無人駕駛車輛的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

王磊

摘 要：本文介紹了現(xiàn)代汽車的發(fā)展歷程及其發(fā)展趨勢，根據(jù)汽車在歷史發(fā)展中的幾個(gè)重要標(biāo)志將汽車的發(fā)展簡史劃分為幾個(gè)階段，根據(jù)汽車發(fā)展的現(xiàn)狀來展望未來汽車發(fā)展的趨勢。汽車是現(xiàn)代社會(huì)最重要、最舒適、最便利的交通工具，它的普及程度日漸提高，尤其是在中國及其它發(fā)展中國家。因此，我們有必要了解和認(rèn)識(shí)汽車的發(fā)展歷程及其發(fā)展趨勢，以指導(dǎo)我們創(chuàng)造出更先進(jìn)的汽車，推動(dòng)人類的進(jìn)步。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代汽車；發(fā)展歷程；發(fā)展趨勢

隨著科學(xué)技術(shù)日新月異的發(fā)展，電子化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化已逐漸成為未來汽車的大的發(fā)展趨勢，無人駕駛汽車則是這一發(fā)展趨勢的最好體現(xiàn)。無人駕駛指的是，在車輛上運(yùn)用了視覺、測距等傳感器來感知道路路面情況，再由電腦根據(jù)感知結(jié)果進(jìn)行決策，進(jìn)而操控底盤執(zhí)行器來控制車輛行駛，用這一系列過程取代傳統(tǒng)駕駛員的操作。

一、概念及典型結(jié)構(gòu)

無人駕駛汽車是一種智能汽車，也可以稱之為“輪式移動(dòng)機(jī)器人”，主要依靠車內(nèi)以計(jì)算機(jī)系統(tǒng)為主的智能駕駛儀來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛。它一般是利用車載傳感器來感知車輛周圍環(huán)境，并根據(jù)感知獲得道路、車輛位置和障礙物信息，控制車輛的轉(zhuǎn)向和速度，從而使車輛能夠安全、可靠地在道路上行駛[2]。無人駕駛汽車集自動(dòng)控制、人工智能、視覺計(jì)算等眾多技術(shù)于一體，是計(jì)算機(jī)科學(xué)、模式識(shí)別和智能控制技術(shù)高度發(fā)展的產(chǎn)物。

2012年5月8日，美國內(nèi)華達(dá)州機(jī)動(dòng)車駕駛管理處為谷歌公司的以豐田普銳斯車型為原型改裝的無人駕駛汽車頒發(fā)了首張無人駕駛車輛測試牌照[3]，下面以谷歌公司的該款車輛為例說明其典型結(jié)構(gòu)。

激光測距儀，通過高速旋轉(zhuǎn)的方式對(duì)半徑60米內(nèi)的周圍環(huán)境進(jìn)行掃描，并將結(jié)果以三維地圖的方式呈現(xiàn)出來，給計(jì)算機(jī)提供計(jì)算機(jī)最初步的判斷依據(jù)。

視頻攝像頭，用以識(shí)別交通信號(hào)燈，并在車載計(jì)算機(jī)的輔助下辨別移動(dòng)的物體等障礙。

微型傳感器，通過測定汽車的橫向移動(dòng)來幫助計(jì)算機(jī)給汽車定位，確定其在道路上的正確位置。

車載雷達(dá)，前方三個(gè)（配合視頻攝像頭）、后方一個(gè)，用以測量汽車與前后左右各個(gè)障礙物之間的距離。

計(jì)算機(jī)資料庫，精確存儲(chǔ)了每條公路的限速標(biāo)準(zhǔn)及出入口位置等各種地理信息，來自資料庫的信息及其他實(shí)時(shí)采集的信息經(jīng)車載計(jì)算機(jī)匯合、分析，向汽車傳達(dá)相應(yīng)行駛命令，由執(zhí)行系統(tǒng)具體執(zhí)行。

二、國內(nèi)外無人駕駛汽車的發(fā)展?fàn)顩r

目前關(guān)于無人駕駛的有關(guān)研究主要集中在可行性與實(shí)用性這兩個(gè)方面。早在上世紀(jì)八十年代，美國就提出了有關(guān)自主地面車輛的計(jì)劃，即ALV計(jì)劃，一輛8輪小車在校園中低速自主駕駛。但當(dāng)時(shí)那個(gè)年代考慮到技術(shù)的局限性以及目標(biāo)的復(fù)雜性，參與研究的各國將研究的目標(biāo)逐步移向相對(duì)簡單的、民用車輛的輔助駕駛項(xiàng)目上。1995年無人駕駛車Navlab2v完成方向控制的無人駕駛試驗(yàn)，2000年豐田汽車公司研發(fā)了無人駕駛的公共汽車，其自動(dòng)駕駛系統(tǒng)主要由道路誘導(dǎo)、車隊(duì)行駛、追尾防止以及運(yùn)行管理等方面組成。有關(guān)無人駕駛汽車的項(xiàng)目研究，目前已在歐洲取得了一定的成效，并且成立了統(tǒng)一的合作組織。我國在無人駕駛汽車的研究發(fā)展方面相對(duì)于國外稍晚，我國從上世紀(jì)的80年代著手進(jìn)行無人駕駛汽車的相關(guān)研究，2005年，我國的首輛城市無人駕駛汽車已經(jīng)在上海交大研制試驗(yàn)成功。

三、面臨問題

目前無人駕駛汽車的發(fā)展主要面臨如下問題：

（一）法律法規(guī)

國際上，1968年簽訂的《維也納公約》有73個(gè)締約國，該公約為大部分歐盟國家、亞洲諸多國家和地區(qū)、南美以及世界其他一些國家和地區(qū)定下了交通管理的基調(diào)，公約中“駕駛員必須時(shí)時(shí)刻刻擁有對(duì)車輛的控制權(quán)”的規(guī)定，制約了自動(dòng)駕駛技術(shù)的發(fā)展普及。聯(lián)合國經(jīng)濟(jì)委員會(huì)（UNECE）為了滿足無人駕駛汽車發(fā)展而進(jìn)行了相關(guān)法律和技術(shù)法規(guī)的修訂，修改為汽車只要具有“可以被駕駛員權(quán)限覆蓋或接管”的特性，該修訂案已于2016年3月生效，有可能進(jìn)行進(jìn)一步修訂。

（二）可靠性

2016年1月20日，在中國河北，一輛特斯拉MODEL S型電動(dòng)汽車在自動(dòng)駕駛狀態(tài)下無任何剎車、轉(zhuǎn)向痕跡，直接碰撞道路左側(cè)清潔車，導(dǎo)致特斯拉司機(jī)身亡；2016年5月7日，在美國佛羅里達(dá)州高速公路上，一輛特斯拉MODEL S在自動(dòng)駕駛模式下，與垂直方向開來的掛車相撞，特斯拉司機(jī)身亡；2016年8月，又一輛行駛在北京的特斯拉MODEL S在啟用自動(dòng)駕駛時(shí)，未能識(shí)別道路內(nèi)側(cè)?？康能囕v而發(fā)生剮蹭事故……處在風(fēng)口浪尖上的特斯拉公司因其自動(dòng)駕駛技術(shù)的安全性正面臨空前信任危機(jī)。

另一無人駕駛汽車先鋒谷歌公司的情況：2009—2015年，55輛谷歌無人駕駛汽車的道路測試總里程約130萬英里（約合209萬公里），其間共發(fā)生了11起小事故。

上述多次出現(xiàn)的大小事故表明，無人駕駛汽車現(xiàn)階段依然不成熟，尚不能滿足公眾對(duì)其安全性的預(yù)期。

（三）倫理挑戰(zhàn)

無人駕駛汽車，嚴(yán)格來講只是一個(gè)機(jī)器人。那么，在面對(duì)諸如“電車難題”（Trolley Problem）這類經(jīng)典倫理問題時(shí)，無人駕駛汽車就車內(nèi)人員、路上行人的安全，或路上不同行人的安全等問題，究竟該如何抉擇？這類問題應(yīng)該由誰來決策，后果應(yīng)該由誰來承擔(dān)？這些問題不解決，無人駕駛汽車的發(fā)展必將被縛住手腳。

四、結(jié)語

總而言之，無人駕駛汽車是未來汽車發(fā)展的趨勢。盡管當(dāng)前在技術(shù)、法律、倫理上還存在諸多問題，但相信隨著人類科技進(jìn)步的突飛猛進(jìn)，以及社會(huì)文明的高度發(fā)展，這些問題都會(huì)在不久的將來迎刃而解，汽車駕駛員將真正解放手腳，安享駕駛。

參考文獻(xiàn)：

[1] BENZ&CO. Fahrzeug mit Gasmotorenbetrieb：德國，DE37435C[P].1886-11-02.

[2] 喬維高，徐學(xué)進(jìn).無人駕駛汽車的發(fā)展現(xiàn)狀及方向[J].上海汽車，2007（7）：40-42.

[3] 張翔.2013年全球汽車技術(shù)發(fā)展趨勢[J].汽車工程師，2013（3）：19-21，52.

[4] 國際專利分類表（2016版）[EB/OL].（2016-08-31）[2017-04-28].

[5]陳家瑞.《汽車構(gòu)造》.人民交通出版社.2006年endprint