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无人驾驶技术应用分析

 紫微o太微o天市 2019-01-22

背景提要

本文是团队第一次发表的百家号文章,阅读时间大概在20分钟,将从不专业的角度去分析无人驾驶技术的应用可能性分析,百聊科技,在这,我们只聊科技。

根据百度百科和相关资料,无人驾驶技术可以解释为一种可以使汽车具有自主行驶能力的高科技技术,其原理在于利用传感器探测行驶的环境,再结合精确的导航地图确定行驶的方向,具有智能导航,自动刹车,自动转向,躲避行人和识别红绿灯的能力。

目前,对无人驾驶技术的应用研究主要是致力于改善交通环境,提高汽车的安全性和可靠性的同时,降低人力成本和油耗,让生活更加便捷和智能化。

随着现代科技技术的迅速发展,以及互联网的多元化、信息化,设备的智能化应用已经深入到人类社会的生产、生活的各个方面,科幻电影里酷炫的高科技无人驾驶汽车也已经在现实中实现,不久的将来将会在我们的生活中普及。

正文

第1章 非民用技术应用分析

1.1 军事方面应用分析

无人驾驶可以应用在战争运输

早在几年前,美国已经在秘密研制无人驾驶技术,现在美国军方已经拥有将无人驾驶技术应用到战场的能力,并且美国的陆军方面可以在完全不用担心损失士兵的情况下将大型的护送车辆开进战争中最危险的前线。

在2017年的年初,美军的坦克自动化研发部TARDEC在德克萨斯州展示了他们最新研发的无人驾驶系统——AMAS。该项目由Lockheed Martin开发,该公司设计了一个多平台插件,该插件通过整合低成本传感器和控制系统可以帮助陆战队和陆军的车辆穿越在城市间。利用这款插件不仅可以独立自主的驾驶,还可以在人工驾驶的情况下提供进行躲避预警提供转向的方案。

AMAS系统可以应用在大型的战争车辆,无人自动驾驶的战争车辆可以用来侦查危险和障碍。另外,这款系统就算是利用在普通车辆上,在市区里也能畅通无阻地工作,并可以清晰的探测行人、车辆等物件。

无人驾驶技术将会把全自动大型武器提升到另外一个台阶,在未来战争中,打的再也不会是人海战争,而是科技的战争。更先进的科技技术会让未来的战争更加迅速解决战斗,对人民、对士兵的伤害将会尽可能的降低。在未来战争中无人驾驶技术是必不可缺。

1.2 科研应用分析

无人驾驶技术的出现带来的是科技的提升和生活的便利,在科研方面,无人驾驶技术更是得到深层次的利用。

无人驾驶技术和智能机器人其实有一些相似,智能机器人能够自动实现辨别路况,寻找目标,以及和人沟通的能力,而无人驾驶技术的发展目标也是一样的。

就和20世纪初的汽车出现一样,汽车带动了整个世界的工业革命,而无人驾驶技术将带动全球的智能技术发展革命。

以下是无人驾驶技术的原理和智能扫地机器人的原理对比图。

无人驾驶技术应用分析

图1-1

无人驾驶技术应用分析

图1-2


可以看得出,无人驾驶技术的原理和智能扫地机器人的原理其实很像,总结起来就是传感器→电脑→执行器。

所以长久来看,无人驾驶技术和智能科技的关联性是必然的,当无人驾驶技术达到某一种程度的时候,将会引起一场智能科技的革命。

现在无人驾驶技术缺乏的就是数据和更“聪明”的算法,让无人驾驶技术去影响世界。

1.3 民用技术应用分析

1.3.1 交通应用分析

现有的无人驾驶技术级别划分大概以以下几个级别为主,资料来自网络,如有侵权,告知必删。

1、完全无智能化。驾驶人员是汽车的决策者和执行者。

2、具有特殊功能的智能化。智能化系统与驾驶人员共存,智能化系统会以给警告驾驶人员的方式进行部分决策,而驾驶人员拥有执行权。

3、拥有多项原始控制功能的智能化。汽车拥有大于两个原始控制功能的执行权,实现半自动驾驶技术。

4、有限制的无人驾驶。汽车进入高度自动驾驶的段位,在符合条件的交通环境下可以自主驾驶。

5、全工况无人驾驶。在任何交通环境状况中,汽车都可以全面自动驾驶。这是我们想要到达的阶段。

但目前的技术,在向有限制的无人驾驶努力。

以以上级别划分,目前特斯拉Autopoint技术属于第三级别,百度无人驾驶、谷歌无人驾驶和uber的无人驾驶均以第五档次为标准在研中,其中百度已有关于无人驾驶技术的实际应用,但是本文截稿时并没有获取详细信息,不在此处讨论。

无论是在中国还是在国际上,无人驾驶汽车想要上路,考验的不仅仅是企业自身的技术,更需要相关法律的保障和所有交通参与者的配合。准确地说,整个交通系统都需要为之调整。

无人驾驶技术应用分析

图1-3

不过,在某些拥有特定路线的场景和行程来说,无人驾驶技术提前有了它的用武之地。比如,2016年8月1日起,在日本千叶市的一个公园里,无人驾驶的巴士将正式开启其试运营。

无人驾驶技术应用分析

图1-4

这辆巴士试运营时速为每小时10公里,最高时速可为每小时40公里。运营的道路是公园内的一段全长250米的甬道,作为顾客的观光工具。日本在世界上是当之无愧的汽车强国,但是由于无人驾驶技术推广应用的未知性和不确定性还是让日本不得不小心谨慎。

无人驾驶技术应用分析

图1-5

虽然现在各国都还处于无人驾驶技术的试验中,所以其实用性在目前还是无法被大众所认可。但是从技术层面来看,无人驾驶的列车可以独立自主的完成每日运营的所有操作,从安全性到可靠性都相比人工驾驶要优秀很多。

最近,北京方面宣布自主研发的全自动运行系统将应用于正在建设中的地铁燕房线。燕房线将有可能会成为我国首条应用了自主化全自动运行系统的城市轨道交通项目,并且其在运营的全程中将无需司机和乘务人员介入。

在未来,无人驾驶技术会在建立了健全的无人驾驶法律制度和无人驾驶汽车的交通管制手段之后,全面的普及在人们生活中。

但是特斯拉的车祸事件的发生,人们对无人驾驶技术提出了质疑,也让无人驾驶技术的推广出现了新的问题。

特斯拉的辅助驾驶技术包括了紧急刹车、车道分离预警、自动转向功能,其技术原理源自于大量安装了Autopilot技术的特斯拉汽车用户,由用户驾驶过程中的矫正提供数据,对系统不断修正。

在2016年5月,一台以Auotopilot模式行驶的特斯拉汽车在佛罗里达的高速公路发生了一起严重的交通事故。一辆挂有挂车的拖车左转时横到了特斯拉汽车的前方,而当时的两名司机和Autopilot都没有踩刹车,特斯拉汽车冲到了卡车底下,车顶直接被削去。

这次的事故原因可能是特斯拉的Auotopilot并没有及时探测到前方的障碍物,导致本次事故的发生。从安全角度来说特斯拉的Auotopilot算法或许还有不够成熟的地方,但是能够实际的应用在人们生活中也算是一种大的进步,毕竟从Auotopilot的应用开始到现在也只是发生了一起致命事故。

无人驾驶技术应用分析

图1-6

2017年10月初,是特斯拉公司销量报告史上销量最好的一个季度。特斯拉周日报告称,第三季度全球发货量同比翻番,至24500辆。这其中包括15800辆Model S和8700辆Model X。另有5500辆汽车正在到货途中,因此将被记入第四季度销量。

这一销量表明,特斯拉的销售并未受到近期Autopilot首起致命车祸的影响。美国联邦监管部门正在对这起车祸进行调查。在事故发生后,特斯拉推送了软件升级。特斯拉的CEO马斯克表示,Autopilot的升级将有助于预防类似事故。

交通专家依旧坚信着,与有人驾驶的汽车相比,无人驾驶的汽车最终还是会营造出一个更加安全可靠的行驶环境。

并且于2016年10月,美国奥巴马政府出台无人驾驶激励政策,投资40亿美元用于无人驾驶汽车的研究与建设,并出台相应的法律法规。

1.3.2 车联网安全问题分析

无人驾驶技术的出现可以把汽车生态构建成另一种网络网络,就像是现在的移动互联网。我们叫他车联网

无人驾驶技术应用在汽车上时,汽车将具备类似于现在人们使用的智能手机一样,可以给人们提供信息,提供便利。

通过汽车无人驾驶技术的车联网,汽车将可以在约定的地点放下主人之后,自己在拥挤的市区里自动找到合适停车场;拥有车联网的汽车还可以在主人不需要使用的时候自动利用软件去接单(UBER或者滴滴打车)为主人赚回油费;在车辆到达目的地的时候可以自动为主人预定餐位;在快没有油时,他会自动去找附近的加油站加油,然后乖乖的回到你的车库等候你的差遣;在无人驾驶技术成熟的车联网的时代,事故发生之前你的爱车就会提前发出警报,事故发生后会自动报警叫救护车,最低化的降低事故损失。

哦,以后你完全不用自己去维护爱车了,他自己会去,“生病”的时候他还会自己去“看病”。

黑客入侵事件

对于车联网虽然能给我们生活带来不一样的体验,但是车联网的存在还是有很多隐患,比如,黑客入侵。

虽然无人驾驶汽车的黑客入侵事件目前还没有出现,但是互联网系统的汽车被黑客入侵可不只是个传说:

在未来的某一天,当你正开着你心爱的小汽车听着美妙的交响曲,突然控制面板里传来“苍茫的天边是我的爱”,你的车载电脑显示屏冒出一个黑色的人影,你没猜错,你的汽车被黑客入侵了!

这可不是科幻电影里面的剧情,而是知名科技杂志的资深编辑安迪·格林伯格的亲身经历,虽然这只是一次安迪安排的黑客入侵汽车试验,但是毋庸置疑的是假如无人驾驶的车辆被黑客入侵,黑客可以完全控制你的车辆,不仅仅是你的音响和显示屏,还有你的方向的导航,这将会导致致命危险!菲亚特克莱斯勒集团宣布,召回约140万辆的该型号的吉普,并且因此还被美国国家高速公路交通安全管理局处以1.05 亿美元的高额罚款。

这个事件将对于无人驾驶技术的发展产生相当大的限制性,并且目前的无人汽车基本上都是以摄像头等传感器来探测障碍物的,计算机利用算法躲避目标、计算路线的一种系统模式,假如车载的计算机被入侵,那危机将会随之而来。

无人驾驶技术从技术层面来说,无人驾驶可以节能减排,可以省去人力,还可以创造一个更为安全、可靠的驾驶环境,但是这一切都是建立在无人干预的情况下。假如,无人驾驶汽车在行驶的过程中有黑客入侵,那么失控的汽车很有可能会引起非常严重的交通事故,甚至有可能衍生出类似专业的黑客汽车杀手。

第2章 解决制约无人驾驶技术发展的办法

2.1 技术方面

2.1.1 技术应用延伸

因为社会和公众的需要,无人驾驶技术才得以发展,制约无人驾驶技术的应用和发展的,不仅仅是企业本身,还有这项技术对社会价值的体现,提出更多的技术可能性,才更容易被社会认可,得到更好的发展空间。

利用无人驾驶技术直接解决“人”和污染问题

顾名思义,无人驾驶汽车已经不需要人在车内驾驶,或者人坐在车内不需要做过多的操作,当具有无人驾驶技术的汽车应用于物流运输中时,将可以直接解决“人”在物流运输中的问题。

目前,物流货运司机承载着物流业大部分的运输,因为货运司机队伍庞大,不仅支出成本非常高,而且因为货运频繁,“司机荒”的频发,让物流行业更加需要无人驾驶汽车的出现。假如车上不需要人,物流行业不仅可以节省很大一笔支出,而且在全国的交通事故中,物流货车的事故占据了较高比例,由于司机疲劳驾驶和驾驶时的操作不当而导致的案例更是举不胜举,当物流行业应用上无人驾驶技术将可以相当大的减少车祸事故的发生,提升货物的运输安全性。

此外,运用了无人驾驶技术的货车,在加速、制动以及变速等方面都进行了优化,从而提高了燃油效率、减少温室气体排放,其环保效益明显,废气污染问题也能得到有效改善,当无人驾驶技术对社会的贡献被人们看在眼里,也会促使无人驾驶技术的社会应用进程。

快递运输效率提高

无人驾驶汽车在运输过程中完全不用担心司机的疲劳驾驶,在到达目的地之后,可以再次装载,检修,很快,就可以再次启程运输,大大的提升了运输的效率。

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当然,无人驾驶技术还有许多间接性的优势,当我们充分发挥无人驾驶的所有优势,运输业将不用再担心运输效率,运输安全问题和运输人力成本等因素,可以大大的提高世界贸易的交易效率。

利用技术本身的价值延伸技术可应用的发展空间,这样的让技术在市场中的良性循环能让技术在社会中快速普及。

2.1.2 技术开发信息共享

在行驶过程中,无人驾驶汽车通过对道路、其他车辆、树木等周边事物的判别精准,交给车载电脑,从而做出转向、制动等决策的反应,所以,其准确度和灵敏度与无人驾驶汽车的数据库有着直接的关系。

所以,无人驾驶汽车的数据库需要不断的学习。特斯拉的无人驾驶汽车在行驶过程中探测到的所有信息都会传送到无人驾驶汽车的“中央大脑”,从而对其他无人车的“大脑”进行全体更新,这种被称为“车队学习”的信息共享技术,就好比你的手指被滚烫的炉子烫到时,你的胳膊、脚、膝盖都会知道滚烫的炉子是碰不得的。

针对无人驾驶技术的特殊性,对无人驾驶汽车车祸事件的改进方式应该是为了安全而不断的扩充数据库。最快速,最安全的解决方式就是数据信息共享。

2.2 安全方面

2.2.1 交通事故问题解决方案

法律不健全的情况下,交通事故的隐患就一直不会得到解决,但是除了通过国家出台的法律法规,其实还可以通过社会自身的调控来解决这些问题,就像谷歌说的一样,无人驾驶汽车其实很乖,政府不需要出台管理他们的政策,只需要允许他们的行驶就可以了。

我们从市场方面无人驾驶汽车的安全性究竟会不会让大众认可呢,以下引用了腾讯汽车和新华信合作调查的一份关于“您看好智能化汽车吗?”的网络调查数据来帮助我们解析。

无人驾驶技术应用分析

图2-1

样本说明:参与本次调查的4592名被访者中,超八成被访者为年轻消费者,其中80后、90后被访者占到了69.7%。

从上图我们可以很清楚的看到,其实消费者最担心的是安全,而安全的解决办法就和普通的人工驾驶汽车一样,总会有意外性的事情发生,所以针对这种情况本文提出了关于无人驾驶汽车的交通事故隐患的解决办法。

首先可以假设无人驾驶技术已经发展至成熟,在这种情况下无人驾驶汽车还是会有交通事故的存在,而正因为有交通事故的存在,不是驾驶员的车主并不会对事故负责,而无人驾驶汽车的生产方也不会为此买单。所以问题就出现了。所以无人驾驶汽车产生的交通事故根本问题并不技术的制约,而是对责任的判定,一辆不用负责的无人驾驶汽车上路,无论是谁应该都会对这样的产品提出拒绝。

针对这种情况,为了避免出现上述的交通事故问题,本文提出类似普通车辆的交强险一样的无人驾驶汽车强制保险。

交强险普遍的保费为1000元上下,其有责时保额总额是122000元,无责时是12100元,而无人驾驶汽车的事故率首先是低于人工驾驶的,并且无人驾驶汽车发生的事故大部分都是无责情况,所以关于无人驾驶汽车的保险可以针对这种情况进行合理的调整。

例:

假设无人驾驶汽车事故率为人工驾驶的五分之一,无人驾驶汽车成本是人工驾驶汽车成本的2倍。

设想中的无人驾驶汽车强制保险

无人驾驶技术应用分析

其中:

有责的保额组成部分为:

死亡伤残赔偿限额:220,000元人民币

医疗费用赔偿限额:20,000元人民币

财产损失赔偿限额:4,000元人民币

无责的保额组成部分为:

死亡伤残赔偿限额:22,000元人民币

医疗费用赔偿限额:2,000元人民币

财产损失赔偿限额:200元人民币

以上假设仅为粗略估计和假象,如何合理的设置需要专业人士的计算,鄙人才疏学浅。

无人驾驶汽车的强制保险费用相对车价并不高,而无人驾驶汽车有责的事故率很低,所以对于整个社会来说,有保险的无人驾驶汽车才让人放心。

2.2.2 车联网安全问题解决方案

未来的车联网的安全问题就像是我们现在一直被病毒侵害的电脑手机一样频繁,但是如何有效的去避免车联网导致的网络安全问题确实是行驶安全的重中之重。

针对这种情况,联网的无人驾驶汽车唯一可避免的方式就像特朗普说的:我要比尔盖茨把互联网关了!这样那些可恶的家伙就不能捣乱了!

停止的时候网络开启,同步数据,在启动的时候,互联网程序关闭与智能行驶设备的网络,仅允许获取GPS的信息,这样才有可能从根本上杜绝因为联网导致的网络安全问题。

无人驾驶技术应用分析

图3-2

无人驾驶汽车可以从设计上的改变杜绝网络安全问题,如图4-2。在车载智能电脑与网络发信装置之间设计一个启动时自动断开的装置,对电脑的联网端口实现硬件上的断开,这样就能达到从根本上解决网络安全问题。

汽车的互联网娱乐功能完全可以独立出来,为了不影响整车的运行,无人驾驶汽车的娱乐电脑将不再和普通汽车的导航一样共享一块屏幕,而是可以在座椅的前方安置一块独立的显示屏。

第3章 结论与展望

3.1结论

从以上来看,我们可以看到目前无人驾驶技术在目前的实际应用方面确实还存在许多问题,但是这种局面一定是暂时的。

对无人驾驶汽车道德和法律问题方面不能因噎废食也不能冒险激进,应在独立、理性判断基础上扩大市场,对无人驾驶汽车保险业大力扶持,加快无人驾驶技术汽车的前进步伐,在政府推出相关的法律法规的时候,更要抓住机会,顺势赢得公众的信任。

任何一个发展无人驾驶技术的企业都要特别注重对于无人驾驶汽车安全性的问题,包括黑客入侵和无人驾驶技术的安全性提升,因为产品的使用者——公众最需要解决的问题是安全。

随着各国相关法律法规的健全和完善,有了政府高度的重视和支持,无人驾驶汽车必能成功改变人们的生活方式,大量的交通事故问题定会逐步得到解决。

3.2展望

未来的无人驾驶技术可以应用在事故的应急救援,降低在事故中因为人造成的不确定性,提高救援效率。

在长途客货的运输中,无人驾驶技术将可以提高货物、客流的运输效率,还可以在运输过程中进行油耗优化,达到最佳油耗率。

在旅游业中,利用无人驾驶技术,不仅可以降低人力成本,提高旅游大巴的行驶安全性,还可以利用车联网给旅途枯燥的游客们带来新的体验。

在军事上,无人驾驶技术的用途更加广泛,从人道主义来看,无人驾驶技术将会使战争中生命变得更加可贵,更加少的人会在战争中牺牲。

未来,无人驾驶技术在交通运输领域的应用,将会发挥其安全、可靠、便利以及高效性的优势,不仅可以减少事故,弥补有人驾驶汽车的不足。这将会从根本上改变传统的交通模式,大大提升交通体系的安全性和可靠性。

相信随着现代科技的不断飞速发展,无人驾驶技术也将会不断进步,其能够应用的范围也会也会越来越广泛,在未来生活中给人们带来的好处也会将会越来越多。

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