自动驾驶的两种玩法

导语:2015上海车展的主要亮点,是智能互联。

文 ▍张翔

2015上海车展的主要亮点是智能互联。智能是指在汽车上安装传感器和GPS卫星定位及其高精度地图等设备,运用智能算法和软件控制汽车行驶,从而部分或全部解放驾驶员的双手、双脚和眼睛,进一步提高和保证驾驶安全。

互联是指汽车安装了通讯设备,可以与外界联络,实时了解周边的交通情况,选择最优的路线安全环保地到达目的地。智能互联汽车的最高阶段就是实现无人驾驶,自动规划行程,自动补充燃料(加油或充电),自动寻找停车位。

自动驾驶主要分两种技术路线。

一种是根据基于传感器探测与控制的驾驶辅助ADAS(Advanced Driver Assistance Systems)技术,这种技术就是给汽车安装眼睛,让汽车可以看到道路交通标志和周边的车辆行人,在避让障碍物的基础上实现自动驾驶。

另外一种是指基于车车通讯V2V(Vehicle-to-vehicle)、车路通讯V2I(Vehicle-to-Infrastructure)、V2X 通讯和智能交通技术,它给汽车安装了通讯设备,让汽车与周边的交通标志、收费站、汽车、摩托车、自行车和行人通讯,实现在遵守交通规则和避让行人基础上的安全驾驶。这有些像盲人摸象,虽然汽车看不到周边的情况,但是通过不断地询问周边的车辆和交通设施,实现自动驾驶过程。

在ADAS技术中,根据选择不同种类的传感器,有两种技术方案。例如自适应巡航ACC(Adaptive Cruise Control)技术,传统的技术路线是将雷达传感器安装在汽车前部,例如大众汽车是装在车标Logo里面,探测与前车的距离。控制汽车车速与前车速度一致,保持与前车一定的距离。当启动ACC模式后,驾驶员可以不用踩加速踏板和制动踏板,汽车自动跟随前车行驶。

电装公司ADAS技术的雷达和摄像头传感器

随着摄像头分辨率的提高和处理器MCU(Micro Control Unit)计算能力的增强,在本届上海车展中出现了用图像识别的软件算法计算汽车与前车的距离的技术,它是在汽车车内后视镜的位置安装一个向前的摄像头,透过前挡风玻璃,拍摄和识别前方的车辆,从而控制汽车行驶速度,实现ACC功能。

由于摄像头的硬件成本比雷达便宜,而且这个摄像头还可以用于识别车道、行人和交通标志等,因此探测范围和功能比雷达多。因此用摄像头取代雷达是未来ADAS技术的发展趋势。目前主要受MCU计算能力有限和软件开发成本高的限制,还没有大规模在汽车上运用。

下面用一个交通标志识别的例子说明V2I技术与ADAS技术路线的差异?

ADAS技术通常用基于摄像头的图像识别方法,首先用摄像头拍摄前方的照片,通过软件算法的计算,判断前方的交通灯是红灯还是绿灯,也可以识别道路旁边的速度标志的最高限速是多少,然后控制汽车在十字路口是否通过红绿灯,按照什么样的速度行驶。

V2I的方法是通过车辆与交通设施通讯来判断前方是红灯还是绿灯的,十字路口的交通灯按照一定的周期循环向四周发射交通灯是红灯或绿灯的无线电信号,汽车可以在100米以外就可以收到信号,知道交通灯改变红绿灯的时间,从而控制合适的汽车速度通过十字路口,避免急刹车的发生,大大地提高了行车安全,也降低了汽车的能耗和排放。

德尔福的V2V技术方案MyFi

未来自动驾驶汽车的商业模式应该是基于V2X 的通讯的方式运营。因为这种方式每辆汽车只要安装一个通讯模块,就可以了解周边的道路和车辆情况。另外汽车实现自动驾驶后,传统的转向盘和加速踏板等机构都可以去掉,自动驾驶的成本也比传统汽车低。

V2X模式的前提是所有的交通设施都要安装发射信号,交通灯循环发射是红灯还是绿灯的无线电信号。限速标志发射最高速度值的无线电信号。

这要求前期投入大量的资金建设基于智能交通的道路设施。目前在美国,预计需要30-50年才能实现商业化运行。在V2X 到来之前,ADAS技术成为一个中间过渡方案,它要求在汽车上安装大量的摄像头和雷达传感器,这种方案将汽车武装成一个眼观六路的机器人,他不需要外界的指挥信号就可以实现自动驾驶。

它的缺点是大量的传感器和软件处理算法增加了汽车的成本。

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