無人駕駛:正在開始的未來
我們已經拉開了全自動無人駕駛的序幕,在幕布之后精彩的未來將如何,讓我們先回顧一下硅谷的發展歷史,再以此展望無人駕駛的未來。
如圖 1-1 所示,現代信息技術始于 20 世紀 60 年代,仙童電子和 Intel 通過硅晶體微處理器技術的創新開創了信息技術的新時代,這也是硅谷的起源。微處理器技術極大地提高了工業化生產力,推進了現代工業的發展。20 世紀 80 年代,隨著 Xerox Alto、Apple Lisa 及 Microsoft Windows 等軟件系統的發展,圖形界面被廣泛應用,個人電腦的概念出現并開始普及,現代信息技術以此為基礎普惠眾人。
21 世紀初,在個人電腦逐步普及并被大規模應用的背景下,Google 的出現通過互聯網和搜索引擎的方式將人與浩瀚如星海的信息互聯起來了,至此,現代信息技術發展到了第三階段。始于 2004 年的 Facebook 通過革新的社交網絡模式將現代信息技術推進到了第四階段。至此,人類的交往互聯方式從線下擴展到了線上,人類社會在萬維網上有了初始的遷移并逐步地成熟完善。
隨著互聯網人口規模的膨脹,Airbnb 與 Uber 等公司通過共享經濟的思維把人類社會的經濟模式直接推廣到了互聯網社會,利用互聯網 + 移動設備等直接連接不同用戶的經濟行為,得到了大范圍的成功。信息技術每一階段的發展及其隨后驅動的革新,都極大地改變了人類對信息的訪問需求和獲取方式。尤其對后幾個階段而言,互聯網是一個基礎性條件,大多數的服務是通過互聯網傳達給終端用戶的。
現在,我們走到了信息技術發展的第六階段,機器人開始作為服務的承載體出現,其中的一個具體事例就是無人駕駛的產品化。無人駕駛并不是一個單一的新技術,而是一系列技術的整合,通過眾多技術的有效融合,在無人駕車的情況下安全地送達乘客。本章會介紹無人駕駛的分級、ADAS 中的關鍵應用、無人駕駛中涉及的多項技術并討論如何安全高效地在無人駕駛系統中完成技術的整合。
正在走來的無人駕駛
預計到 2021 年,無人車將進入市場,從此開啟一個嶄新的階段。世界經濟論壇估計,汽車行業的數字化變革將創造 670 億美元的價值,帶來 3.1 萬億美元的社會效益,其中包括無人車的改進、乘客互聯及整個交通行業生態系統的完善。
據估計,半自動駕駛和全自動駕駛汽車在未來幾十年的市場潛力相當大。例如,到 2035 年,僅中國就將有約 860 萬輛自動駕駛汽車,其中約 340 萬輛為全自動無人駕駛,520 萬輛為半自動駕駛。
有行業主管部門人士認為,“中國轎車的銷售,巴士、出租車和相關交通服務年收入有望超過 1.5 萬億美元。”波士頓咨詢集團預測,“無人車的全球市場份額要達到 25%,需要花 15~20 年的時間。”由于無人車預計到 2021 年才上市,這意味著 2035—2040 年,無人車將占全球市場 25% 的份額。
無人駕駛之所以會給汽車行業帶來如此大的變革,是因為無人車帶來的影響是空前的。研究表明,在增強高速公路安全、緩解交通擁堵、減少空氣污染等領域,無人駕駛會帶來顛覆性的改善。
增強高速公路安全
高速公路事故是全世界面臨的重大問題。在美國,每年估計有 35000 人死于車禍,在中國這一數字約為 260000 人。 日本每年高速公路事故死亡人數為 4000 左右。 根據世界衛生組織統計,全世界每年有 124 萬人死于高速公路事故。
據估計,致命車禍每年會造成 2600 億美元的損失,而車禍致傷會帶來 3650 億美元的損失。高速公路事故每年導致 6250 億美元的損失。 美國蘭德公司研究顯示,“在 2011 年車禍死亡事故中 39% 涉及酒駕。” 幾乎可以肯定,在這方面,無人車將帶來大幅改善,避免車禍傷亡。在中國,約有 60% 的交通事故和騎車人、行人或電動自行車與小轎車和卡車相撞有關。在美國的機動車事故中,有 94% 與人為失誤有關。
美國高速公路安全保險研究所的一項研究表明,全部安裝自動安全裝置能使高速公路事故死亡數量減少 31%,每年將挽救 11000 條生命。這類裝置包括前部碰撞警告體系、碰撞制動、車道偏離警告和盲點探測。