。而到2020年，無人駕駛車輛有望在北京到崇禮的延崇高速路上實(shí)現(xiàn)道路測(cè)試。相關(guān)技術(shù)的快速發(fā)展無疑為無人駕駛的未來提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。

3 無人駕駛汽車未來遇到的問題

3.1 技術(shù)難題

研發(fā)人員目前面臨的最棘手的技術(shù)問題是如何提高汽車的視覺能力，如何將人類的視覺能力復(fù)制于電腦系統(tǒng)。人腦有幾乎 1/5 用于圖像處理，對(duì)人類的視覺能力我們還有很多沒有弄明白的地方，目前所研發(fā)的電腦視覺系統(tǒng)還非常的低端和原始。一般無人駕駛汽車使用的激光掃描儀無法穿越固體障礙物，如果有行人突然出現(xiàn)在車道上，掃描儀是無法及時(shí)檢測(cè)的。無人駕駛汽車不僅需要留意周邊的其他車輛，還必須能夠檢測(cè)到周圍的路人、車道、停止線、交通標(biāo)識(shí)、交通燈等等一系列因素；也需要有預(yù)測(cè)諸如目前行駛的車道是否會(huì)在幾百米之外終止、前方道路上是否有停泊車輛等問題的能力。此外，當(dāng)路面上有積雪時(shí)，無人駕駛汽車經(jīng)常會(huì)面臨無法“看清”道路標(biāo)志及其他線索的難題，而電腦必須利用這些信息才能進(jìn)行正確的定位。

3.2 預(yù)測(cè)和回應(yīng)人類的行為

目前還沒有人能解決這個(gè)難題，但這卻是確保無人駕駛汽車安全行駛必須解決的問題。當(dāng)車輛需要在樓房建設(shè)區(qū)域、事故區(qū)域或是其他會(huì)有人通過手勢(shì)信號(hào)來指揮行車的區(qū)域穿行時(shí)，無人駕駛汽車也將面臨難題。這需要汽車可以精確地觀察停車標(biāo)志、交通信號(hào)燈、限速標(biāo)牌、其他車輛的行為以及人類駕駛員會(huì)關(guān)注的其他通用信息，以判斷以什么樣的速度行車，以及何時(shí)何地需要轉(zhuǎn)彎等。但是，當(dāng)有人用手勢(shì)信號(hào)來指示車輛通行時(shí)，尤其是當(dāng)這些手勢(shì)信號(hào)與交通信號(hào)燈或停車標(biāo)志有沖突時(shí)，無人駕駛汽車就會(huì)感到困惑了（這種情況在城市的十字路口經(jīng)常會(huì)發(fā)生）。

3.3 成本問題

在汽車界絕大多數(shù)人士看來，無人駕駛汽車產(chǎn)業(yè)化瓶頸主要來自于成本，所面臨的挑戰(zhàn)包括開發(fā)低成本、穩(wěn)定可靠的傳感器及大量的軟件開發(fā)。全球主流企業(yè)在無人駕駛汽車領(lǐng)域的前期研發(fā)投入都非常龐大。由于無人駕駛汽車更多依賴于汽車電子產(chǎn)品和軟件，根據(jù)摩爾定律，未來隨著無人駕駛技術(shù)研究的進(jìn)一步深入，廉價(jià)的電子零部件替代品出現(xiàn)將會(huì)使無人駕駛汽車的成本快速下降。

3.4 政策法規(guī)問題

雖然美國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家鼓勵(lì)無人駕駛技術(shù)的高速發(fā)展，但是其也對(duì)無人駕駛汽車上路行駛做出了明確的限制于規(guī)定。無人駕駛?cè)绾螌?shí)現(xiàn)真正意義上的無人駕駛是必須面對(duì)的問題。無人駕駛汽車要想合法上路行駛，首先要解決政策法規(guī)的問題。無人駕駛汽車實(shí)際行駛過程中難免會(huì)因?yàn)槟承┰蚨a(chǎn)生事故，如何劃分事故責(zé)任，如何做到公正裁決等等這些都是要進(jìn)行深入討論與驗(yàn)證的問題。目前并沒有那些國(guó)家對(duì)無人駕駛汽車專門制定完善的政策法規(guī)，要想真正的實(shí)現(xiàn)無人駕駛汽車的普及化，這是一個(gè)必須解決并且需要格外小心的問題。

3.5 其他問題

無人駕駛汽車的一個(gè)最大特點(diǎn)，就是車輛網(wǎng)絡(luò)化、信息化程度極高，而這也對(duì)電腦系統(tǒng)的安全問題形成極大挑戰(zhàn)。一旦遇到電腦程序錯(cuò)亂或者信息網(wǎng)絡(luò)被入侵的情況，如何繼續(xù)保證自身車輛以及周圍其他車輛的行駛安全，這同樣是未來急需解決的問題。同時(shí)，無人駕駛汽車將徹底改變?nèi)藗兊鸟{乘方式，這種方式能否被樂于駕駛的人們所接受，以及如何適應(yīng)不同的“馬路文化”，都將是需要面對(duì)的問題。

4 無人駕駛汽車的發(fā)展前景

盡管目前無人駕駛汽車產(chǎn)業(yè)化仍存在各種問題，但無人駕駛汽車實(shí)質(zhì)上是建立在汽車主動(dòng)安全技術(shù)、智能化技術(shù)逐步升級(jí)的基礎(chǔ)上的，只要市場(chǎng)對(duì)這些技術(shù)有持續(xù)的需求，就能推動(dòng)汽車向完全無人化演進(jìn)。因此，相當(dāng)多的企業(yè)對(duì)于其前景表示樂觀。

目前各整車制造企業(yè)采取發(fā)展的路線是：首先以高速公路為中心實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛技術(shù)，然后逐漸推廣到主要公路乃至普通公路。人們普遍認(rèn)為，相比突然推出全自動(dòng)無人駕駛汽車，循序漸進(jìn)的引入和推廣自動(dòng)駕駛技術(shù)才是可行之道。

高速公路上的駕駛環(huán)境和標(biāo)志都較為良好，但是速度很快，而且對(duì)于駕駛員來說較為枯燥，運(yùn)用在這個(gè)方向可以很好地解決這個(gè)任務(wù) 并提高交通效率和安全性。在結(jié)構(gòu)化良好的高速公路上，只要完成車 輛識(shí)別和標(biāo)志線跟蹤便能實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)駕駛。

在城市中，道路上的車輛和人群眾多且環(huán)境復(fù)雜，對(duì)傳感器的感知和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的控制提出了更高的要求，但是駕駛速度較慢，因而 比較安全可靠，很有應(yīng)用前景。

無人駕駛汽車使用的各種傳感器、計(jì)算機(jī)在性能、技術(shù)方面已經(jīng)取得了很大的進(jìn)步，價(jià)格也將大幅降低，但對(duì)于我國(guó)而言，無人駕駛汽車目前使用的攝像機(jī)、雷達(dá)等關(guān)鍵設(shè)備幾乎全部依靠進(jìn)口，導(dǎo)致無人車設(shè)備或裝置的價(jià)格仍居高不下，普通消費(fèi)者無法承受。未來國(guó)家應(yīng)加大投入，加強(qiáng)基礎(chǔ)研究和原材料研究，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵設(shè)備和技術(shù)的突破。隨著我國(guó)北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的完善，基于導(dǎo)航技術(shù)的無人駕駛汽車的研發(fā)也將會(huì)得到國(guó)家以及相關(guān)部門的支持，保證我國(guó)無人駕駛汽車技術(shù)與國(guó)際研究水平的接軌。

5 結(jié)語(yǔ)

無人駕駛通過改變?nèi)伺c車、人與道路、車與道路之間的關(guān)系，使三者彼此之間形成一種信息交互，從而實(shí)現(xiàn)車聯(lián)網(wǎng)，汽車可以進(jìn)行雷達(dá)探測(cè)并收集來自道路狀況的反饋，及時(shí)作出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，和駕駛員一起面對(duì)復(fù)雜的路況。無人駕駛的出現(xiàn)從根本上改變了傳統(tǒng)汽車的控制方式，對(duì)于交通系統(tǒng)的安全性與通行效率有了較大保障。相信隨著經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，無人駕駛汽車的普及不是夢(mèng)。