無人駕駛中美差距有多大?國內有哪些技術?
OFweek機器人網訊:無人駕駛中美差距有多大?國內有哪些技術?, 我們中的大多數人可能不相信自動駕駛汽車將在很近的未來(10 15年)成為現實。
我們中的大多數人可能不相信自動駕駛汽車將在很近的未來(10 15年)成為現實。汽車廠商和Tie 1供應商都在一個個的整合資源,在各個層面佈局。本文也想從全域,落地的角度來討論下自動駕駛是怎樣滲透到我們的實際生活中的。在驅動因素方面,主要是基於道路安全的考慮,如美國在2015年有35,092人死於車禍,94%的事故與駕駛員的決策和操作失誤有關。所以不論是交通安全管理部門,汽車製造企業還是技術供應商,高科技企業,都從中看到了機會。
一、自動駕駛系統技術
自動駕駛系統需要進行分級,從細節上去考慮,目前美國已形成了統一,以SAE International關於自動化層級的定義為准,如下:
L0 :駕駛員完全掌控車輛;
L1 :自動系統有時能夠輔助駕駛員完成某些駕駛任務;
L2 :自動系統能夠完成某些駕駛任務,但駕駛員需要監控駕駛環境,完成剩餘部分,同時保證出現問題,隨時進行接管。在這個層級,自動系統的錯誤感知和判斷有駕駛員隨時糾正,大多數車企都能提供這個系統。L2可以通過速度和環境分割成不同的使用場景,如環路低速堵車、高速路上的快速行車和駕駛員在車內的自動泊車;
L3 :自動系統既能完成某些駕駛任務,也能在某些情況下監控駕駛環境,但駕駛員必須準備好重新取得駕駛控制權(自動系統發出請求時)。所以在該層級下,駕駛者仍無法進行睡覺或者深度的休息。在L2完成以後,車企的研究領域是從這裡延伸的。由於L3的特殊性,目前看到比較有意義的部署是在高速L2上面做升級;
L4 :自動系統在某些環境和特定條件下,能夠完成駕駛任務並監控駕駛環境;L4的部署,目前來看多數是基於城市的使用,可以是全自動的代客泊車,也可以是直接結合打車服務來做。這個階段下,在自動駕駛可以運行的範圍內,駕駛相關的所有任務和駕乘人已經沒關係了,感知外界責任全在自動駕駛系統,這裡就存在著不同的設計和部署思路了;
L5 :自動系統在所有條件下都能完成的所有駕駛任務。
我們所說的自動駕駛系統,通常是在3 5層級,隨著層級的提高,對系統的要求也隨之提高。由於目前自動駕駛的分級,特別是L3和L4處在還沒有大規模應用在實際生活之中,我們對待這個需求就存在著一些認知上的爭議。
分類方法:以DDT、DDT的任務支援和設計運行範圍來區分;
動態駕駛任務(DDT):是指在道路上駕駛車輛需要做的操作和決策類的行為;
車輛執行:包括通過方向盤來對車輛進行橫向運動操作 、通過加速和減速來控制車輛;
感知和判斷(OEDR):對車輛縱向運動方向操作、通過對物體和事件檢測、認知歸類和後續回應,達到對車輛周圍環境的監測和執行對應操作、車輛運動的計畫還有對外資訊的傳遞。
動態駕駛任務支援(DDT Fallback):自動駕駛在設計時候,需要考慮系統性的失效(導致系統不工作的故障)發生或者出現超過系統原有的運行設計範圍之外的情況,當這兩者發生的時候,需給出最小化風險的解決路徑。
設計運行範圍(ODD)就是一組參數,把我們知道的天氣環境、道路情況(直路、彎路的半徑)、車速、車流量等資訊作出測定,以確保系統的能力在安全的環境之內。
圖1 設計適用範圍的對比
L2 組合駕駛
駕駛員和汽車來分享控制權,系統同時具有縱向和側向的自動控制,且具備兩項以上。在整個開啟的過程中,駕駛員可以不操作方向盤、油門和刹車(放棄主要控制權),但需要觀察周圍情況,並提供安全操 作 。
駕駛員必須隨時待命,在系統退出和系統出錯的情況下隨時接上。
自動駕駛系統:我們從控制和感知進行分解
對執行器的要求可以看出來,是需要對縱向的動力總成和刹車系統,橫向的轉向系統進行融合控制。
我們中的大多數人可能不相信自動駕駛汽車將在很近的未來(10 15年)成為現實。汽車廠商和Tie 1供應商都在一個個的整合資源,在各個層面佈局。本文也想從全域,落地的角度來討論下自動駕駛是怎樣滲透到我們的實際生活中的。在驅動因素方面,主要是基於道路安全的考慮,如美國在2015年有35,092人死於車禍,94%的事故與駕駛員的決策和操作失誤有關。所以不論是交通安全管理部門,汽車製造企業還是技術供應商,高科技企業,都從中看到了機會。
一、自動駕駛系統技術
自動駕駛系統需要進行分級,從細節上去考慮,目前美國已形成了統一,以SAE International關於自動化層級的定義為准,如下:
L0 :駕駛員完全掌控車輛;
L1 :自動系統有時能夠輔助駕駛員完成某些駕駛任務;
L2 :自動系統能夠完成某些駕駛任務,但駕駛員需要監控駕駛環境,完成剩餘部分,同時保證出現問題,隨時進行接管。在這個層級,自動系統的錯誤感知和判斷有駕駛員隨時糾正,大多數車企都能提供這個系統。L2可以通過速度和環境分割成不同的使用場景,如環路低速堵車、高速路上的快速行車和駕駛員在車內的自動泊車;
L3 :自動系統既能完成某些駕駛任務,也能在某些情況下監控駕駛環境,但駕駛員必須準備好重新取得駕駛控制權(自動系統發出請求時)。所以在該層級下,駕駛者仍無法進行睡覺或者深度的休息。在L2完成以後,車企的研究領域是從這裡延伸的。由於L3的特殊性,目前看到比較有意義的部署是在高速L2上面做升級;
L4 :自動系統在某些環境和特定條件下,能夠完成駕駛任務並監控駕駛環境;L4的部署,目前來看多數是基於城市的使用,可以是全自動的代客泊車,也可以是直接結合打車服務來做。這個階段下,在自動駕駛可以運行的範圍內,駕駛相關的所有任務和駕乘人已經沒關係了,感知外界責任全在自動駕駛系統,這裡就存在著不同的設計和部署思路了;
L5 :自動系統在所有條件下都能完成的所有駕駛任務。
我們所說的自動駕駛系統,通常是在3 5層級,隨著層級的提高,對系統的要求也隨之提高。由於目前自動駕駛的分級,特別是L3和L4處在還沒有大規模應用在實際生活之中,我們對待這個需求就存在著一些認知上的爭議。
分類方法:以DDT、DDT的任務支援和設計運行範圍來區分;
動態駕駛任務(DDT):是指在道路上駕駛車輛需要做的操作和決策類的行為;
車輛執行:包括通過方向盤來對車輛進行橫向運動操作 、通過加速和減速來控制車輛;
感知和判斷(OEDR):對車輛縱向運動方向操作、通過對物體和事件檢測、認知歸類和後續回應,達到對車輛周圍環境的監測和執行對應操作、車輛運動的計畫還有對外資訊的傳遞。
動態駕駛任務支援(DDT Fallback):自動駕駛在設計時候,需要考慮系統性的失效(導致系統不工作的故障)發生或者出現超過系統原有的運行設計範圍之外的情況,當這兩者發生的時候,需給出最小化風險的解決路徑。
設計運行範圍(ODD)就是一組參數,把我們知道的天氣環境、道路情況(直路、彎路的半徑)、車速、車流量等資訊作出測定,以確保系統的能力在安全的環境之內。
圖1 設計適用範圍的對比
L2 組合駕駛
駕駛員和汽車來分享控制權,系統同時具有縱向和側向的自動控制,且具備兩項以上。在整個開啟的過程中,駕駛員可以不操作方向盤、油門和刹車(放棄主要控制權),但需要觀察周圍情況,並提供安全操 作 。
駕駛員必須隨時待命,在系統退出和系統出錯的情況下隨時接上。
自動駕駛系統:我們從控制和感知進行分解
對執行器的要求可以看出來,是需要對縱向的動力總成和刹車系統,橫向的轉向系統進行融合控制。