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众多科技企业涉足无人驾驶领域,可无人驾驶汽车至今还无法取代人!

来源:UFO-VISION作者:UFO-VISION发布时间:2018-11-28 23:00:00

在自动驾驶汽车的发展方面,汽车制造商致力于实现全面的自动驾驶技术,要完成这个技术还有很多瓶颈需要突破。

据高速公路安全保险协会称,在夜间时,交通事故的发生率要比白天来得高。超过四分之三的行人死亡发生在夜间,在夜间自动驾驶的问题得到解决之前,自动驾驶汽车的开发和最终部署是无法向前发展的。

01

传感器无法检测到一切

完全自动驾驶车辆尚未接管道路的一个主要原因之一是它们没有足够多的传感技术来给汽车提供足够的视觉信息和感知信息。

目前许多传统设备制造商都使用激光雷达,雷达和相机,来担任汽车的感知器官,但每一个传感器都存在感知空白区,从而限制了无人驾驶技术的发展,这些传感器在夜间,感知能力有所下降,需要人类驾驶员随时准备好参与驾驶。例如,雷达可以在远距离充分探测物体,但它无法清楚地识别这些物体是什么。相机可以更好地识别物体的种类,但只能在较近距离内,光线充足的情况下才能准确识别。因此,雷达和摄像机经常被同时使用:雷达用于检测远离道路的物体,而摄像机则用于对物体进行识别。

许多汽车制造商还为其自动驾驶汽车配备了LiDAR(激光雷达)传感器。与雷达一样,LiDAR通过发出信号并利用这些信号的反射来测量到物体的距离。(雷达使用无线电信号,而激光雷达则使用激光或光波。)虽然激光雷达提供比雷达更宽的视野,并且能够为自动驾驶车辆提供足够的探测范围,但目前为止,由于成本过高,并没有被广泛使用。一些公司正试图降低激光雷达的成本,但目前来看,还是很有限的。

图:电流传感技术存在感知问题。CMOS相机,雷达和LiDAR无法在动态照明或恶劣天气条件下运行。

02

软件识别还不够智能

为了弥补当前使用的传感器的弱点,许多汽车制造商使用多种传感器类型,创建了一个冗余的传感解决方案网络。在这种做法中,如果一个传感器在检测时失败了,那么还有其他传感器可以进行检测。

但即使有几个传感器协同工作,今天的无人仍然无法实现Level-5的无人驾驶技术。问题主要是物体识别问题。雷达,激光雷达和相机一起可以充分地检测车辆周围的所有物体,但是它们可能无法正确地对物体进行识别。当你加入夜间驾驶的情况时,这个问题变得更加严重。

例如uber无人驾驶事故,车辆在事故发生前六秒检测到行人,但自动驾驶系统将行人归类为不明物体,首先判断这是一辆车,然后又判断为是一辆自行车。车辆的传感器检测到受害者,但其错误地确定受害者没有处于危险之中,并且不需要做任何规避行为。

例如这样的行为还体现在自动驾驶汽车在软件编码过程中会忽略某些物体,例如塑料袋或街对面的报纸。这些忽略可以使自动驾驶车辆顺利驾驶,尤其是在高速公路上。然而,过于复杂的环境下,会把行人或者车辆也会错误的进行忽略,导致事故的发生。

除了传感解决方案和软件分类问题,自动驾驶汽车还存在其他的问题。

03

无法在全工况下自动驾驶

全工况的含义是:适用于一定范围内的超出正常使用条件所要求的温度、湿度、污秽、凝露等。

图:具有低光灵敏度和Viper的摄像机的并排比较显示,使用FIR解决方案可以看到未被电流感应技术检测到的物体。

夜间驾驶:

在夜间光学传感器的使用受到的巨大的局限,光线补充不足导致成像分辨力下降,无法很好的识别物体,在夜间虽然可以使用热成像技术和雷达技术,热成像技术可以感知物体的温度,获取物体的轮廓,和温度梯度,但是不能准确的反应物体是什么,雷达技术只能描述外形,缺乏颜色的信息。这就导致了夜间的无人驾驶汽车,只能看见物体,不能识别物体。

恶劣天气驾驶

大雾天气:

对于无人驾驶来说可能是最头痛的问题,视觉系统受到强烈的影响。虽然可以通过雷达去感知物体的存在,但由于分辨率低,依然无法识别物体,无法判断是可以撞伤的塑料袋,还是山上滚下来的石块。

雷雨天气:

在雷雨天气对摄像头的影响是很大的,雨水打落在镜头表面,直接导致相机失效,所以,现在大多数无人驾驶试验都会避开雷雨天气,避免不必要的事故。

04

总结

我们可以把自动驾驶技术分为5个层次

第一层是我们现在的汽车驾驶技术,通过油门,刹车,方向盘去控制汽车;

第二个层次是车辆开始具备一个或者多个的自动控制功能,如自动倒车入库,障碍物紧急刹车,轮胎打滑采取间歇性刹车,这个层次是我们一些高端汽车有的功能;

第三个层次实现从驾驶员手中接管一些原始功能的执行权,如打方向盘,加油,刹车,也就是辅助驾驶技术。就是现在新能源汽车要达到的目标;

第四层有限制条件下的无人驾驶,例如在光线良好,天气晴朗的白天,可以实现不用人干预就可以实现点对点的行驶;

第五层就是全工况下的无人驾驶,也就是我们理想的那个无人驾驶,不论时间和天气和地点,都不需要干预就能实现无人驾驶技术。这是无人驾驶技术完全成熟才能实现,也是自动驾驶技术的最高层次。

梦想是要有的,万一实现了呢?

在我们面前的还是传感技术和软件算法这座大山,什么时候传感技术全面超过人类了,电脑也像人脑一样聪明了,我们的level-5可能就会实现了。