智能汽车自动驾驶:控制技术实践与未来安全挑战的思考
摘要:随着社会的进步和人民生活水平的持续提升,汽车逐渐成为人类日常出行的主要交通工具之一。为了满足这一需求,自动驾驶汽车的研发也应运而生。我国的信息产业部门、交通运输部门以及公安部门于2018年4月12日联合发布了《智能网联汽车道路测试管理规范(试行)》。该规范的实施标志着我国在自动驾驶汽车领域的发展迈出了重要一步。在我国的汽车研发及应用领域,智能汽车无疑是现代科技变革的核心产物,其不仅是全球范围内的研究热点,还是我国发展现代化科研产业的重要支撑,因此智能汽车自动驾驶技术的安全性问题也十分重要。本文对我国智能汽车自动驾驶控制技术实践与未来安全性进行阐述,从而促进智能汽车自动驾驶技术的可持续发展。
关键词:智能汽车自动驾驶控制技术未来安全
自2017年12月智能公交“阿尔法巴”在深圳开始试运行以来,截至当年10月,株洲、上海等多个城市相继推出了智能公交服务。同时,京东的智能配送车和北京环卫集团的自动驾驶环卫车等在特定区域内能够自主操作的智能驾驶设备也正式进行了路测。这些充满未来感的事件接连发生,标志着我国正逐步迈入“智能汽车时代”。面对这一第四次工业革命带来的机遇,我们应清醒地意识到,智能汽车的路测、运营与普及可能会在法律监管、信息安全、责任界定及社会秩序等方面引发一系列风险或挑战。所以,对智能汽车自动驾驶的控制技术实践与未来安全挑战进行深入地梳理、考量是十分必要的。
1智能汽车自动驾驶控制技术实践现状
1.1技术层级与应用范围
目前智能汽车自动驾驶控制技术涵盖了多个不同的层级。从最基础的驾驶辅助层面来看,像自适应巡航控制(ACC)、车道保持辅助(LKA)等功能已经相对成熟,并在大量的量产车型上得到了应用。另外,在部分进阶的辅助驾驶层面,一些车企推出了集成式的驾驶辅助系统,例如特斯拉的Autopilot以及蔚来的NavigateonPilot等[1]。它们整合了多种传感器数据,能够实现自动变道、在高速路段按照导航路线自动行驶等功能。不过,这类系统仍然明确要求驾驶员保持注意力,随时准备接管车辆控制权,还不能算作完全的自动驾驶。然而,真正意义上的自动驾驶,也就是L3级及以上的级别,目前在实践中的应用范围较为有限。L3级自动驾驶意味着在特定场景下车辆可以自主完成绝大部分驾驶操作,仅在系统提示需要时驾驶员才介入,然而其受限于法律法规以及复杂路况应对能力等因素,尚未实现大规模的普及应用。L4级和L5级自动驾驶更多还处在测试、特定区域试点的阶段,比如一些限定园区内的无人配送车、无人驾驶出租车在特定城市小范围运营,旨在不断完善技术和验证其可靠性,距离广泛应用到普通民用汽车上还有较长的路要走。
1.2传感器技术支撑
智能汽车自动驾驶控制技术高度依赖各类传感器来获取周边环境信息,这也是其实践现状的重要组成部分。第一,摄像头作为最常见的传感器之一,具备成本相对较低、能够识别丰富视觉信息的优势,在车辆的四周以及车内后视镜等位置广泛布置,成为环境感知的重要一环。但摄像头也存在弱点,例如在恶劣天气条件下,其识别准确率会大幅下降。第二,毫米波雷达则凭借其对距离、速度测量的高精度以及在不良天气环境下相对稳定的性能,与摄像头相互补充,主要用于探测车辆周围其他物体的位置、速度等关键信息,为决策系统提供重要的数据基础,在自动紧急制动、防碰撞预警等功能中发挥关键作用。第三,激光雷达更是被视为实现高级别自动驾驶的关键传感器,它能够以极高的精度构建车辆周围的三维环境地图,精准地识别出各种障碍物的轮廓、距离等信息。不过,激光雷达目前面临着成本高昂的问题,这也限制了其在更多量产车型上的搭载,使得车企在权衡自动驾驶功能丰富度与成本控制时需要慎重考虑其应用规模。此外,超声波传感器等辅助传感器在近距离感知方面发挥着特定作用,多种传感器协同工作构成了自动驾驶控制技术实践中感知外界环境的复杂体系。
1.3面临的挑战与发展限制
在实践过程中,智能汽车自动驾驶控制技术面临着诸多挑战与发展限制。首先是法律法规方面,由于自动驾驶涉及责任认定、交通规则适配等复杂问题,目前的交通法规大多是基于传统人类驾驶制定的,面对自动驾驶场景,需要不断更新和完善。例如,当发生交通事故时,如果车辆处于自动驾驶状态,是车企、技术供应商还是车主来承担责任,很难简单界定,这使得相关方在推进自动驾驶技术落地时有所顾虑。其次是安全可靠性问题,尽管车企和技术研发团队不断对自动驾驶系统进行测试和优化,但复杂多变的交通环境中总会出现一些难以预料的情况,如突然闯入道路的非标准物体、道路临时施工等异常状况,自动驾驶系统能否准确应对并保障行车安全始终是公众关注的焦点,任何一起因自动驾驶引发的安全事故都会引发对该技术广泛应用的质疑[2]。再者,网络安全也是不容忽视