在“自动驾驶”中脱颖而出
2017-11-23管宏业
□ 本刊记者 管宏业
在“自动驾驶”中脱颖而出
□ 本刊记者 管宏业
正是有了诸多神技加身,全新奥迪A8的自动驾驶可以应对城市中较为复杂的道路环境。可以确定的是,智能交通、自动驾驶是人类出行变革的大势所趋,
保持在技术领域的领先能够让全新奥迪A8在下一轮的竞争中更加游刃有余。
之所以将自动驾驶视为全新奥迪A8最主要特征,很大原因在于,构成自动驾驶的AI技术等尖端科技,赋予了汽车一定程度的生命,让它不再是冷冰冰的驾驶机器。
实际上,奥迪对于自动驾驶的研究早从上世纪就已启动。到了2009年,一辆自动驾驶的奥迪TTS在美国犹他州的冰冻盐湖上画出了四个环,这正是奥迪公司长达十年研究的明显标志。一年后,无人驾驶的奥迪TT驶上了美国科罗拉多州派克峰赛道。
2013年,奥迪成为全球第一家获得美国加利福尼亚州和内华达州测试执照的汽车制造商。2015年1月,奥迪A7自动驾驶概念车从斯坦福出发,在前往拉斯维加斯的高速公路上行驶了900公里。同年5月,一辆无人驾驶的奥迪汽车行驶在中国上海车辆密集的城市交通路线上,这也是迄今为止全球最复杂的路况之一。
如今在量产车中,自动驾驶系统中应用最为成熟的是特斯拉Autopilot 2.0,但从软件功能上来看只是L2级别。而全新奥迪A8已经采用L3级别的自动驾驶系统,也就是说,特斯拉的自动驾驶在A8面前,不过是过时产品。
按照美国汽车工程师学会SAE的标准,自动驾驶被分为从L1到L5共5个等级。其中L1为辅助驾驶、L2为部分自动化、L3为有条件自动化、L4为高度自动化、L5为完全自动化。从L2到L3,自动驾驶发生了本质的变化。在L2级中,感知接管还是由人来完成,即由人来进行驾驶环境的观察,并且在紧急情况下直接接管。而在L3级中,这项工作将交由机器来完成,理想情况下驾驶员可以不用再关注路况,从而真正实现了驾驶员注意力的解放。也就是说,L3级别自动驾驶的汽车,具备了相当人工智能,一定程度上可以学会像人类一样思考、开车。
前不久在西班牙的道路上,全新奥迪A8行驶在公路和物理屏障分离交通的双向多车道高速公路上,在车速不超过60公里/小时的缓慢交通路况下,奥迪AI(遥控)拥堵自动驾驶系统接管驾驶。系统接管包括停车、加速、转向、本车道上制动。如果驾驶员通过中控台的AI按钮激活了拥堵自动驾驶系统,则可以松开加速踏板和方向盘。与L2阶段自动驾驶不同,驾驶员无需时时监控车辆,而是可以利用时间做些其他事情,例如操控车载信息娱乐系统,具体可操作内容取决于各国法律情况。但是驾驶员必须保持警觉,并且要能够在收到系统提示时重新接管汽车。
不过需要注意的是,L3等级的无人驾驶状态下,人类驾驶员需要在系统提示的时候回答车辆的询问或者接管车辆。当拥堵自动驾驶系统激活时,摄像头会检查驾驶员是否准备好在必要时恢复控制。该系统分析驾驶员头部和眼睛的位置和运动,生成匿名数据。例如,如果驾驶员长时间闭眼,系统会提示驾驶员恢复控制。恢复控制请求分为三个阶段——从视觉和声音警告直到紧急制动。如果速度超过60公里/小时(37.3英里/小时)或交通开始疏通,也同样适用。如果驾驶员忽略此提示和随后的警告,则A8将持续制动,直到完全在车道中停下来。
当然,既然都已经有L3级的自动驾驶了,类似于自动停车入库这种功能对A8来说更是易如反掌。不同的是,奥迪AI自动泊车系统和奥迪AI遥控车库自动泊车系统将泊车打造成了真正舒适的体验:它们会将A8自主驾驶到平行和垂直停车位以及车库,并可以通过控制方向盘、加速器、制动器和手自一体变速器实现进退。驾驶员监控操作过程,但无需坐在车内——这两个系统都可以通过智能手机上的全新myAudi应用启动。
试想一下,驾驶员只需按下应用程序中的奥迪AI按钮,并在整个停车过程中按住该按钮。在显示屏上,驾驶员会看到车辆周边摄像头的实时图像。然后 A8以6公里/小时(3.7英里/小时)的速度进入停车位,必要时还可以进行多次进退操作。另外,如果驾驶员仍然坐在车内操控,也可以利用中央控制台中的AI按钮启动奥迪AI自动泊车系统。
与竞品车型不同的是,全新奥迪A8甚至可以停放在只能弧形行驶的车库内。在车库内,A8可以靠近墙壁和障碍物(例如自行车)——或者在没有足够的停车空间时终止进入,这也是A8智能化的又一体现。
谈了这么多独门绝技,那么,全新奥迪A8的智慧是如何实现的?
简单来说,一套完整的传感器设备、中央驾驶辅助系统控制单元(zFAS)以及人工智能系统,构成了全新奥迪A8领先全球的自动驾驶系统。
说到硬件,首当其冲的是环绕车身的传感器。装备齐全的全新奥迪A8有24个传感器,这包括前部、侧面和后部共十二个超声波传感器;前部、后部和外后视镜共四个360°摄像头;挡风玻璃顶部边缘有一个前置摄像头;车辆四角共有四个中程雷达传感器;前部还有一个远程雷达传感器、一个激光扫描仪和一个红外摄像机(夜视辅助系统)。
除了常规用于自动驾驶系统中的这些传感器外,全新奥迪A8还成为了首家将激光扫描设备用于自动驾驶系统的量产车。激光扫描设备覆盖范围的长度约为80米(262.5英尺),散射角为145度。在这个范围内,即使在黑暗的条件下,扫描仪也能探测物体的精确轮廓。传感器数据合并可将车辆精确定位在其车道内,因此,除了奥迪AI系统外,激光扫描仪的特殊功能和中央驾驶辅助控制系统的中央环境模型也有利于导航系统。例如,在检测交通拥堵结束并启动制动方面,全新奥迪A8的驾驶辅助系统比前代车型的反应更早、更精确。这些传感设备波长各不相同,探测距离、穿透能力也有差异,可实现在不同环境之下的取长补短,从而绘制出汽车周边的清晰环境的高清图像。
中央驾驶辅助系统控制单元(zFAS)则是全新奥迪A8的另一项创新,这是首次将车辆上关于自动驾驶的功能都集中到同一个中央控制系统中,堪称全新奥迪A8自动驾驶的“大脑”。相比以往每个部件均由单独的控制单元控制,这种中央控制的优势在于能够实现更加高速、精密、统筹的算法以进行驾驶行为的决策,并且能够更适应自动驾驶级别的提升需求,是未来自动驾驶系统控制的趋势。
最后,所有由传感器生成的数据,经过zFAS的计算,最后都将经由人工智能进行学习。所谓人工智能的学习,就是通过数据的不断扩容与迭代,用数学和统计学原理进行模式与规则的建立,以增强自动驾驶系统目标识别与环境识别的能力,这一步事实上在车辆出厂前已经由专门的训练完成。
也正是有了这些神技加身,全新奥迪A8的自动驾驶可以应对城市中较为复杂的道路环境。虽然受限于各国法规不同,这套自动驾驶系统在国内的推广还没有具体时间表,但可以确定的是,智能交通、自动驾驶是人类出行变革的大势所趋,保持在技术领域的领先能够让全新奥迪A8在下一轮的竞争中更加游刃有余。