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未来的汽车该怎么玩?一场科技趴告诉你

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自动驾驶技术的现状与难题

  [汽车之家 新鲜技术解读]  汽车,这个已经出现了一百多年的发明,早已从一个纯粹的机械产品演变成了电气化全副武装的科技产物,未来的汽车该何去何从?每年一度的国际电子消费展CES给了我们一些答案!

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  作为一个全球电子企业展现高科技产品的舞台,国际电子消费展CES至今已经走过了整整50个春秋,这里充满了新奇、炫酷和脑洞大开的新鲜玩意儿,也许你觉得它们都不切实际,但不可否认的这些就是可以预见的未来。毫无疑问,自动驾驶成为了今年汽车企业的主题。

自动驾驶汽车达到了怎么样的水平?

  特斯拉2016年的自动驾驶交通事故告诉我们,汽车必须越来越聪明,达到越来越高级别的自动驾驶水平,才能逐步实现无人驾驶,面对各种复杂和未知的路况,保证人身安全。目前,量产车中特斯拉MODEL X和MODEL S可以算是自动驾驶水平最高的车型,但这在行业内只能算是Level 2~3的级别。

SAE(汽车工程协会)对自动驾驶的分级定义
Level 0,无自动化由驾驶员全权操作汽车,可以得到警告和保护系统的辅助。
Level 1,驾驶支援根据驾驶环境对方向盘和加减速中的一项操作提供支援,其他动作由驾驶员操作。
Level 2,部分自动化根据驾驶环境对方向盘和加减速中的多项操作提供支援,其他动作由驾驶员操作。
Level 3,有条件自动化由自动驾驶系统完成所有驾驶操作,驾驶员根据系统请求提供适当的应答。
Level 4,高度自动化由自动驾驶系统完成所有驾驶操作,驾驶员根据系统请求不一定提供应答,限定道路和环境条件。
Level 5,完全自动化由自动驾驶系统完成所有驾驶操作,驾驶员在可能的情况下接管,不限定道路和环境条件。

  在CES这场科技大趴上,车企们亮出的新车没有自动驾驶技术,似乎都不好意思推上展台了,乐视、现代、福特等等都拿出了自己最新的产品,下面我们就来看看它们都达到了什么样的自动驾驶水平?

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  同样是Level 4的自动驾驶水平,同样是在原有车型上加装自动驾驶技术,韩国人拿出的自动驾驶概念车似乎在“容颜”上更加精致一些,因为它们把实现传感器都尽量的整合到车身内部,外观更加和谐自然。很多人难以将高科技与现代品牌联系起来,但今天他们真的做到了,甚至,近期现代的这辆IONIQ自动驾驶汽车还拿到了美国内华达州的测试牌照。现代官方并没有公布这款自动驾驶汽车的量产时间,但我们可以猜测近两三年内它还很难被量产。

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  可以看到,车企们在CES上展出的新车几乎都一致地达到了Level 4级别的自动驾驶,他们通过摄像头、毫米波雷达以及激光雷达等传感器的结合,能够360°的收集车身四周的路况信息,在限定的道路和环境下,自动驾驶系统能够完成所有的驾驶操作。然而,这些车还有一个共同点,那就是现阶段都还没有量产,到底是哪些因素还制约着厂商量产的步伐呢?

Level 4级别自动驾驶技术还有哪些量产难题?

  目前来看,车企们研发自动驾驶技术很多都依赖于激光雷达,它通过发射和接受光脉冲的原理来推算与物体之间的距离,其测量距离的精确度要远高于普通的毫米波雷达。2005年,Velodyne公司发明了激光雷达,从此一直领跑于这一领域,从CES上自动驾驶汽车的覆盖数量也可见一斑。但想要在量产车上应用激光雷达技术,最重要的难题是成本问题。

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  虽然Velodyne公司量产的HDL-64E(64 线程)激光雷达已经达到了非常高的测距精度,很多公司都将其进行测试应用,但其高昂的价格始终是车企们不敢批量使用的一个因素,要知道在美国一颗这样的激光传感器,其售价基本等同于一部豪华车,即便是Velodyne开发了更低版本的(16线程)激光雷达,但售价也大概在七八千美元,目前来说还是太贵了。虽然也有价格“亲民”许多的激光传感器,但扫描效果则相对较差。其实,如何平衡使用效果与售价几乎是每项新技术普及时都会碰到的问题。

  因此,降低激光雷达的成本成为了很多传感器公司的研发目标,例如在本届CES上,以色列初创公司innoviz研发了一款固态激光雷达,研发过程受到了大牌零部件供应商麦格纳的支持和帮助。相比Velodyne的产品,这种雷达不需要进行旋转,结构也更加紧凑,官方消息称其售价会在100美元以内。

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  虽然Innoviz和QUANERGY公司都拿出了固态激光雷达,将成本大大缩减,但未来这种雷达与自动驾驶汽车的匹配是否稳定成熟,还没有人敢下定论,或许作为普通消费者来说,我们更愿意他们能够成功,毕竟这会让自动驾驶汽车离我们更近。

  除了激光雷达的成本问题,其实困扰汽车厂商的还有完全自动驾驶情况下的信息处理问题,因为汽车需要对外界信息进行识别、判断和执行动作,面对开放式道路中复杂的路况,处理器需要对大量的图形信息和行驶状况进行处理,而这就对其软件计算能力提出了很高的要求。这个问题如何解决呢?

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科技公司融入汽车产业链

为什么越来越多的科技公司进入自动驾驶领域?

  本田全球研发总裁Yoshiyuki Matsumoto用一口日式英语说:“未来的自动驾驶汽车必须依靠具备深度学习能力的人工智能技术。”没错,即便是雷达和摄像头能够多么清晰准确地探出四周的情况,但将车辆驶向开放的实际道路后,我们始终难以预料所有的路况信息和所遇到的状况,总会有没考虑周全的情况发生,这时候就必须要求汽车有自己的判断能力,来处理没遇到过的场面,因此人工智能(AI)将是未来自动驾驶汽车必须要拥有的技能,具备高级计算能力的芯片需求就给了科技公司们一个机会

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□ 英伟达进入一级零部件供应商体系

  也许你不曾想过笔记本电脑上粘贴的绿色LOGO将会出现在汽车上,汽车怎么会与电脑采用一个牌子的芯片?而今天英伟达(NVIDIA)就是让汽车搭载了它们的芯片。

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  除此之外,奥迪也将是他们最主要的合作车企之一,目前一款具备自动驾驶技术的奥迪Q7正在研发阶段。下面我们可以通过一段视频来感受一下英伟达的自动驾驶技术。


更多精彩视频,尽在汽车之家视频平台

  同时英伟达也展示了自家研发使用的林肯MKZ自动驾驶测试车(内部代号为BB8)。测试视频如下:


更多精彩视频,尽在汽车之家视频平台

  从这三款车来看,英伟达的DRIVE PX 2自动驾驶技术平台并不是非得需要激光雷达才能实现高级别的自动驾驶,然而,降低成本并不是英伟达最大的立足点,而是作为一家人工智能公司在GPU(Graphics Processing Unit)图形处理技术领域和AI(人工智能)技术方面的优势。面对自动驾驶汽车需要处理大量的图像信息,英伟达最新的DRIVE PX 2自动驾驶芯片的处理性能明显发挥出了优势。同时,在信息识别与分析方面,它还有着学习和认知的能力。

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  也许你目光被CES上眼花缭乱的高科技所吸引过去,也许你会对某一款概念车所痴迷,但从汽车行业角度来看,我们认为最重磅新闻不是这些具体的产品,而是曾经的科技公司在自动驾驶技术的浪潮中,竟然闯入到了车企供应商的产业链条,其中最典型的例子就是英伟达与一级车企供应商博世和ZF签署了合作协议。

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□ 慢了半拍的英特尔是否会在自动驾驶汽车上实现逆转?

  与英伟达对立的是英特尔的自动驾驶阵营,英特尔擅长的芯片是中央处理器CPU(Central Processing Unit),与专门处理简单图形信息的GPU相比,CPU更适于处理复杂困难的计算问题,所以视觉信息处理并不是英特尔所擅长的。或许芯片技术并不是掣肘英特尔的原因,研发队伍强大的英特尔分分钟也能开发出图像信息处理器,而重要的是英特尔在发展策略上的抉择。

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  宝马、英特尔、Mobileye三家的合作当中,英特尔提供平衡性能和功耗的中央处理器,解决从汽车到数据中心的计算问题,同时还包括传感器聚合、驾驶策略、环境建模、路径规划和决策的解决方案。对于视觉信息的处理就交给了在这方面经验丰富的“老司机”——Mobileye。在这样“铁三角”的联合下,未来英特尔是否能在自动驾驶领域赶超英伟达?我们先画一个问号。

□ 高通的5G和自动驾驶技术

  前面提到高通,其实它与英特尔有着太多的过招,除了处理器方面的竞争,最近在5G技术方面也来了一场大PK。2016年10月,高通推出了5G的调制解调器,但它只支持毫米波频段,而2017年1月5日,英特尔在5G技术方面先下一城,拿出了同时支持毫米波频段和6GHz以下频段的5G调制解调器。

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  其实,高通在两年前就宣布了要涉及汽车领域,如今它基于骁龙820A的处理器开发了一套ADAS系统,试想一下,未来的汽车将会与三星Galaxy S7、HTC 10、LG G5等智能手机采用同一款芯片也是很有意思的一件事。

□ 黑莓与福特合作自动驾驶

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  在手机行业里,也许黑莓已经消失在你的视线里,但在汽车领域或许黑莓还能够撑起自己的一片天。2010年,黑莓收购了QNX公司,而QNX公司的核心业务之一就是汽车操作系统和软件解决方案。凭借QNX在汽车操作系统和远程通信系统等方面的基础,这不黑莓也投入自动驾驶汽车的战场上来。然而,看似曾经的科技公司在汽车领域开始备受追捧,但他们能够颠覆传统的汽车零部件供应商吗?

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国内自动驾驶探索/人机交互

科技公司将成为未来的自动驾驶的主导力量吗?

  虽然一些科技公司在芯片和软件算法上占据优势,一些零部件公司在激光雷达等传感器方面无人能及,但这终归只是单一领域的成绩,纵观整个汽车行业,传统的一级零部件供应商依然是最主导的力量。因为对于一家整车厂来说,他们一般不愿意与各个小的零部件供应商打交道,越多的供应商就意味着越多的麻烦,需要将所有的零部件进行匹配,什么你家的火花塞,他家的高压线束,最终都要整合到一起才能让汽车运行起来,无疑会消耗太多的精力,而这恰恰是博世、法雷奥、德尔福等这些具备综合能力的供应商巨头所擅长的。

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  对于自动驾驶的解决方案,未来博世、采埃孚、福尔德、法雷奥等一级供应商更有能力将芯片和算法与其他公司的摄像头、激光雷达、毫米波雷达、高精度地图等等整合到一起,制定出匹配车企开发自动驾驶的整体方案,车企们选择这样一套省心、靠谱的打包产品何乐而不为呢?同时,对于各级的供应商来说也是双赢的方案。所以,这样来看现阶段科技公司想要颠覆传统供应商,来主导自动驾驶显然是不太现实的。

中国企业在CES上被围观意味着什么?

  也许在传统动力领域,国内厂商很难再追赶国外的整车企业了,而电动汽车技术则拉进了国内车企比肩国外车企的距离,如今自动驾驶汽车时代来临,车企们比拼的重心向人工智能技术偏移,在这方面与国外企业的竞争门槛又进一步降低,所以在未来的自动驾驶领域,中国车企还是很有希望的。虽然CES展出地远在美国的拉斯维加斯,你也会在发现很多中国企业的身影,除了一大批深圳的电子公司,长安、百度以及一家大家比较陌生的企业驭势(UISEE)等公司出现在了汽车类展厅。

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  驭势(UISEE)大概是2016年1月份开始浮出水面的一家初创公司,其三个创始人之一赵勇曾在Google X实验室学习过的海归,回国之后继续计算机视觉的梦想,今年的CES上便拿出了自己的产品。

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  这款概念车以及实现了点对点自动驾驶功能,其接受信息靠车辆前后2个激光雷达、车身四周的 12 个超声波雷达,以及车身四角的4个摄像头,并且为增强对前方的视觉信息捕捉,在车头还额外安装了3个摄像头,组成了360°无死角的视觉探测。

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  车内并没有驾驶操作的方向盘,只有一个用于影响娱乐和信息交互的大尺寸显示屏,这也意味着进出车内的人就好好享受移动生活就OK了。对于这款车的定位,驭势很明确地表示它是一款短距离自动驾驶的交通工具,例如它非常适合园区内的点到点自动驾驶情况,因此未来它说不定还真有一定的市场。

● 人机交互系统的升级

  说外本届CES最大的主题自动驾驶,再来聊聊一些传统汽车企业给了我们哪些启发。三菱、大众、宝马三家车企在CES上并没有拿出想要量产的新车型,三菱和大众主打的都是数字化驾驶座舱的概念,虽然宝马亮出的是一款名为i Inside Future的概念车,但它出现的意义或许和三菱、大众的展品很像,主要是对车内人机交互系统的一种新探索。

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  在它们数字化驾驶座舱内,均设计有大尺寸的液晶显示屏,甚至大众和宝马的座舱内还支持手势识别,驾驶员不需要将目光转移开道路就能进行相关功能的操作。同时,AR(增强现实)技术、3D技术、视觉追踪技术等也出现在了大众的数字化座舱内。然而,丰田最新的CONCEPT-爱i概念车与它们不同,其不仅致力于打造车内的人机交互,对汽车与车外人员的沟通也同样进行了重视。

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  通过这些概念化的展品,不难想象,用不了多久我们就能置身于曾经电影般科幻的车内,再结合逐渐成熟的自动驾驶技术,未来说一句话或者挥一挥手,就能炫酷地实现所有的驾驶操作,让你嗨嗨皮皮地到达目的地。

总结:

  亲临这样一场科技盛宴之后,相信每一个人都会认定科幻电影里的汽车或许马上就到来了,汽车不再是简单的交通工具,它们能够像人一样思考问题,应对各种复杂的路况,还能与车内外的人员更直接地进行信息交流,并能自动载你到达目的地。

  本届CES,最大的趋势就是曾经的科技公司开始全面扎根汽车制造领域,一同打造更高级别的自动驾驶汽车,甚至成功打入车企的一级供应商,这代表着很快在汽车上就能看到越来越多与手机、电脑一样的零部件了。除此之外,长安、百度和驭势等国内企业也同样占据了CES的一片席位,面对人工智能与自动驾驶的将来,或许中国人并不一定会输。(文/图 汽车之家 夏志猛) 

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