隨著科技的發(fā)展以及人們生活水平的不斷提高，無人駕駛技術(shù)逐漸走進(jìn)人們的生活，傳統(tǒng)汽車行業(yè)也受到了一定的沖擊，以特斯拉、比亞迪為例的眾多車企以及以百度為例的互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)也相繼開啟了或準(zhǔn)備開啟無人駕駛技術(shù)的研發(fā)。

但由于技術(shù)尚未成熟，事故的頻發(fā)以及對龐大數(shù)據(jù)的采集工作造成的私人隱私泄露等問題一直困擾著研發(fā)人員以及目前人數(shù)尚未龐大的用戶。無人駕駛系統(tǒng)的感知、識別和決策系統(tǒng)還存在一定的瓶頸，整體的穩(wěn)定性和可靠性還需要提升。無人駕駛只有在進(jìn)入大規(guī)模使用階段，并且在安全系數(shù)達(dá)到一定的程度，才能去驗證無人駕駛是否能夠達(dá)到真正的商業(yè)化。

基于國家政策的扶持以及全球變暖的趨勢，無人駕駛技術(shù)正在被各行各業(yè)推動著向前發(fā)展，在未來會成為人們出行的主要方式，但這其中還有很長一段路要走。

1 引言

1.1 無人駕駛的定義

無人駕駛，是一種移動戶外機器人在交通領(lǐng)域的重要應(yīng)用。無人駕駛技術(shù)需要結(jié)合計算機、通信、定位、識別、機器視覺、人工智能等多門先進(jìn)技術(shù)的結(jié)合。無人駕駛車輛系統(tǒng)是一個集環(huán)境意識、規(guī)劃決策、多階段輔助駕駛等功能于一體的綜合系統(tǒng)，是一個充分考慮車輛與道路一體化、協(xié)調(diào)規(guī)劃的車輛系統(tǒng)，也是智能交通系統(tǒng)的重要組成部分。

1.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢

1.2.1國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

（1）國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀

中國政府高度重視無人駕駛技術(shù)的研發(fā)，早在2015年上半年，國務(wù)院印發(fā)《中國制造2025》文件，該文件指出，到2020年，掌握智能輔助駕駛總體技術(shù)及各項關(guān)鍵技術(shù)，初步建立智能網(wǎng)聯(lián)汽車自主研發(fā)體系及生產(chǎn)配套體系，目前看來，已基本完成目標(biāo)。到2025年，掌握自動駕駛總體技術(shù)及各項關(guān)鍵技術(shù)，建立較完善的智能網(wǎng)聯(lián)汽車自主研發(fā)體系、生產(chǎn)配套體系及產(chǎn)業(yè)群，基本完成汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。

今年上半年，百度蘿卜快跑就已經(jīng)拿下了中國首批公開道路的無人化載人服務(wù)許可，被允許在方向盤后無人的情況下，即駕駛位無人的情況下，在北京亦莊的公開道路上開展服務(wù)。

圖 1-1 百度Apollo在滄州正式開啟自動駕駛載人測試

目前國內(nèi)以百度、比亞迪為例的眾多企業(yè)也紛紛投身無人駕駛的研發(fā)工作中來。道路情況復(fù)雜，道路行人雜亂，雨雪天氣行駛等眾多困擾無人駕駛技術(shù)的現(xiàn)實問題，也在研發(fā)團(tuán)隊的努力下得到解決或?qū)⒌玫浇鉀Q。

（2）國外發(fā)展現(xiàn)狀?

相比中國，發(fā)達(dá)國家早在上世紀(jì)70年代就已開啟無人駕駛汽車的研究，就目前而言，美國和德國走在第一梯隊。美國一些著名高校也投入研發(fā)工作中，如麻省理工學(xué)院、卡耐基梅隆大學(xué)等都先后于20世紀(jì)80年代開始研究無人駕駛車輛。但由于技術(shù)的瓶頸以及硬件水平的局限，到80年代末90年代初，各國才將研究重點逐步轉(zhuǎn)移到問題相對簡單的高速公路上的民用車輛的輔助駕駛項目上。

圖 1-2 谷歌無人駕駛汽車

在2010年，谷歌公司研發(fā)了7輛無人車并對其進(jìn)行了城市實際道路試驗。這些無人駕駛車輛能夠正確運行，具有良好的感知能力和高水平的人工智能，能夠自動識別信號燈、行人和車輛。內(nèi)華達(dá)州、佛羅里達(dá)州和加利福尼亞州專門針對無人駕駛車輛制定并通過了相關(guān)法律。

1.2.2 發(fā)展趨勢

從發(fā)展趨勢來看，在未來科技發(fā)展過程中，無人駕駛會是一個重要的發(fā)展方向，無人駕駛技術(shù)涉及到一個龐大的產(chǎn)業(yè)鏈，在各國以及各大高新技術(shù)公司在對無人駕駛技術(shù)的研發(fā)過程中，不僅會促進(jìn)汽車產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和綠色發(fā)展，還會帶動其他領(lǐng)域的發(fā)展。

2 無人駕駛技術(shù)的利

2.1 經(jīng)濟效益

一旦自動駕駛車輛完全融入我們的日常車輛和道路運輸系統(tǒng)，它們將為整個社會帶來巨大的經(jīng)濟效益。作為參考，中國每年發(fā)生20多萬起交通事故，直接經(jīng)濟損失超過12億元。即使自動駕駛汽車只能減少10%的事故，也可以節(jié)省1.2億元。

自動車輛最初取代了傳統(tǒng)的公園物流車輛和社區(qū)快車三輪車，以提高工廠利用率和生產(chǎn)率，當(dāng)前的物流系統(tǒng)可能會最先受到影響。自動駕駛車輛可以接管工作并給駕駛員足夠的休息時間，將人力資源轉(zhuǎn)移到其他產(chǎn)業(yè)的建設(shè)中去。所有具有自動駕駛技術(shù)的汽車、特殊車輛和移動設(shè)備都可以連接到網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。在這種網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，由于巨大的網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)，單位時間的運營成本大大降低。

2.2 減少事故率

圖 2-2 人為因素造成的交通事故

據(jù)統(tǒng)計，90%的道路交通事故是由人為失誤造成的，其中分心、疲勞、酒后駕駛和超速駕駛占相當(dāng)大的比例。每年，全世界有130萬人死于交通事故，僅中國就有6萬多人。自動駕駛汽車將消除所有由人為錯誤引起的事故，這實際上將大大降低事故率。

在國外，根據(jù)前俄羅斯通訊社的報道，俄羅斯交通部副部長基里爾·博格達(dá)諾夫表示，在無人駕駛汽車在俄羅斯上路后，到2030年，國內(nèi)交通事故死亡人數(shù)可以減少8%。波格丹諾夫說：“無人駕駛汽車在俄羅斯公路上路后，到2030年交通事故死亡人數(shù)可因此減少8%。使用無人貨車可將成本降低15%，將貨運速度提高25%。這是交通部計算得出的數(shù)字，寫入了編制的數(shù)字化轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略。我們已同商界、貨運公司和研發(fā)方一起著手實施此前得到俄政府批準(zhǔn)的‘無人物流走廊’項目?！?/span>

2.3 改善環(huán)境和空氣質(zhì)量

實現(xiàn)自主車輛的最佳方式是電氣化，包括純電力或燃料電池，目前國內(nèi)外涌現(xiàn)了例如特斯拉、蔚來、比亞迪等眾多新能源車企。雖然燃料汽車并非所有導(dǎo)致污染的因素，但它們?nèi)匀皇呛诵囊蛩刂?。燃油汽車在高速、制動和重新加速時會釋放更多的廢氣。雖然電動汽車并非真正無排放，但實際排放量仍大大減少。

無人駕駛車輛還針對加速、制動和變速進(jìn)行了優(yōu)化，有助于提高燃油效率和減少溫室氣體排放。咨詢公司麥肯錫表示，無人駕駛汽車每年有助于減少3億噸溫室氣體排放，占航空業(yè)二氧化碳排放量的一半。

2.4 方便特殊人群出行

以我國為例，在國內(nèi)駕駛汽車，需要持有相應(yīng)車型準(zhǔn)駕機動車駕駛證，但在目前國內(nèi)存在部分特殊人群，例如色盲、老年人和殘疾人，據(jù)我國權(quán)威部門的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，我國色盲的人數(shù)已經(jīng)超過了上千萬，我國老年人（60周歲及以上）口約24949萬人，占總?cè)丝诘?7.9%。有學(xué)者預(yù)測到2050年老年人口將達(dá)到4.8億。社會的老齡化不僅影響著經(jīng)濟、醫(yī)療和養(yǎng)老保障，對交通系統(tǒng)也是巨大的挑戰(zhàn)。

圖 2-3 盲人Steve Mahan乘坐google firefly無人駕駛汽車

此類人群由于身體因素?zé)o法獲取機動車駕駛證，無人駕駛技術(shù)可以幫助此類人群出行，并且技術(shù)成熟后，不會對自己或者他人造成危險。

2.5 更加節(jié)省時間

自動駕駛車輛可以檢測周圍的其他車輛并與之通信，隨機停車、換道和交通堵塞的行為將成為過去，這使得交通秩序更好，避免了低速下的小劃傷和碰撞事故。相應(yīng)的車速將比現(xiàn)在快，人們的出行效率將更高。

圖 2-4 人為因素造成的交通擁堵

無人駕駛汽車不僅有助于減少交通事故，而且還能顯著減少交通堵塞。根據(jù)畢馬威的報告，無人駕駛車輛有助于將高速公路容納車輛的能力提高五倍。斯坦福大學(xué)計算機專家、谷歌無人駕駛汽車項目前專家塞巴斯蒂安·特倫表示，一旦機器人汽車成為主流，目前道路上只需要30%的汽車。麥肯錫公司估計，無人駕駛汽車每天為全球司機節(jié)省的時間總和高達(dá)10億個小時。

2.6 停車問題得到解決

無人駕駛汽車的普及意味著你不必到處尋找停車位，因為在它們被送到目的地后，它會自己找到理想的停車位。即使你決定購買自己的無人駕駛汽車，你也不必?fù)?dān)心找不到停車位，因為它可以找到停車位。這對城市有很大的影響。根據(jù)美國銀行最近的一份報告，目前31%的城市面積用于停車。隨著汽車擁有量的下降，對停車位的需求減少，停車位可以轉(zhuǎn)換為住宅區(qū)。

3 無人駕駛技術(shù)的弊端

3.1 黑客攻擊

在現(xiàn)實生活中，有黑客入侵人類駕駛的車輛的案例。2014年，黑客利用汽車數(shù)字服務(wù)系統(tǒng)中的漏洞遠(yuǎn)程打開220萬輛汽車的車門；2015年，黑客遠(yuǎn)程攻擊了一輛正在行駛的汽車，并進(jìn)行了減速、剎車和其他檢查，導(dǎo)致全球140萬輛汽車被召回；2016年，黑客通過汽車應(yīng)用程序的漏洞，獲取司機信息并耗盡了汽車的動力，制造商立即禁用了該應(yīng)用程序，以防止黑客再次入侵。

相對于傳統(tǒng)汽車行業(yè)，自動駕駛運用大量科技手段，由已經(jīng)設(shè)計好的程序和人工智能芯片控制，對于此類系統(tǒng)來說。所有自動化系統(tǒng)都有被錯誤或bug攻擊或崩潰的風(fēng)險。沒有任何系統(tǒng)是絕對可靠的。如果黑客可以進(jìn)入汽車系統(tǒng)，它可以控制汽車做任何事情，威脅乘客的生命財產(chǎn)安全。

3.2 過度依賴衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)

汽車制造商正在尋找下一代顛覆性汽車技術(shù)。例如，埃隆·馬斯克的太空公司SpaceX正在軌道上分發(fā)衛(wèi)星。它們成為處理駕駛所需的大量數(shù)據(jù)的關(guān)鍵工具。

圖 3-1 特斯拉電車在地下車庫無法連接網(wǎng)絡(luò)

美國投資銀行摩根士丹利表示，自動駕駛汽車每小時從攝像機、雷達(dá)和其他傳感器產(chǎn)生多達(dá)40tb的數(shù)據(jù)，并利用這些數(shù)據(jù)在道路上導(dǎo)航。這是iPhone 3000多年來收集的數(shù)據(jù)總和。盡管大多數(shù)新車都在儀表板下安裝了調(diào)制解調(diào)器，并從為手機提供服務(wù)的同一信號塔接收數(shù)據(jù)，但覆蓋范圍可能不均勻，這是自動駕駛汽車面臨的最大挑戰(zhàn)之一。

自動駕駛汽車的信號一旦受到干擾甚至中斷，自動駕駛就無從談起。

3.3 配套的公路基礎(chǔ)設(shè)施不全

實現(xiàn)自主車輛的最佳方式是電氣化，但目前國內(nèi)部分城市電車充電樁分布密度不如加油站，另外，電車充電時長明顯長于油車加油，所以經(jīng)常會出現(xiàn)充電樁排長隊的現(xiàn)象，極大地降低用戶體驗感。

圖 3-2 電車充電樁

另外，許多國家受到基礎(chǔ)設(shè)施問題的影響。例如，在印度，道路是最大的挑戰(zhàn)。落后的行駛道路給自動駕駛車輛帶來了挑戰(zhàn)。自動駕駛車輛需要可預(yù)測的道路和明確定義的車道。由于道路標(biāo)線或設(shè)計較差，半自動或全自動車輛很難在這些道路上行駛。事故風(fēng)險增加，計算機算法存在做出錯誤決策的嚴(yán)重風(fēng)險。

3.4 過渡階段存在問題

根據(jù)著名的全球商業(yè)咨詢機構(gòu)IHS環(huán)球透視預(yù)測，在未來10-15年內(nèi)，自動駕駛汽車的數(shù)量將逐漸增加到9.2%，每100輛汽車中，至少有9輛自動駕駛汽車。在傳統(tǒng)車輛和自主車輛并存的階段，對自主車輛的實用性、可靠性和安全性提出了最大的挑戰(zhàn)。

怎樣使得無人駕駛汽車與傳統(tǒng)汽車之間和諧共處，減少二者之間產(chǎn)生事故的可能性，在推廣無人駕駛汽車的同時，盡可能地減少對傳統(tǒng)汽車在道路上的行駛安全的影響也成為了目前技術(shù)人員需要攻克的一大難題。待自動駕駛技術(shù)成熟，無人駕駛汽車市場占有率越來越高之后，此問題會得到相應(yīng)的緩解。

3.5 目前成本過高

與其他行業(yè)的發(fā)展類似，自動駕駛技術(shù)的發(fā)展也需要經(jīng)歷長年累月的開發(fā)與測試，自動駕駛汽車的成本在目前階段較高，據(jù)權(quán)威機構(gòu)估算，目前正在測試的自動駕駛汽車造價高達(dá)30萬美元左右，在國內(nèi)甚至可達(dá)到300萬人民幣以上，但隨著時間的推移，自動駕駛汽車的普及以及自動駕駛汽車車企之間的良性競爭，無人駕駛汽車的價格或許會大幅降低。

4 結(jié)論與展望

目前，國內(nèi)外無人駕駛技術(shù)得到飛快發(fā)展，汽車上擁有了越來越多的高科技，在很多方面解決了人們?nèi)粘３鲂心酥寥粘Ｉ钏龅降膯栴}，在社會全面普及無人駕駛汽車之后，不僅解決了上下班的需求，而且能讓居住在周邊地區(qū)的人們更方便地享受到一線城市的教育、醫(yī)療、娛樂等配套服務(wù)，將使這個社會變得越來越好，使人們的生活更加美好。

但是目前無人駕駛技術(shù)尚未成熟，仍有很多技術(shù)難題需要科研人員一一攻克，相信在不久的將來，難題會得到解決，使得無人駕駛汽車真正走進(jìn)人類生活。