四轮之上:向着智能生活疾驰
2022-06-13王小豪
王小豪
丰田汽车推出的e-Palette
自特斯拉2008年发布第一款汽车产品,到2019年马斯克宣布将开放所有特斯拉电动汽车的专利,电动汽车已经走过了草创期,迈向了成熟期。下一阶段,智能汽车似乎是汽车发展的一个远景目标。但对于什么是智能汽车,以什么方式实现智能化,目前还没有定论。
不过,全世界的车企都在朝着这一方向努力。传统车企与造车新势力齐头并进,各种技术和解决方案层出不穷。尽管已历经上百年的发展,但汽车工业仍旧处在一个朝气蓬勃的发展阶段。智能汽车的“群雄争霸”时代,才刚刚拉开帷幕。
有关汽车智能化的讨论,受电动车取代燃油车的大潮驱动。动力系统的脱胎换骨,让各种智能化改进有了大展身手的舞台。
从表面上看,电动车与燃油车的区别,主要是动力来源的不同:一个靠电力驱动,一个靠内燃机驱动。但就智能化的潜力而言,电动车更具优势。
ADAS(高级驾驶辅助系统)示意图
自动驾驶是智能汽车的应有之义。要想实现自动驾驶,需要给车身配备大量传感器和控制器。前者用来感知道路、车辆及行人等环境信息,后者根据传感器采集到的信息,对车辆进行控制。
对于高速行駛中的汽车来说,车辆控制的响应时间和控制精度至关重要,直接关乎道路安全。
通过内燃机制动的燃油车,在控制时需要内燃机、变速箱和离合器等零部件的配合,控制精度较为粗糙,响应时间普遍在200ms左右。相较之下,电动车通过电机进行控制,不仅控制精度更高,响应时间也只是燃油车的1/10。
此外,传感器和控制器对电力需求较大,以蓄电池为动力的电动车,可以提供更充足的电力支持。尽管燃油车可以加配电池系统,但整车成本将大大提高。
更重要的是,历经数百年的发展,燃油车的整车架构早已基本定型,不仅新增的智能配件缺少安放空间,而且车辆的工业设计也缺乏弹性。而电动车的发展与汽车智能化的趋势,几乎同步,整车架构尚未定型,能够更好地围绕智能汽车的需要进行设计。
在这种情况下,如果车企们继续保持以燃油车为主的产品策略,那么将面临设计、成本、功能等方面的诸多限制,有可能在未来汽车智能化的浪潮中落于下风。及早转型,便成为车企们面向未来的理性选择。
今年的清明假期过后,比亚迪宣布将不再生产燃油汽车,未来专注于纯电动和插电式混合动力汽车的业务。此举让比亚迪成为全世界第一家停止燃油车生产的车企。
比亚迪虽然是第一家,但却不是最后一家。从燃油转向电动,已经成为传统车企们的主流选择。大众奥迪预计将在2026年开始,停产柴油车、汽油车和混动车;奔驰也打算在2030年前实现彻底的电动化;就连豪华跑车兰博基尼,也准备在2025年推出纯电动跑车。
与无人驾驶过于遥远的未来相比,ADAS的可及性,令其成为当下车企们角逐的重点。
作为一种交通工具,智能汽车的其中一个重要属性,便是让开车变得更简单。自动驾驶当然是最终解决方案,问题在于,没人知道它将在何时实现。
业界将自动驾驶分为6个等级,从L0级别的无自动驾驶,到L5级别的完全自动驾驶。只有到了L4、L5级,自动驾驶才算真的实现。虽然现在全球各大车企都在大力投入,在中国郑州科技城和美国凤凰城等地区,已经出现了L4级别的自动驾驶汽车,但那是在高度封闭和可控的环境下实现的,尚无全面铺开的可能性。
在自动驾驶还不能实现的当下,出现了一些过渡性的技术。ADAS(高级驾驶辅助系统)就是其中的典型代表。ADAS与自动驾驶的技术逻辑类似,都是通过传感器采集环境信息,再交由控制器对车辆进行控制──区别在于,自动驾驶在目标识别、规划控制、雷达与地图等方面的要求更高。
ADAS囊括有驾驶预警、自适应巡航、自动控制、标志识别等功能。搭载有ADAS的车辆,在特定路况条件下可以实现自动驾驶,只不过驾驶员仍要保持对驾驶的专注,好在必要时接管驾驶行为。
ADAS大概有两种技术路径。一类是车路协同派,以通用集团开发的Super Cruise为代表,这种技术对路况信息的判断不单纯依靠摄像头采集信息,高精度的地图系统在其中扮演了重要角色,车辆可以借助高精度地图实现对驾驶情况的预测。因此,它对驾驶过程的把控能力更佳。
另一类是单车智能派,以特斯拉的Autopilot为代表。这种技术主要根据视觉感知算法,通过大量摄像头对周边环境进行实时感知测算。它的优势在于强大的物件识别能力,能够识别路况中更多的信息。
历经多次迭代,ADAS的两种技术路径已经在相互融合和吸收。与无人驾驶过于遥远的未来相比,ADAS的可及性,令其成为当下车企们角逐的重点。
本质上,ADAS是汽车技术的延伸,一个好的ADAS除了要求先进的技术以外,还要求对驾驶行为和汽车本身有深刻的了解──这恰恰是传统车企的优势。凭借其在机械电子技术领域与造车工艺上的深厚积累,传统车企在与新兴势力间的较量中不落下风。
以Super Cruise的驾驶员注意力保持系统为例。它通过放置在方向盘上的感应器,来感知驾驶员的目光,以此判断驾驶员的专注程度。这比特斯拉的相关设计,要方便和安全很多。
与Autopilot高度集成的设计不同,Super Cruise更像是一款汽车配件。它能够适配更多传统车型,在凯迪拉克、奥迪等品牌车型上都有装载。其在北美市场已经实现了超过1000万公里的安全行驶无事故记录,成绩相当不俗。
搭载Super Cruise的凯迪拉克LYRIO
特斯拉的Autopilot
純电动的自动驾驶小巴e-Palette
未来的汽车,就是车轮之上的超大型智能手机。
自动驾驶领域的探索,在交通工具的层面提高了汽车的智能化程度,但汽车智能化的内涵却丰富得多。
当自动驾驶技术实现以后,人可以从驾驶座中解放出来,汽车的形态也将变得更为丰富。
丰田汽车推出的e-Palette,是汽车形态探索的先驱。它是一辆长方形、由玻璃覆盖的无人驾驶电动车,没有驾驶席,可以容纳约20人乘坐。最具特色的地方在于,e-Palette的内部空间高度定制化,它可以被定制为移动办公室、流动商店,用途多样。
更令人兴奋的是,在汽车制造者们为我们勾画的蓝图中,未来汽车将不再局限于交通工具的定位,而是会成为一个“更大的东西”:它不再局限于车内空间,而是与更广泛的外部世界相联系。
简单来说,智能汽车将成为一个比手机更强大的移动智能终端。周鸿祎就曾通俗地表示,未来的汽车,就是四轮之上的超大型智能手机。
在人类生活整体迈入智能时代的过程中,物理移动的环节,至今只有智能手机一种解决方案。但是,智能手机的发展已逐渐触及天花板,无论是功能还是设计都已初步定型,方寸屏幕内的智能生活显得十分局促:对信息和便携的双重渴望,催生了对全面屏的执念,但方寸大小的屏幕,注定无法满足人们对更加智能生活的期待。
智能汽车可以更好地优化人们在物理移动过程中的智能生活体验。比起低着头摆弄小小的手机,人们可以舒服地坐在汽车沙发上,完成手机可以做到的一切事情,甚至比它做得更好:巨大的内部空间,可以容纳更多的屏幕,甚至可以放置一套VR系统,满足人们更复杂的工作、娱乐需求。
更重要的是,数据化是智能生活得以实现的前提。只有当人们在房屋与房屋之间的出行阶段也能被数据化的时候,一个真正完整的智能生活才会正式开启。
当汽车与诸如智能手机、智能家居、智能公路、智能城市等设备建立了广泛的联系后,它将实现这一点,从而打通车内车外的界限,成为集工作、社交、娱乐、休息等功能于一体的移动智能生活空间。
想象一下,当你坐在汽车里,它能自动收集你的健康信息,形成体检报告;下班回家的时候,你的汽车可以与你的房屋进行协同,提前协调好空调开启时间,为你准备好洗澡的热水。一切都配合得十分熨帖,不需要你去施予指令,而是一个彻底的自动化过程。
智能驾驶叠加智能生活,才是汽车智能化的完整含义。这是一个足够具有吸引力的未来,也是一片巨大的商业蓝海,这场与汽车有关的革命仍在如火如荼地进行着。
责任编辑吴阳煜 wyy@nfcmag.com