视野 | 5G时代下的无人驾驶汽车

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由于文章略长,在大家开始阅读之前,我先简单阐述一下你能在文中了解到什么:

一、我们应当如何看待近日UBER的事故?

二、无人驾驶汽车自身应具备什么才可上路?

三、将来的无人驾驶系统是否会改写汽车工业的格局?

四、生活在无人驾驶交通体系之中我们会是什么样子?





UBER事故所暴露出的问题


一直以来,对于无人驾驶这一概念,人们总是期待它能尽快实现,但同时却对其安全性抱有怀疑,因为人们总是希望无人驾驶能解放自己开车的时间,但同时也有部分人不愿将自己的安危托付于机器。

就在最近,位于美国亚利桑那州的坦佩市发生了一起全球瞩目的事故 —— 一辆UBER公司用于测试无人驾驶系统的XC90测试车撞倒了一名路人,后者抢救无效死亡。


R.I.P


这是全球第一起发生在L3级别(目前最高级别的高度自动驾驶系统)无人驾驶汽车身上的致命事故,根据当地警方的描述以及事后公布的监控视频我们可以得出三个讯息:

一、推着自行车的受害者并没有走在用于人员同行的斑马线上;

二、肇事车辆的驾驶座上乘有测试人员,显然他并没有阻止悲剧的发生;

三、事故发生时肇事车并没有减速,并且它当时的时速为38mph,然而那条道路的法定限速为35mph56km/h)。


根据前两点,我们姑且可以认为这起事故中受害者未遵守交规,并且负责纠正驾驶的测试员也没能规避事故的发生,因此这起事故的责任并不完全在于无人驾驶这一概念本身。

不过这起事故所反馈出来的,却是UBER无人驾驶技术的致命缺陷:



虽然有人提到,当时的道路照明条件不佳,并且由于测试车并未开启远光灯,因此位于阴暗处的行人“理应”不易被人发现。

但开车的是机器,不是人。

在无人驾驶汽车的感知设备中,毫米波雷达可不需要照明,激光雷达和热成像传感器更不需要照明,一台无人驾驶汽车无法在一条开阔的道路上发现唯一的一个低速障碍,那只能说明它这套无人驾驶系统本身就是一个笑话。

第三条讯息,虽然并非事故的直接起因,却也让我们意识到了一个更加严峻的问题,就是那台肇事车它超速了。

虽然3mph4.8km/h)的超速对于我们来说就跟喝水一样平常,但是别忘了,这是一台对于法律法规应该有着严格执行逻辑的无人驾驶系统测试车,显然它的超速已经打破了这一原则。

并且,在更早以前,曾有加州警方拍到UBER的无人驾驶车闯红灯。

没错,它闯红灯了,旁边就是行人。



那么,一台无法遵守法规且无法探测暗处障碍物的无人驾驶汽车,显然没资格在路上行驶。

不过,就在这一事故发生两天后的322日,中国的百度无人驾驶事业部拿到了全球第15份无人驾驶汽车测试牌照,显然两天前的事故并没有影响到中国企业发展无人驾驶技术的步伐。

大势所趋,事故并不能动摇时代的跨进,然而却提醒了我们一个值得深思的问题 —— 到底什么样的无人驾驶才能确保真正的高效与安全?





无人驾驶汽车的基本要求


普及无人驾驶汽车的根本目的,是提高社会通勤效率并且降低事故发生率。

我们以特斯拉AutopilotL2级别驾驶辅助系统)的数据简单分析一下:截止2016年佛罗里达州的特斯拉致命事故,全球的特斯拉在Autopilot模式中共计安全行驶了1.3亿英里,而同期普通汽车平均9400万英里便会发生一次致命事故。


特斯拉佛罗里达车祸


佛罗里达州的那起事故是由于驾驶者放弃对车辆的控制权,误将驾驶辅助系统当做自动驾驶系统使用而造成的,特斯拉最终并未承担责任。

看起来,即便是L2级别的驾驶辅助系统(绝非无人驾驶),也能在一定程度上降低事故发生率,那么到了无人驾驶系统真正普及的那一天,又会如何呢?


我们先来探讨要使无人驾驶真正达到高效、安全,这套系统究竟需要具备哪些条件:

一、无人驾驶系统是否比人类更加遵纪守法?

这是无人驾驶系统的铁则。

因为确保所有交通参与者能够安全、高效出行的前提就是遵守规则。

同时,无人驾驶系统还能就法规对于车辆的行驶状态甚至驾驶座乘员的身体状况进行实时监控,比如手动驾驶车辆违规将会被记录,或者酒精浓度过高的驾驶者将无法取得车辆手动驾驶权限等等。

此外,在高密度的公共道路环境中,“追求刺激”本身就不是一件可取的事情,所以我们就不用在此谈及那些建立在违章基础之上的驾驶乐趣了。


二、无人驾驶系统是否应该比人类司机更为敏锐且更会开车?

这是无人驾驶系统的基本素质要求。

无人驾驶系统所配备的性能极高的感知设备及运算处理器,能够比人类更早发现危情并作出合理的避险措施,决不能在除驾驶员主动干预的情况外自行放弃车辆的控制权。关于这一点,我相信届时的无人驾驶系统会比我们99%的司机更会开车。

早在2014年,奥迪RS7就已经在无人驾驶条件下在德国霍根海姆赛道(单圈4.574km)以210秒跑完了一圈,平均速度约为126kmk/h


奥迪RS7 concept 无人驾驶汽车


三、如果黑客入侵了我的车,使它撞向其他人怎么办?

这个需要重点讲一下,这是人们广泛关注的话题:无人驾驶系统是否有高度的安全防火墙体系,足以抵御黑客的入侵?


速度与激情8中被入侵的汽车


其实关乎无人驾驶汽车安全的模块无非两个:感知模块(探测器及相关处理器)和执行模块(车辆操控系统)。

我们可以将这两个模块做成一个相对封闭的个体,对于行车安全它有着完全自主的最高判定权限,外界(车联网相关)只能对其发送包括转向及变道在内的请求信号,而非指令信号。

在封闭的执行系统收到请求之后,立即通过传感器甄别路线是否安全,然后再在告知周围车辆的同时进行下步动作。

换句话说,整套系统的工作步骤就变成了先有“可以这么走”,再到“如何安全地这么走”,最后再执行。即便有黑客控制了你的车,他顶多也就是让你去不了你想去的地方,而不是直接将你的车开到沟里去。


四、无人驾驶汽车是否必然会占据主要市场份额?

这是一个大环境的前提,并且要走到这一境地必然离不开相关法律的完善以及配套基础设施的建设,只有这样才能使无人驾驶系统具备一套高度统一的逻辑准则以及覆盖所有车辆的普及率。

我们总是这样设想:

我的驾驶技术已经非常好了,但是也不一定躲得过撞向自己的横祸。

如今的交通事故中,确实有很大一部分是因为违规驾驶而起,我们无法确保参与交通的每一位驾驶者都时刻遵守规则,超速、酒驾、闯红灯、肆意变道这些行为无时无刻都在诱发新的交通事故,而在高度发达的无人驾驶体系中这些现象将难以出现,即便出现也无法逃过严厉的处罚。

不过,消灭违章其实只是普及无人驾驶的一个小目标,真正的格局在于即将来临的车联网时代。

我们正处在一个变革的前夕,由5G通信技术所带来的强劲数据流通以及移动云计算功能将会极大推动车联网时代的脚步,并且诸如D2DV2V技术也会成为实现车联网体系的关键。

这可能是通信技术革新又一次打破某工业领域的世界格局,上一次还是在3G时代的手机领域,或许我们能从中受到些启发。

注:

D2Ddevice-to-device设备对设备的直接通信技术。

V2Vvehicle-to-vehicle机动车辆间基于无线的数据传输。






3G时代的手机格局


在讨论“车联网时代”的时候,我觉得有必要说一下,手机的演变过程。

在十多年前,我们极少有人能想到手机能在我们今天的生活中扮演如此重要的角色。

在那个收发邮件就能算作智能机的2G时代,诺基亚靠着优秀且多样化的硬件称霸全球。随后在世界进入3G时代前夕,苹果抢先发布了针对3G通信技术开发的iPhone Runs OS XIOS的前身),而谷歌的安卓也接连上马。

从此,手机的定义不再拘泥于手机本身,而是那套能够不断更新,并且根据个人喜好增添不同功能操作系统。

而后的故事大家都有所知晓,这两个系统在3G网络的高速推动下迅速占领了市场,而昔日的巨头塞班与诺基亚则一蹶不振。

苹果、谷歌历史销售数据


时代将要毁灭你,与你何干?


在智能手机领域,我们可以发现一个有趣的现象:IOS和安卓并没有消灭所有的手机生产厂商,而是诞生了一个寡头和一个集团。


苹果由于其自身具备良好的硬件产业链(iMaciPod),因此它本身就具备智能机硬件业务的工业基础,再加上早前几年在iTunes运营中积累的经验及用户使得它的智能机系统IOS在上市之初就得以展现出足够饱满的活力。

在优秀的硬件素质和高人气的操作系统的基础上,苹果极为成功的文化营销为其带来了相当恐怖的利润率,因此在后来的智能机领域中,它成为了当之无愧的寡头。


反观安卓集团,因为当时的谷歌深知自身无法在硬件领域与对手抗衡,因此干脆选择开放系统的源代码,以此和那些系统弱势的手机硬件厂商迅速抱团。

作为当时最强劲的几个互联网公司之一,谷歌的决策显然盘活了安卓系统,成为IOS最大,甚至唯一的对手。


安卓系统手机品牌分布


我为什么会用如此大的篇幅来跟各位聊手机?因为稍加总结不难发现这样的套路极有可能在接下来的车联网变革中重演。


时代的进步带来了具有颠覆意义的操作系统,它将用户关注的重心从手机硬件体验(甚至工业设计)转移到了一个全新的领域,这样的变革造就了一个具有前瞻格局的超级巨头,而其它那些被时代打懵的企业要么附和集团,要么自生自灭。


如果我们将变革中的手机换成汽车,又会如何呢?





车联网时代中的无人驾驶


在无人驾驶系统研发领域,我们能够发现一个有趣的现象:

具有深厚工业基础的传统车企,它们的无人驾驶系统开发路线基本都是从L1开始稳步升级。而那些没有工业基础的互联网大腕,却将起点直接对准了更高级别的L3



那么这种局面的意味是传统厂家很蠢,而互联网企业很浮躁?

并不是。

造成这一局面的主要因素还是在于它们本身所具备的优劣势不同,并且它们将来所需要面对的对手也不同。


传统车企有着更为深厚的工业基础,它们对于开发自动驾驶系统中最为重要的软硬件协同部分有着先天的优势,并且对于它们而言这也是能迅速见到成效的部分。

然而由于产业结构和同行竞争的关系,它们的系统无法在互联网领域中做到大面积覆盖,也就难以实现真正的L5级别,也就是车联网环境下的全自动驾驶。

举个例子,从一开始的ACC自适应巡航到后来的主动防碰撞系统,再到如今已经实现L3级别自动驾驶能力的奥迪A8,它几乎是目前民用车型中自动驾驶的最高水准。

然而奥迪要如何才能将它推到L4或者L5?没有一个庞大的车联网体系支持,不能和不同的车辆高效地共享行驶讯息是不可能的。

并且相比谷歌和百度而言,奥迪长期以来需要面对的对手始终是奔驰和BMW,它不得不寻求一条容易入手且容易见效的研发道路。



再到互联网企业,不论是谷歌还是百度,甚至最近出事的UBER,它们都不具备造好一台车的工业基础。并且汽车生产是一个资金链极长的项目,从规划到生产再到售卖,这是一个短则五年长则十年的过程,对于处在风云之中的互联网企业来说,几乎没有哪家垫得起。即便有,造出来的产品也不见得优秀。


因此对于互联网企业来说,它们的研发重心自然就落到了系统上,虽然它们也在进行L3级别无人驾驶的路试,但是这些测试更多的意义其实是在为接下来的车联网体系收集大数据。

毕竟构建一个良好的车联网生态体系才是它们的优势资源得以活用的地方。并且它们的主要对手主要还是来自那些来自同行的“操作系统”,谁先将自己的系统推广,谁就能更快地占了无人驾驶市场,并且得到那些无法迈入L5级别的车企支持。


但是,在无人驾驶体系的研发大军中,有那么一个可能成为寡头的企业 —— 特斯拉。

我们先别急着笑话它去年的财务报表,只要它在恰当的时机与谷歌联手,后面的局势还真是不好说,毕竟美国是一个极其善于通过打破格局来争取领先地位的国家。





车联网时代的出行生活


既然文中多次提到了L5级别无人驾驶与车辆网时代,那么在这里我们不妨放开一些思路脑洞一下在不久的将来,我们的出行将会有什么变化。



首先,我们的城市路网将会变成一个高度密集且高度有序的行驶队列,在基本消灭交通事故的同时甚至还能消灭拥堵。

一个极度有序的交通环境基本不可能发生交通事故,因为绝大多数事故都是与违规或大意相关。在无人驾驶系统普及的情况下,违规操作将不再发生,而高敏感性的传感器与高效的V2V技术(机械对机械的信息互通技术)将会使系统实时知晓周遭车辆的运行状态。

并且即便你的车辆遭遇突如其来的险情,在必须避让的时候车辆可以通过车联网下的V2V技术迅速告知周围车辆为你让出避险缺口,而这一切都是近乎瞬时自动完成的,连惊险都谈不上。



同样,一个极度有序的交通环境也很难发生拥堵,因为届时的交通管理的对象将不再是司机,而是能够及时接收讯息并执行的电脑。车联网之下的自动驾驶汽车将会以社会交通最优效率为基准选择出行线路,也就是说行驶在城市中的车辆将会尽可能填满城市中的路网,从而分担主干道的交通压力。

并且,在车流汇入这一造堵难题中,主干道队列能根据其它汇入车辆自动调整车辆间距,说直白点也就是在限速80的道路中,你的车会在通过匝道前稍微减速与前车拉开距离,确保汇入车辆高速汇入主道。


Autopilot变道示意图


或者我们再脑洞一下,你确实需要赶路,需要打破当前的交通秩序,那么你甚至可通过向后台购买路权甚至临时超速权限的方式,让途径的车辆提前为你让出高速车道,所支付的费用绝大部分将会以赔偿金的形式发送给为你腾出道路的车辆。那么,我们或许经常会在车辆变线后被一辆劳斯莱斯飞速超越。

当然,这个场景更加适用于救护车、消防车这类紧急救援车辆(不过钱还是别想收了)。



我们的汽车在车辆网环境下可以实现完全自主的无人驾驶,如此一来便彻底解放了我们的通勤时间。

你可以通过手机告知车辆你想几点出发,需要在几点到达目的地,因为高度有序的交通,无人驾驶系统可以迅速计算出精确的通勤时间,如果来不及便会告知你需要提前出发或者花钱买速度。



然后,你的汽车便会按时从附近的蜂巢式公共停车场开到你家门口,是的,你甚至不需要为它购买车位。在行驶的途中,你可以在一个移动的私人空间里做很多与驾驶无关的事情,比如玩一局游戏,看场电影,甚至用掉一盒。

在到达目的地后,你的汽车会立即前往最近的蜂巢停车场,等待下一次出行。



或者,你和我一样是个热爱驾驶的人,你完全可以购买一台高性能的自动驾驶汽车,和它一起前往赛道,打开手动模式享受驾驶乐趣。

你甚至还能通过AR增强现实技术在赛道中上演精彩的生死追逐。


最后,我们所熟悉的保险行业将会有所改变,保险公司将不再对个人提供车辆保险,相关的保险将会直接包含于无人驾驶系统的使用费之中,所有因为无人驾驶系统而造成的经济损失将由保险公司承担。

不过,还是那句话,手动驾驶出事儿了得自己担。



以上,也就是我对将来高度发达的车联网时代的一些愿景,虽然这对于我这个还在使用MT变速箱的司机来说还十分遥远,但我们永远不能轻视革命的力量。

汽车的出现解决了人们点对点高速通勤的难题,由此它淘汰了马车。

3G通信将手机变成了个人的多功能移动终端,由此它淘汰了传统通讯大鳄。

就连共享单车也完美解决了自行车无法用于通勤接驳(从家里到地铁站)的尴尬。

每一次革新都伴随着一个痛点的解决,它野蛮地打破了原来的格局,刷新着人们的认知:


原来世界还可以这样……