消灭无聊的时间 沃尔沃自动驾驶技术体验

2014-07-10 19:09:28来源: 汽车之友

说起自动驾驶车,第一直觉大概会把我们带向科幻电影,天马行空的构想令人过瘾。而现实生活中可以自动驾驶的,还只是在机场航站楼之间运送人流的“地上铁”。因为有固定的轨道,所以行驶起来很精准,而轨道一旦架高,远离日常的人流,安全也就可控。至于自动地行驶,早就不是什么高科技。不过固定的轨道太拘束,而拆掉轨道又将极大增加技术难度;更难的是已经存在于我们脑海中上百年的固有的交通习惯,一旦自动驾驶的汽车上路,一切交通秩序、法律伦理都要重写,这就是自动驾驶车迟迟没有出现的原因。

但这个趋势已经不可阻挡了。谷歌借助全球的三维地图和改造过的自动驾驶原型车,已经行驶了几十万公里。传统车企也纷纷亮出路线图,希望在争夺下一个巨大市场的重要转折点上,为自己留一个位置。

沃尔沃的安全进化论

在这场以“解放车上的无聊时光”为目标的军备竞赛里,沃尔沃是表现突出的一个。虽然奔驰在半年前已经用S级轿车当众表演了无人驾驶的场景,但在战略目标的制定和实施上,沃尔沃显得更加完备。

我们都知道沃尔沃一向以“安全”作为主打口号。在现今看来不折不扣的营销手段,其实是沃尔沃两位创始人阿瑟·格布里森和古斯塔夫的一个共识:“车是由人来驾驶的。因此沃尔沃所做的一切都遵循一条原则,那就是,而且必须永远是安全。”此后87年的经营中,沃尔沃历届掌门真的就没有偏离创始人的教诲,可谓“一根儿筋”到了极致。

简单回顾一下,我们可以看到,所有沃尔沃的技术进步与经营活动似乎都在呼应着这句话:三点式安全带的发明,背向儿童安全座椅的发明,坚固车身结构设计,ISOFIX接口,溃缩式转向柱的应用,人机工程学座椅,交通事故调查小组,安全试验概念车,汽车安全中心,生命奇迹俱乐部,City Safety系统……如果把沃尔沃归入豪华车略微显得有点夸张的话,那么我们不妨说,沃尔沃的历史贯穿了汽车安全的历史。当前“豪华”的概念多是被德国车定义的,大排量、全真皮、大空间代表了他们对豪华的理解,而在瑞典人的心目中,生命最有价值,因此确保安全就是极尽奢华。这是两种价值观标准的碰撞。

1967年到2005年间,沃尔沃车发生的车祸中,重伤比例已经降低了2/3。但沃尔沃对安全的理解仍随着技术在升级,2005年秋,沃尔沃调整了2020年前的愿景目标:在零伤亡的前提下提高车辆性能。也就是说,未来将不会有人驾驶沃尔沃新款车型发生重大伤亡事故。

说了半天,似乎大大地跑题了。我们今天不是在说自动驾驶吗?没错,恰好因为安全,因为“零伤亡”的目标,所以才有了今天要体验的自动驾驶技术和思路。

沃尔沃的思路

零伤亡和自动驾驶如何建立对应关系呢?汽车处在机械时代时,主动和被动安全设计的目标,都是尽量减小重大事故发生时的伤害,即使是主动安全设计也是如此。想完全避免很难。因为很多事故其实都是驾驶人的操作失误导致的。换句话说,就是人比较不靠谱。沃尔沃给出的一组数据告诉我们:“在90%-95%的车辆碰撞事故中,人为错误是主因”。

不相信?想想你自己吧:是不是晚上吃饭老喝酒?熬夜看球导致第二天萎靡不振?失恋情绪低落于是无精打采?是不是看到路边的凹凸美女就必然把视线移到她身上?被老板骂过之后一肚子气,甚至想拿无辜的电线杆出气?是的,工程师们太了解人性的弱点了,所以决定更相信机器。

到了电控时代,这个特征更加强化了。面对同样的道路危险,人的反应和判断往往以秒计,而传感器和伺服机构组成的各个电控系统的反应却是以零点零几秒的速度来计,比人快多了,也稳定多了,不会受高矮胖瘦和驾驶水平的影响。所以有制动辅助系统帮我们加大制动力,有City Safety系统帮我们自动刹车,也有ESP帮我们控制车身的稳定…等等,电控系统在最近十几年已经证明了它们的出色,值得人类在关键的时刻交出主控权。

进入车联网时代,电控系统将发挥更加不可估量的价值。由于有了云端系统,车辆实时在线,不仅可以知道自己“看”到了什么,也会把危险通过车联网“告诉”后面或者旁边的车,从而避免车辆之间发生碰撞;甚至也可以和道路两旁的交通设施对话,从而自动以最佳状态行驶。比如,当一辆车的传感器发现路面出现打滑时,可以自动地通过云服务器,对后面几公里内即将经过这里的车发出警告,让他们小心驾驶。或者,所有联网的红绿灯系统会“告诉”汽车如果以什么速度通过,就可以始终遇到绿灯。当这些机器之间的对话全部实现,那么自动驾驶就不再是梦话了。

上面的思路并非沃尔沃独有,不过我们可以看到,沃尔沃以非常活跃的姿态投入到这些技术的研发当中,并且取得了实实在在的成绩。

行动,唯快不破

思路明确后,沃尔沃马不停蹄地联合当地政府和交通部门,展开了一项名为“Drive Me”的大规模试验。在沃尔沃的老家瑞典哥德堡市,辟出一条长约50公里的路段,并且从2013年底开始到2017年,用改造的车辆进行实际路段的自动驾驶测试;2017年后,将投入100辆SPA平台的自动驾驶汽车,为即将到来的自动驾驶社会积累经验。SPA平台是沃尔沃的可扩展整车平台架构,今年底,这个平台上将诞生第一款车型——新款XC90,它将引入高度自动驾驶功能——带转向辅助的ACC自适应巡航系统。这个系统可以让汽车在转弯的时候也能自动跟随前方车辆行进。

前面提到的“磁场道路”在这次试验项目里也有体现。沃尔沃在哥德堡郊外的试车场里修建了一条100米长的试车道,在路面下方200毫米处铺设了椭圆的磁铁阵列(40×15毫米),车上也相应地装备了多个磁场感应器。据沃尔沃安全技术攻关组负责人Jonas Ekmark介绍,“定位误差低于1分米”。

要实现自动驾驶这个大目标,实际上有很多技术都需要逐项攻克,而这些技术在前几年已经分别展开了,虽然并非每项都是沃尔沃独有,但当它们组合到一起的时候,你就会发现巨大的差距已经将沃尔沃和其他车厂分开,真正的“智能车”即将诞生了。

沃尔沃安全辅助技术集群

当这些看似独立的技术被整合到一辆车上之后,再加上物联网,整个交通系统就被重构为一个精确的智能交通体系。自动驾驶一旦实现,我们在车上的时光就可以被彻底解放了。

动物探测系统

夜间行人探测系统

自动泊车系统

驾驶员状态传感系统

车间互联让车辆之间不再碰撞

带辅助转向的自适应巡航系统

磁场道路示意图

哥德堡的快速路

面前的这辆S60,涂装了艺术化的车身,车顶上对角长出来两个小“蘑菇”,其实是车辆定位系统的传感器,前后风挡处有几个隐蔽良好的电子眼,并且在保险杠内置了几个雷达,不仔细看这些从外面几乎看不到。这辆S60,就是目前被低调改造过、已经在哥德堡快速路上进行测试的自动驾驶原型车中的一辆。


改造后的自动驾驶车在哥德堡市内50公里长的快速路上测试

工程师开着这辆S60融入车流,当然一直是人工驾驶。现在的车辆还没有这么智能,只能在某些路段的某些速度下实现半自动驾驶。按照美国NHTSA的分类,应该算是到了自动驾驶车的第2阶段。由于白天哥德堡的路况太好,我们没有遇到堵车、车流交错等等国内常见的路况,因此体验的内容略显单薄了些,车辆在自动驾驶状态始终处于高速稳定行驶中。不过它自动地停留在了70km/h这个速度下而不是紧追前面的车不放。工程师解释到,这是这条路的限速。在某个出口处,S60稍微困惑了一下,于是轮胎压线,看来它的心智的确还在不断地培养中。据另外一组同行介绍,他们体验的时候,恰好有车快速并到S60前面,而且距离很近,此时工程师还没来得及下意识去扶方向盘,S60已经自动把速度降了一些下来,拉开了安全距离。


去年在比利时展开的自动跟车测试项目

而另一项“自动泊车”的技术同样很有用。把车子停在车库门口,下车关门后通过手机App指挥车子去停车,然后扭头走人。这时候你的爱车会自动把车锁好,然后自动查找车库里的车位,默默地自己停好,最后关闭发动机、电源,保持无线电静默,一切都很完美,直到你用手机App把它唤醒,它会自动开回下车的地方等你。当然这是理想的一幕,目前给我们演示的还只是一辆自动找车位并且会自动停在车位正中间的V40,其余浪漫主义的部分还没能看到。不过我相信不会太远了!

体验之后,总想说点什么

沃尔沃的方案目前是不是最好,现在还不得而知,毕竟所有的汽车公司都在探索当中。但可以肯定的一点是,沃尔沃的方案是最符合瑞典特色和需求的,里面有很多当地特有的自然条件的应对。而这套系统在中国如何呢?很多人一听我介绍就笑了:“在中国实现不了”!那么中国可以实现什么呢?是不是也有非常具有本土特色的解决方案?中国的情况只有我们自己最了解,但愿我们自己的企业也能急起直追,特别是交通管理部门,希望他们不会给这个潜在的巨大机会拖了后腿。

自动驾驶车升级路线图

美国国家高速公路交通安全管理局(NHTSA)对不同程度的智能车辆进行了分级,总共是5个级别:

0级:完全人工驾驶。加速、制动、转向等全部由人来操作,即使有一些警示装置(如车道偏离预警等),只要没有超越手动操控都属于此级别。

1级:有辅助功能的自动驾驶。包括一个或多个特定的控制系统,但仍然各自独立运行。驾驶者仍全面控制车辆,并对安全操作负全责。特定系统可以在某些情况下接管一些操作,比如巡航控制、自动刹车、车道保持系统、自适应巡航等,但不会代替驾驶员承担驾驶责任。

2级:半自动驾驶。这个级别的车至少有两个主要的控制系统是为协同工作而设计的,但驾驶者仍要负责监测道路状况并确保最终的安全。最典型的是带有车道保持功能的自适应巡航系统。和1级最大的区别是,2级自动驾驶车的功能是关联设计的,比如允许司机的手和脚同时离开方向盘和踏板。

3级:高度自动驾驶。车辆可以在特定条件下实现完全的自动驾驶,并且能够在需要的时候换回人工驾驶。驾驶者只需偶尔去操作,并有充足的时间在人工和自动驾驶间从容转换。谷歌的自动驾驶原型车就是这个级别。

4级:完全自动驾驶车。在行驶的全程都可以自动监控道路状况,并完成自动驾驶。“驾驶者”只需要输入目的地或导航即可,而全程无需参与驾驶过程。这包括了有人和无人两种情况。

沃尔沃集团创新项目经理 Jonas Ekmark

AF:自动驾驶车是否会被黑客攻击?

J:通过加密的方法,是可以避免被黑客攻击的。

AF:未来的完全自动驾驶车如果出了交通事故,责任在谁?

J:像乘坐电梯一样,过去电梯里有人操作,现在坐电梯的人自己操作,但还是由制造商承担责任。

AF:实现完全自动驾驶,技术上最难的是什么?

J:最难的是传感器融合。要把所有的信息交汇在一起,来自雷达、路况、地图、云数据、激光等传感器的数据都放在一起分析。人机交互时,最应该避免的一种状况就是:人以为车在自动驾驶,车以为人在开。

AF:未来自动驾驶车会很贵吗?

J:前100辆车或许很贵,但后面通过技术发展、产量提高等方法会使价格逐步降低。2017年,一辆自动驾驶车低于10万美元的价格是合理的。

AF:2020年若实现了不撞车,还需要把车做得这么结实吗?

J:主动安全性好了,被动安全方面确实可以不需要那么好了。修车行可以去做点别的,燃油消耗率也会降低。

关键字:消灭  时间  沃尔沃  体验

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/qcdz/2014/0710/article_9402.html
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