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阶段 0:无自动化,由人类驾驶者全权操作汽车,在行驶过程中可以得到警告和保护系统的辅助。比如市面上的大多数汽车都属于此类。此处不多加讨论。
阶段 1: 单一功能的驾驶辅助,在这一阶段,汽车转向或制动可由车辆完成。比如应用最为广泛的 ACC 自适应巡航控制,和 LKA 主动车道保持。
ACC(Adaptive Cruise Control)自适应巡航控制:定速巡航大家一定都不陌生,但当前车减速时,就需要通过踩刹车或操作杆取消定速巡航。
ACC 自适应巡航控制可以在前车减速时自动减速,前车加速后自动跟上去,比定速巡航方便太多太多,可谓高速小能手。
ACC 自适应巡航控制已经有将近二十年的历史。其使用的传感器主要包括毫米波雷达和摄像头。毫米波雷达和军用雷达其实差不多,它们会发射和接收调制过的 77GHz 的无线电波,再通过回波的时间差和多普勒效应造成的频率移动来测量目标的相对距离和相对速度。
在不同厂家的产品中,有长距离雷达和中短距离雷达之分。长距离雷达能够探测 250 米距离,实现最高到 260km/h 的 ACC 功能。中短距离雷达探测距离稍近,100 多米,能够支持的 ACC 速度在 160km/h 左右。
LKA(Lane Keep Assist)主动车道保持通过摄像头采集前方车道线,并控制转向把车辆保持在车道中心。它是车道偏离报警的高级版本。
阶段 2:部分自动化(组合功能的辅助驾驶),比如 2015 年上市的奥迪新 Q7 和去年上市的新 A4L 所搭载的拥堵驾驶辅助系统,它实现的是 60km/h 以下堵车环境下的横向和纵向控制。而速度超过 60km/h 的时候由传统的车道保持和 ACC 接管。
也就是说,驾驶员仍然需要关注交通和控制车辆。这是当前世面上所有量产车能够达到的自动驾驶最高级别。现在很多车厂把辅助驾驶系统宣传为自动驾驶系统这是很不负责的。如果此时驾驶员不扶方向不关注交通,发生事故的风险会大大增加。
阶段 3:有条件的自动驾驶。这是一个从辅助驾驶到自动驾驶的飞跃,驾驶员不再需要关注交通和控制车辆,一切都由车辆完成,一切责任也都从驾驶员转移到车辆。
为了实现这一目的,需要大量的传感器做数据融合,需要考虑方方面面的情况。在某些条件不符合时,自动驾驶状态将退出,并由驾驶员接管。这一阶段会被称为有条件的自动驾驶的原因也在于此。前文提到的 A7 和将来要量产化的车型都属于这一范畴。
阶段 4 和 5:全自动驾驶。自动驾驶发展到这一阶段不再需要驾驶员接管或干预,系统胜任所有工控,鲁棒性、稳定性大幅提高。进而演变成无人驾驶。
二、自动驾驶的关键技术
1、 多传感器数据融合 -- 自动驾驶的汽车得有自己的 “眼睛”
多传感器的应用与数据融合是自动驾驶的必然趋势。毫米波雷达、摄像头、激光雷达、超声波雷达等都是必不可少的。传感器各有各的特点与优势。