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想要實(shí)現(xiàn)5級(jí)自動(dòng)駕駛？需先攻破這五大難題

2018-01-04 09:50:14 來源：厚勢(shì) 熱度:
前不久，由清華大學(xué)智能網(wǎng)聯(lián)汽車與交通研究中心、清新汽車、清研車聯(lián)主辦的智輪行第三期沙龍「智能化的新能源汽車如何引領(lǐng)新出行？」在北京清華大學(xué)舉行。清華大學(xué)汽車工程系主任、教授楊殿閣做了主題演講。
 
智能汽車的發(fā)展不僅僅是汽車產(chǎn)業(yè)的革命，也是未來交通出行的一場(chǎng)革命。百姓需要更多的車輛解決交通需求，但交通資源的限制導(dǎo)致城市的嚴(yán)重?fù)矶隆Ｖ悄芷嚨某霈F(xiàn)會(huì)大大提高單車的運(yùn)輸?shù)男?，有了智能汽車和自?dòng)駕駛，中國未來不需要像美國、日本和德國一樣保持每千人 600 ~ 800 輛汽車的保有量，就可以較好地解決百姓的出行服務(wù)需求。
清華大學(xué)汽車工程系主任 楊殿閣教授
 
智能汽車到底在什么時(shí)候會(huì)產(chǎn)業(yè)化？在中國，2020 年之前重點(diǎn)推廣的是智能駕駛輔助，屬于智能汽車的 1 級(jí)和 2 級(jí)，2020 ~ 2030 重點(diǎn)推廣的是 3 級(jí)和 4 級(jí)的自動(dòng)駕駛，到 2030 年之后，5 級(jí)全自動(dòng)駕駛會(huì)進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化，專業(yè)化越強(qiáng)的車輛全自動(dòng)駕駛的需求越高。到 2040 年左右，5 級(jí)全自動(dòng)駕駛車輛在新車中的比例會(huì)到一個(gè)比較可觀的規(guī)模，智能汽車形成一定的市場(chǎng)規(guī)模。
 
智能汽車的發(fā)展路線是什么樣的？如何從當(dāng)前的初級(jí)智能狀態(tài)發(fā)展到 5 級(jí)自動(dòng)駕駛？傳統(tǒng)的汽車廠商更愿意從 1 級(jí)逐步發(fā)展到 5 級(jí)，但這種發(fā)展模式下，3 級(jí)特別是涉及到人機(jī)共駕是最難突破的關(guān)口，所以有很多的企業(yè)在想是否可以直接從 4 級(jí) 5 級(jí)自動(dòng)駕駛切入？甚至有公司提出在 2 ~ 3 年就實(shí)現(xiàn) 5 級(jí)自動(dòng)駕駛。這種技術(shù)路線是否可行呢？
 
從 5 級(jí)的全自動(dòng)駕駛來看，在所有的行駛工況下系統(tǒng)都可以完成自動(dòng)駕駛的操作，而不需要人介入。這里所有的工況意味著不是限定的區(qū)域或者限定的道路，而且要適應(yīng)的是所有工況，目前的汽車技術(shù)是否具備這樣的條件呢？從以下幾個(gè)方面來看，如果要實(shí)現(xiàn)汽車的 5 級(jí)全自動(dòng)駕駛，還有以下一些關(guān)鍵技術(shù)需要突破：
 
第一， 汽車的硬件架構(gòu)尚不能適應(yīng)真正的 5 級(jí)全自動(dòng)駕駛。目前，汽車總線雖然在車上得到了廣泛的應(yīng)用，但從 LIN 到 CAN，到 FlexRay 總線，總線帶寬不到 10 M，尚無法滿足未來全自動(dòng)駕駛的視覺、雷達(dá)和激光 LIDAR 的大感知大數(shù)據(jù)的需求。要實(shí)現(xiàn) 5 級(jí)全自動(dòng)駕駛，新型的百兆車載總線必須在車上廣泛應(yīng)用。而且目前車上總線節(jié)點(diǎn)非常有限，真正智能化聯(lián)網(wǎng)的電子電器還不到整車電器比例的 50%，無法做到每個(gè)電子電器的狀態(tài)都可以智能監(jiān)控，電器系統(tǒng)供電也沒有單獨(dú)成網(wǎng)，整車的用電還缺乏監(jiān)控。這種情況下，汽車如果真要全自動(dòng)駕駛是十分危險(xiǎn)的。未來整車架構(gòu)需要在考慮兼容汽車現(xiàn)有動(dòng)力總成系統(tǒng)、底盤控制系統(tǒng)基礎(chǔ)上，基于多總線實(shí)現(xiàn)分層多域控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)車上有所用電器的實(shí)時(shí)可靠監(jiān)控才可以。
 
第二， 目前汽車的軟件架構(gòu)支撐不了真正高級(jí)別的自動(dòng)駕駛。汽車現(xiàn)在的軟硬件是高度耦合的，軟件更新速度非常慢，其架構(gòu)難以支持軟件的快速迭代更新，而未來 5 級(jí)全自動(dòng)駕駛則需要駕駛大腦必須支持軟硬件分離，支持駕駛大腦的在線快速迭代更新，這就需要現(xiàn)有的軟件架構(gòu)進(jìn)行革命性的改變才行。
 
第三， 汽車感知能力目前尚不能滿足 5 級(jí)全自動(dòng)駕駛的需求。現(xiàn)階段做智能駕駛輔助系統(tǒng)如 1 級(jí)，2 級(jí)或者 3 級(jí)的智能汽車可以不用聯(lián)網(wǎng)，但是要做 5 級(jí)自動(dòng)駕駛，一定是需要聯(lián)網(wǎng)。到了 5 級(jí)自動(dòng)駕駛的階段，汽車的大腦決策能力是不夠的，怎么去解決這個(gè)問題？就必須得提升汽車的感知能力。使汽車借助車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)超視覺和超視野的感知能力，而這種車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是需要基礎(chǔ)設(shè)施配合的，現(xiàn)有的交通基礎(chǔ)設(shè)施也需要針對(duì)智能汽車做適應(yīng)性改變。
 
第四， 自動(dòng)駕駛地圖還不夠完善。目前智能汽車對(duì)自動(dòng)駕駛地圖的重視程度不夠，如果要實(shí)現(xiàn)未來的 5 級(jí)全自動(dòng)駕駛，自動(dòng)駕駛地圖是必須的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。當(dāng)前做低級(jí)別的智能汽車，自動(dòng)駕駛地圖只是一個(gè)選項(xiàng)，不一定非要使用。但如果高級(jí)別自動(dòng)駕駛，自動(dòng)駕駛地圖要解決汽車的行駛?cè)蝿?wù)規(guī)劃、行駛軌跡規(guī)劃和運(yùn)動(dòng)規(guī)劃，從而生成車輛動(dòng)力學(xué)控制的參數(shù)，自動(dòng)駕駛導(dǎo)航將是汽車大腦決策的核心部件，地圖是智能汽車數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的最主要的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。目前國內(nèi)高精度厘米級(jí)自動(dòng)駕駛地圖數(shù)據(jù)并不完善，各家地圖廠商所擁有的主要還是高速及干線公路的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，全國大范圍的高精度地圖數(shù)據(jù)及其實(shí)時(shí)更新系統(tǒng)不是短時(shí)間就能解決的問題。
 
第五， 車輛的信息安全技術(shù)也沒有準(zhǔn)備好 5 級(jí)的全自動(dòng)駕駛。汽車上現(xiàn)有的信息安全防護(hù)還比較弱，實(shí)現(xiàn) 5 級(jí)自動(dòng)駕駛的時(shí)候，信息安全威脅的是交通系統(tǒng)中成百上千人的生命，這種安全要求和重要性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過一般的通信信息安全。面向全自動(dòng)駕駛，需要從車、云到整個(gè)系統(tǒng)層次綜合考慮安全及其防護(hù)措施，這種信息安全不是一個(gè)公司能單獨(dú)解決的問題，它需要國家從系統(tǒng)層面做基礎(chǔ)建設(shè)的投入和管理。這需要一定的時(shí)間來實(shí)現(xiàn)。
 
綜合以上的分析可以看到，智能汽車自動(dòng)駕駛非常美好，全自動(dòng)駕駛未來一定會(huì)實(shí)現(xiàn)，但從實(shí)現(xiàn)的時(shí)間節(jié)點(diǎn)上看，5 級(jí)全自動(dòng)駕駛不是近幾年就能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的事情，在發(fā)展智能汽車的過程中，我們要選對(duì)技術(shù)發(fā)展路線和途徑。
 
目前，汽車相關(guān)的很多關(guān)鍵技術(shù)還無法支持 5 級(jí)全自動(dòng)駕駛。汽車涉及未來自動(dòng)駕駛的各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)需要 5 到 10 年的準(zhǔn)備期進(jìn)行完善，這樣才能使全自動(dòng)駕駛具備實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)平臺(tái)條件，希望我們能在 2025 到 2030 年左右迎來我們中國商業(yè)化的 5 級(jí)全自動(dòng)駕駛汽車，在 2040 年看到規(guī)模化的高級(jí)別自動(dòng)駕駛車輛市場(chǎng)。
 

責(zé)任編輯：王維