罗超 平怀君 曾柯
重庆通拓交通规划设计有限公司 重庆渝北 401147
摘要:随着交通科技日新月异发展,无人驾驶作为智能交通技术的重要组成部分,近年来异军突起,不断实现技术和应用的突破,在不久的将来逐步改变传统出行方式。本文对无人驾驶前世今生及发展历程进行了概述,并分析了对传统交通习惯和设施带来的积极影响,以期共享交通行业新技术大变革带来的时代红利。
关键词:智能交通;无人驾驶;交通变革
引言:无人驾驶是让汽车拥有环境感知、路径规划并自主实现载体控制的技术,也就是用电子技术控制载体进行的仿人驾驶或是自动驾驶,即自动化程度较高的自动驾驶(一般指自动化程度L4及以上)。无人驾驶技术包含车辆定位技术、车辆控制技术、车辆稳定系统、自动泊车系统、雷达系统、车道保持系统、预防碰撞系统等。
1它的前世今生
1.1发展历程
1920-1929年【起源】:人为通过无线电信号控制车的运动,属于“遥控驾驶”。
1930-1949年【畅想】:设计师构想汽车采用无线电控制,使用电力驱动,由嵌在道路中的电磁场提供能量来源。
1950-1969年【自动高速公路】:汽车由铺设在地板里的电线进行导航和控制。
1970-1979年【新希望的出现】:用摄像头来检测导航信息的自动驾驶汽车产生,并通过模拟计算机技术进行信号处理,但需要高架轨道的辅助。
1980-1989年【激励中进步】:使用神经网络来引导控制自动驾驶汽车。同期中国研发了自主行驶的测试样车—ATB-1无人车,我国无人驾驶行业正式起步并进入探索期。
1990-1999年【探索中前进】:在车上加装多台便携式计算设备、摄像头、GPS设备,来增强车辆的自动驾驶能力,由于油门和刹车还是人为控制,属于“半自动驾驶”。
2000-2009年【加速发展期】:自动驾驶汽车开始搭载视频系统、雷达和激光自动导航等技术。
2010年-至今【不断突破继续向前】:2014年谷歌发布完全自主设计的无人驾驶;2017年百度发布基于Apollo技术的自动驾驶汽车;2020年滴滴出行提供无人驾驶网约车试乘服务。
1.2国内外无人驾驶各阶段应用
我国于1992年国防科技大学研制出第一辆真正意义上的无人驾驶汽车,随后不断研制出无人驾驶汽车产品,包括无人驾驶出租车、无人驾驶公交车等。
图1 国内无人驾驶汽车发展历程
国外于1984年美国研发自主地面车辆(ALV),随着科技发展,无人驾驶技术不断升级改造,09年后谷歌、奥迪、福特等公司,相继进入无人驾驶研究行列。
1.3经历阶段
无人驾驶发展阶段包含驾驶辅助、半自动驾驶、高度自动驾驶以及完全自动驾驶四个阶段,目前发展到高度自动驾驶阶段。
驾驶辅助:驾驶辅助能为驾驶员在驾驶时提供必要的信息采集,在关键时候,给予清晰、精确的警告,相关功能有:车道偏离警告(LDW)、正面碰撞警告(FCW)、盲点报警系统(BSM)和自动泊车辅助(PLA)等。
半自动驾驶:驾驶员在得到警告后,若仍未采取相应措施,半自动系统就会介入,让汽车自动做出相应反应(当然驾驶员可根据需要进行自主取舍)。半自动驾驶功能有紧急自动刹车(AEB)、自适应巡航系统(ACC)、车道保持系统(LKA)和自动泊车(PA)等。
高度自动驾驶:该系统能在驾驶员的监控下,让汽车通过识别路上的各种信息,临时或长时间处于自动控制下形式。
完全自动驾驶:当汽车、手机、道路、小区、商店、加油站、停车场等与人类活动相关的一切都实现了大数据信息网联化时,汽车能根据人的意图或指令,完全实现自动驾驶、自动找车泊车、自动侯车载人自动开启车内设备等。
2巨头们在无人驾驶汽车的阶段成果
谷歌2016年宣布「Waymo」成立,其代表的意思是:「A new way forward in mobility」,2019年12月Waymo的车队已经开始提供商业化的接送服务,waymo团队自我定位最终应用的四个领域:叫车服务;无人驾驶卡车物流;将无人驾驶技术授权给汽车厂商开发私家车;最后一公里服务,即运送乘客去公共交通站
百度无人驾驶汽车项目于2013年起步,核心技术是“百度汽车大脑”,包括高精度地图、定位、感知、智能决策与控制四大模。2017年发布一系列AI产品,尤其是Apollo自动驾驶平台。
滴滴2020年6月在上海试行的“无人驾驶网约车”服务中,滴滴App中18-70岁的用户,均可注册无人驾驶服务。审核通过后,就可以在上海嘉定区自动驾驶测试路段范围内呼叫滴滴无人驾驶出租车,体验一次滴滴自动驾驶免费试乘。
3它带来的交通变革
(1)更高效的车行空间
无人驾驶的车辆行驶行为比人类驾驶更为精确,道路宽度的容错余量将不再必要;无人驾驶不存在驾驶员分心的情况,道路中间隔离带将不再必要;无人驾驶车辆体积更小,反应速度更快,不需要和其他车辆保持很大车距,将提高每个车道的通行能力。
(2)被取代的交通设施
在无人驾驶普及的未来世界,车辆对车辆(V2V)和车辆对基础设施(V2I)技术将负责向车辆传达交通流和基础设施的实时信息,用于向人类驾驶员传递信息的传统信号灯和交通标志将不再需要,甚至车道分割线也将不再需要。
(3)更和谐的人车关系
好的方面:大量既有机动车道路空间和停车场空间将被释放,于是城市可以选择增加自行车道、加宽人行步道等对骑行者和行人友好的设计。
待优化的方面:物理信号灯和道路标志的消失,将使骑行者和行人穿越马路变得不安全,因此,未来需要一种适应这种无人驾驶与骑行者和行人关系的新的交通设计方案。
(4)更多更灵活的落客点
无人驾驶车辆可以在乘客到达目的地后自行离开,乘客出行将不再需要考虑停车问题,然而城市将需要在路边提供大量的落客点。落客点的设计将成为城市交通设计的一个重要课题。
(5)更小的停车场
无人驾驶车辆在乘客到达目的地后自行离开前往停车场,城市化地区将不再需要建设大规模停车场。停车间距可以更小,灯光、电梯等设计也不再必要,停车场空间利用效率大大提高。当无人驾驶作为共享汽车的比例提高时,对停车场的整体需求将大大减小。
结语:无人驾驶将对传统交通带来变革性影响,交通设施更加智能化,交通运行更加有序、安全、高效。同时,该领域在国内还处于起步阶段,在技术层面和法律层面存在很多待解决的难题,比如:(1)如何对其他车辆和行人等的行为进行稳定的预测?(2)如何保证在没有GPS等外部信号的情况下进行自我定位?(3)如何保证自动驾驶的高清地图实时更新?(4)当无人驾驶出现车祸的时候,是车主负责还是造车厂负责?
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