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自動泊車技術簡史 從人工智障變人工智能

2021-03-17 10:12:26 作者:黃恒樂

  【太平洋汽車網(wǎng) 技術頻道】當?shù)罔F入站后停歪了,屏蔽門擋住半個列車出口,被擠成沙丁魚的上下車乘客都會吐槽司機不會開車。

  實際上,這次泊車是由電子系統(tǒng)進行監(jiān)控、運算、操作的,系統(tǒng)通過傳感器了解車輛的速度、位置、載荷并數(shù)字化控制其制動過程,只不過有時候精度并不如意罷了。但若換地鐵司機來開,誤差就大到?jīng)]邊了,門縫可能小到魯豫姐都擠不進去。

自動泊車技術:從人工智障變人工智能

  自從人類4000多年前馴服了野馬、發(fā)明了車輪,泊馬泊車就成了一件不容忽視的大事。不信?反正耶穌就是在古代“停車場”出生的。

 
艱難的泊車小史

  因為古代農(nóng)業(yè)社會生產(chǎn)力落后,只有大富人家才坐擁馬匹與馬車。與農(nóng)家不同,自帶大型動物濃烈氣味的馬匹不會停泊到主人家隔壁(畢竟大宅子占地面積大),一般會在用木制或石制的拴馬樁固定在府邸大門附近。

  有些石制拴馬樁比較豪華,上頭的方形石柱還雕刻有吉祥如意的祥瑞,一般是對應其階級的神獸(雕龍會掉腦袋的)。

自動泊車技術:從人工智障變人工智能

  客棧、酒肆外面也會有拴馬樁,這就是早期的公共停車場,入內消費可以免停馬費。

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  如果你把馬泊在野地,多數(shù)人會把馬匹栓在樹上。

  馬匹是一種可持續(xù)能源供能的交通工具,泊馬期間吃點草補充續(xù)航,等待技能冷卻,接下來又能繼續(xù)跑了。

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  馬車會比馬相對復雜點。特別是中國的馬車,因為我們古代沒發(fā)明轉向架,所以多數(shù)馬車都打造成了更輕盈的兩輪樣式(但我們是有四輪馬車的),松開馬匹之后用人力倒推進泊位時也相對輕松一些。

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  如今在農(nóng)村依然盛行的手扶拖拉機,就是將馬匹換成柴油機之后的現(xiàn)代化版本。

  這種車子是1:1轉向比設定,比F1的操控還直接。

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  進入汽車時代之后,駕駛者們一直沒好好思考泊車的問題,畢竟買得起汽車的大富人家不缺在車外幫忙看位置的人型倒車雷達。

  1906年,英國傳奇女賽車手多蘿西·萊維(Dorothy Levitt)創(chuàng)造了女性駕駛者最高車速,并在1909年發(fā)布的《The Woman and The Car》一書中描述了使用化妝鏡觀察后方的方法。

  看圖吧,Dorothy女神怎么可能離得開化妝鏡呢?

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  1911年,雷·哈羅恩(Ray Harroun)在他自己的印第500賽車上安裝了后視鏡。這種裝置在10年后才逐漸成為專利和量產(chǎn)車裝置,隨后在汽車領域鋪開,駕駛者的泊車方式得到了革新,特別是在封閉式車廂大行其道的那個年代。

自動泊車技術:從人工智障變人工智能

  二戰(zhàn)之后,富得流油的美國人想出了各種汽車新技術,其中就包括早期的汽車導航,以及下圖這種五輪汽車,側方位停車0煩惱……

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  進入21世紀之后,腦洞大開的設計師弄出一款叫ROboMObil的全輪轉向怪物,四個車輪用變態(tài)的90度轉向來應付所有難停車位。

自動泊車技術:從人工智障變人工智能

  至于機械強度和底盤操控嘛……

  這些做PPT的人不會告訴你的。

 
“自動泊車”技術的先祖

  以上是泊車小史,我們今天要聊更先進的自動泊車,因此必須從自動化定位技術的鼻祖?zhèn)冮_始說。

  巡航導彈是最早的自動泊車技術的集大成者。筆者在此前文章中提到過,德軍的V1巡航導彈用陀螺儀、空速計、機械計時器、高度儀組成慣性制導系統(tǒng),工程師根據(jù)A/B兩地的地圖坐標設定飛行方向和時間, 飛行夠預定時間后自動切斷油路,導彈失去動力掉下去,自動停入擬定的“泊位”——可能是某座倫敦建筑的屋頂。

  當然,這種離線式定位技術比較菜,有時候飛離目標二三十公里最終轟掉一個小山包,山包上正吃草的英格蘭薩??搜蛞矝]理解到為什么吃個草都能被五雷轟頂。

自動泊車技術:從人工智障變人工智能

  真正代表數(shù)字化制導技術頂尖水平的是阿波羅11號的制導計算機(Apollo Guidance Compter),這款AGC很弱雞又很強大。

  AGC有多弱雞呢?RAM只有2kb,ROM是36kb,遠遠比不上街頭的量販式咖啡機。不過如此“智能”的咖啡機到頂了只能做個線上支付然后賣你一杯咖啡。AGC有多強大呢?智商水平只有咖啡機萬分一不到的AGC可以領著3000多噸的“大胖子”土星五號飛往月球。

自動泊車技術:從人工智障變人工智能

  然而,阿波羅11號登月艙登陸靜?;剡@個“自動泊車”過程卻充滿了不確定性,當時阿姆斯特朗和奧爾德林的“鷹”登月艙遠離原定著陸點大約6km,機載著陸計算機(自動泊車系統(tǒng))也在不斷報警。登月艙駕駛員巴斯·奧爾德林(巴斯光年的原型)改用手動模式很艱難地繞過了布滿了巨石的錯誤著陸點,在燃料只剩下30秒的時候終于成功降落,邁出人類的一大步。

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  全球最早的直播網(wǎng)紅是阿姆斯特朗和奧爾德林,全球6億電視觀眾共同見證了他們登陸月球的時刻。

自動泊車技術:從人工智障變人工智能

  如果當時“鷹”登月艙在弱雞得無能為力的機載著陸計算機之協(xié)助下,于月球表面拉胯,美國總統(tǒng)的另一份聲明將被全球廣播。

  筆者2年前正好編譯了這篇充滿詩意的悲情聲明,發(fā)大家一看(但并不歡迎無聲明轉載):

自動泊車技術:從人工智障變人工智能

  目前,阿波羅11號的登月軟件源代碼已經(jīng)公開。如果以后有人問你“你咋不上天呢?”,你就可以把代碼復制給他了。

  溫馨提示,代碼包中的“Luminary099”是“鷹”登月艙的原始代碼:

自動泊車技術:從人工智障變人工智能

自動泊車技術:從人工智障變人工智能

  很多尖端技術都是通過“軍轉民”的路徑實現(xiàn)民用化,一開始在民用頂級產(chǎn)品上運用,產(chǎn)量提升了、單價降低了之后再步入千家萬戶。

  下文我們將聊到消費級民用產(chǎn)品中的自動泊車技術。

 
自動泊車技術的基礎概念

  支線任務做完,我們現(xiàn)在回到主線上面來。

  自動泊車技術分為兩大類,定義并不相同:

A
 
供泊車的空間

  自動泊車系統(tǒng)(APS,Automated Parking System)

  APS是一種自動泊車的空間結構,利用自動升降機將車輛塞進狹窄的泊車位,大眾就比較喜歡用這種結構來置放新生產(chǎn)出來的商品車。

  在廣州遠洋大廈就有一套很老的APS,小時候看著老爸把車子開進一個泊位之后,下車離場,工作人員按動開始按鈕,下部轉盤就會旋轉90°之后,再用傳輸帶和升降機塞到地庫泊位中。取車時,反而行之即可。

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  同樣原理的APS在日本很盛行,之前傳遍網(wǎng)絡的日本自行車自動泊車系統(tǒng)就是如此角色。

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B
 
輔助泊車行為的自動化系統(tǒng)

  泊車輔助系統(tǒng)(PAS,Parking Assist System)

  自動泊車輔助(APA,Auto Parking Assist)

  遠程遙控泊車(RPA,Remote Parking Asist)

  自動代客泊車(AVP,Automated Valet Parking)

  以上幾種都是汽車自帶的自動泊車系統(tǒng),車輛通過視覺與位置傳感器識別車位、計算路線,再通過PAS/APA/RPA/AVP完成泊車入位工作。

  目前業(yè)界總把APS和以上四個混淆,算不上錯誤,只是概念分割不清。因此筆者寫一個前提:下文我們聊的自動泊車技術均指的是PAS/APA/RPA/AVP(車載的泊車輔助系統(tǒng)),而非APS(供車輛使用的空間)。

  其中,我們最常用到的APA也分F-APA全自動泊車輔助和Semi-APA半自動泊車輔助。

自動泊車技術:從人工智障變人工智能

  進入21世紀之后,自動駕駛技術才真正進入高速發(fā)展期,自動泊車技術則是自動駕駛技術的一個分支,用戶需求更加剛性,畢竟“世人苦泊車久已”。

  登月半個世紀之后,自動泊車系統(tǒng)的魯棒性、安全性、應用廣泛性、經(jīng)濟性均得到了質的提升。相比“碰個運氣試試看”的阿波羅AGC,當今自動泊車系統(tǒng)才是真正的“老司機”。

  如今,一套完整的自動泊車系統(tǒng)擁有三大組成部分——傳感器(耳目)、控制器(大腦)、執(zhí)行器(手腳),分別負責感知、思考與執(zhí)行三大功能模塊,如下圖所示:

自動泊車技術:從人工智障變人工智能

  高階的、在線的自動泊車系統(tǒng),其工作邏輯是下圖這樣的:傳感器獲知外界物理世界的四維數(shù)據(jù)之后,再與高精度地圖和衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)結合,一同輸送至車載處理器/云端處理器得出路線規(guī)劃,進而由車輛執(zhí)行物理動作。

  如果去掉高精度地圖與定位,這就是一款離線的自動泊車系統(tǒng)。

自動泊車技術:從人工智障變人工智能

  可見,看得清(感知功能)、算得動(思考功能)、行得穩(wěn)(執(zhí)行功能)是自動泊車技術的三大必備要素,而其自動化水平可以對應SAE自動駕駛等級來判斷高低。

  SAE美國汽車工程師學會的自動駕駛分級越高,下圖中標注的“人類需要執(zhí)行的任務”(轉向/制動/加速)就會一直減少,人類從L3開始就只需要“坐在方向盤/制動踏板/油門踏板前”做一個木有感情的假冒偽劣駕駛者,從L4開始基本不需要操作(在特定的高難度路況中還是需要幫機器一個忙),L5則是摘掉方向盤/制動踏板/油門踏板都沒有任何問題。

自動泊車技術:從人工智障變人工智能

  基礎概念說完,本節(jié)結束。

 
自動泊車的基礎技術

  下面我們針對自動泊車技術的幾樣核心技術進行探討:

A
 
位置傳感器

  位置傳感器的作用是“讓系統(tǒng)知道車子在環(huán)境中的什么位置”,目前最常用的位置傳感器是“超聲波雷達”,聽起來很牛,其實就是倒車雷達而已,去途虎300多塊能裝前后8個的……

  因為這種小雷達的工作頻率高于20kHz(人耳聽覺上限),準確來說是40kHz、48kHz、58kHz三選一,所以人耳是聽不到它們工作的,滴滴滴那個是倒車雷達系統(tǒng)的蜂鳴器而已。

  開過大型豪華車的朋友應該會發(fā)現(xiàn),車子不止前后有雷達,兩側也有。你沒感受錯,前后的UPA倒車雷達的工作范圍在0.15-2.5m之間(下圖白色),兩側的APA雷達則在0.3-5.0m(下圖藍色)之間,這兩種雷達在自動泊車系統(tǒng)中都是主要功臣。

自動泊車技術:從人工智障變人工智能

  由于超聲波雷達的精度并不高,檢測距離也比較短,現(xiàn)在有不少車企把車載毫米波雷達也用作自動泊車系統(tǒng)的位置傳感器,得到距離分辨率更高、角度分辨率更高、環(huán)境適應性更高的優(yōu)質數(shù)據(jù)。

  此外,現(xiàn)在還有一種新的雷達逐漸裝車,那就是貴上天的激光雷達。為了對比超聲波/毫米波雷達、激光雷達、攝像頭的性能,筆者制作了一個表格(數(shù)據(jù)來源:百度Apollo自動駕駛):

傳感器性能對比
 雷達激光雷達攝像頭雷達
+
激光雷達
+
攝像頭
物體識別優(yōu)優(yōu)
物體分類優(yōu)優(yōu)
識別范圍優(yōu)優(yōu)
車道追蹤優(yōu)優(yōu)
惡劣天氣
可靠性
優(yōu)優(yōu)
低亮環(huán)境
可靠性
優(yōu)優(yōu)優(yōu)

  可見,三種傳感器都有各自的優(yōu)勢和缺陷,三者結合之后才能揚長避短達到全優(yōu),不過激光雷達當前的成本嘛……目前已有萬元級的車規(guī)級激光雷達面市,不過相對于超聲波/毫米波雷達而言依然是個天價。

  比如下圖筆者翻譯的四代A8,超聲波雷達、長距和中距毫米波雷達、激光雷達、攝像頭環(huán)環(huán)相扣,才打造出全球第一款L3自動駕駛量產(chǎn)車。造A8的團隊,從來不是成本核算優(yōu)先的團隊。

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B
 
視覺傳感器

  視覺傳感器就是攝像頭,以前我們有車載的后視攝像頭,現(xiàn)在有很多車都裝載了全景攝像頭,與自動駕駛相關度最高的前置高清視攝像頭則分為單目、雙目、三目,目數(shù)越大就能覆蓋越多的焦段。

  在自動泊車領域,單靠視覺方案是可以實現(xiàn)的,問題是攝像頭在惡劣天氣和低亮度環(huán)境中工作就很容易拉胯,必須配合超聲波雷達/毫米波雷達才能精準定位。

自動泊車技術:從人工智障變人工智能

  那么,反過來想:單靠雷達是否可以實現(xiàn)呢?還真可以,問題是雷達對物體的分類能力非常差,隨便弄點不打緊的一些障礙物就騙得它團團轉。

  因此,視覺傳感器與位置傳感器打配合(下圖再放一次),才能更好地了解車輛的當前位置。

自動泊車技術:從人工智障變人工智能

  好了,既然有了高清攝像頭,是不是可以玩出點新花樣來?

  可以。

  筆者在第四代寶馬X5(G05)上就試過“即時定位與地圖構建”技術(SLAM,Simultaneous Localization And Mapping)的基礎版本,用起來很方便。

自動泊車技術:從人工智障變人工智能

  SLAM簡單來說就是把AI機器人帶進去一個未知環(huán)境中,駕駛員教AI怎么泊入/泊出,系統(tǒng)自己用視覺與位置傳感器描繪出這個區(qū)域的高清地圖,并記錄流程中的油門、轉向、制動數(shù)據(jù),之后利用這些數(shù)據(jù)實現(xiàn)自動駕駛/自動泊車。

  目前寶馬多數(shù)車型/三代哈弗H6都裝備了SLAM原路返回功能(循跡倒車輔助),當駕駛者錯誤駛入一條狹窄道路無法動彈時,一鍵即可原路返回,其中寶馬的原路返回可以執(zhí)行50m。

自動泊車技術:從人工智障變人工智能

  不過寶馬這個功能在熄火之后就再沒有作用了,所以是個一次性的記憶功能。這種系統(tǒng)威馬也有,兩套SLAM系統(tǒng)的傳感器沒有太大區(qū)別,最大的區(qū)別是用途和執(zhí)行力。

  這就是我們剛剛提到過自動代客泊車(AVP,Automated Valet Parking)概念,新發(fā)布的W223世代奔馳S級也有類似的配置。AVP還分“提前學習”和“當場學習”兩種,前者需要經(jīng)過SLAM系統(tǒng)訓練之后(之前到過這進行地圖建模了)才能用,后者只需駕駛員開到停車場就可以離席,車子自己找車位泊入,從SAE分級來看屬于L4(法規(guī)是否允許那是另一回事)。

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  注意注意,上面這張AVP泊車官方圖,W223駕駛座上是沒人的?。?!

C
 
電控操縱機構

  百度Apollo項目近幾年在做自動駕駛技術研發(fā),選的都是操縱機構全有電動備份的車型,電控油門、電控轉向、電控制動、電控擋位都不能缺。

自動泊車技術簡史 從人工智障變人工智能

  剛剛提到的那臺W6,因為本身是個電動車,所以最不缺的就是電控操縱機構…… 那些什么轉向機構控制單元、扭矩傳感器、方向盤轉角傳感器等等,通過FlexRay總線(新的)與CAN總線(老的)通信即可。

自動泊車技術:從人工智障變人工智能

  擁有全電操縱的車型(不管什么燃料),理論上都可以實現(xiàn)車外遙控泊入和泊出,之前比亞迪就做過這種技術,不過是挺原始的車主目測方式(當時他們還專門拍了窄位停車的宣傳廣告),目前長安UNI-K也用上了同類技術。新一代奔馳S級W223和威馬W6這種更高階一些,人在車外就可以啟動自動駕駛系統(tǒng),依靠超聲波/毫米波雷達和全景攝像頭泊入/泊出。

  類似的還有蔚來全系,二代換電站終于配上了自動泊車技術(之前有硬件沒軟件),再也不用換電站工作人員倒車入庫之后再離車換電。之前筆者去體驗的時候一臉尷尬,說好的自動泊車呢?

自動泊車技術:從人工智障變人工智能

  如此說來,汽油車其實也適合做自動駕駛,汽車智能化程度跟動力類型其實并非直接相關。

  廣州街頭上那么多文遠知行的自動駕駛汽車,用的不就是燒油的林肯。只要油門、轉向、制動、擋位這些機構有電動備份就成,只有機械操縱機構的話就“雞同鴨講”無法實現(xiàn)自動駕駛/自動泊車了。

自動泊車技術:從人工智障變人工智能

  與自動泊車技術相關的車載電子系統(tǒng)還有很多內容,除了剛剛提到的外,還有車速傳感器、擋位狀態(tài)傳感器、點火開關狀態(tài)傳感器等等,車身自帶的車輛穩(wěn)定系統(tǒng)控制單元也要參加工作(不然電子系統(tǒng)放飛自我的話能把車子開翻你信不信),比如起步加速防滑控制ASR、電子牽引輔助ETS、制動輔助BAS、制動力分配EBD、防抱死制動ABS等等都要參與打工,ESP還會主動對某一個車輪進行制動來校正車輛實時重心。

  除此之外,警告單元也要被集成到系統(tǒng)里面。如果自動泊車期間遇到突然侵入路徑的障礙物,自動泊車系統(tǒng)不僅要制動,還得通過蜂鳴器和燈光信號告訴駕駛者有程咬金。

D
 
地圖

  上一篇《無人驅》我們聊到“荊軻刺秦王”典故中的燕國督亢地圖,在兩千多年前算得上高精度地圖了。哥倫布當年用的航海地圖是瞎整的,結果這哥們憑著瞎畫圖、瞎計算、瞎猜測、瞎騙下屬的導航術找到了新大陸,完全就是運氣太好。

  問題是現(xiàn)在我們行車可不能靠運氣好,自動泊車技術需要高精度地圖才能更好地完成任務。

  高精度地圖不僅有更高精準度的道路坐標信息,還有每個車道的坡度、曲率、高程、航向、交通標識,包括劃好的停車位等等多維信息。

自動泊車技術:從人工智障變人工智能

  從衛(wèi)星照下來,一個斜坡上的泊車位之投影面積是不夠泊車的,但現(xiàn)實中的面積卻足夠。只有憑著高精度地圖和高精度的位置/視覺傳感器,自動泊車系統(tǒng)才有信心和能力把車子妥妥地挪到斜坡車位上。

  如今,有了激光雷達的自動駕駛汽車可以在進入停車場后掃描場地建模,自建室內高精度地圖(繞過地圖商的獨享權利),還能將高精度地圖分享給同系統(tǒng)/同品牌用戶。下圖是小鵬用視覺方案建模完成的低精度室內地圖。

………………………………………………

E
 
衛(wèi)星定位

  上一篇《無人驅》我們聊了很多衛(wèi)星定位系統(tǒng)的事情,這一篇我們就不展開說了。之前立了一個Flag說是之后詳細聊北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng),我先欠著。

全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)
系統(tǒng)北斗伽利略GlonassGPSIRNSSQZSS
擁有者中國歐盟俄羅斯美國印度日本
覆蓋面全球全球全球全球南亞東亞
編碼CDMACDMAFDMA
CDMA
CDMACDMACDMA
高度21150km23222km19130km20180km36000km32600km
39000km
繞地周期12.63h14.08h11.26h11.97h23.93h23.93h
Rev./S.day17/917/1017/8211
衛(wèi)星北斗3:
28顆運作
5顆在軌驗證
26顆工作
2顆備用
6顆將發(fā)射
24顆工作
1顆調試
1顆飛行試驗
30顆工作3 GEO
5 GSO MEO
4顆工作
7顆待發(fā)射
狀態(tài)運作中運作中運作中運作中運作中運作中
精準度民用:3.6m
軍用:0.1m
民用:1.0m
​軍用:0.01m
2-4m0.3-5.0m民用:1.0m
​軍用:0.1m
民用:1.0m
​軍用:0.1m
系統(tǒng)北斗伽利略GlonassGPSNavICQZSS

  自動泊車技術分為離線和在線,離線的冗余肯定比不過在線,因此依靠衛(wèi)星定位技術的自動泊車才是未來的主流方向。

  但若真的沒有衛(wèi)星定位信號,比如在摩納哥那些底下九層的停車場呢,是不是當?shù)赜绣X人們都得自己泊入車位呢?

  并非如此。脫離了衛(wèi)星定位信號之后,我們還可以使用室內導航技術?,F(xiàn)在已經(jīng)有不少創(chuàng)業(yè)公司在做室內高精度地圖,用的地位技術是GPS與藍牙結合的,比較常見的微定位技術是蘋果“必肯”(iBeacon)低功耗藍牙(BLE)通信功能。

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  當然,最好的方式還是通過室內鋪設的基站進行通信,車載收發(fā)機與室內基站不斷溝通實時位置,進而安全靠譜地使用自動泊車技術,這樣子才算得上靠譜。

F
 
通訊

  3G→4G→5G,中國短短十多年實現(xiàn)了通信的三步跳。

  5G對于L4和L5等級的自動駕駛/自動泊車技術而言是必需品,因為只有5G信號的低時延、大帶寬、高可靠、低功率才能滿足智能汽車的通訊需求,因為L4/L5的實時信息量實在太大了。

  歐美國家對中國5G技術進行封鎖,并非只是針對3C電子領域,而是5G信號牽扯到汽車工業(yè)這個第二產(chǎn)業(yè)巨頭。未來智能汽車將是發(fā)達工業(yè)國壟斷的行業(yè),只有這些工業(yè)巨頭才有能力承包重工業(yè)、芯片、5G/6G、自動駕駛/無人駕駛、衛(wèi)星定位技術的全套研發(fā)與制造產(chǎn)業(yè)。

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  因此,5G產(chǎn)業(yè)走在前面的中國,未來將有一波先發(fā)優(yōu)勢,就看蔚來、理想、小鵬、威馬、拜騰(疑)、恒大(疑)等智能汽車初創(chuàng)企業(yè)是否爭氣了。造智能汽車真的得看基建能力,如果配套的硬件不上量,那只能在小區(qū)域實現(xiàn)試驗性成果。

自動泊車技術簡史 從人工智障變人工智能

  不過不要開心得太早,特斯拉目前在整的“星鏈”(StarLink)計劃準備用4.2萬顆近地軌道衛(wèi)星做6G網(wǎng),將全球用戶接入空地網(wǎng)絡通訊中。

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  美國會不會利用太空技術優(yōu)勢進行反超,我們還不敢確定。

G
 
算法

  算法是整套自動泊車系統(tǒng)中的重要部分,它是APA的決策機構,決定了系統(tǒng)最終能成還是不能成。自動泊車技術作為車企的核心科技,算法都是高度保密的,傳感器則可在外進行采購。

  一般而言,泊車入位有三種主要場景:

自動泊車技術:從人工智障變人工智能

  最早的倒車輔助只是“超聲波雷達+后視攝像頭+倒車引導線”。對于很多用戶而言,引導線聊勝于無,能幫到一丁點(雖然我覺得它礙事)。

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  更高一階的是離線的自動泊車算法,就是筆者前文聊到的基于“視覺傳感器+位置傳感器”進行判斷的自動泊車算法,目前很多APA系統(tǒng)都是用這種算法進行自動泊車,大眾在10年前就逐漸裝備到旗下車型上了,用著還算順手,但馴服不了哪怕刁鉆一點的泊位。

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  再往高階走,就是在線的百度Apollo、Waymo、GM Cruise、AutoX、Pony為代表的自動駕駛/自動泊車技術。大家剛剛應該聽筆者聊過好幾次百度Apollo了,其實它的英文跟阿波羅是一樣的,都叫Apollo,是古希臘神話里頭的預言、光明、消災之神。

  現(xiàn)在百度Apollo在國內可謂家大業(yè)大,比亞迪老早跟他們合作起來了(D++開放生態(tài)的L3自動駕駛汽車),還有林肯MKZ、廣汽傳祺GE3開發(fā)者版、雷克薩斯RX450h和WEY VV6等等。

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  這些合作車企都會往著學習功能上面走,這是邁向 “真·人工智能”的范疇。目前所有智能汽車都擁有OTA能力,低端一點的只有SOTA,高端一點的有FOTA;再往高處走,剛剛提到的寶馬、哈弗、威馬都有了學習一段路線的功能,而特斯拉的智能召喚功能也挺好用。

自動泊車技術:從人工智障變人工智能

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  這些功能都需要很完善的算法,并要求算法有自我學習的能力,而OTA可以持續(xù)提升算法的能力。

  以后再跟大家聊神經(jīng)網(wǎng)絡算法(Neural Network Algorithm),這玩意很燒腦。

H
 
算力

  “芯片荒”最近弄得很多智能汽車停產(chǎn),此前的芯片制裁也讓中國企業(yè)終于重視芯片自產(chǎn)能力來了。

  目前智能汽車有幾個算力強悍的角色:

  第一個必須說特斯拉,自動駕駛領域的王者,最新的FSD芯片是特斯拉自己研發(fā)的。這款Hardware 3.0可以達到144TOPS,每秒144萬億次計算極為彪悍。

自動泊車技術:從人工智障變人工智能

  今年1月發(fā)布的蔚來eT7,蔚來宣稱可以達到1016TOPS,網(wǎng)上馬上有人說買eT7來挖礦,薅換電站羊毛的話,很快就能回本。(當然,期貨車還沒量產(chǎn)就遇到礦難了,哈哈哈哈哈)

自動泊車技術:從人工智障變人工智能

  數(shù)據(jù)最大的是威馬,這個不是筆者編的哈,有圖為證,說是100萬TOPS算力:

自動泊車技術:從人工智障變人工智能

  嗯,看清楚哈,是云端的算力,也就是中央服務器的算力,不是車載系統(tǒng)的算力。不過要做L4的話也是可以的,有5G通訊技術加持的話問題不大。

  小鵬P7之前也展示過研發(fā)的L3泊車技術(算力倒不怎么強),環(huán)境適應性還不錯,不過因為法規(guī)限制因此駕駛者必須在車內進行監(jiān)控。

  當然,螳螂捕蟬黃雀在后,英偉達Ampere架構的新品,據(jù)稱未來可以一直兼容到L5級別自動駕駛,提供2000萬億次的算力,也就是2000TOPS。

自動泊車技術:從人工智障變人工智能

  再仔細看看上圖,Polestar 2的ADAS能耗5W算力10TOPS,XC90的L2+自動駕駛能耗45W算力(9倍)200TOPS(20倍),未來的L2要去到能耗800W(160倍)算力2000TOPS(200倍)。

  如此看來,L5算力的功率消耗是驚人的,如果電池能量密度上不去,一切都白搭。

 
自動泊車技術的未來

  說了這么多,這期《無人驅》已經(jīng)到尾聲了。我們照常進行一些觀點延展,說說自動泊車技術的未來會是怎樣的:

A
 
車輛與場地的聯(lián)動(通訊)

  目前不少中高端車型都有離線型的自動泊車技術(實際上衛(wèi)星定位技術的精度并未達到需求),我們只能坐在車上等待系統(tǒng)響應,并隨時準備接管。

  更完善的自動泊車技術應該是在線型的,可以自助到達泊車位,又能通過車主的召喚自助行駛到面前。

自動泊車技術:從人工智障變人工智能

  這需要車企/自動駕駛技術供應商與智能停車場進行聯(lián)合控制,就像地鐵列車與地鐵進站聯(lián)合控制屏蔽門那樣。

B
 
全場景的高兼容性

  想要完全無人化,必須實現(xiàn)全場景的高兼容性?;蛟S你也發(fā)現(xiàn)了SAE規(guī)則下的L4與L5比較類似(我再放一次辛苦做的圖),其實兩者的最大區(qū)別就在于“特殊情況除外”和“無特殊情況”。

自動泊車技術:從人工智障變人工智能

  也即是,L4還需要人類協(xié)助監(jiān)控,而L5就讓汽車智能系統(tǒng)放飛自我了,理論上可以完全不安裝方向盤、制動踏板、加速踏板、換擋機構。

  完全無人化就意味著不管是泊車還是行駛,都可以完全無人執(zhí)行,目前從特斯拉召喚功能的實現(xiàn)進度來看,無人泊車/召喚會更優(yōu)先成熟。

C
 
實現(xiàn)無線充電

  無線充電功能聊了很久,目前因為成本、功率、可靠性問題,一直未能在量產(chǎn)車上得到呈現(xiàn)。

自動泊車技術:從人工智障變人工智能

  未來,L4或L5自動泊車技術的成熟能為無線充電提速,但這還得列清楚一些前提,比如云支付協(xié)議的安全性和可靠性必須加強(不然付款失敗/對不上賬就很尷尬了),再比如室內高精度地圖與室內定位技術要進入實用化階段(否則車子自己找不到充電線圈也是白搭)。

D
 
法規(guī)與倫理

  最后說兩項最尷尬的,那就是法律法規(guī)和倫理道德的問題。

  在法律法規(guī)層面,L3自動駕駛不是閉環(huán),目前智能汽車企業(yè)們都避而不談,L4是一個全新的賽道,但實現(xiàn)難度很高,我們也在等待ZF明確L3、L4、L5在現(xiàn)實交通生活中究竟是怎樣的法律地位。

  舉個例子,在由前方貨車遮擋的盲區(qū)中,有一個小孩從貨車車頭向左躥出(俗稱“鬼探頭”),被貨車左后方的轎車碰撞死亡。無論這臺轎車是人類駕駛還是自動駕駛,都不可能避免這次事故。當人類駕駛時,這位無辜的肇事者遭殃了;當處在自動駕駛過程中,哪個廠商愿意為此埋單呢?

  在倫理道德層面,問題很復雜。比如說前方碰撞無法避免,左邊是一個小孩,右邊是五名匪徒(視覺傳感器聯(lián)網(wǎng)判定),那么自動駕駛汽車會怎么選擇?撞小孩當然不好,但不經(jīng)審判令五名匪徒致死也是不合法不合理的。

自動泊車技術:從人工智障變人工智能
配圖:著名的“電車悖論”

  以上問題均未解決。路漫漫其修遠兮。

  預告:下一周,我們來聊聊無線充電技術與自動泊車技術融合的可能性。

(文:太平洋汽車網(wǎng) 黃恒樂)

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