劉少帥 郭家君 李金嶺

【摘 ?要】在新一輪科技創(chuàng)新的浪潮下，AI人工智能、5G網(wǎng)絡(luò)、無(wú)人駕駛等高科技先后涌現(xiàn)，給傳統(tǒng)的制造裝備行業(yè)帶來(lái)巨大沖擊。隨著一些互聯(lián)網(wǎng)公司對(duì)云計(jì)算，圖像傳輸、機(jī)器學(xué)習(xí)等前沿科技研究的不斷深入，特別是5G網(wǎng)絡(luò)的助力，加快了汽車無(wú)人駕駛技術(shù)的落地實(shí)施。本文在對(duì)這一技術(shù)進(jìn)行介紹的同時(shí)，還針對(duì)汽車無(wú)人駕駛技術(shù)領(lǐng)域存在的問(wèn)題和發(fā)展前景作出闡述。

【關(guān)鍵詞】無(wú)人駕駛;5G網(wǎng)絡(luò);發(fā)展前景

引言

在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)大發(fā)展的背景下，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在全球掀起了新一輪的信息技術(shù)革命，作為未來(lái)三十年的科技發(fā)展趨勢(shì)，特別是在AI技術(shù)的驅(qū)動(dòng)下，未來(lái)智能制造、智能汽車將迎來(lái)重大發(fā)展。從萬(wàn)物互聯(lián)到人工智能技術(shù)，再到5G網(wǎng)絡(luò)和微型傳感器普及，將給汽車工業(yè)帶來(lái)巨大變革。隨著汽車工業(yè)的自我革新和進(jìn)化，非智能汽車時(shí)代即將結(jié)束，無(wú)人駕駛技術(shù)發(fā)揮作用的智能汽車也應(yīng)運(yùn)而生。

1、汽車無(wú)人駕駛技術(shù)的概念與優(yōu)勢(shì)

1.1、汽車無(wú)人駕駛技術(shù)的概念

汽車無(wú)人駕駛技術(shù)是指汽車?yán)米陨淼挠布O(shè)備感知道路情況，經(jīng)過(guò)信息處理系統(tǒng)對(duì)采集的道路狀況數(shù)據(jù)進(jìn)行精確計(jì)算后控制車輛作出反應(yīng)的技術(shù)。汽車無(wú)人駕駛技術(shù)的最終目的是實(shí)現(xiàn)真正的車輛無(wú)人化操作。汽車通過(guò)電子傳感器和大數(shù)據(jù)云計(jì)算來(lái)對(duì)道路狀況作出準(zhǔn)確預(yù)判，然后利用控制程序命令實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛的精準(zhǔn)控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)無(wú)人化操作。相比于傳統(tǒng)由人操縱的汽車，無(wú)人駕駛汽車將極大地降低交通事故率，并且將對(duì)汽車空間的擴(kuò)大和個(gè)性化設(shè)計(jì)提供可行性方案。

1.2、汽車無(wú)人駕駛技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

汽車無(wú)人駕駛技術(shù)的推廣和普及，在未來(lái)將極大地減少交通事故發(fā)生率。目前所發(fā)生的絕大部分的交通意外事故，都是由于駕駛員的操作不當(dāng)造成的，而非汽車本身硬件設(shè)施的問(wèn)題。由于許多司機(jī)的駕駛水平不高，加上在緊急情況發(fā)生時(shí)無(wú)法采取有效的措施避免意外，造成交通事故頻發(fā)。配備無(wú)人駕駛系統(tǒng)的汽車將不會(huì)出現(xiàn)類似問(wèn)題。因?yàn)橹悄苘囕v的反應(yīng)能力比人要快的多，所以汽車無(wú)人駕駛技術(shù)將具備更強(qiáng)的規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)的能力。

汽車無(wú)人駕駛技術(shù)的另一大優(yōu)勢(shì)在于解放人的駕駛操作。駕駛車輛是一個(gè)需要駕駛?cè)思凶⒁饬?、小心行駛的過(guò)程。在長(zhǎng)時(shí)間的駕駛行駛之后，會(huì)使駕駛員精神疲憊勞累。并且在停泊車輛時(shí)需要駕駛?cè)酥?jǐn)慎操作，避免剮蹭。汽車無(wú)人駕駛技術(shù)將直接把人送到目的地，自動(dòng)泊車，把人從疲勞的駕駛操作中解放出來(lái)。

2、5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)背景下汽車無(wú)人駕駛技術(shù)發(fā)展

2.1、5G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展現(xiàn)狀

5G網(wǎng)絡(luò)是第五代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，其峰值理論傳輸速度可達(dá)每8秒1GB，比4G網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度快數(shù)百倍。根據(jù)專家的分析，5G的網(wǎng)速比起4G的網(wǎng)速提高了將近20倍。舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)你用4G網(wǎng)速下載一部電影，可能會(huì)用到幾秒鐘或幾分鐘的時(shí)間。而用5G網(wǎng)速來(lái)下載同一部電影的話，可能只會(huì)用到1秒鐘的時(shí)間，可以用“秒速”來(lái)形容。美國(guó)在今年4月份發(fā)布了支持智能手機(jī)的商用5G網(wǎng)絡(luò)，但存在著5G信號(hào)不好找，缺少5G手機(jī)的情況。韓國(guó)也于4月份發(fā)布5G網(wǎng)絡(luò)套餐并解決了5G手機(jī)缺乏的問(wèn)題，但是遇到了網(wǎng)絡(luò)套餐資費(fèi)居高不下的困境。據(jù)悉，據(jù)悉中國(guó)移動(dòng)已經(jīng)在上海建立了超過(guò)200個(gè)5G基站，上海有望成為全第一個(gè)開(kāi)通5G網(wǎng)絡(luò)的城市，并且開(kāi)通的日期將會(huì)在今年的9月份。根據(jù)專業(yè)人士的分析，等到2020年時(shí)在國(guó)內(nèi)有望正式全面開(kāi)通5G的商用業(yè)務(wù)。

2.2、5G網(wǎng)絡(luò)加速汽車無(wú)人駕駛技術(shù)的正式應(yīng)用

無(wú)人駕駛汽車在不斷增加的傳感器陣列驅(qū)動(dòng)下，每天將會(huì)產(chǎn)生4000G的數(shù)據(jù)，而4G LTE的速度約為12Mbps，延遲為50ms，對(duì)無(wú)人駕駛的連接、安全的自治系統(tǒng)需求難以滿足。在實(shí)現(xiàn)5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)后，其速度可以達(dá)到10Gbps和1MS的延遲，能夠支持智能汽車的發(fā)展進(jìn)程，提升汽車之間以及汽車和周圍環(huán)境之間可靠溝通的水平，5G技術(shù)是無(wú)人駕駛車輛互聯(lián)的關(guān)鍵促成器。

2018年11月15日，天津聯(lián)通聯(lián)合中國(guó)汽車技術(shù)研究中心、華為共同打造了我國(guó)首個(gè)5G+V2X融合網(wǎng)絡(luò)無(wú)人駕駛業(yè)務(wù)試點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了車輛在5G網(wǎng)絡(luò)下的L4級(jí)別無(wú)人駕駛的應(yīng)用。5G技術(shù)使得車與車、車與交通、車與人通過(guò)無(wú)線通訊的方式以超高速率進(jìn)行互通連接，提高無(wú)線網(wǎng)絡(luò)容量和數(shù)據(jù)速度，促進(jìn)無(wú)人駕駛技術(shù)的進(jìn)一步成熟應(yīng)用。

3、汽車無(wú)人駕駛技術(shù)的發(fā)展前景

3.1、當(dāng)前汽車無(wú)人駕駛技術(shù)應(yīng)用實(shí)例

目前，積極探索轉(zhuǎn)型的車企和互聯(lián)網(wǎng)公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)的無(wú)人駕駛汽車自動(dòng)駕駛等級(jí)有：L3級(jí)有條件自動(dòng)駕駛、L4級(jí)高度自動(dòng)駕駛和L5級(jí)完全自動(dòng)駕駛。無(wú)人駕駛講的主要是L4和L5級(jí)自動(dòng)駕駛。2018年7月，依托于百度在AI人工智能、智能云計(jì)算、圖像采集處理方面的優(yōu)勢(shì)，金龍客車與百度公司合作開(kāi)發(fā)了L4級(jí)別的無(wú)人駕駛客車“阿波龍”。該車沒(méi)有配備方向盤和駕駛座椅，續(xù)航里程達(dá)到100公里。此外，2019年5月17日上午，全球首條在開(kāi)放道路上試運(yùn)行的5G無(wú)人駕駛公交線路在鄭州正式啟動(dòng)。在中國(guó)移動(dòng)5G技術(shù)的助力與支持下，宇通自動(dòng)駕駛巴士在鄭州鄭東新區(qū)智慧島開(kāi)啟自動(dòng)駕駛。在公交站臺(tái)，宇通自動(dòng)駕駛巴士能夠準(zhǔn)確地?？吭谡九_(tái)旁邊;當(dāng)路上有行人橫穿馬路時(shí)，也能及時(shí)做出反應(yīng);當(dāng)車上的溫度過(guò)高時(shí)，通過(guò)語(yǔ)音操控就可以調(diào)低車內(nèi)的空調(diào)溫度;甚至還能智能調(diào)度車輛，當(dāng)檢測(cè)到站臺(tái)等待的乘客比較多時(shí)，就會(huì)自動(dòng)加派車輛。

3.2、汽車無(wú)人駕駛技術(shù)發(fā)展存在的問(wèn)題

汽車無(wú)人駕駛技術(shù)不斷的發(fā)展創(chuàng)新，也帶動(dòng)相關(guān)科技產(chǎn)業(yè)加入發(fā)展無(wú)人駕駛技術(shù)的行列。有一部分無(wú)人駕駛汽車先后被設(shè)計(jì)和生產(chǎn)出來(lái)，并且收到了令人較為滿意的測(cè)試結(jié)果。但是汽車無(wú)人駕駛技術(shù)仍面臨著諸如安全性問(wèn)題、成本問(wèn)題和技術(shù)問(wèn)題。在車輛的行駛過(guò)程中，需要使用機(jī)器學(xué)習(xí)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)用于車輛的視覺(jué)系統(tǒng)，進(jìn)行圖像的采集和處理。但是這些技術(shù)仍處于初級(jí)階段，未達(dá)到可以商業(yè)化的技術(shù)層面。一旦出現(xiàn)有障礙物（突然出現(xiàn)的人或動(dòng)物）未被激光掃描儀探測(cè)到，可能會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重后果。而且還要對(duì)路標(biāo)，行人，道路擁堵情況作出準(zhǔn)確判斷。在成本方面，要實(shí)現(xiàn)雷達(dá)傳感器的量產(chǎn)化和對(duì)應(yīng)圖像信息處理系統(tǒng)軟件的開(kāi)發(fā)，不論對(duì)于傳統(tǒng)的汽車制造公司或是互聯(lián)網(wǎng)公司都需要投入龐大的資金研發(fā)，且要生產(chǎn)出廉價(jià)的激光雷達(dá)傳感器，這些都是汽車無(wú)人駕駛技術(shù)開(kāi)發(fā)面臨的困難。關(guān)于無(wú)人駕駛技術(shù)中的網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題也不容忽略，一旦駕駛系統(tǒng)被外來(lái)黑客入侵將對(duì)汽車和用戶的安全帶來(lái)巨大威脅。

3.3、汽車無(wú)人駕駛技術(shù)前景展望

在未來(lái)5G網(wǎng)絡(luò)即將大規(guī)模商用的時(shí)代背景下，隨著科技工作者對(duì)AI人工智能領(lǐng)域探索的不斷深入，未來(lái)汽車的駕駛發(fā)展趨勢(shì)必然是無(wú)人化和智能化。并且伴隨著目前百度、宇通等公司開(kāi)發(fā)的無(wú)人駕駛巴士相繼面世，在不久的將來(lái)會(huì)有技術(shù)條件更高，安全性能更好的無(wú)人駕駛產(chǎn)品展現(xiàn)在世人面前。在機(jī)器學(xué)習(xí)不斷深入，傳感器生產(chǎn)逐漸低廉化的科技進(jìn)步背景下，最終的汽車生產(chǎn)也將是無(wú)人駕駛技術(shù)居于市場(chǎng)主導(dǎo)地位。

結(jié)束語(yǔ)

本文對(duì)汽車無(wú)人駕駛技術(shù)的概念和優(yōu)勢(shì)，以及汽車無(wú)人駕駛技術(shù)在未來(lái)發(fā)展中面對(duì)的機(jī)緣和挑戰(zhàn)進(jìn)行了簡(jiǎn)要概括。站在5G網(wǎng)絡(luò)在未來(lái)全面覆蓋的時(shí)代背景下，闡述了5G網(wǎng)絡(luò)對(duì)汽車無(wú)人駕駛技術(shù)的重要影響。對(duì)汽車無(wú)人駕駛的現(xiàn)狀和發(fā)展前景作出預(yù)判。我們有理由相信汽車無(wú)人駕駛技術(shù)將為未來(lái)人類生活帶來(lái)高效和便利。

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（作者單位：華北理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院）