《電子技術(shù)應(yīng)用》
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2035年全球無人駕駛汽車將破2100萬

2016-06-29

  除了統(tǒng)治世界,無人駕駛大概可以和歷史上人類所有野心匹敵。萬億美金的全球汽車市場也只是無人駕駛的第一個目標(biāo),反向控制用戶以汽車為中心的一系列生活和工作才是無人駕駛汽車的長遠(yuǎn)目標(biāo)。

  無人駕駛的偉大之處在于改變的遠(yuǎn)不止汽車制造業(yè)和出租車服務(wù)業(yè),而是創(chuàng)造了以無人汽車為中心的新經(jīng)濟和前所未有的生活模式與社會觀念。在無限前景召喚下,世界級IT和 汽車業(yè)巨頭幾乎抱團涌入無人駕駛市場。Google和百度在無人駕駛各自耕耘多年,蘋果造車的傳言隨時可能躍上頭條,馬斯克(Musk)當(dāng)然不會錯過讓特斯拉造出超級無人駕駛車的機會,寶馬、奔馳、大眾、奧迪、沃爾沃、本田、比亞迪、長安汽車等中外品牌也紛紛投入其中。

  無人駕駛已成為未來最值得期待的汽車技術(shù)之一,并將成為惠及汽車產(chǎn)業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)、智能硬件產(chǎn)業(yè)等多個領(lǐng)域的全新的產(chǎn)業(yè)機遇。

  目前無人駕駛產(chǎn)業(yè)發(fā)展已超出市場預(yù)期,美國分析機構(gòu)HIS的報告指出,到2035年全球無人駕駛汽車銷量將達(dá)2100萬輛,大幅高于兩年前的預(yù)估值。中國將成為最大的無人駕駛汽車市場。報告預(yù)測到2035年中國將擁有超過570萬輛無人駕駛汽車。

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  從美國的專利顧問公司 Lexinnova 的報告看出,無人駕駛汽車發(fā)展所需基本技術(shù)有9 項:

  1、車對車通訊(V2VCommunication)

  V2V(Vehicle to Vehicle)通訊是指車輛對車輛通訊技術(shù),其主要工作原理是在車輛內(nèi)安裝V2V通訊設(shè)備,目前的設(shè)備包括兩個專用短程通訊傳輸器 (Dedicated short-range communications,DSRC)跟一個衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng) (Global Position System,GPS)接受器,其運作方式是以車輛內(nèi)部GPS定位系統(tǒng)為基礎(chǔ),搭配DSRC的無線通訊設(shè)備接受與發(fā)送車輛資訊,包括車輛尺寸、位置、速度、方向、加速度、偏航率、煞車狀態(tài)、轉(zhuǎn)向角度、雨刷狀態(tài)與轉(zhuǎn)向燈號等,使各車輛獲得即時交通資訊,另外車輛還可透過節(jié)點網(wǎng)絡(luò),知道范圍更廣的交通狀況。

  此外,V2V還必須包含一個人機介面,能在緊急狀況時以聲音、畫面或觸覺(緊縮安全帶或震動座椅)方式警告駕駛?cè)恕?/p>

  2、巡航控制(Cruise Control)

  汽車巡航控制系統(tǒng)(CRUISE CONTROL SYSTEM,縮寫為CCS),它是現(xiàn)代汽車的一種舒適裝備。其特點又稱為“恒速控制系統(tǒng)”、“車速控制系統(tǒng)”或“巡航控制系統(tǒng)”。巡航控制系統(tǒng)的設(shè)置使駕駛員可以將車速設(shè)定在一個固定的速度上,車輛準(zhǔn)確地按照所設(shè)定的速度行駛。駕駛員可以不必踩加速踏板,從而大大減輕長途駕車的疲勞,同時勻速行駛也可以減少燃油的消耗。在汽車巡航控制系統(tǒng)中,電子裝置可根據(jù)行駛阻力的變化,自動調(diào)節(jié)發(fā)動機節(jié)氣門開度,使行駛車速保持恒定。

  巡航控制系統(tǒng)主要是由指令開關(guān)、傳感器、巡航控制系統(tǒng)ECU和節(jié)氣門執(zhí)行器四部分組成。

  3、自動剎車(Automatic Brakes)

  自動剎車系統(tǒng)不同廠家有不同叫法。著名的沃爾沃City Safety系統(tǒng),其原理主要是通過攝像頭、激光雷達(dá)或者微波雷達(dá)來感知車輛前方物體。當(dāng)系統(tǒng)判斷出前方有追尾的危險時,首先會發(fā)出警告音提醒駕駛者減速。當(dāng)駕駛者仍然不減速時,系統(tǒng)判斷如不減速追尾將不可避免時,系統(tǒng)將自動地全力制動。這套系統(tǒng)的統(tǒng)一稱呼為Autonomous Emergency Braking System(AEBS),即自動緊急制動系統(tǒng)。

  這項技術(shù)并不是什么最新的高科技,早在2003年豐田的HARRIER(雷克薩斯RX同款)就搭載了類似的防碰撞報警系統(tǒng)(但不能自動剎車)。同年本田inspire(即雅閣)第一次搭載了可以實現(xiàn)自動剎車的CMBS (Collision Mitigation Brake System)系統(tǒng)。

  4、車道維持(Lane Keeping)

  LK(Lane Keeping),也就是車道保持輔助系統(tǒng),在駕駛員注意力不集中或疲勞駕駛出現(xiàn)車輛偏轉(zhuǎn)時,系統(tǒng)進(jìn)行主動修正、轉(zhuǎn)向干預(yù),當(dāng)檢測到駕駛員操作轉(zhuǎn)向信號燈時,系統(tǒng)進(jìn)入被動模式(關(guān)閉模式)。

  它的工作原理是通過集成在內(nèi)后視鏡上的高分辨攝像頭,實時監(jiān)測車道變化,智能識別車輛行駛過程中與所在車道的橫向位移狀態(tài),如果司機在不打燈的情況下壓到任何一側(cè)的行車線,方向盤會自動施加反作用力并且震動提醒以保證車輛安全。

  5、雷達(dá)(Radar)

  汽車安全系統(tǒng)是今后幾年內(nèi)需求增長最強勁的領(lǐng)域。汽車?yán)走_(dá)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是汽車安全系統(tǒng)領(lǐng)域最具革命性的變化,具有重大的產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景。通過將各種雷達(dá)傳感器集成在一起構(gòu)成一個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),這種系統(tǒng)綜合了各種傳感器的優(yōu)勢,由此構(gòu)成新的、高精度的傳感器網(wǎng)絡(luò)能夠極大地改善汽車?yán)走_(dá)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的性能,使之具有防撞報警和市內(nèi)規(guī)避碰撞等安全功能。

  按雷達(dá)的測量介質(zhì)不同,可將車用雷達(dá)分為超聲波雷達(dá)、紅外線雷達(dá)、激光雷達(dá)及微波雷達(dá)。由于超聲波雷達(dá)、紅外線雷達(dá)的探測距離相對較短,目前主要應(yīng)用在車輛倒車控制系統(tǒng)中。而激光雷達(dá)和微波雷達(dá)具有測距遠(yuǎn)、精度高等優(yōu)點,被廣泛應(yīng)用于汽車主動安全系統(tǒng)上。

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  6、循跡或穩(wěn)定控制(Traction or Stability Control)

  循跡控制也就是一般所說的TCS的系統(tǒng),它是偵測萬一車輪打滑時會降低動力輸出或自動進(jìn)行煞車,使車輛不會造成打滑的危險,而穩(wěn)定控制也就是ESP,萬一車輛有轉(zhuǎn)向過度或不足時也是跟TCS會有同樣的功能出現(xiàn),其實ESP也可說是TCS的進(jìn)階功能。

  電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)(Electronic Stability Control ,縮寫:ESC),亦稱車身動態(tài)穩(wěn)定系統(tǒng)。能提升車輛的安全性和操控性。ESC電子系統(tǒng)針對行駛中車輛進(jìn)行監(jiān)控與偵測,判斷車輛行駛時的動態(tài),并于轉(zhuǎn)向過度或轉(zhuǎn)向不足等失控狀態(tài)時,介入控制指定單輪轉(zhuǎn)速,達(dá)到穩(wěn)定行車路線的效果,以避免發(fā)生失控。

  7、視頻攝影機

  攝像頭可幫助實現(xiàn)可視化輔助泊車、緊急剎車等功能。根據(jù)三星手機攝像頭供應(yīng)商估計,未來攝像頭取代傳統(tǒng)的側(cè)視鏡,每輛汽車的車載攝像頭的數(shù)量有望上升至12個。

  8、位置估計器(Position Estimator)

  9、全球定位系統(tǒng)(Global PositioningSystem,GPS)

  無疑GPS技術(shù)可以為無人駕駛提供定位服務(wù),指導(dǎo)汽車的行駛,但是在民用領(lǐng)域的精度和進(jìn)隧道之后的導(dǎo)航怎么實現(xiàn),就需要業(yè)者進(jìn)一步跟進(jìn)。

  上述技術(shù)中,前五項技術(shù)的專利申請數(shù)量相對較多,是最重要的技術(shù)。

  毫無疑問,無人駕駛對很多技術(shù)有非常多的挑戰(zhàn),其中包括了最基本的傳感器和算法等。

  技術(shù)可以改變世界,但技術(shù)并不能保證世界會因此變得更好。無人駕駛是多領(lǐng)域技術(shù)進(jìn)步基礎(chǔ)上的突破性組合,具有改變社會現(xiàn)狀的可能。無人駕駛技術(shù)是一個系統(tǒng)性而不是孤立的問題。技術(shù)發(fā)展本身是沒有善惡與方向的,法律同步進(jìn)化才能保證技術(shù)發(fā)展在符合人類根本利益的軌道中進(jìn)行,保證技術(shù)進(jìn)步成為一種正能量。在技術(shù)的突破式進(jìn)步面前如果由法律、道德和觀念組成的社會制度和文化體系沒有跟上,結(jié)果必然會造成無序。

  結(jié)語:無人駕駛有著人類不可思議的野心,但技術(shù)本身并不能獨自帶來繁榮。若技術(shù)文明奔跑的太快,那么法律為代表的社會文明也必須加速趕上。無人駕駛,我們正翹首期盼。


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