汽车自动驾驶专题报告
1、自动驾驶三大系统:感知、决策、执行
驾驶技术的发展是将人类驾车替换为机器驾车的过程,因此可以拿人类驾车作类比,自动驾驶技术分为感知决策和执行三大核心环节。
玛莎拉蒂女撞人
感知指对于环境的场景理解能力。例如障碍物的类型、道路标志及标线、行车车辆的检测、交通信息等数据的分类。目前存在两种主流技术路线,一种是以特斯拉为代表的以摄像头为主导的纯视觉方案;另外一种是以谷歌、百度为代表的多传感器融合方案。根据融合阶段不同分为前融合和后融合。前融合指的是把所有传感器的数据作为整体进行识别,后融合指的是将不同传感器识别后的结果进行整合。
决策是依据驾驶场景、驾驶需求进行任务决策,规划出车辆的路径和对应的车身控制信号。分为任务决策、轨迹规划、跟踪控制和执行控制四个阶段。在决策的过程中需要综合考虑安全性、舒适性和到达速度。
执行指的是将控制信号发送给执行器,执行器执行的过程。执行器有转向、油门、刹车、灯
光档位等。由于电动汽车执行器执行较线性,便于控制,因此比燃油车更适合作为自动驾驶汽车使用。为了实现更精确的执行能力,线控转向、线控刹车、线控油门等技术不断发展。
进口现代圣达菲2、自动驾驶分级
2.1L1-L2为驾驶辅助,L3-L5为自动驾驶
国家标准GB/40429-2021和SAEJ3016明确定义了汽车自动驾驶分级,将驾驶自动化分为0级至5级。其中定义等级的原则是1)自动化驾驶系统能够执行动态驾驶任务的程度。2)驾驶员的角分配。3)有无允许规范限制。国标规定L1和L2级自动化系统命名为“驾驶辅助系统”、L3-L5命名为“自动驾驶系统”。
具体来看:
L0驾驶自动化—应急辅助(EmergencyAssistance):该级别的辅助驾驶系统,可以感知环境、并提供信息或者短暂介入车辆运动控制,但是不能持续执行车辆控制。
汽车发动机工作原理
L1驾驶自动化—部分驾驶辅助(Partialdriverassistance):该级别的辅助驾驶系统可以持续提供横向或纵向运动控制。但驾驶员仍要对道路状况和车辆驾驶情况保持监管。
L2驾驶自动化—组合驾驶辅助(CombinedDriverAssistance):该级别的辅助驾驶系统可以持续提供横向和纵向运动控制。在该级别驾驶系统运行过程中,驾驶员和自动驾驶系统沟通执行全部驾驶任务,允许用户短暂地将双手脱离方向盘,也叫Handsoff。
L3驾驶自动化—有条件自动驾驶(Conditionallyautomateddriving):该系统在设计条件下持续执行全部驾驶任务。在正常运行过程中,车辆控制、目标探测与事件响应由自动驾驶系统负责;若出现即将不满足运行范围时请求驾驶员接管。在运行过程中,允许用户短暂地将视线移到驾驶之外,也叫Eyesoff。
L4驾驶自动化—高度自动驾驶(HighlyAutomatedDriving):该系统可以持续地执行全部动态驾驶任务并自动执行最小风险策略。当系统脱离运行范围时向驾驶员发出介入请求,驾驶员可不响应请求。驾驶过程中用户注意力可以完全不在驾驶中,被称为Mindoff。
L5驾驶自动化—完全自动驾驶(FullyAutomatedDriving):该系统可在任何可行驶条件下持续地执行全部动态驾驶任务并执行最小化风险策略。
低阶辅助驾驶和高阶自动驾驶的本质区别是出现事故之后的责任划分。根据SAE的定义我们可以发现出现事故以后L2责任在于乘客,L3责任在于车辆。由于目前国内自动驾驶的立法尚未健全,整车厂对于自动驾驶的宣传只能停留在L2.5或者L2+。2021年日本政府率先完善法规,为全球第一款法律意义上的L3级别自动驾驶汽车本田LegendHybridEX的诞生铺平道路。
2.2展望未来:不同级别的自动驾驶将长期共存,L5未来仍有很长的路要走
未来L3以下的车辆和L3及以上的车辆可能会长期共存。从技术上来看L3的实现需要依赖大算力芯片、硬件层面的冗余系统、海量用户数据。这些都为自动驾驶系统增添了相当大的成本。在合作方面来看车企采用两种研发思路对待这两种自动驾驶技术。对于低阶辅助驾驶系统,车企产采用传统研发思路与国际Tier1合作,追求成本和安全。对于高阶自动驾驶系统,车企普遍采用自研的方案。硬件层面采用高算力芯片和冗余的传感器配置;软件层面成立软件开发团队,自研核心的感知与决策软件,追求车企之间的差异化。
自动驾驶等级上升的过程是可靠性持续上升,直到量变引发质变的过程。L5级别的自动驾驶系统规定无设计运行范围限制,车内人员也无需执行动态驾驶任务或接管,这也注定了L
5级别的自动驾驶将面临较大挑战。
3、自动驾驶承载了我们对于劳动力解放的美好愿望
驾驶是一件危险的事。中国2020年有6.2万人死于交通事故,平均每8分钟就有1人死于车祸。根据密歇根大学交通研究所的最新报告显示,2014年交通事故死亡率最高的地区为非洲与拉丁美洲,其中纳米比亚交通事故死亡率居全球之首,每10万人中有45人死亡。著名旅游目的地泰国,排在第二,交通死亡率为中国的两倍。
从交通事故死亡占总死亡人数比例来看,许多中东国家领先。阿联酋以15.9%,位居首位。而中国的数值为3%,高于全球平均水平的2.1%,美国的数据为1.8%。
驾驶是一件浪费时间的事。消费者每年都会消费大量的时间在路上,2017年美国人均驾驶时长超过700亿个小时,平均每个美国人每天驾驶时长超过52分钟。与这个数据相对的是一辆车每天只有不到5%的时间是被使用的,其他95%的时间都停在停车位上。这样的背景下自动驾驶需求应运而生。
柴油车与汽油车3.1人类对自动驾驶的追求未停息
自动驾驶发展里程碑:
1970年代开始,人们就开始尝试对自动驾驶的研究。在2010年以后,随着人工智能、计算机科学和电动汽车的发展,自动驾驶开始进入黄金期。
【1920s-1970s】汽车自动化的实验自1920年代即已开始,但要到1950年代才出现可行的实验,并取得部分成果。
camry第一辆半自动汽车于1977年由日本筑波机械工程实验室开发,车辆行驶在特别标记的街道上,通过车身两个摄像头和一台模拟计算机来解读标记。在高架轨道的支持下,车辆达到了每小时30公里(19英里/小时)的速度。
1980s–2000s】具有里程碑意义的自动驾驶汽车出现在1980年代。
1985年,卡内基梅隆大学的ALV项目已经在两车道道路上展示了每小时31公里(19英里/小时)的自动驾驶速度,并在1986年增加了避障功能,并在1987年实现在白天和夜间条件下的越野驾驶。
bmwm1