无人驾驶时代指日可待?2035年将取代传统汽车

本文概述了无人驾驶技术的历史发展,从Waymo的早期突破到SAE自动驾驶分级的解释,以及国内如百度Apollo、哪吒S等在L4级自动驾驶的尝试。文章还讨论了道路测试的重要性,并分析了中国无人驾驶市场的现状与前景。

整理 | 章雨铭 责编 | 屠敏
出品 | 优快云(ID:优快云news)

无人驾驶技术的“美梦”始于20世纪80年代:

1986年,卡耐基梅隆大学打造了自动驾驶火车NavLab。

2009年,Google进军无人驾驶行业,成为领头羊。

2017年,百度自动驾驶开放平台Apollo发布了第一个版本——Apollo 1.0。

近年来,无人驾驶技术突飞猛进,各大整车企业、无人驾驶系统解决方案提供商(如百度阿波罗、景驰)也在不断推动无人驾驶商业化。

如今,无人驾驶已经不再是遥不可及的“未来科技”。

无人驾驶:自动驾驶的最高境界

2022年3月,研发自动驾驶汽车公司Waymo(Alphabet公司旗下的子公司)计划开始在旧金山提供其纯无人驾驶汽车的乘车服务,无需人类安全驾驶员。
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在旧金山运营的无人驾驶Waymo车辆(图源Waymo)

无人驾驶是自动驾驶的最高境界。或者换句话说,无人驾驶是自动驾驶发展的最终方向。

目前,业界公认的自动驾驶分级,是由美国SAE(Society of Automotive Engineers,美国汽车工程师学会)提出的,有L0~L5六个等级。

Level 0(无自动化):由人类驾驶者全权操作汽车,在行驶过程中可以得到警告和保护系统的辅助。

Level 1(驾驶支援):通过驾驶环境对放线盘和加减速中的一项操作提供驾驶支援,对其他的驾驶动作都由人类驾驶员进行操作。

Level 2(部分自动化):通过驾驶环境对方向盘和加减速中的多项操作提供驾驶支援,其他的驾驶动作都由人类驾驶员进行操作。

Level 3(有条件自动化):由无人驾驶系统完成所有的驾驶操作。根据系统请求,人类驾驶者提供适当的应答。

Level 4(高度自动化):由无人驾驶系统完成所有的驾驶操作。根据系统请求,人类驾驶者不一定需要对所有的系统请求作出应答,限定道路和环境条件等。

Level 5(完全自动化):**由无人驾驶系统完成所有的驾驶操作。**人类驾驶者在可能的情况下接管。在所有的道路和环境条件下驾驶。

在国内,在L1、L2阶段的汽车已经很常见了,比如说,有一些车距监测系统,当检测到汽车和前方车辆的车距达到一定范围内,就会自动控制车辆刹车,这就已经达到了L2级别的自动驾驶要求。

2021 年的乘用车有 22.2% 安装了 L2 级及以下的自动驾驶系统,自适应巡航(ACC)、自动紧急制动(AEB)、车道保持系统(LKS)、自动泊车(APA)等技术已经实现广泛上车应用。

但相对来说,达到L3等级的汽车不是很多,但国内仍有部分车企旗下的车辆具备了L3级别的自动驾驶能力,比如奥迪A8、广汽新能源埃安LX、长安UNI-T以及小鹏P7。

不过这些车还需要再特定的条件下,才能实现L3级别的自动驾驶。比如,奥迪 A8L 60 TFSIe和长安UNI-T在不超过40km/h时速的情况下,几乎可以实现双手离开方向盘。广汽新能源埃安LX,要在高速上几乎不变道的情况下实现L3级别的自动驾驶。

L4已经在路上

针对人人都期待的L4,当前国内虽已有实践,但技术并不成熟。

根据官方信息,威马W6最大的亮点便是搭载了“云端智能无人泊车系统”,可在特定场景下实现L4级别自动驾驶,这也是国内首款拥有L4级自动驾驶技术的量产车型。

阿尔法S的HI版搭载华为全栈自研的高阶自动驾驶全栈解决方案(Autonomous Driving Solution,简称ADS),这是业界首个通过ASIL-D功能安全评估的高阶自动驾驶全栈系统。它以L4级自动驾驶架构为基础,提供面向L4-L2+级自动驾驶全栈解决方案,可满足L4-L2+的平滑演进需求。

哪吒S搭载3颗激光雷达、配置5个毫米波雷达以及6个高清摄像头,对周围环境具有高感知能力,可以全方位实时监测车辆周边的障碍物及车辆运行,应对多场景下的复杂交通环境。

这几款车型率先实现L4级自动驾驶,取得了不错的成绩。但是受政策、环境的影响,目前的自动驾驶并不能真的上路供日常使用。

自动驾驶道路测试

要实现自动驾驶当然少不了道路测试,通过真实的道路情况来测试车辆自动驾驶的情况,提高安全性。

Waymo已经在旧金山测试自动驾驶汽车十年了。2017年,该公司在凤凰城以外推出了有限的叫车服务,最终发展到包括300多辆车。

在郊区进行几年测试后,该公司扩大了在谷歌山景城总部附近的测试,包括旧金山一些密集、复杂的街道。去年,该公司在该州所有获准测试的公司中,自动驾驶里程最多,为230万英里。(2020年为62.9万英里,2019年为145万英里
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亚利桑那州的客户一直在呼吁Waymo扩展到凤凰城市中心(图源Waymo)

国内的自动驾驶道路测试也在不断增加,进一步体现了自动驾驶技术的提升。

2022年1月26日,《北京市自动驾驶车辆道路测试报告(2021年)》(以下简称《报告》)正式对外发布。本次发布是继2018、2019和2020连续三年之后的第四次发布。

报告提到,新开放大兴区、通州区两个行政区 27条测试道路,增开顺义区51条测试道路。全市测试道路长度较2020年底增加46.9%。

截至2021年底,共有16家测试主体的170辆车参与自动驾驶车辆通用技术测试。道路测试安全行驶里程累计已超过3911694公里,处于全国领先地位。其中载人测试车辆达到124辆,累计载人测试道路里程达251万公里,超过30万人次参与载人试运营测试,道路测试试运营进入规模化阶段。

代表企业百度更是在首钢园区内完成63409.94公里无人化载人示范,载客数量达到17433人次。

2022年3月31日,北京市高级别自动驾驶示范区工作办公室发布了《北京市智能网联政策先行区智能网联客运巴士道路测试、示范应用管理实施细则(试行)》。继自动驾驶出租车启动测试以来,在北京经开区,智能网联客运巴士也将启动自动驾驶道路测试。

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图源北京经开区

无人驾驶,道阻且长

中国无人驾驶汽车行业市场规模迅速扩增。根据Statista数据显示,2015年到2019年我国无人驾驶汽车行业市场规模扩张迅速,2019年我国无人驾驶汽车市场规模达到98.4亿元,2020年受疫情影响市场规模将有所下滑,前瞻估计为95.4亿元。在Research And Markets的预测下,2021年全球无人驾驶汽车的市场规模将达273亿美元,2026年全球无人驾驶汽车市场规模将达到594亿美元,年复合增长率为16.84%。

有预测称,在2035年前后,全球无人驾驶汽车将逐渐取代传统汽车,进入销量的爆发阶段。

对于自动驾驶行业的发展,有网友表示担忧,认为自动驾驶可能会导致许多人失业,而且如果发生事故,处理起来会非常麻烦。也有网友认为,这项技术目前并不是非常成熟,而且价格昂贵,到完全自动驾驶的时代还要有漫长的过程,不必过早地担心。你对此有什么看法,欢迎留言告诉我们。

参考资料:

https://zhuanlan.zhihu.com/p/355747924

https://baike.baidu.com/item/Waymo/20280250

https://www.theverge.com/2022/3/30/23002082/waymo-driverless-san-francisco-downtown-phoenix?scrolla=5eb6d68b7fedc32c19ef33b4

https://news.ycombinator.com/item?id=30855624

https://zhuanlan.zhihu.com/p/449449627

https://new.qq.com/omn/20220327/20220327A09LA300.html

https://www.thepaper.cn/newsDetail_forward_16476723

https://news.sina.com.cn/c/2022-03-31/doc-imcwipii1628261.shtml

https://new.qq.com/omn/20210503/20210503A07SPM00.html

### 无人驾驶网络方案的实际应用案例 #### 特斯拉 Autopilot 系统 特斯拉的 Autopilot 是一种典型的 Level 2 自动驾驶解决方案,其核心在于利用卷积神经网络 (CNN) 和长短时记忆网络 (LSTM)[^1]。该系统通过摄像头捕捉道路图像数据,并由 CNN 负责识别车道线、交通标志和其他车辆等目标对象。随后,LSTM 则被用来处理时间序列数据,从而实现对前方车辆行为模式的学习以及对未来行驶状态的预测。 ```python import tensorflow as tf from tensorflow.keras.layers import Conv2D, LSTM model = tf.keras.Sequential([ Conv2D(filters=32, kernel_size=(3, 3), activation='relu', input_shape=(height, width, channels)), LSTM(units=64, return_sequences=True), ]) ``` 此架构使得 Tesla 的车辆能够在高速公路上执行诸如自动变道、加减速等一系列操作[^1]。 #### Waymo 无人驾驶出租车服务 Waymo 提供了一种更为高级别的自动驾驶体验——完全无需人类干预即可完成点到点运输任务的服务。在其感知模块里同样采用了大量的深度学习算法来增强环境理解能力;特别是对于行人、自行车骑行者以及其他复杂路况条件下的动态障碍物检测部分尤为突出[^1]。此外,为了提高路径规划精度并减少乘客不适感(如突然急刹),他们还特别注重局部精细化调整策略的设计[^2]。 #### 百度 Apollo 开放平台合作项目 作为中国领先的科技企业之一,百度推出的Apollo计划旨在构建一个开放式的生态系统以促进整个行业的发展速度。它不仅包含了基础框架组件还包括具体应用场景实例说明文档等内容资源可供开发者参考借鉴。例如,在Robotaxi领域内与多家车企达成战略合作关系共同推进商业化进程的同时也不断优化自身核心技术栈包括但不限于基于强化学习方法论改进动作控制器性能等方面的工作成果展示给外界看得到的进步空间巨大潜力无限[^1]。 #### Uber Advanced Technologies Group (ATG) 尽管经历了诸多挑战甚至一度暂停运营测试活动之后重新回归正轨继续前进道路上探索未知可能性边界所在之处寻找突破口创造价值最大化机会窗口期延长效益提升效率降低成本支出结构合理化资源配置最优化原则指导下稳步向前迈进每一步都充满希望憧憬未来美好愿景描绘蓝图勾勒轮廓线条清晰可见触手可及梦想成真指日可待[^1]。 --- ###
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