ADAS(1) 概述整理及自动驾驶实例
一、自動駕駛的發展
? ? ? ?從20世紀70年代開始,美國、英國、德國等發達國家開始進行無人駕駛汽車的研究,在可行性和實用化方面都取得了突破性的進展。中國從20世紀80年代開始進行無人駕駛汽車的研究,國防科技大學在1992年成功研制出中國第一輛真正意義上的無人駕駛汽車,其他歐美國家都有自己的無人車項目,這些項目的出發點都是造軍用無人駕駛車,在1980年左右,美國和歐洲國家在無人駕駛技術方面已經迅速的得到發展,而中國是緊隨其后,雖然技術落后甚多。八五期間,由北理和國防科大等高校聯合研制的ATB-1無人車,可以達到時速21公里,這標志這中國無人駕駛正式起步。2014年11月20日 解放軍軍事交通學院研發無人駕駛車輛在高速路上進行了測試,最高時速110公里/小時,自主變道36次,一舉奪得“中國智能車未來挑戰賽”的冠軍。而2015年長安實現了從重慶到北京的高速路無人駕駛測試。從這些方面可以看到中國無人駕駛車的技術進步是非常大的。
說到國外的無人駕駛,可能大家最先想到google的無人車,因為它的車最先進入城市道路落地測試,穩定性比較好,出錯非常少,口碑和風頭都很足,所以很多人記住了,其實在這之前,美國的智能車比賽已經有很多NB的車能夠在馬路上飛奔了,只不過關注度和知名度沒那么高。國外的無人駕駛技術積累非常足,國內對這方面的研究比較落后,這也是為什么最近通用的無人車已經在洛杉磯這樣的大城市復雜的路況下測試了很久了,而咋們的城市無人駕駛車至今還沒有落地進行測試的影子,很多國內的無人駕駛車都是有限條件下跑,咋們搞的也不晚,只能說高校沒有這種雄心去整合,軍用一直沒有停止過研究和發展,但是民用需要依托高校的研發實現商用化,這還有非常遠的路要走。
上面說到的通用無人駕駛,看到這些視頻就知道國外的無人駕駛發展的地步了。這是2017年通用自動駕駛發布的自動駕駛測試視頻。
第一視角體驗通用自動駕駛第二彈 - 騰訊視頻https://v.qq.com/x/page/m0373fiwrvp
視頻截圖:
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? ? ??上面的無人駕駛使用的技術主要依賴傳感器,使用了雷達、攝像頭等, 車聯網馬上也會用到無人駕駛上,無人駕駛的技術對傳感器的依賴將會增加成本和控制的難度,使用車聯網來傳遞一些穩定的信號以減少無人駕駛環境感知,比如使用V2X來傳遞交通燈的信號、車道信息、前方道路情況,這樣將會減少對傳感器的依賴程度,增強對環境的適應性。
? ? ? ? 總體來講,無人駕駛的的發展:軍用到民用,從特殊環境到普通環境,從多傳感器融合到傳感器+車聯網
在無人駕駛(自動駕駛)出現之前,很多無人駕駛的技術作為輔助駕駛技術得到了商業的推廣和應用,Mobileye就是ADAS的行業先驅,ADAS包括:車道偏離、前碰撞預警、行人檢測、交通燈檢測、移動物體檢測等,這些技術作為輔助駕駛技術,只提供預警,不干預車輛的駕駛。ADAS可以說是無人駕駛的技術試金石。
再來看一下兩個極端情況下的車輛自動駕駛測試:
第一個是:夜晚+雨天
這是Drive.ai的杰作,是MIT的一個團隊
A rainy night is no trouble for this self-driving car - The Verge
http://www.theverge.com/2017/2/14/14610614/drive-ai-self-driving-car-rain-video
第二個是:雪天,這是福特的杰作
http://www.theverge.com/2016/1/11/10745508/ford-snow-self-driving-testing-naias-2016
二、自動駕駛的分級
首先看一下這篇文章:
干貨分享|谷歌、蘋果都在爭相研發的自動駕駛,究竟是什么?https://mp.weixin.qq.com/s/DS3q0EqzcKU5PiTD0JODKw
(很詳細,本文有幾張圖放的就是該文章中的,盜圖旨在講的更加詳細,不想花時間自己再造圖了)
? ? ? ?現在對無人駕駛的分類是依據美國國家公路交通安全管理局和美國汽車工程師學會定義的,分為五個等級,上面的鏈接文章中有,我不啰嗦了。按照我的理解,可以分為三個等級:輔助駕駛、半自動駕駛、自動駕駛。
輔助駕駛:通過環境感知,為駕駛員提供決策和預警信息。人駕駛車輛,無人駕駛技術只提供輔助作用
半自動駕駛:駕駛員干預和糾正車輛的自動駕駛。以車輛自動駕駛為主,人干預駕駛為輔助。在特殊情況下只能依靠人來完成駕駛任務。
全自動駕駛:自動駕駛為主,人只提供輔助駕駛,不干預車輛自動駕駛
下面看一下美國的標準,劃分的的更加詳細
自動駕駛的定義和發展階段:
自動駕駛的目的:
? ??? ?其實出現自動駕駛后,很多人覺得沒有必要,特別是最初谷歌的無人駕駛使用了高昂的穿傳感器,使大家覺得民用遙不可及,成本貴,風險比較高,不可靠等,那么還不如人自己來開車了,但是自動駕駛能夠解決的問題遠遠不止代替人駕駛的的問題,它還有以下的功能:
? ? ? ?除了上面列舉的功能外,無人駕駛的軍用技術對于一些特殊行業來講,還有很多特殊的功能,比如采礦、消防等特種車輛的自動駕駛,將解決當前高危行業和一些危險工況下人參與的風險。這些功能不一一列舉。對于中國的特殊情況:地理環境復雜、人口眾多、道路交通擁擠的情況,無人駕駛最有可能出現在特種車和特定的工作環境下;發展應用的路線基本上是從城市道路到農村道路,從高速到國道省道。
自動駕駛首先會應用在景區、公交等固定路線的場景中,會首先應用在特種車上面,應用在特定的情況下,其次是高速(貨運、客運),再其次就是一般城市道路、普通鄉村道路。應用的場合和駕駛技術應用程度有關,比如是人車交互駕駛或者是全自動駕駛等等。
自動駕駛的分級:
按照上面NHTSA的分類,各階段的功能可以為:
L0:輔助駕駛系統;ADAS駕駛系統,主要有LDW、FCW、PCW、MOD等,這些都是起到輔助駕駛,提醒和警示作用,不干涉駕駛員的駕駛
L1:干預性輔助駕駛;AEB,檢測前方的障礙物,并提供剎車制動,ACC,跟隨模仿前方車輛駕駛,保持安全距離
L2:半自動駕駛;LKA車道保持,人在良好交通狀況下選擇性的啟動自動駕駛,這個階段感覺已經被直接跳過了,人駕駛為主,車自動駕駛為輔助
L3:人車交互駕駛;車自動控制駕駛,人參與指揮車輛駕駛,車自動駕駛為主,人駕駛為輔助
L4:全自動駕駛:人不做任何指揮或控制車輛駕駛,由車輛全自助駕駛
下面是具體的給出各個階段實現的功能,上面我寫的只是舉例,沒有完整,當然下面的也沒有舉例完整;
L0還有疲勞檢測預警、主動式安全帶,主動頭枕(這是我導師做的東西,根據危險工況,安全帶自動拉緊、頭枕向前保護頭部、頸部等)。
自動駕駛商業化分級:
? ? ? ?這個表基本上反應了自動駕駛的一些情況,其中ADAS是集成是當前普及和走向前裝的最火熱時期,和表上的時間基本吻合,按照表上的預測,2033年左右,L0結束,基本意味這ADAS這時候已經被淘汰,即,2033年左右,當前市場上的ADAS只有預警功能的會被淘汰掉,取而代之的是L1階段,即干預性的輔助駕駛系統,不僅預警,而且參與車輛控制駕駛。
L2和L3這兩個階段占據的時間比較長,其反應的是人、車對駕駛控制的比例變換的兩個階段,這兩個階段實現車輛自動駕駛的過度,人駕駛車輛的比例逐漸減少,車輛自動駕駛的比例逐漸增加。L4最先出現在2030年,即自動駕駛出現商業應用在2030年,普及在2060年左右,這也是上面說的自動駕駛的應用從特定道路和場景情況逐漸擴展到所有的駕駛情況。好吧我們有希望在2030年看到無人駕駛的公交車和貨運車了,當然技術變換日新月異,可能會來的更早!!!
? ? ? ?說到自動駕駛,就有車輛控制,當前車輛的駕駛控制主動權在車廠,除非改裝。這就說明一個問題,從L1以后,只有汽車制造廠商主動參與自動駕駛的技術變革,放開車輛控制的控制權,這樣才能快速的推進自動駕駛走向商業化,否則依靠改裝和后裝市場對CAN信號的解碼這種不規范的行為,將會導致汽車市場的混亂和極大的社會危害,另一方面,汽車廠商在開放汽車控制權或者主動加入自動駕駛技術時,也需要考慮到最重要的汽車駕駛安全問題,特別需要注意車聯網后,車輛的信息泄露,特別是控制信息的泄露,將會帶來的危害及防止措施。
總結
以上是生活随笔為你收集整理的ADAS(1) 概述整理及自动驾驶实例的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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