人工智能背景下中国自动驾驶汽车的挑战与展望

邹志红 中国人民大学

随着人们的生活水平提升，汽车已成为人们日常工作及生活中的重要组成部分。科技进步极大地促进了汽车行业的进步，而自动驾驶汽车成为该行业领域全面发展的重要方向之一，引导世界各国积极构建全新的道理交通形态。世界各国在积极发展经济的过程中，不断加强先进科学技术的创新和应用力度。可以说自动驾驶已成为整个国际的重点研究方向和领域且各方面的技术都日趋成熟。尤其在人工智能背景下，自动驾驶的研究也进入了白热化的状态。同时，中国也不甘落后，各类自动驾驶研究机构也大量涌出。基于此，对人工智能背景下自动驾驶汽车的挑战与展望研究具有重要意义。

一、人工智能技术以及自动驾驶汽车概述

近年来，人工智能技术不断发展，并逐渐开始同各个领域进行融合，推动了社会经济的全面发展，其同汽车行业领域的融合，促进了自动驾驶汽车的产生，以下对人工智能技术以及自动驾驶汽车进行了简要概述：

（一）人工智能技术

人工智能技术又称为AI技术，最早在1956年提出。它是利用数字计算机控制的机器模拟，延伸和扩展人的智能，感知环境和获取知识，并使用知识获得最佳结果的理论、方法、技术及应用系统[1]。

目前，各国许多国家已经做出重大决策，为人工智能技术做准备，并投入大量资金用于研究与开发。人工智能作为一项引领未来的战略技术，世界发达国家纷纷围绕人工智能出台规划和政策，对人工智能核心技术、顶 尖人才、标准规范等进行部署，加快促进人工智能技术和产业发展，以争取在新一轮国际竞争中的主导权。

在中国，人工智能已经上升为国家战略的高度，人工智能技术的应用范围正在逐渐扩大，并在计算机、工业以及手机，运输等领域取得了良好的应用效果。随着计算能力的提升和互联网的普及，利用人工智能技术实现自动驾驶的目标呈现出较强的可行性，这也成为我国科研项目以及能源规划项目的重要方向。

（二）人工智能背景下的自动驾驶技术

自动驾驶汽车又称电脑驾驶汽车、或轮式移动机器人，是一种通过电脑系统实现驾驶的智能汽车。其运行中需要对传感器进行充分应用，在获取道路信息的过程中需要对GPS、激光以及雷达等进行充分利用，同时在判断以及分析路况信息的过程中需要充分发挥人工智能技术的功能，实现对驾驶路径的规划，对汽车行驶路径进行有效控制[2]。人工智能技术的出现为实现自动驾驶提供了有利的技术支撑和保障。

机器人系统是自动驾驶汽车的主体，其中包含感知、路径规划和控制决策三方面技术内容，其中核心为智能感知技术，而其他两项内容都同人工智能技术之间具有紧密联系。

首先，智能感知。模式识别技术和传感器共同构成了智能感知，为了更加有效的感知环境，汽车运行中需要全面收集数据，此时需要对车载传感器这一媒介进行充分应用。在深入分析相关数据以及信息的过程中，实现科学判断路况信息和环境的目标，因此雷达以及摄像头是自动驾驶汽车基础设备，而只有融合多种传感器才能够完成高级无人驾驶的目标。

其次，路径规划。分辨率较高是激光雷达应用过程中的主要特点，在此基础上才可以确保周边三维环境被汽车进行准确的构建，但是这一设备应用中需要消耗更多的成本，因此会一定程度上对规模化生产产生限制；稳定性和抗干扰性较强是毫米波雷达的主要特点，同激光雷达相比，这一设备的成本较低，因此在低端车型中呈现出更高的应用价值；在对摄像头进行充分应用的过程中可以提升识别效果和能力，包括识别和评估危险、识别人物和交通标识等，因此摄像头是自动驾驶汽车的基本组成部分。

最后，控制决策。人工智能技术的应用有助于优化自动驾驶汽车驾驶行为。在自动驾驶汽车运行中，需要具备较强的应对突发情况以及交通情境的能力，整个运行中必须能够处理海量的信息以及数据，在向云平台传递数据的过程中，人工智能技术可以在不断学习中构建相应的训练样本，在反复训练中获得丰富的自动驾驶经验，同时还可以在云平台中搜集到其他车辆的训练成果，积累大量的经验，强化驾驶技术，从而提升无人驾驶技术的功能，确保自动驾驶汽车运行过程中呈现出较强的安全性[3]。例如，NVIDIA于2017年推出了“XAVIER”这一新一代车载超级电脑，其最强大的功能就是可以实现深度学习，在自动驾驶汽车中可以发挥大脑的作用，在不断进行深度学习的过程中，更加高效的感知车辆，全面、精准识别车辆运行中周边的物体以及环境，传感器在全面搜集相应数据的基础上还可以深入挖掘和处理工作，并以此为依据作出更加科学的判断。从图像识别角度来看，深度学习更呈现出了强大的功能，其所采用的算法在展开识别工作的过程中可以对多层迭代学习特征抽象模式进行充分应用，从而更加精准的识别路况及物体。

在对大数据技术以及云计算数据应用的过程分析中可以看出，通过深度学习智能控制技术可以从根本上保证自动驾驶汽车运行过程中的安全性。

二、人工智能背景下自动驾驶汽车的挑战

现阶段自动驾驶汽车已经成为人们广泛关注的行业领域之一，在人工智能不断发展的过程中，自动驾驶汽车在成本和技术方面、法律方面、互联网方面等面临极大的挑战。

（一）成本和技术方面

虽然人工智能技术不断发展，但在短期内，生产的高成本仍是很大问题。某些零部件已经具备了一定的标准化基础，但是分散化的标准化工作不足以支撑整个产业的发展。除了身车体的成本没有达到普及水平之外，基础设施建设、网络带宽等周边服务成本也过高。随着技术的不断进步，尽管这一成本会逐步降低，但是要想彻底实现自动化驾驶，这需要汽车制造商，技术开发商和运营商更多资金和技术的投入[4]。从这一角度来看，在积极进行自动驾驶汽车生产和推广的过程中，初期阶段对人工智能技术的应用会产生较高的成本，这会一定程度上限制自动驾驶汽车的发展。

另外，在不断完善自动驾驶汽车功能的过程中，还必须积极解决相关技术问题，确保自动驾驶汽车在运行过程中能够不受气候以及环境的严重影响以及数据的安全性和可靠性。因此，只有不断加大技术创新力度，才能够促进自动驾驶汽车的广泛应用。

（二）法律方面

我国现行法律法规对于传统汽车产品都做了详细的规范, 但随着自动驾驶汽车的发展, 原有的法律法规内容出现了一定的不适应性且还没有针对自动驾驶汽车的生产和使用制定完善的法律法规。缺乏法律认证、约束和保障的情况下，自动驾驶汽车应用中需要面临较多风险。我国智能汽车相关法律问题主要集中在产品流通、上路行驶，道德风险等，如果没有配套的的法律和法规出台，就有可能形成责任人的空缺，那么将无法很好的推广此技术。目前，我国的法律设计仍还在道路测试阶段，这一阶段立法的思路是以开放实际道路测试，促进自动驾驶汽车行业发展，积累监管经验和发现此前没有遇到过的问题，为后续的大规模应用进行立法思路和案例的储备。

（三）互联网方面

互联网是人工智能技术充分发挥自身功能的基础，在此基础上才能够对交通道路情况进行实时更新，并更加快速的进行数据的上传和接收。因此，互联网成为自动驾驶汽车以及人工智能技术开发和应用的基础[5]。另外，网络安全性成为限制自动驾驶汽车全面发展的重要因素之一。当前，频繁发生的网络攻击事件给人工智能在自动驾驶汽车中应用的可靠性和安全性带来了风险。同时，我们需要更为系统性的方式来验证，确保人身安全。此外，只考虑对人身安全是不够的，需要整个智能汽车要从传统的人身安全到可信的安全层面。

三、人工智能背景下自动驾驶汽车的展望

人工智能背景下，自动驾驶汽车行业领域将会从道路交通形态、自动驾驶汽车产业、汽车行业格局、交通运输行业、用车方式等角度极大的转变人们的生活模式。

（一）道路交通形态将发生改变

自动驾驶汽车将改变我国的道路交通形态，并集中表现在改变我国道路交通基础设施和道路交通运输管理服务两方面。一方面，随着自动驾驶汽车的推广和普及，共享路权会逐渐取代独立路权的形式，最终将向着独占路权的方向发展。届时电子信标、路侧传感装置也会被配置在道路上，同时还会对单独的车道进行设置，自动驾驶公共交通会成为城市中的普遍现象，无人化货场、港区将逐渐产生和增加，最后传统驾驶汽车将逐渐被自动驾驶汽车所取代，构建全新的道路交通形态。另外一方面，在不断增多的自动驾驶汽车基础上，也会倒逼政府提升车辆监管水平，精细化监管措施的实施，有可能完成客货分离行驶的目标，因此道路交通路网接入管理也将呈现出更强的严密性和科学性。

（二）自动驾驶汽车产业的进一步发展

从现阶段的人工智能技术发展来看，技术的不断完善将推动自动驾驶汽车产业上下游及整个链条的协同合作，共同发展，从而推动整个产业的发展。从长远的角度来看，我国在积极加强现代化经济建设的过程中，自动驾驶汽车的发展不容忽视。该产业领域会对多种高新技术进行全面应用，其中包括计算机处理器、通信设备、传感器、地图导航以及人工智能等，因此必然会强我国的自动驾驶汽车创新与研究，成为我国工业建设中的核心内容和方向之一。

（三）汽车行业格局将发生转变

资金和先进技术是汽车行业发展的基础，近年来汽车行业运行中所面临的市场竞争环境越来越激烈，汽车电子化已经成为提升行业综合竞争力的重要途径。而工业产品是最早进行汽车生产的主要特点，先进的机械设计制造是传统汽车企业的关键竞争领域，而在不断发展汽车电子化的背景下，汽车产业领域开始涌入大量的电子行业企业，但是这部分企业无法在汽车生产以及设计领域获得明显的竞争力，仅仅充当供应商的角色。从长远的角度来看，人工智能背景下自动驾驶汽车的产生和广泛应用将有效转变传统汽车行业领域的发展格局。

例如，安卓车载系统是由科技公司谷歌所打造的，其在积极同英伟达公司、本田、通用和奥迪等公司建立紧密合作关系的背景下共同构建了公路“通用平台”，同时对“开放汽车联盟”进行了组建，另外，车载iOS系统是由苹果公司开发的。这些先进汽车技术都极大的影响了汽车行业的发展，促使汽车不仅承担着交通工具功能，同时逐渐产生了更多的功能，汽车行业领域中，科技类公司的功能逐渐发挥出来。人工智能背景下，自动驾驶技术的产生和在汽车行业领域中的广泛应用，也进一步加快了汽车行业领域的进步。从长远的角度来看，同公路“通用平台”和车载iOS系统类似的先进汽车科技将成为汽车行业领域高效展开销售、生产、设计的重要途径，这充分说明汽车行业格局将发生转变。

近年来汽车技术以日新月异的速度飞快发展，先进的电动机、ECU、传感器、操作系统以及软件都逐渐取代了传统汽车设计制造中的机械结构，在这一背景下，传统汽车企业运行过程中逐渐失去了竞争优势，而激烈的市场竞争环境中科技企业呈现出越来越重要的地位。在人工智能背景下，自动驾驶汽车成为重要发展趋势，高科技企业由于具备较强的技术优势，因此将极大的推动汽车行业领域的进步。

自动驾驶汽车呈现出巨大的开放潜力，而高科技公司在这一方面呈现出极强的优势。汽车行业中，高科技公司将取代传统公司发挥更大的竞争力，而自动驾驶汽车的产生和广泛应用将成为主要途径。

（四）极大的转变交通运输行业

自动驾驶技术的飞快发展为整个交通运输行业领域内带来极大的影响。根据相关调查显示，将智能交通管理同自动驾驶技术进行紧密结合，可以改善城市交通拥堵并提高通行效率，同时降低促进人员伤亡以及交通事故发生概率。更重要的是，车辆快速通行除了降低能耗，也会大大改善城市空气污染。除此之外，现阶段交通运输行业的业态也将被自动驾驶技术所改善。自动驾驶将人从枯燥的驾驶过程中解放出来，越来越多的简单性、 重复性、危险性任务由自动驾驶系统完成，在减少人力投入，提高工作效率的同时，还能够比人类做得更快、更准确；例如，疲劳驾驶现象频繁出现在长途运输司机当中，但随着自动驾驶汽车的广泛应，驾驶员的劳动强度将被有效降低，不仅可以更加高效的完成运输效率，并且还能提升运输安全性。而现阶段部分发达国家发展过程中还存在劳动力严重紧缺的现象，在缓解运输行业司机紧缺问题方面，自动驾驶汽车也将发挥更大的功能，并且运行成本将有效降低；针对目前发展迅速的快递行业来讲，在对自动驾驶技术进行充分应用的过程中，能够促使整个运输行业生产效率明显提升，对于运输成本的降低、给予整个社会经济积极向上的影响都具有促进作用。

（五）改变出行用车方式

在人工智能背景下，自动驾驶汽车广泛应用的过程中，虽然当前只是作为辅助驾驶，但是远期当安全性超过人类驾驶室，自动驾驶将会取代人力，人们可以根据自身需求，安排娱乐、工作和休息活动，这既可以提升汽车驾驶的舒适度，同时又对乘车时间进行更加充分的利用。此外，部分无法自主驾驶汽车的人员，如儿童、老人等都可以对车辆进行放心使用。2017年，中国汽车工程学会发布了“节能与新能源汽车技术路线图”，其中就有提到，至2020年，汽车产业规模将达3000万辆，驾驶辅助/部分自动驾驶车辆的市场占有率将达50%；力求高度或完全自动驾驶汽车在2021年到2025年能够上市；2026年到2030年，每辆车都应采用无人驾驶或辅助驾驶系统，国内自动驾驶汽车数量将稳步上升相信随着科技的不断进步以及法律法规的不断完善，自动驾驶汽车在不久的将来就会取代人工驾驶汽车，成为我们出行的基本方式。

由上述可知，人工智能是自动驾驶技术不断发展和人工驾驶汽车广泛应用的基础，同时也促进人工智能的进步。整个自动驾驶技术在实际应用中，将直接改变道路交通形态、自动驾驶汽车产业、汽车行业格局、交通运输行业、用车方式等多个领域，车辆内部构造也将在无人驾驶车辆中发生变化，车内的功能也将逐渐得到完善，多样化将成为车辆用途的主要特点。另外，在将无线网络技术同人工智能技术进行紧密结合的过程中，会极大的扩展车辆的功能。

结束语：综上所述，随着人工智能在自动驾驶中的作用正在显著增强以及科学和信息技术不断进步的背景下，自动驾驶汽车领域中的应用呈现出了更高的价值和可行性。从长远的角度来看，在人工智能背景下，自动驾驶汽车领域的发展将促进我国道路交通的变革，相关领域工作人员就必须积极面对自动驾驶汽车领域发展中需要面对的互联网、法律、技术成本等方面的挑战，并有针对性制定解决措施，为在自动驾驶汽车中将人工智能技术的功能全面发挥和中国汽车工业腾飞创造机会。