無人駕駛汽車的發(fā)展現(xiàn)狀與展望

1、無人駕駛汽車的發(fā)展現(xiàn)狀與展望課程名稱：無人駕駛車輛設(shè)計(jì)理論學(xué)生姓名：張?jiān)臁⒅荜?、王銘軒、張妍、王浩淼、于?機(jī)械與車輛學(xué)院0引言近年來，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅速發(fā)展給汽車工業(yè)帶來了革命性變化的機(jī)會(huì)。與此同時(shí)，汽車智能化技術(shù)正逐步得到廣泛應(yīng)用，這項(xiàng)技術(shù)使汽車的操作更簡(jiǎn)單，行駛安全性也更好，而其中最典型也是最熱門的未來應(yīng)用就是無人駕駛汽車。也許這一趨勢(shì)能使無人汽車比新能源汽車更早走入大眾的生活。無人駕駛車輛從廣義上可以分為地面、空中、水上和水下等多種形式，但現(xiàn)階段一般特指所有地面無人駕駛載體，它包括軍用平臺(tái)和民用平臺(tái)，地面無人駕駛車輛起源于軍事需求，無人駕駛車輛在軍事應(yīng)用領(lǐng)域的迅猛發(fā)展，極大地促進(jìn)了世界

2、各國(guó)研發(fā)無人駕駛車輛的熱情。無人駕駛車輛具有異常廣闊的應(yīng)用前景。通過車輛與車輛(V2V)以及車輛與基礎(chǔ)設(shè)施（V2I）的通信，可以實(shí)現(xiàn)無人駕駛車輛與其他車輛、基礎(chǔ)設(shè)施以及人類之間的交互。憑借這種優(yōu)勢(shì)，多個(gè)無人駕駛車輛之間可以完成編隊(duì)，通過交叉口、多任務(wù)分配等多種方式的協(xié)作，從而形成一種全新的智能交通方式。同時(shí)在一些工作環(huán)境惡劣、勞動(dòng)強(qiáng)度較大的領(lǐng)域，如礦區(qū)環(huán)境，無人駕駛車輛也已嶄露頭角；另外，無人駕駛車輛還可以應(yīng)用在軍事領(lǐng)域，節(jié)省人力，提高作戰(zhàn)效率，減少人員傷亡。汽車的智能化發(fā)展是逐步推進(jìn)的，2014年美國(guó)汽車工程師學(xué)會(huì)（SAE）將汽車自動(dòng)化等級(jí)定義為以下六個(gè)層次：L0無自動(dòng)駕駛（Level 0

3、Driver Only）：完全由駕駛員控制汽車的速度和方向，沒有輔助系統(tǒng)的干預(yù)。L1輔助駕駛（Level 1 Assisted）：駕駛員持續(xù)控制著汽車的縱向或橫向的駕駛?cè)蝿?wù)，另一方向的駕駛?cè)蝿?wù)由輔助駕駛系統(tǒng)控制，如輔助泊車系統(tǒng)。L2部分自動(dòng)駕駛（Level 2 Partial Automation）:駕駛員必須持續(xù)監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)及駕駛環(huán)境。在一定的條件下，自動(dòng)駕駛系統(tǒng)控制汽車的縱向和橫向動(dòng)態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)，如交通擁堵輔助系統(tǒng)。L3有條件自動(dòng)駕駛（Level 3 Condition Automation）：駕駛員不需要持續(xù)監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)和駕駛環(huán)境，但是駕駛員必須時(shí)刻處于一個(gè)可以隨時(shí)恢復(fù)對(duì)汽車控制的

4、位置。自動(dòng)駕駛系統(tǒng)在一定的條件下可以控制汽車的縱向和橫向駕駛?cè)蝿?wù)，但是自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的性能有限，要保證駕駛員有足夠的反應(yīng)時(shí)間恢復(fù)對(duì)汽車的控制，如高速公路自適應(yīng)巡航控制（ACC）系統(tǒng)。L4高度自動(dòng)駕駛（Level 4 High Automation）:在一定使用條件下，汽車駕駛不需要駕駛員存在，自動(dòng)駕駛系統(tǒng)控制著汽車的縱向和橫向駕駛?cè)蝿?wù)，如城區(qū)下的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)。L5完全自動(dòng)駕駛（Level 5 Full Automation）：在所有工況行駛過程中，自動(dòng)駕駛系統(tǒng)控制著汽車的縱向和橫向駕駛?cè)蝿?wù)，不需要駕駛員存在。如今，越來越多的企業(yè)開始涉足這塊領(lǐng)域，將尖端的 IT 技術(shù)運(yùn)用到汽車領(lǐng)域中，希望為消費(fèi)者

5、駕車出行帶來更多美好體驗(yàn)。麥肯錫預(yù)測(cè)，到 2025 年無人駕駛汽車可以產(chǎn)生 2 000 億 1.9 萬(wàn)億美元的產(chǎn)值; 市場(chǎng)研究公司 IHS 預(yù)測(cè)， 2035 年L5級(jí)完全無人駕駛車每年銷量可達(dá)480 萬(wàn)輛。對(duì)任何一個(gè)行業(yè)而言，這都具有足夠的市場(chǎng)誘惑。1無人駕駛汽車發(fā)展現(xiàn)狀 無人駕駛技術(shù)的發(fā)展，離不開需求和技術(shù)這兩個(gè)關(guān)鍵因素。隨著市場(chǎng)對(duì)汽車安全化和智能化的要求越來越高，越來越多的科研機(jī)構(gòu)、車企、互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、創(chuàng)業(yè)公司等加入了這個(gè)領(lǐng)域，他們走在無人駕駛技術(shù)發(fā)展前沿，使得近年來無人車輛智能化和網(wǎng)聯(lián)化技術(shù)取得巨大進(jìn)步，真正的實(shí)現(xiàn)無人駕駛指日可待。1.1國(guó)外無人駕駛汽車發(fā)展現(xiàn)狀 國(guó)外著名汽車企業(yè)及IT 行

6、業(yè)巨頭谷歌都競(jìng)相著手研發(fā)無人駕駛汽車技術(shù)，研發(fā)進(jìn)程十分迅速，不少研發(fā)車型已接近量產(chǎn)。在美國(guó)及歐洲，允許正在開發(fā)的自動(dòng)駕駛車上路行駛正成為一種普遍現(xiàn)象。美國(guó)內(nèi)華達(dá)、加利福尼亞、佛羅里達(dá)及密歇根州為谷歌、奧迪等正在開發(fā)的無人駕駛車發(fā)放了公路試驗(yàn)牌照。歐洲方面，德國(guó)向?qū)汃R發(fā)放了許可證，西班牙也允許無人駕駛汽車上路行駛。 GooleX實(shí)驗(yàn)室在2007年就開始了無人駕駛汽車研究的各項(xiàng)籌備工作，并在2009年利用豐田車身進(jìn)行了無人駕駛汽車的初步研發(fā)工作。2012年月，美國(guó)內(nèi)華達(dá)州機(jī)動(dòng)車輛管理部門（DMV）為 Google無人駕駛汽車頒發(fā)了首例駕駛許可證，這也是美國(guó)首例自動(dòng)駕駛汽車的路測(cè)許可。而在2014年

7、月，Google公司公布了其自主設(shè)計(jì)的無人駕駛汽車，雖然還處于原型階段，但是它仍然顯示出了其與眾不同的創(chuàng)新特性。同年12月，Google完成了首輛全功能無人駕駛汽車原型。截止到2015年11月，Google研發(fā)的無人駕駛汽車共完成了209萬(wàn)公里的路測(cè)。Google在人工智能方面長(zhǎng)時(shí)間的研發(fā)積淀為其無人駕駛汽車的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)，2016年月，NHTHA表示 Google的無人駕駛汽車采用的人工智能系統(tǒng)可以被視為“司機(jī)”。同年，Google自動(dòng)駕駛汽車項(xiàng)目獨(dú)立成立了新公司W(wǎng)aymo。雖然，Google公司是首家上路測(cè)試無人駕駛汽車的公司，并且其無人駕駛技術(shù)處于領(lǐng)先地位，但是 Google尚未

8、實(shí)現(xiàn)無人駕駛汽車的商品化，在這方面要落后于特斯拉和Uber等主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。另外，Google公司的無人駕駛汽車所安裝的智能零配件成本較高，安裝在汽車頂部的64束激光雷達(dá)售價(jià)就高達(dá)萬(wàn)美元，各種傳感器的價(jià)格總和達(dá)到了25萬(wàn)美元左右，而整個(gè)無人駕駛汽車的成本總計(jì)約35萬(wàn)美元，過高的成本也是限制 Google無人駕駛汽車商業(yè)化生產(chǎn)的主要因素之一。2018年1月，Waymo公司正式拿到了美國(guó)首個(gè)商業(yè)自動(dòng)駕駛打車服務(wù)執(zhí)照，其計(jì)劃在當(dāng)年商業(yè)化無人駕駛出租車服務(wù)?？傮w來看，Google作為最早發(fā)展無人駕駛技術(shù)的公司，其依靠自身強(qiáng)大的視覺系統(tǒng)和高精定位為主要優(yōu)勢(shì)，在無人駕駛研發(fā)領(lǐng)域處于技術(shù)領(lǐng)先的地位，并且，其旗

9、下的Waymo公司已經(jīng)開始與美國(guó)汽車行業(yè)的其他公司積極開展合作，逐步擴(kuò)大其無人駕駛汽車的應(yīng)用場(chǎng)景。特斯拉作為美國(guó)另一家具有代表性的無人駕駛汽車的研發(fā)公司，其并沒有像 Google那樣采用完全由計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛的方式。特斯拉公司在無人駕駛汽車的研發(fā)過程中旨在通過無人駕駛幫助司機(jī)提高駕駛體驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的輔助駕駛功能，其無人自動(dòng)駕駛不會(huì)完全替代駕駛員的作用和地位。特斯拉已經(jīng)在其量產(chǎn)的商用車中，集成了部分基礎(chǔ)的自動(dòng)駕駛功能，但是仍然要求駕駛員做好隨時(shí)接管車輛的準(zhǔn)備。特斯拉公司的無人駕駛汽車的硬件設(shè)備包括攝像頭、超聲波傳感器、前置雷達(dá)和車載處理器。與Google有所不同的是，其無人駕駛汽車并未采用激光

10、雷達(dá)設(shè)備，而是使用攝像頭和具有40倍計(jì)算能力的車載處理器代替。由于特斯拉的自動(dòng)駕駛汽車已經(jīng)投入量產(chǎn)，所以其選擇的“低成本感知高性能計(jì)算”的方式對(duì)于控制整車成本來說是十分合理的。特斯拉公司的Modle系列車型中加載了自動(dòng)駕駛系統(tǒng)Autopilot，它可以幫助車主在一些特定情況下實(shí)現(xiàn)輔助自動(dòng)駕駛功能。2016年10月，特斯拉公司在其新車上都安裝了Autopilot 2.0“完全自動(dòng)駕駛功能”的硬件系統(tǒng)，其軟件部分也包含了多項(xiàng)輔助功能，但是成本卻控制在了合理的范圍之內(nèi)。2017年月，特斯拉宣布推出Autopilot8.1系統(tǒng)，大大提升了無人駕駛汽車的等級(jí)。據(jù)相關(guān)資料統(tǒng)計(jì)顯示，特斯拉公司的無人駕駛汽車

11、在Autopilot模式下行駛的路程已經(jīng)超過了2.2億英里。相對(duì)于 Google公司的無人駕駛汽車目前還處于測(cè)試階段，特斯拉公司的無人駕駛汽車已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化的量產(chǎn)，并且擁有一個(gè)關(guān)于自動(dòng)駕駛汽車的商業(yè)模式。在特斯拉的創(chuàng)始人ElonMusk看來，當(dāng)前汽車實(shí)現(xiàn)L5自動(dòng)駕駛的基礎(chǔ)已經(jīng)具備，而且無人駕駛汽車的安全性至少是人類駕駛員的倍以上，理應(yīng)加快L5自動(dòng)無人駕駛的進(jìn)程。所以特斯拉公司在無人駕駛汽車方面研發(fā)的目標(biāo)在傳統(tǒng)的車企以及其競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手看來，過于冒險(xiǎn)甚至有一些激進(jìn)。過去幾年里，特斯拉自動(dòng)駕駛汽車曾多次發(fā)生事故，從而造成車內(nèi)人員傷亡。這些事件也引起了人們對(duì)于無人駕駛汽車的安全性的廣泛討論，在實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)

12、無人駕駛汽車目標(biāo)的過程中，特斯拉公司必將遇到技術(shù)和安全等方面的多重挑戰(zhàn)，有許多問題亟待解決。福特公司在2015年也成立了無人駕駛汽車研究團(tuán)隊(duì)。為了增強(qiáng)其在自動(dòng)駕駛中的云計(jì)算能力，福特公司在2016年入股了云計(jì)算領(lǐng)域的一家公司Pivotal Software，而在同年月，其與麻省理工學(xué)院共同發(fā)起了一項(xiàng)關(guān)于機(jī)器學(xué)習(xí)以及自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的研究計(jì)劃，該計(jì)劃旨在解決車輛碰撞問題以及改進(jìn)自主路線規(guī)劃。除了使用激光雷達(dá)測(cè)距傳感外，福特還嘗試使用無人機(jī)充當(dāng)無人駕駛汽車的傳感器，并獲得了一項(xiàng)新專利。根據(jù)最新的專利顯示，福特公司想要開發(fā)一種新類型的車載傳感器，一旦無人駕駛汽車的傳感器出現(xiàn)問題，無人機(jī)的套件將作為替代組

13、件使用。但是目前這套系統(tǒng)還只是處于專利階段，此項(xiàng)技術(shù)的普及還需要長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)驗(yàn)及驗(yàn)證。福特公司計(jì)劃在2021年開始量產(chǎn)無方向盤的純無人駕駛汽車，用于無人駕駛的出租車服務(wù)。德國(guó)的兩大著名汽車企業(yè)奔馳和寶馬公司也各自開展了有關(guān)無人駕駛汽車的研發(fā)工作。2013年月，奔馳汽車公司宣布其生產(chǎn)的S級(jí)轎車完成了從德國(guó)的曼海姆到達(dá)普福爾茨海姆的自動(dòng)駕駛測(cè)試，2015年月，在國(guó)際消費(fèi)電子展上，奔馳公司發(fā)布了其旗下F015 Luxury in Motion自動(dòng)駕駛概念級(jí)豪華轎車，并在美國(guó)舊金山通過路試。除此之外，奔馳公司還與芯片制造商英偉達(dá)公司建立了研發(fā)無人駕駛汽車的合作關(guān)系。寶馬公司早在2006年，就已經(jīng)開始在賽

14、道上嘗試對(duì)汽車的自動(dòng)駕駛進(jìn)行測(cè)試，2011年，寶馬公司的無人駕駛汽車的首次路試在德國(guó)進(jìn)行。2014年月，寶馬公司和百度公司達(dá)成戰(zhàn)略合作，進(jìn)行無人駕駛汽車的研發(fā)和制造，其中，寶馬公司負(fù)責(zé)硬件設(shè)施的設(shè)計(jì)和制造，而百度公司則承擔(dān)起數(shù)據(jù)分析和技術(shù)服務(wù)的任務(wù)。2015年底，寶馬公司聯(lián)合奧迪、奔馳公司收購(gòu)諾基亞地圖業(yè)務(wù)HERE，布局對(duì)無人駕駛至關(guān)重要的高精地圖領(lǐng)域。而在2016年月，寶馬、英特爾以及 Moblileye聯(lián)合舉行發(fā)布會(huì)，宣布進(jìn)行三方合作，聯(lián)手進(jìn)入無人駕駛汽車領(lǐng)域，協(xié)同開發(fā)無人駕駛電動(dòng)車iNext，并聲明寶馬公司將于2021年與兩家合作公司共同推出無人駕駛汽車。這也是IT、汽車、ADAS三巨頭

15、的首次合作。除了上述企業(yè)外，汽車行業(yè)的其他公司也紛紛開展有關(guān)無人駕駛汽車的研發(fā)和制造。包括豐田、奧迪、大眾、沃爾沃等傳統(tǒng)的車企在內(nèi)的許多公司都加入了無人駕駛汽車的研究，并制定了相應(yīng)的戰(zhàn)略布局。另外，芯片制造商英偉達(dá)、移 動(dòng)專車公司 Uber、全球汽車零件供應(yīng)商博世等公司的積極參與使得無人駕駛汽車產(chǎn)業(yè)更加蓬勃發(fā)展。1.2國(guó)內(nèi)無人駕駛汽車發(fā)展現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)無人駕駛汽車的發(fā)展相對(duì)較晚，我國(guó)的無人駕駛研究始于20世紀(jì)80年代，1992年多個(gè)高校聯(lián)合研發(fā)出了我國(guó)第一輛具有自主識(shí)別功能的ATB-1無人駕駛汽車，一輛國(guó)產(chǎn)的面包車上安裝了由計(jì)算機(jī)及相應(yīng)的檢測(cè)傳感器和液壓控制系統(tǒng)所組成的汽車計(jì)算機(jī)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，既保持

16、了原有的人工駕駛性能，又能夠用計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制實(shí)現(xiàn)一定程度的自動(dòng)駕駛行車。2000年月，國(guó)防科技大學(xué)與中國(guó)第一汽車集團(tuán)聯(lián)合開發(fā)“紅旗CA7460”，并且試驗(yàn)成功，其最高時(shí)速可以達(dá)到130km/h。而其研制的無人駕駛汽車紅旗HQ3在2011年通過了試驗(yàn)，從長(zhǎng) 沙經(jīng)高速公路自行開往武漢，行程286公里，平均時(shí)速87km/h。由于起步較晚，且受到技術(shù)條件等相關(guān)因素的限制，我國(guó)的無人駕駛汽車還處于研發(fā)試驗(yàn)的初級(jí)階段，未形成產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)。目前，國(guó)內(nèi)無人駕駛的研發(fā)主體主要是各高校以及科研院所，雖然近年來一些車企開始與高校進(jìn)行合作，共同推進(jìn)無人駕駛汽車的研發(fā)和制造，尤其是智能輔助駕駛系統(tǒng)的研究。但是也只有為數(shù)不多

17、的汽車企業(yè)積極開展相應(yīng)的無人駕駛研發(fā)。2013年月，上汽集團(tuán)與中國(guó)航天科工三院在上海簽署了戰(zhàn)略合作協(xié)議，共同開展有關(guān)無人駕駛汽車的研究。同年，比亞迪與北京理工大學(xué)聯(lián)合研制“Ray”無人駕駛車輛，獲得2013年“中國(guó)智能車未來挑戰(zhàn)賽”第一名，首次將無人駕駛車輛環(huán)境感知、規(guī)劃決策和控制技術(shù)與汽車動(dòng)力系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)和電子控制系統(tǒng)進(jìn)行了一體化融合設(shè)計(jì)。除此之外，北京現(xiàn)代汽車與軍事交通學(xué)院也展開合作研究。隨著人工智能的快速發(fā)展，國(guó)內(nèi)一些IT企業(yè)和各大自主車企也將目光更多地投入到無人駕駛領(lǐng)域。 作為國(guó)內(nèi)IT企業(yè)的領(lǐng)先者之一，百度公司在近幾年也投入大量的精力在無人駕駛汽車的研究上。百度的無人駕駛車項(xiàng)目于20

18、13年起步，由百度研究院主導(dǎo)研發(fā)，其技術(shù)核心被稱為“百度汽車大腦”，包括高精度地圖、定位、感知、智能決策與控制四個(gè)模塊。百度公司使用大數(shù)據(jù)、高精度地圖、人工智能以及百度大腦等一系列現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行無人駕駛汽車的相關(guān)研究。2015年12月，百度公司宣布，百度無人駕駛汽車在國(guó)內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)了城市、環(huán)路及高速道路 混合路況下的全自動(dòng)駕駛。2016年，在百度世界大會(huì)無人車分論壇上，百度自動(dòng)駕駛事業(yè)部負(fù)責(zé)人王勁宣布，百度無人車剛獲得美國(guó)加州政府頒發(fā)的全球第15張無人車上路測(cè)試牌照，并且，百度將成立NHTSA Level 3等級(jí)自動(dòng)駕駛技術(shù)的3事業(yè)部。2017年月17日，百度宣布與博世公司正式簽署基于高精地圖的自

19、動(dòng)駕駛戰(zhàn)略合作，開發(fā)更加精準(zhǔn)實(shí)時(shí)的自動(dòng)駕駛定位系統(tǒng)。此外，百度也已經(jīng)將視覺、聽覺等識(shí)別技術(shù)應(yīng)用在“百度無人駕駛汽車”的系統(tǒng)研發(fā)中，并由百度深度學(xué)習(xí)研究院負(fù)責(zé)此項(xiàng)目。除了百度之外，國(guó)內(nèi)也有其他一些企業(yè)參與到無人駕駛汽車的研發(fā)領(lǐng)域。2016年月，京東集團(tuán)對(duì)外宣布，由其自主研發(fā)的中國(guó)首輛無人配送車已經(jīng)進(jìn)入到道路測(cè)試階段，10月份即將開始試運(yùn)營(yíng)。滴滴公司也宣布將無人駕駛汽車作為滴滴的 重大戰(zhàn)略布局。綜上所述，目前在國(guó)內(nèi)有關(guān)無人駕駛汽車的研究，一方面主要依賴于各高校以及科研院所和國(guó)內(nèi)主要車企的合作，另一方面，國(guó)內(nèi)的IT企業(yè)也在利用其技術(shù)方面的優(yōu)勢(shì)，積極投入到無人駕駛汽車的研發(fā)中來。2無人駕駛汽車的技術(shù)難

20、題和產(chǎn)業(yè)化瓶頸2.1技術(shù)難題當(dāng)前無人駕駛技術(shù)產(chǎn)業(yè)化仍有許多關(guān)鍵技術(shù)問題亟待解決。第一，環(huán)境感知技術(shù)。不論是何種程度的無人駕駛，感知都是必不可少的步驟，只有通過感知車輛行駛過程中其周圍的路況環(huán)境，才能在此基礎(chǔ)上做出相應(yīng)的路徑規(guī)劃和駕駛行為決策。目前為止，沒有一種傳感器能滿足L5無人駕駛需求，在不同的條件下，不同類型的傳感器有著各自的優(yōu)缺點(diǎn)。例如，激光雷達(dá)對(duì)雨霧的穿透能力受到限制，對(duì)黑顏色的汽車反射率有限；毫米波雷達(dá)對(duì)動(dòng)物體的反射不敏感；超聲波雷達(dá)的感知距離與頻率受限；攝像頭本身靠可見光成像，在雨霧天、黑夜的情況下其靈敏度會(huì)有所下降。第二，提高汽車的視覺能力也是當(dāng)前無人駕駛汽車面臨的一個(gè)重難點(diǎn)。它

21、要求無人駕駛汽車不僅需要識(shí)別周邊的其他車輛，還必須能夠在各種環(huán)境下能夠檢測(cè)周圍的車道、行人、交通標(biāo)志等一系列相關(guān)因素，而且當(dāng)處于雨雪天等惡劣的環(huán)境中時(shí)，無人駕駛汽車也必須精確識(shí)別周圍環(huán)境中的相關(guān)因素，進(jìn)行精準(zhǔn)的判斷和決策。第三，精確定位和導(dǎo)航技術(shù)。無人駕駛要求地圖定位的精確度達(dá)到厘米級(jí)別甚至是厘米以內(nèi)，并且需要地圖以更快的速度進(jìn)行更新。目前，高精度的GPS受制于國(guó)外限制，無法在民用汽車上使用，國(guó)內(nèi)的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)雖然已經(jīng)投入使用，但在定位精確度上仍然有待提高。第四，復(fù)雜環(huán)境下的適應(yīng)和學(xué)習(xí)能力。復(fù)雜的路況問題也是無人駕駛汽車所需要考慮和解決的另一個(gè)難題，不同國(guó)家、地區(qū)、光照、天氣下的路況會(huì)存在一定

22、程度的差異，要求無人駕駛系統(tǒng)具有相應(yīng)的自適應(yīng)能力以及自主學(xué)習(xí)能力，這也是未來研發(fā)的重難點(diǎn)。2.2成本問題到目前為止，無人駕駛汽車產(chǎn)業(yè)化瓶頸主要來自于成本，所面臨的挑戰(zhàn)包括開發(fā)低成本、穩(wěn)定可靠的傳感器及大量的軟件開發(fā)。上述成本中未包括企業(yè)在研發(fā)及軟件開發(fā)領(lǐng)域的成本，全球主流企業(yè)在無人駕駛汽車領(lǐng)域的前期研發(fā)投入都非常龐大。Google公司的無人駕駛汽車單輛的硬件成本就高達(dá)35萬(wàn)美元，其中各種傳感器的成本為25萬(wàn)美元，一個(gè)64束激光雷達(dá)的成本就高達(dá)萬(wàn)美元。由于無人駕駛汽車更多依賴于汽車電子產(chǎn)品和軟件，根據(jù)摩爾定律，未來隨著無人駕駛技術(shù)研究的進(jìn)一步深入，廉價(jià)的電子零部件替代品出現(xiàn)將會(huì)使無人駕駛汽車的成

23、本快速下降。2.3法規(guī)問題 無人駕駛汽車是新技術(shù)新產(chǎn)品，加之近年來已出現(xiàn)包含特斯拉在內(nèi)的一些安全事故，側(cè)面反映了有相當(dāng)多的法律問題及道德倫理問題有待解決，針對(duì)無人駕駛汽車的法律法規(guī)也不健全?，F(xiàn)有的道路交通安全法規(guī)還無法適應(yīng)無人駕駛汽車的行車條件，需要有針對(duì)性的法律法規(guī)保證無人駕駛汽車的正常行駛。美國(guó)目前有4個(gè)州內(nèi)華達(dá)州、佛羅里達(dá)州、加利福尼亞州和密歇根州通過了允許對(duì)無人駕駛汽車進(jìn)行路測(cè)的法規(guī)。2017年12月18日，北京市交通委網(wǎng)站下發(fā)通知，宣布正式印發(fā)北京市關(guān)于加快推進(jìn)自動(dòng)駕駛車輛道路測(cè)試有關(guān)工作的指導(dǎo)意見（試行）和北京市自動(dòng)駕駛車輛道路測(cè)試管理實(shí)施細(xì)則（試行）兩個(gè)文件，正式為北京地區(qū)的自動(dòng)

24、駕駛測(cè)試活動(dòng)提出了管理規(guī)范。盡管已經(jīng)有不少例子證明政府為鼓勵(lì)科技創(chuàng)新會(huì)對(duì)有關(guān)的法律法規(guī)進(jìn)行調(diào)整，但在政府決定出臺(tái)支持無人駕駛汽車的法律前，還需要數(shù)以百萬(wàn)公里的路測(cè)。另外，無人駕駛汽車在行駛時(shí)可能會(huì)引發(fā)交通事故，如何劃分事故責(zé)任，如何依據(jù)法律法規(guī)進(jìn)行公正地判決仍然，以及保險(xiǎn)的賠付，市場(chǎng)準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)等相關(guān)問題仍然需要建立起相關(guān)法律法規(guī)的支持。2.4信息安全問題無人駕駛汽車屬于智能交通大系統(tǒng)，是智能汽車與車聯(lián)網(wǎng)的交集，也是未來發(fā)展方向和關(guān)注焦點(diǎn)。無人駕駛汽車是“集環(huán)境感知、規(guī)劃決策、多等級(jí)輔助駕駛等功能于一體的綜合系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)車與車、路、人、云等智能信息交換和共享”。然而，信息安全挑戰(zhàn)也隨之而來。遠(yuǎn)程攻擊

25、、惡意控制，竊取用戶隱私數(shù)據(jù)等安全隱患會(huì)對(duì)車、路和環(huán)境甚至人的生命財(cái)產(chǎn)安全造成危害。因此無人駕駛汽車信息安全問題引起了高度重視，信息安全對(duì)于保護(hù)智能汽車、保障智能交通和智慧城市具有基礎(chǔ)性作用，是無人汽車與智能交通和智慧城市融合發(fā)展的先決條件。3.無人駕駛發(fā)展前景目前我國(guó)無人駕駛汽車技術(shù)發(fā)展仍以汽車廠商為主導(dǎo)，發(fā)展明顯滯后于國(guó)外。中國(guó)最大的搜索引擎運(yùn)營(yíng)商百度已有5年無人駕駛軟件研究基礎(chǔ)。其無人駕駛汽車的Apollo軟件系統(tǒng)是開源的，并有意邀請(qǐng)所有人一起來測(cè)試汽車和收集數(shù)據(jù)。2014年7月，百度啟動(dòng)“百度無人駕駛汽車”研發(fā)計(jì)劃。2015年12月，百度無人駕駛車于國(guó)內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)城市、環(huán)路及高速道路混合

26、路況下的全自動(dòng)駕駛，測(cè)試時(shí)最高速度達(dá)到100kmh。2016年11月，百度無人車首次進(jìn)行了開放城市道路實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)全程無人工干預(yù)的L4級(jí)無人駕駛技術(shù)。2018年4月，百度宣布Apollo商用級(jí)無人駕駛巴士正式面向公眾試乘。如今百度無人車的定位精度能夠達(dá)到10 cm，大大高于GPS定位35m的精度。這標(biāo)志著中國(guó)無人駕駛車的發(fā)展進(jìn)入具有里程碑意義的新階段。不同于國(guó)外車企以自主研發(fā)為主，我國(guó)汽車廠商多采取與國(guó)內(nèi)科研院所、高校合作研發(fā)無人駕駛技術(shù)，其中已經(jīng)開始相關(guān)研究工作的企業(yè)有一汽、上汽、北汽、奇瑞、長(zhǎng)安等。其中，2015年7月，長(zhǎng)安汽車發(fā)布智能化汽車“654”戰(zhàn)略，計(jì)劃到2025年建立起1500人的

27、研發(fā)隊(duì)伍，累計(jì)投入130億元用于提升無人 駕駛等智能汽車技術(shù)水平，并掌握全自動(dòng)駕駛技術(shù)。通過比較加州交管局匯報(bào)的數(shù)據(jù)和國(guó)內(nèi)數(shù)據(jù)，國(guó)內(nèi)頂尖的Apollo與Google Waymo和Uber相比還有一定差距，且國(guó)內(nèi)的測(cè)試環(huán)境更具有挑戰(zhàn)，但政府提供了很多交管法規(guī)和技術(shù)設(shè)施的支持，加上中國(guó)人對(duì)新事物的接受程度很快，所以投入更多的人才搶占先機(jī)，中國(guó)的無人駕駛有長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展前景。目前，各整車制造企業(yè)采取的路線是：首先以高速公路為中心實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛技術(shù)，然后逐漸推廣到主要公路乃至普通公路。人們普遍認(rèn)為，相比突然推出全自動(dòng)無人駕駛汽車，循序漸進(jìn)的引入和推廣自動(dòng)駕駛技術(shù)才是可行之道。戴姆勒一奔馳預(yù)測(cè)，汽車自主操控將

28、首先在交通堵塞或泊車等低速駕駛的場(chǎng)合實(shí)現(xiàn)，這在未來幾年就已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)。而在需要正常駕駛的場(chǎng)合，部分車企(如通用汽車)會(huì)選擇首先在路況和設(shè)置相對(duì)規(guī)范的道路(如高速公路)上實(shí)現(xiàn)無人駕駛。無論是奔馳、寶馬、沃爾沃還是比亞迪都認(rèn)為，無人駕駛時(shí)代遠(yuǎn)比IT企業(yè)預(yù)想的要來得慢，而且駕駛員對(duì)于安全感的需求可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過IT思維的預(yù)想。即使技術(shù)上已經(jīng)很安全，但要打消車主對(duì)于自行轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤的不信任，仍是一個(gè)艱難的過程。這看起來是一個(gè)符合邏輯的理由，但是這些汽車廠商內(nèi)心真實(shí)的想法是：一方面通過輔助安全來迎合汽車智能化的趨勢(shì)，另一方面在IT企業(yè)占主導(dǎo)的出行解決方案上，盡量拖延商業(yè)化的到來。但是智能安全輔助功能研究已經(jīng)很

29、成熟，客觀上為無人駕駛搭好了基礎(chǔ)技術(shù)平臺(tái)，而且接下來汽車廠商的研究重點(diǎn)是將車輛低速跟隨和遠(yuǎn)程控制商業(yè)化，這個(gè)領(lǐng)域是汽車企業(yè)和IT巨頭爭(zhēng)奪無人駕駛為特征的個(gè)人智能交通的臨界點(diǎn)。來自專業(yè)機(jī)構(gòu)的分析，這個(gè)時(shí)間點(diǎn)會(huì)在2020年出現(xiàn)。IT企業(yè)將所有正在開發(fā)和嘗試實(shí)現(xiàn)的汽車智能化和交通控制智能化技術(shù)集為一體。因此，無人駕駛技術(shù)也被視為“汽車智能化的終極目標(biāo)”。以谷歌為例，無論是開發(fā)安卓系統(tǒng)、做實(shí)景地圖，還是發(fā)射自己的衛(wèi)星，谷歌的這些技術(shù)將來都會(huì)轉(zhuǎn)移到無人駕駛領(lǐng)域上。不過，谷歌的技術(shù)仍需要以傳統(tǒng)汽車廠商制造的整車為載體，因此，谷歌與傳統(tǒng)汽車廠商一起組建了“開放汽車聯(lián)盟”(OAA)。其目的是讓所有聯(lián)盟中的汽車

30、廠商在自己的汽車車載系統(tǒng)中使用谷歌的Android系統(tǒng)， 進(jìn)而再購(gòu)買其開發(fā)的無人駕駛解決方案。目前，幾乎所有歐美汽車制造商都已通過跨行業(yè)合作啟動(dòng)了無人駕駛項(xiàng)目，以期在無人駕駛汽車的競(jìng)爭(zhēng)中把握主動(dòng)權(quán)。 4.應(yīng)用場(chǎng)景4.1物流行業(yè)物流的核心在于調(diào)度，中間運(yùn)輸環(huán)節(jié)的核心則是安全和成本。借助無人駕駛技術(shù)，裝卸、運(yùn)輸、收貨、倉(cāng)儲(chǔ)等物流工作將逐漸實(shí)現(xiàn)無人化和機(jī)器化，促使物流領(lǐng)域降本增效，推動(dòng)物流產(chǎn)業(yè)的革新升級(jí)。一直以來，無人物流是各大企業(yè)的必爭(zhēng)之地。2018年5月24日，蘇寧物流的“行龍一號(hào)”無人卡車上海完成行業(yè)首個(gè)Level4級(jí)“倉(cāng)到倉(cāng)”無人駕駛物流場(chǎng)景作業(yè)。2018年11月7日，智行者宣布，旗下研發(fā)的

31、無人駕駛物流配送車“蝸必達(dá)”邁入規(guī)模化量產(chǎn)的階段，該車主要應(yīng)用于小區(qū)或園區(qū)內(nèi)的無人物流配送。除此之外，國(guó)內(nèi)的阿里菜鳥、智加科技、慧拓智能、圖森未來、主線科技等企業(yè)，對(duì)無人駕駛技術(shù)在物流領(lǐng)域的應(yīng)用也有布局。4.2共享出行基于共享平臺(tái)的多樣性和極具吸引力的“流量”，汽車共享出行平臺(tái)為無人駕駛提供了一個(gè)真實(shí)的“道路測(cè)試平臺(tái)”。無人駕駛技術(shù)解決了目前共享汽車領(lǐng)域諸多痛點(diǎn)，從“人找車”“人找位”，變成“車找人”“車找位”，還可實(shí)現(xiàn)“一鍵叫車”“一鍵泊車”。目前，國(guó)內(nèi)一些企業(yè)已經(jīng)開始無人駕駛共享汽車的應(yīng)用測(cè)試。2018年4月底北京車展期間，北汽新能源輕享科技在奧林匹克水上公園，實(shí)現(xiàn)了國(guó)內(nèi)首個(gè)封閉場(chǎng)景的無人

32、駕駛共享汽車應(yīng)用落地。同年5月24日，百度與盼達(dá)用車在重慶啟動(dòng)國(guó)內(nèi)首次自動(dòng)駕駛共享汽車試運(yùn)營(yíng)，6臺(tái)搭載百度Apollo自動(dòng)泊車產(chǎn)品的自動(dòng)共享汽車將在園區(qū)內(nèi)投入為期1個(gè)月的定向式運(yùn)營(yíng)。國(guó)內(nèi)，在共享出行領(lǐng)域的無人駕駛隊(duì)伍中，還有滴滴、優(yōu)步、中智行科技、Momenta、馭勢(shì)科技、零跑科技和美團(tuán)等企業(yè)。4.3公共交通車速慢、距離短、線路固定、專用道行駛等特點(diǎn)，讓公交車具備無人駕駛的基礎(chǔ)條件。應(yīng)用于公交車的無人駕駛系統(tǒng)，能及時(shí)對(duì)突發(fā)狀況做出反應(yīng)，可實(shí)現(xiàn)無人駕駛下的行人車輛檢測(cè)、減速避讓、緊急停車、障礙物繞行變道、自動(dòng)按站?？康裙δ?。國(guó)內(nèi)已有不少企業(yè)開啟了無人駕駛在公共交通領(lǐng)域的技術(shù)研究和測(cè)試。2015年

33、8月29日，宇通無人駕駛客車在河南鄭開大道開放道路測(cè)試，在開放道路交通條件下，全程無人工干預(yù)首次成功運(yùn)行。2019年1月18日，深蘭科技主導(dǎo)研發(fā)的多功能“熊貓智能公交車”，在“新一代人工智能未來發(fā)展峰會(huì)”上正式發(fā)布，該車已在德陽(yáng)、常州、衢州、池州等地試運(yùn)行。此外，在出租車行業(yè)，無人駕駛技術(shù)為其提供人工智能駕駛員，根據(jù)地理位置進(jìn)行定制化設(shè)計(jì)，并提供城市及動(dòng)態(tài)條件下的車載導(dǎo)航功能，幫助出租車實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。國(guó)內(nèi)，各大科技企業(yè)對(duì)無人駕駛出租車領(lǐng)域這塊“蛋糕”覬覦已久。2018年11月1日，全國(guó)首輛自動(dòng)駕駛出租車在廣州大學(xué)城開始試運(yùn)營(yíng)，該輛無人駕駛出租車的技術(shù)支持來自文遠(yuǎn)知行WeRide.ai。今年7月3

34、日，百度無人駕駛出租車項(xiàng)目“Apollo Go”亮相百度AI開發(fā)者大會(huì)，據(jù)介紹由百度和一汽紅旗打造的中國(guó)首條L4乘用車前裝產(chǎn)線現(xiàn)已開始正式投產(chǎn)下線，并將于長(zhǎng)沙率先落地。我國(guó)還有很多無人駕駛初創(chuàng)企業(yè)，像AutoX、地平線、清智科技、極目智能、海梁科技、領(lǐng)駿科技、寬凳科技等，在為公共交通的無人駕駛系統(tǒng)提供技術(shù)支持。4.4環(huán)衛(wèi)一直以來，環(huán)衛(wèi)領(lǐng)域都屬于勞動(dòng)力密集型行業(yè)，成本高、過程亂、質(zhì)量差、風(fēng)險(xiǎn)大、經(jīng)驗(yàn)缺一直是環(huán)衛(wèi)行業(yè)的痛點(diǎn)。無人駕駛清潔車通過自主識(shí)別環(huán)境，規(guī)劃路線并自動(dòng)清潔，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)、全工況、精細(xì)化、高效率的清潔作業(yè)，使其行業(yè)痛點(diǎn)得以克服。國(guó)內(nèi)的無人駕駛清掃車的商業(yè)落地也已初現(xiàn)端倪。2017年9

35、月11日，百度攜手智行者推出國(guó)內(nèi)首款無人駕駛環(huán)衛(wèi)車，實(shí)現(xiàn)我國(guó)無人駕駛環(huán)衛(wèi)車的首次商用。今年7月2日，高仙機(jī)器人與浩睿智能聯(lián)合研發(fā)生產(chǎn)的第二代無人駕駛環(huán)衛(wèi)車Ecodrive (愛科駕) Sweeper G2投入使用，首臺(tái)落地應(yīng)用已于河南省鶴壁5G產(chǎn)業(yè)園亮相。另外，國(guó)內(nèi)的智瀾科技、四圖維新、仙途智能等企業(yè)，也已展開對(duì)無人駕駛技術(shù)環(huán)衛(wèi)領(lǐng)的探索。4.5港口碼頭據(jù)了解，我國(guó)港口眾多，每年都要完成大量的貨物吞吐，對(duì)卡車司機(jī)的需求量大。對(duì)港口而言，以經(jīng)濟(jì)可行的方案，實(shí)現(xiàn)已建集裝箱水平運(yùn)輸自動(dòng)化，是向世界一流港口看齊的必由之路。無人駕駛技術(shù)在港口碼頭場(chǎng)景的轉(zhuǎn)化應(yīng)用，可有效解決傳統(tǒng)人工駕駛時(shí)，存在的行駛線路不精準(zhǔn)、轉(zhuǎn)彎造成視線盲區(qū)、司機(jī)疲勞駕駛等問題，節(jié)約人工成本。目前，國(guó)內(nèi)已有多個(gè)港口邁出了關(guān)鍵性的一步。2018年1月14日，西井科技聯(lián)合振華