人工智能和自动驾驶:移动出行的未来还有多远?

小夏 汽车 更新 2024-01-30

在本文中,我们将带您踏上人工智能 (AI) 和自动驾驶的未来之旅,以及它们如何改变我们的出行方式。

1、自动驾驶技术介绍。

自动驾驶技术是一种先进的汽车技术,旨在通过集成多个传感器和计算机视觉技术,使汽车能够在没有人为干预的情况下实现自主驾驶。 该技术主要依靠AI算法和数据处理能力,实现对周围环境的实时感知和决策。

首先需要说明的是,自动驾驶和智能辅助驾驶是两种不同的技术,它们在功能和用途上都有明显的区别。 自动驾驶是一种完全自动驾驶的技术,无需人工干预即可自主完成驾驶、避障、路线规划等任务。 该技术通常需要大量传感器、高精度地图、复杂算法等的支持,才能实现高度自动驾驶。

智能辅助驾驶是一种半自动驾驶技术,在需要人工干预时,可以通过传感器、算法等辅助手段帮助人类驾驶员更好地控制车辆。 该技术通常可以提供一些基本的驾驶员辅助功能,例如自动泊车、自适应巡航控制、车道偏离警告等。

简单来说,自动驾驶是一种完全自动驾驶的驾驶方式,而智能辅助驾驶是一种半自动驾驶模式。 在自动驾驶中,车辆可以完全自主驾驶,无需人工干预;在智能辅助驾驶中,车辆仍然需要人工干预,但它可以通过辅助手段帮助人类驾驶员更好地控制车辆。

自动驾驶技术的原理主要包括以下四个方面:

传感器融合:多个传感器(如雷达、激光雷达、摄像头、超声波传感器等)收集车辆周围的信息,并将这些信息融合在一起,形成对环境的综合感知。

计算机视觉:通过图像处理和模式识别技术,汽车可以“看到”周围的环境,如识别行人、车辆、交通信号等。

路径规划:根据当前车辆的位置和目标位置规划安全的行驶路径。 这需要考虑交通法规、路况、其他车辆和行人的动态等因素。

实时控制:通过控制算法和执行器,将规划的路径转换为车辆的实际运动,从而实现自动驾驶。

下面简单介绍一下大家经常听到的L3和L4的概念是什么

自动驾驶公认的两个级别来自美国,一个是由美国国家运输安全管理局(NHTSA)制定的,另一个是由汽车工程师协会(SAE)制定的,其中NHTSA分为5个级别,SAE分为6个级别,以常用的SAE标准L0-L6为例, L1、L2可以适当放开或离开脚,L3可以不用手脚,L4完全脱离手脚,L5可以放开手脚。让我们来看看这些级别的具体定义:

L0 级别没有自动化。

L0级非常容易理解,顾名思义,驾驶员是整车的领头羊,最基本的油门、刹车、方向盘等一系列操作都需要手动操作,但可以有碰撞警告、车道偏离,甚至主动制动这些安全配置来辅助驾驶员。

1 级驾驶辅助系统。

这个级别实际上在车辆上已经实现了很长时间,但车辆仍然是以驾驶员为主导的,这个级别应用最广泛的是ACC自适应续航、车道保持和自动泊车等,主要目的是在道路上单向行驶时辅助驾驶员,但驾驶员需要注意路况,随时准备接管车辆。

2 级部分自动化。

L2级别是近几年配备较多的一个级别,这可能意味着车辆具备了自动驾驶的基础,但车辆的领头羊仍然是驾驶员,不仅在单条道路上,高速路段、拥堵路段都可以实现,此外,车辆还可以在规定的车速下主动与前车保持安全距离, 当车辆偏移时,车辆本身也会主动修正方向,虽然现在这个级别的一些车辆会配备激光雷达,理论上也可以实现自动驾驶,但是没有驾驶员完全放开超脱,L2级也是厂家宣传最多的诱导水平。

3 级有条件自动化。

达到这个水平后,在一些特定的环境下可以实现自动驾驶,但这并不意味着可以完全交给车辆,驾驶员仍然需要时刻关注车辆状态,随时准备接管,比如奥迪A8可以实现,在道路拥堵的情况下, 有车道线等因素,在车速60公里时实现自动驾驶,如果车辆超过60公里,会预留10秒左右的缓冲时间,提示驾驶员接管车辆,如果在此期间车辆没有被接管,车辆会慢慢减速直到停下来, 并且会开启双闪,从奥迪A8Level 3可以看出,已经可以实现车辆本身的自动驾驶,但如果不符合开启条件就无法启动。

4级高级自动驾驶。

例如,当L3级不满足系统的运行环境时,会提示驾驶员接管车辆,L4级将车辆靠边停车,简单来说,只要满足L4级自动驾驶条件,车辆行驶就可以完全交给车辆本身, 无需驾驶员干预。

5 级是完全自动化的。

L5级自动驾驶在电影中多次出现,也是每个车企最理想的自动驾驶状态,在任何情况下,任何路况,任何地方,都不需要司机,车辆完全自动驾驶。

目前的技术已经达到4级,但还没有达到5级全自动化。

2、自动驾驶技术的发展历程。

自动驾驶技术的发展一般经历了以下几个时期:

2016-2024年:主要融合三大传感器,传感器与视觉解决方案的融合,推动实现自适应巡航控制、自动紧急制动等部分自动驾驶(PA)功能,以及辅助互联信息交互。

2017-2024年:高精度地图的成熟是关键,实时交通状况的更新和更丰富的路况信息加速了车道内自动驾驶、全自动泊车等条件自动驾驶功能的实现,以及部分互联信息的协同感知。

2019-2024年:车载通信模组、互联网终端、通信服务的成熟,5G网络建设的建成并商用,以及V2X信息交互的低时延需求,共同推动组网加速,在更复杂的路况(郊区)实现全自动驾驶。

2022-2024年:决策芯片和算法的成熟,随着人工智能嵌入式智能终端的转型,FGPA的通用架构向ASIC专用架构的转变,以及算法和芯片设计的协同开发,实现全区域无人驾驶等先进(HA)全自动驾驶(FA)功能和网络化协同决策控制功能。

在这个过程中,一些企业在关键技术的研发上取得了突破,如沃尔沃、特斯拉、谷歌的Waymo等。 例如,沃尔沃于2024年启动了Drive Me项目,并在瑞典哥德堡的公共道路上测试了自动驾驶汽车。 特斯拉在自动驾驶技术方面也做出了重大贡献,其Autopilot系统被广泛认为是自动驾驶技术的先驱之一。 谷歌旗下的Waymo是最早开始开发自动驾驶技术的公司之一,在传感器融合、高精度地图和人工智能算法方面取得了重要突破。

Waymo:作为谷歌的子公司,Waymo是最早投资自动驾驶技术研发的公司之一。 其技术路线以激光雷达为主,通过高精度3D地图和复杂的传感器融合技术实现自动驾驶。 Waymo已经在美国多个城市商业化,但仍面临一些法律和道德问题。

特斯拉:特斯拉的自动驾驶技术Autopilot则走了一条不同的路线。 它依赖于先进的计算机视觉技术和机器习算法,以及相对低成本的传感器,如车载摄像头和雷达。 特斯拉的技术在不断升级和完善,并在全球范围内得到广泛应用。

优步:优步与沃尔沃合作开发了4级自动驾驶出租车,并在美国商业化。 优步的技术路线是基于计算机视觉和机器习,结合高精度地图和传感器融合技术。 然而,Uber的自动驾驶技术遭遇了几次重大事故,这在一定程度上影响了其发展进程。

沃尔沃:沃尔沃的自动驾驶技术采用全栈自研软件解决方案,结合LuminAR激光雷达和DUS驾驶员感知系统。 硬件组件的核心是Luminar LiDAR,在10%反射率的条件下,具有超出人眼视距250米以上的检测能力,可以帮助用户在高速行驶时提前感知危险和刹车。 该技术有望将重大**事故减少20%,并将避免的车辆碰撞比例提高9%。

作为中国最大的互联网公司之一,它也在积极开发自动驾驶技术。 阿波罗计划旨在建立一个开源的自动驾驶平台,与全球合作伙伴共享该技术。 采用多传感器融合、深度习等技术,实现高精度建图、定位、感知等功能。

华为:华为的自动驾驶技术是一整套高级自动驾驶解决方案(ADS)。 在硬件配置方面,华为ADS解决方案包括3个激光雷达(左前、右前、中摄像头、6个毫米波雷达、1个车顶惯性导航、1个域控制器)。 在硬件层面,华为的自动驾驶解决方案聚焦于计算平台和传感器。 其中,LiDAR可以通过发射激光束并测量其反射回来的时间来获得有关周围环境的准确三维信息。 摄像头可以获取周围环境的颜色信息,适用于车辆行驶时的各种场景。 毫米波雷达探测距离远,穿透力好,适合恶劣天气条件下行驶。 车顶惯性导航可以提供车辆的姿态信息和行驶方向,辅助导航和路径规划。 软件算法基于华为智能驾驶操作系统AOS、VOS,以及MDC Core等核心部件。

3、自动驾驶技术应用案例。

自动驾驶技术在不同领域得到了广泛的应用,以下是几个典型的例子:

出租车服务:Waymo 和 Uber 等公司在美国提供自动驾驶出租车服务,乘客可以通过移动应用程序预订乘车服务。 这项服务节省了人工成本,提高了效率,减少了人为因素造成的事故。

物流和配送:自动驾驶卡车和送货车辆已经用于物流和电子商务。 例如,亚马逊(Amazon)和UPS等公司正在使用自动驾驶汽车来运送货物。 该应用提高了物流效率,降低了运输成本,减少了人力短缺等问题。

公共交通:一些城市已经开始尝试自动驾驶巴士和地铁列车。 该应用程序优化了公共交通路线规划,提高了运输效率,减少了人为因素造成的延误和事故。

第四,未来旅行的前景。

自动驾驶技术的发展为我们未来的出行带来了无限可能。 以下是一些未来可能的旅行场景:

共享出行:自动驾驶技术的普及将进一步推动共享出行的采用。 人们不需要拥有自己的车辆,他们只需通过移动应用程序预订自动驾驶汽车,即可实现高效、便捷和环保的出行。 这将减少城市交通拥堵和空气污染,同时降低人们的出行成本。

智能交通:自动驾驶汽车将与智能交通系统相结合,实现更高效、更安全的交通。 例如,通过高精度地图和传感器融合技术,车辆可以实时感知周围的交通,并自动调整行驶速度和路线,以实现最佳交通流量。 这将减少交通拥堵和事故,提高道路使用的效率和安全性。

无人驾驶汽车:随着技术的不断进步,未来可能会有完全无人驾驶的汽车。 这种汽车不需要人工干预,可以自主感知、决策和执行,实现真正的自动驾驶。 这将为人们提供一种更方便、安全和高效的出行方式。

电动汽车的采用:自动驾驶技术将进一步推动电动汽车的采用。 电动汽车具有环保、节能、维护成本低等优点,当与自动驾驶技术相结合时,将为人们带来更好的出行体验。

第五,自动驾驶面临的问题。

目前的自动驾驶技术还面临以下问题:

1.技术可靠性问题:

自动驾驶技术的可靠性是一个非常重要的问题,因为任何技术故障都可能导致安全事故。 目前,自动驾驶技术还存在一些技术瓶颈,如传感器融合技术的稳定性、软件算法的可靠性、高精度地图的准确性等。 这些技术问题可能会导致自动驾驶汽车在行驶过程中出现误判、误操作等问题,从而产生安全隐患。

此外,自动驾驶技术需要应对各种复杂的环境和路况,如城市交通、高速公路、雨雪等。 在这些情况下,自动驾驶技术的可靠性也极具挑战性。

2.法律和监管框架问题:

由于现有的法律法规可能无法满足自动驾驶技术的需求,自动驾驶技术的法律和监管框架有待进一步完善。 例如,在责任归属、保险制度、道路测试等方面,需要制定相应的法规和规定。 此外,各国之间的法律差异也可能对自动驾驶技术的跨境推广造成障碍。

3.道路基础设施问题:

自动驾驶技术需要高精度地图和道路基础设施的支持。 然而,现有的道路基础设施可能无法满足自动驾驶的需求。 例如,缺乏道路标志识别、交通信号灯识别等,这可能会影响自动驾驶汽车的驾驶安全和性能。 此外,道路基础设施的维护和管理也是一个重要问题,因为损坏或老化的基础设施可能会对自动驾驶汽车造成干扰或障碍。

4.用户接受问题:

用户对自动驾驶技术的接受度是一个重要问题。 目前,许多用户仍然对自动驾驶技术持怀疑态度,他们可能会担心安全问题、隐私泄露等。 因此,提高用户对自动驾驶技术的信任度和接受度至关重要。 这需要不断努力开发和测试技术,并加强公众意识和教育。

5.经济成本问题:

自动驾驶技术的研发和应用需要大量的资金投入。 目前,自动驾驶技术的成本仍然很高,这可能会限制其广泛的应用和推广。 因此,降低自动驾驶技术的成本至关重要。 这可以通过优化传感器和计算平台等硬件设备以及优化软件算法来实现。 此外,企业还可以提供一定的资金支持,促进自动驾驶技术的发展和应用。

第六,最后。 虽然现有的自动驾驶技术仍处于更新升级迭代的过程中,但相信随着AI技术的快速迭代发展,AI与自动驾驶技术的结合将深刻改变我们的出行方式。 通过不断的技术创新和应用探索,我们可以期待在未来实现更智能、更高效、更安全、更环保的出行方式。 这不仅会改变我们的生活方式,而且会给整个社会带来巨大的经济效益和社会效益。 让我们一起期待这个未来!

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