自動(dòng)駕駛的實(shí)現(xiàn)是一個(gè)復(fù)雜且多階段的過程,涉及多個(gè)關(guān)鍵技術(shù)和系統(tǒng)的綜合應(yīng)用。
自動(dòng)駕駛的實(shí)現(xiàn)可以根據(jù)不同的分類標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行劃分。以下是根據(jù)自動(dòng)駕駛的等級(jí)和功能特點(diǎn)進(jìn)行的分類:
一、自動(dòng)駕駛等級(jí)分類(基于SAE和NHTSA標(biāo)準(zhǔn))
SAE自動(dòng)駕駛等級(jí)(L0-L5):
L0(無自動(dòng)化):完全由人類駕駛員進(jìn)行駕駛操作,車輛沒有自動(dòng)駕駛功能。
L1(輔助駕駛):車輛具備一些基本的輔助駕駛功能,如車道保持輔助(LKA)和前撞預(yù)警(FCW)等,但人類駕駛員仍負(fù)責(zé)主要駕駛?cè)蝿?wù)。
L2(部分自動(dòng)駕駛):車輛能夠同時(shí)控制轉(zhuǎn)向和加減速,如自適應(yīng)巡航(ACC)和緊急自動(dòng)剎車(AEB)等,但人類駕駛員需要隨時(shí)準(zhǔn)備接管車輛控制。
L3(有條件自動(dòng)駕駛):車輛在特定條件下可以完全自主駕駛,但人類駕駛員需要隨時(shí)準(zhǔn)備接管車輛控制,以便在自動(dòng)駕駛系統(tǒng)無法處理的情況下接管。
L4(高度自動(dòng)駕駛):車輛可以在特定區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)駕駛,無需人類駕駛員監(jiān)控,但可能受到特定環(huán)境條件或道路類型的限制。
L5(完全自動(dòng)駕駛):車輛可以在所有道路和所有情況下實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)駕駛,無需人類駕駛員參與。
NHTSA自動(dòng)駕駛等級(jí)(Level 0-4):
Level 0:完全由人類駕駛員控制。
Level 1-2:與SAE的L1-L2相對(duì)應(yīng)。
Level 3:與SAE的L3相對(duì)應(yīng),但NHTSA強(qiáng)調(diào)人類駕駛員在自動(dòng)駕駛系統(tǒng)無法處理的情況下必須接管車輛控制。
Level 4:與SAE的L4相對(duì)應(yīng),但NHTSA的Level 4更強(qiáng)調(diào)在特定區(qū)域內(nèi)的完全自動(dòng)駕駛能力。
二、自動(dòng)駕駛功能特點(diǎn)分類
輔助駕駛功能:如車道保持輔助(LKA)、自適應(yīng)巡航(ACC)、緊急自動(dòng)剎車(AEB)等,這些功能可以在一定程度上減輕人類駕駛員的駕駛負(fù)擔(dān),但車輛仍需人類駕駛員的監(jiān)控和控制。
自動(dòng)駕駛功能:如自動(dòng)泊車、自動(dòng)變道、自動(dòng)超車等,這些功能可以在特定條件下實(shí)現(xiàn)車輛的自主駕駛,但人類駕駛員仍需隨時(shí)準(zhǔn)備接管車輛控制。
無人駕駛功能:如無人駕駛出租車、無人駕駛貨運(yùn)車輛等,這些車輛可以在特定區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)駕駛,無需人類駕駛員參與。這些功能的實(shí)現(xiàn)需要高度發(fā)達(dá)的環(huán)境感知、決策規(guī)劃和控制執(zhí)行等技術(shù)支持。
自動(dòng)駕駛的實(shí)現(xiàn)主要依賴于人工智能(AI)技術(shù)。自動(dòng)駕駛系統(tǒng)是一個(gè)集成了環(huán)境感知、定位導(dǎo)航、決策規(guī)劃、控制執(zhí)行等多項(xiàng)技術(shù)的復(fù)雜系統(tǒng),其中人工智能技術(shù)在其中扮演了至關(guān)重要的角色。
具體來說,人工智能在自動(dòng)駕駛中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
環(huán)境感知:自動(dòng)駕駛汽車通過搭載的各種傳感器(如激光雷達(dá)、攝像頭、毫米波雷達(dá)等)獲取周圍環(huán)境信息,然后利用計(jì)算機(jī)視覺、深度學(xué)習(xí)等人工智能技術(shù)對(duì)這些信息進(jìn)行處理和分析,以實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛周圍環(huán)境的感知和理解。
決策規(guī)劃:在環(huán)境感知的基礎(chǔ)上,自動(dòng)駕駛系統(tǒng)需要利用人工智能技術(shù)對(duì)車輛的行駛路線進(jìn)行規(guī)劃和決策。這包括選擇合適的車道、確定車輛的行駛速度、避讓行人和其他障礙物等。
控制執(zhí)行:在決策規(guī)劃完成后,自動(dòng)駕駛系統(tǒng)需要利用人工智能技術(shù)控制車輛的執(zhí)行機(jī)構(gòu)(如轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、油門和剎車系統(tǒng)等),以實(shí)現(xiàn)車輛的自主駕駛。
另外,自動(dòng)駕駛的實(shí)現(xiàn)需要依賴算法、算力和算據(jù)這三個(gè)關(guān)鍵要素。
算法:
自動(dòng)駕駛系統(tǒng)通過復(fù)雜的算法來實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛行駛的控制。這些算法包括環(huán)境感知算法、決策規(guī)劃算法、控制執(zhí)行算法等。
例如,計(jì)算機(jī)視覺算法被用于解析車輛攝像頭捕捉到的圖像,識(shí)別和跟蹤道路、車輛、行人等物體。目標(biāo)檢測(cè)算法則幫助自動(dòng)駕駛汽車準(zhǔn)確地識(shí)別和定位周圍的障礙物,并采取相應(yīng)的避讓動(dòng)作。
這些算法通過不斷學(xué)習(xí)和優(yōu)化,使自動(dòng)駕駛系統(tǒng)能夠更準(zhǔn)確地感知環(huán)境、做出決策,并控制車輛行駛。
算力:
算力指的是自動(dòng)駕駛系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)的能力,包括計(jì)算速度和數(shù)據(jù)處理能力等。
在自動(dòng)駕駛中,大量的傳感器數(shù)據(jù)需要被實(shí)時(shí)處理和分析,以支持環(huán)境感知、決策規(guī)劃和控制執(zhí)行等任務(wù)。因此,自動(dòng)駕駛系統(tǒng)需要具備強(qiáng)大的算力,以確保數(shù)據(jù)處理的及時(shí)性和準(zhǔn)確性。
當(dāng)前,自動(dòng)駕駛的算力主要依賴于高性能計(jì)算平臺(tái),如GPU和TPU等。這些計(jì)算平臺(tái)提供了強(qiáng)大的計(jì)算能力和數(shù)據(jù)處理能力,以滿足自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的需求。