说起自动驾驶(Autopilot),大家总是最先想到飞机。但众多豪华汽车品牌已经开始酝酿如何像空中飞行一样,让驾驶汽车成为没有疲劳的享受,并最终实现酝酿已久的“懒人计划”。
现代民航客机自动驾驶控制面板
把自动驾驶搬入汽车驾驶舱到底有多难?首先要从天上说起,由于飞行空间的特殊性,飞机的航线环境相对净空,所以飞机有条件优先实现自动驾驶。1912年,美国Sperry公司为飞机装上自动驾驶装置。不过,随着汽车智能化大潮的袭来,飞机玩了一个世纪的自动驾驶也开始大规模从天而降!
与飞机自动驾驶不同的是,汽车的自动驾驶需求虽然简单,但行驶环境的复杂性却远远高于飞机。尤其是路面交通的特性,使得汽车实现自动驾驶需要面对更多考验。远不像飞机通过GSP+惯性导航、航线规划、飞行计算机、飞控系统来实现。汽车行驶路线相对灵活多变,面对的实际环境更为复杂。
飞机可以通过自动应答机主动发射方位信号,以及电子航线地图显示,规避飞行当中的障碍物。汽车自动驾驶需要考虑到路面障碍物的干扰,对自动驾驶传感器要求更多,需要满足快速、短距离、跨气候的使用条件。
不过随着博世、大陆等一批自动驾驶传感器供应商的对L2乃至L3驾驶的不断商业化研发。美国机动车工程师学会SAE,将自动驾驶的标准分为5级。越来越多的豪华品牌都已经可以实现L2级自动驾驶。
L2级自动驾驶也分为基础版本和高阶版本
基础版本的L2自动驾驶,被定义为通过微波雷达以及光学成像系统,主动控制车辆纵向(车距)和横向(车道)的行驶。
包括可在法定限速0-120Km/h时速内,实现自动限距加速与减速,以及缓行路况下的自动走停(ACC全速域自适应巡航),即所谓的排队跟车功能,驾驶者双脚完全离开加速和制动踏板,同时双手可较长时间离开方向盘(LKA持续主动车道保持),依靠双眼监控车辆的大部分行驶。
高阶版本L2自动驾驶拥有众多扩展功能,个别车型甚至可在较大弯道半径内,实现主动转向功能。一些车型的传感器和软件算法,还具备人工开启转向拨杆,自动超车的功能,并可以实现一键多种车位自动泊车。
虽然自动驾驶分为5级,但千万不要小瞧最关键的L2,可以说L2级是自动驾驶的一个分水岭。 L2级自动驾驶,是介于系统传感器成本以及自动驾驶体验的一种平衡。
L2已经成为豪华品牌主流自动驾驶标准
沃尔沃Pilot Assist、奔驰Drive Pilot、宝马增强型驾驶辅助系统、凯迪拉克Super Cruise都是典型的L2自动驾驶代表技术。奥迪Traffic Jam Pilot则是率先在量产车实现L3级自动驾驶的车型,不过这套系统还需要待法律日臻开放才有使用价值,搭载L3级系统的奥迪A8实现了特殊场景下的自动驾驶以及对交通环境的感知,在拥堵缓行路况下,可完全自动驾驶,奥迪还承诺正常使用这套系统发生的交通事故,将由奥迪承担。
通用Super Cruise:完成两千公里双手离开方向盘的自动巡航
搭载Super Cruise技术的凯迪拉克CT6车队,从田纳西州的孟菲斯出发,到达新墨西哥州圣塔菲,总行程大约2000公里。
通用Super Cruise超级巡航使用两种先进的技术系统,包括驾驶员注意力监测以及激光雷达(LiDAR)测绘的高精度地图,以确保车辆的安全和便利。同时,这两项技术与车辆上的摄像头与雷达传感器形成强大互补。
注意力监测系统,可监测驾驶员视线的位置,这对于很多L2级自动驾驶来说,是一个值得加入的配置。它可有效规避由于人的疏忽和过于依赖自动驾驶,而造成的潜在驾驶安全风险。
除了利用摄像头、传感器与GPS收集实时数据之外,超级巡航智能驾驶系统还率先引入高精度地图数据。这在目前所有的量产车自动驾驶技术当中的首次!
对于大多数驾驶辅助系统而言,通过车载摄像头、雷达传感器与GPS所收集到的数据至关重要。这些实时数据可辅助车辆完成转向、制动与加速控制。
激光雷达采集的高速公路图像数据
超级巡航采用了正为未来自动驾驶车辆研发的先进激光技术——激光雷达扫描地图,进一步强化了此类功能。结合摄像头和GPS传感器所收集到的实时数据,高精度地图数据系统可以保证超级巡航只在合适的道路条件下启动。多种数据的结合还可以提高在曲折道路和山路上对车辆的操控。
通用Super Cruise表现出一线大厂对于自动驾驶安全性的考量,不在于过渡展示自动驾驶技术,不盲目制造让消费者完全信赖自动驾驶的信心。
激光雷达数据采集车
从量产开始就试图将错误使用自动驾驶造成的风险降低到最低,通过注意力系统防止在需要驾驶员接管的时候,他处于注意力分散状态。通过激光测绘的地图数据,确保自动巡航在恰当且安全的环境下使用。通用通过地图数据采集车,已经进行了21万公里的高速公路地图数据采集。不过遗憾的是,这套系统目前仅在美国本土与加拿大投放,还与中国消费者无缘。
沃尔沃Pilot Assist:国内用户触手可及的自动驾驶辅助系统
沃尔沃作为注重安全研发的品牌,同样在自动驾驶领域是以积极的角色出现。在沃尔沃官方网页,都能轻松找到关于Pilot Assist配置的介绍。在全系车型当中,都可以看到Pilot Assist辅助驾驶功能。这项功能可以通过摄像机以及微波雷达系统,实现L2级自动驾驶,在时速高于130Km/h时,依然能控制车辆保持在中线行驶,并具备主动转向以及缓行走停功能。
奔驰Drive Pilot:以选装的形式低调出现
在奔驰S级以及国产E级轿车的产品介绍页面,可以看到关于Drive Pilot自动驾驶辅助功能的介绍。这套系统具备主动式车道变更以及转向功能。还包括紧急制动,以及缓行状态下的走停功能。是一套比较高阶的L2级自动驾驶辅助系统,但这套系统在奔驰是以选装菜单出现,并且不是所有车系的全部级别都能选装,具有一定的车型级别限制。
Drive Pilot通过12颗超声波雷达、前置远距雷达以及后置中距雷达,前置双目摄像头,实现了L2级自动驾驶。
宝马:增强型驾驶辅助功能,转向及车道跟踪协助
宝马7系,包括X3、X4以及全新X5车型,都可选装“增强型驾驶辅助功能,转向及车道跟踪协助”自动驾驶辅助系统。这套系统通过自动走停功能和转向及车道跟踪协助,增强型驾驶辅助功能配置可以提供部分自主驾驶。
这套主动巡航控制系统激活后,将接管方向盘,并协助驾驶者在0-210公里/小时之间,自动保持车型在车道中间。车流缓慢和交通堵塞时,通过自动制动和加速保持车辆与前车之间的距离。
这套系统采用多区域监视雷达系统和立体摄像机。系统本身可适时通过道路边缘标记和前方车辆进行定位。可自动保持与前方车辆的距离,并调节汽车的速度直至停下,还包括主动的转向辅助。
小结:可以看到L2级自动驾驶辅助系统,基本工作原理大同小异。都是基于布置在车身四周的超声波雷达、中远距毫米波雷达、光学摄像机、软件和硬件控制,实现对车辆行驶途中车道保持、加速减速以及转向控制,并且在低速状态下实现缓行走停。L2级自动驾驶辅助,允许驾驶者双手短时间离开方向盘后再次握住,以提醒车辆驾驶员状态。而通用Super Cruise通过加装位于方向盘的监测系统,实现了双手可较长时间离开方向盘的操作。
不可否认L2级自动驾驶辅助,率先实现了我们对用眼睛开车的畅想,但细心看还会发现大部分豪华品牌汽车制造商,在其官方页面都没有像新兴造车势力一样,大肆宣扬L2级自动驾驶辅助的功能,表现出对此项技术的冷静的和理性。它们的说明书,都会看到一段关于对自动驾驶功能的免责声明:驾驶员依然对道路行驶负有最终责任,此系统激活有一定工作条件。
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