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【科拷荟原创】无人驾驶——其实就在眼前

  说到无人驾驶,同学们脑海中会浮现出怎样的场景呢?是科幻电影中汽车炫酷的造型,还是一趟朴实平稳的列车,亦或是未来我们真能实现神话中的那些腾云驾雾之类?其实无人驾驶虽未全面实现,但也早已不是高高在上的未来科技了。

  说到底,无论我们的交通工具是什么,“驾驶”本质上就是我们对于自己交通工具的控制。在人工驾驶阶段,我们并不需要有一个一成不变的计划,驾驶员可以随时通过自己的操作改变出行路线和目的地。而进入无人驾驶阶段,一个完整的出行计划就是必须的了,电脑代替了驾驶员控制交通工具,但它并不是决策者,只是我们出行的计划与实施者。

  “车辆自动驶来,打开门迎客,上客结束自动关门行车,运送乘客到达目的地。”觉不觉得这样的生活很帅?其实在某些交通领域,无人驾驶已经来到了我们身边。早在上世纪九十年代,世界上第一条无人驾驶地铁——巴黎地铁14线就已经开通运营了。随后的日子里,无人驾驶的轨道交通系统也在全球范围内持续发展,在很多客流不大、线路较短的轨道交通系统中,无人驾驶已经相当成熟。同学们有机会可以体验一下北京首都机场T3航站楼旅客捷运系统、广州天河APM以及香港地铁南港岛线等等,在无人驾驶列车前部传统驾驶室的位置上,感受一下列车在隧道内的自动运行,绝对乐趣无穷。

  那么既然在轨道交通领域,无人驾驶已经实现了,我们想在汽车上实现无人驾驶是不是也很容易呢?事实并非如此。目前已经实现了无人驾驶的领域都有两个特点,第一交通工具的运行有固定线路,第二运行环境中只有一种交通工具。如果我们对比一下汽车的运行,就会发现其行驶环境复杂很多,汽车是在面上运行,且行驶环境中充斥着行人、自行车、摩托车、各种汽车、有轨电车等等不同的交通参与者,它们不仅大小各异,移动速度以及机动性也完全不同。因此,想要实现汽车的无人驾驶,难度还是很大的。

  为了应付复杂的出行环境,想要在汽车上实现无人驾驶,我们需要三大识别技术上的黑科技:摄像头、雷达以及激光雷达。

  摄像头就是通常我们手机背面都有的小家伙。识别车辆前方路况的摄像头通常布置于汽车风挡内部,与驾驶员视野相近的位置。而识别车身周围环境的摄像头则安装于车辆的四周,比如前格栅、后车牌以及两侧后视镜的位置。有了高质量的图像采集,再搭配强大的图像处理技术,车辆就获得了出行环境的一定信息。

  雷达是一种利用无线电波的测距技术,它在我们的日常车辆上已经有了装备。遍布车身四周的倒车雷达就是典型代表,而毫米波雷达近些年也被装备在一些中高档车型上用于监测与前车的距离,进而控制车辆降低车速,达成自适应巡航的效果。

  激光雷达的技术原理与无线电雷达类似,只不过使用介质变成了激光,测距更精准。在自动驾驶技术研发过程中,通常将这个强悍的设备置于车顶进行360°扫描,已获得车辆所处环境的精确3D模型。

  作为日常汽车出行的参与者,同学们肯定会非常关心无人驾驶究竟何时可以实现。先别急,我们了解一下SAE国际自动机工程师学会(原译美国汽车工程师学会)对于自动驾驶的分级,这也是目前各方比较认可的分级标准。它将自动驾驶共分为6级,从L0完全无自动驾驶到L5完全自动驾驶。那么我们现在处于哪一级呢?普遍认为,目前配备了比较完备驾驶辅助科技(比如自适应巡航、车道保持系统、行人识别技术等等)的车型达到了“L2部分自动化”的级别。而目前汽车厂商与其他供应零配件及系统的科技企业,正在努力实现“L3有条件自动化”,这一阶段预计会在2020年左右实现。而最高级别的自动化,尽管目前也有很多科技企业正在努力试验中,但预计还不能在短期内实现。不过未来地面基础设施的升级以及通信技术的发展,无疑会为完全自动化驾驶贡献强有力的支持。

  对于我们来说,未来实现完全自动化的无人驾驶仅仅是避免了驾驶的疲劳或是增加行车的安全吗?其实好处不仅于此。当车辆不再需要驾驶者的时候,我们就可以在乘车过程中完成更多的事情,而不是将出行中的时间浪费掉。比如在从家到学校的过程中可以从容吃个早饭,而早饭是像早餐店一样丰富可选的,车辆也是始终平稳运行,绝不会影响你的胃口。而在周末去看望爷爷奶奶的途中,预约好的接送车内已经提前准备好了你看中的十几款新品旅游鞋,在旅程途中就完成了试穿和选购。

  毫无疑问,自动驾驶科技会在未来几年迎来前所未有的高速发展,我们的出行环境也会迎来很大的改变。不过完全自动化无人驾驶的实现,尚需要一段时间的研发与测试过程,仍需要现在的同学们未来一同参与到技术的开发之中。以无人驾驶为代表的智能化交通已经在我们面前展现,未来需要我们大家共同的努力。

  作者:吴中元

本文来自:中国数字科技馆
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