一文看懂智能驾驶:从标准到应用
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智能驾驶是什么
智能驾驶,简单来说,是一种汇聚了多项 AI 技术,通过电脑系统实现无人驾驶的先进技术。它就像是给汽车赋予了一颗 “智慧的大脑”,让车辆能够自主观察周围环境,并做出精准的分析和决策 。比如,当车辆行驶在道路上,它能像人类驾驶员一样,识别交通信号灯的变化、判断前方车辆的距离和速度,还能对突然出现的行人或障碍物迅速做出反应。
智能驾驶主要包含网络导航、自主驾驶和人工干预三个关键环节。网络导航解决我们在哪里、到哪里、走哪条道路中的哪条车道等问题;自主驾驶是在智能系统控制下,完成车道保持、超车并道、红灯停绿灯行、灯语笛语交互等驾驶行为;人工干预则是驾驶员在智能系统的一系列提示下,对实际的道路情况做出相应的反应。通过这些环节的协同运作,智能驾驶旨在提升驾驶的安全性、便利性和效率。
在日常生活中,其实我们已经能接触到一些智能驾驶的初级应用。例如很多车辆配备的自动刹车装置,通过汽车前部的雷达和红外线探头,当检测到前方有异物或者行人时,会自动帮助驾驶员刹车。还有在路况稳定的高速公路上实现的自适应性巡航功能,车辆能够与前车保持一定距离,前车加速时本车也加速,前车减速时本车也减速。
智能驾驶的分级标准
为了更清晰地衡量智能驾驶的自动化程度,国际汽车工程师学会(SAE)制定了一套从 L0 到 L5 的六级标准 。这套标准就像是给智能驾驶技术划分了不同的 “成长阶段”,让我们能更直观地了解车辆的智能水平。
L0 - L2 级:辅助驾驶阶段
L0 级是最基础的阶段,车辆完全没有自动化功能,就像我们常见的传统手动挡汽车,驾驶员要亲自完成所有的操控动作,如踩油门、刹车、打方向盘等,车辆仅仅是执行驾驶员的指令,自动化程度几乎为零。不过,这并不意味着 L0 级车辆没有任何智能化辅助,一些车辆仍配备了如刹车辅助、盲点监测等功能,只是这些功能对驾驶过程的影响较小,驾驶员始终要全程参与驾驶。目前市面上仍有不少车型处于 L0 级。
L1 级进入了辅助驾驶阶段,车辆可以协助驾驶员完成一些简单和重复的驾驶操作。例如,定速巡航功能可以让车辆保持设定的速度行驶,减轻驾驶员长时间踩油门的负担;车道保持系统则能辅助控制方向,当车辆有偏离车道的趋势时,系统会自动纠正方向,让车辆保持在车道内行驶。但在这个阶段,驾驶员仍需全程参与驾驶,双手不能离开方向盘,眼睛时刻关注路况,随时做好接管车辆的准备。许多中低端车型配备的一些基本辅助驾驶功能,大多处于 L1 级。
当发展到 L2 级时,车辆已经可以同时控制车速和方向,完成一些基本的驾驶任务,如自适应巡航搭配车道保持功能。在路况良好的高速公路上,车辆能够自动保持与前车的安全距离,并根据前车的速度调整自身车速,同时还能保持在车道中央行驶。此外,自动泊车和自动变道等功能也属于 L2 级。不过,驾驶员仍需时刻监控周围环境,随时准备接管车辆。目前,多数品牌推出的所谓自动驾驶功能,实际上大多处于 L2 级水平 ,像特斯拉的 Autopilot、小鹏的 XNGP 等,虽然能在一定程度上减轻驾驶疲劳,但本质上还是 “人机共驾” 模式。
L3 - L5 级:自动驾驶进阶阶段
L3 级属于有条件自动化,车辆在特定条件下,如高速公路或专用道路上,可以实现自动驾驶,完成所有驾驶任务和周边环境监控,驾驶员可以暂时不参与驾驶。例如,在交通拥堵的高速公路上,车辆能自动跟随前车行驶,无需驾驶员频繁操作油门和刹车。但一旦自动系统发出接管请求,比如遇到极端天气、道路施工等特殊情况,驾驶员就必须立即接手车辆。目前,还没有量产车型能完全达到真正的 L3 级水平,主要是因为技术还不够成熟,同时法规方面也存在一些模糊地带。
L4 级实现了高度自动化,在特定区域或环境内,如城市特定区域、封闭园区、机场等,车辆可以完全自主驾驶,无需人工接管。即使遇到突发情况,车辆自身系统也能进行处理。像一些城市推出的自动驾驶出租车(Robotaxi)服务,就属于 L4 及自动驾驶的应用。不过,L4 级也存在环境限制,无法在所有场景下实现完全自动驾驶,并且其高昂的成本也限制了大规模的普及。
L5 级是自动驾驶的终极目标,代表着完全自动化。在这个阶段,车辆可以在任何时间、任何地点、任何路况下都能完全自主驾驶,驾驶员的角色彻底转变为乘客,甚至车辆可能不再配备方向盘、油门和刹车踏板等传统驾驶设备。但由于技术和法规等多方面的限制,真正做到 L5 级自动驾驶还需要很长的时间去突破和完善。
智能驾驶的发展现状
技术发展趋势
当下,智能驾驶技术正朝着基于 “大模型” 和端到端全闭环智能系统的方向大步迈进。大模型凭借其强大的数据处理和学习能力,让智能驾驶系统能够对复杂多变的交通场景进行深入理解和准确判断。比如,当遇到道路施工、临时交通管制等特殊情况时,大模型可以快速分析并做出合理的决策。端到端全闭环智能系统则简化了传统智能驾驶系统中感知、决策、规划等多个环节之间的复杂交互,直接从传感器获取的数据中生成驾驶指令,大大提高了系统的响应速度和整体性能 。以小鹏的 XNGP 系统为例,它通过端到端大模型实现了从城市到高速的全域智能驾驶,为用户带来了更便捷、高效的出行体验。
在技术架构的演变上,智能驾驶也在不断优化。早期的智能驾驶系统采用的是复杂的模块化设计,各个模块独立运行,这虽然便于开发和调试,但随着功能的增加,系统变得越来越复杂,算力需求也大幅上升。如今,新的架构设计更加注重集成化和协同性,通过多任务联合架构和端到端架构,减少了系统的复杂性,降低了算力需求,同时提升了系统的实时性和决策一致性 。这种架构的转变,就像是从一台配置复杂但运行效率不高的老式电脑,升级为一台性能强大、运行流畅的新型电脑,让智能驾驶系统能够更加高效地运行。
面临的挑战
尽管智能驾驶技术取得了显著进展,但仍面临诸多挑战。算法的安全性和可靠性是首要问题。在复杂多变的交通环境中,算法必须确保能够准确无误地做出决策,否则一旦出现错误,后果不堪设想。例如,在极端天气条件下,如暴雨、暴雪、浓雾等,传感器的性能可能会受到严重影响,导致算法接收到的数据不准确,从而影响决策的正确性。为了解决这一问题,行业内不断加强算法的优化和验证,采用多种技术手段来提高算法的鲁棒性和容错性。比如,利用深度学习技术对大量的真实交通场景数据进行训练,让算法能够更好地适应各种复杂情况;同时,引入冗余设计,当主算法出现故障时,备用算法能够及时接管,确保车辆的安全行驶 。
算力需求也是智能驾驶发展过程中不可忽视的挑战。随着智能驾驶技术的不断升级,对算力的要求呈指数级增长。为了满足这一需求,一方面,硬件厂商不断研发更强大的计算芯片,如英伟达的 Orin 系列芯片,其强大的算力为智能驾驶系统提供了坚实的硬件支持;另一方面,软件算法也在不断优化,通过采用更高效的数据处理和算法模型,降低对算力的依赖 。此外,数据的存储和传输也是一个挑战,大量的传感器数据需要快速、准确地传输和存储,这对车辆的通信系统和存储设备提出了更高的要求。
市场现状
在市场方面,智能驾驶技术的应用越来越广泛,不同价位的车型都开始搭载智能驾驶功能 。曾经,智能驾驶是高端车型的专属配置,但如今,随着技术的成熟和成本的降低,许多中低端车型也开始配备基础的智能驾驶辅助功能,如自适应巡航、车道保持等。一些国产新能源汽车品牌,在智能驾驶领域表现出色,不仅提供了丰富的智能驾驶功能,而且价格相对亲民,使得更多消费者能够享受到智能驾驶带来的便利。像吉利银河 E5,起售价 12.98 万元,却配备了丰富的智能驾驶辅助功能,包括自适应巡航、车道保持辅助、主动刹车等,让消费者以较低的成本体验到智能驾驶的魅力 。
同时,高阶智能驾驶功能也逐渐开始下沉到更多车型中。越来越多的消费者在购车时,将智能驾驶功能作为重要的考虑因素之一,这也促使汽车厂商加大在智能驾驶领域的研发投入,不断提升产品的智能驾驶水平。例如,小鹏汽车的 XNGP 全场景智能辅助驾驶系统,已经在多款车型上搭载,并不断进行升级和优化,覆盖更多的使用场景,为用户提供更高级别的智能驾驶体验。深蓝 S07 搭载华为乾崑智驾 ADS SE 系统,起售价 17.99 万元,具备多种智能驾驶功能,包括高速和城市快速路段的自动驾驶辅助,还能实现智能变道、避障等,进一步推动了智能驾驶在中低端市场的普及 。
市面上流行的智能驾驶应用
自动泊车系统
自动泊车系统是智能驾驶的一个重要应用,它利用遍布车辆周围的雷达探头,精确测量车辆与周围物体之间的距离和角度,然后通过车载电脑中的算法,计算出最佳的泊车路径,并自动控制车辆的转向、加速和制动系统,实现自动泊车。这一系统的出现,极大地简化了泊车过程,对于许多驾驶员来说,尤其是在繁忙的城市环境中,找到一个合适的停车位并成功泊车是一项挑战,而自动泊车系统则能轻松应对。比如在狭窄的停车位,或者周围车辆较多的情况下,自动泊车系统能够快速准确地找到合适的停车位,并自动执行泊车操作,节省了驾驶员寻找停车位的时间,也减少了因操作不当导致的车辆刮擦风险 。在 2024 年太平洋汽车 / 皆电发布的自动泊车测试横评中,腾势 N7 表现出色,成为唯一一款通过所有四项测试的车型,展现了自动泊车系统在实际应用中的可靠性和实用性。
车载语音助手
车载语音助手是一种智能软件系统,通过语音识别、自然语言处理和语音合成等技术,实现与驾驶者的语音交互。驾驶者只需说出指令,如 “导航到最近的加油站”“播放我喜欢的音乐”“打电话给某人” 等,语音助手就能理解并执行相应操作 。以特斯拉的语音助手为例,用户可以通过 “嘿,特斯拉” 唤醒助手,然后发出各种指令,它能够处理复杂的指令,如同时调节空调温度和打开车窗等,让驾驶者在双手不离开方向盘的情况下,就能轻松完成各种操作,大大提高了驾驶的安全性和便利性。苹果的 CarPlay 系统集成了 Siri,用户可以通过语音与助手进行互动,控制音乐、发送信息、设定导航等,无缝对接的体验使得苹果用户在驾车中更容易保持联系和获取信息 。
车联网平台
车联网平台融合了多种先进技术,实现车辆与车辆(V2V)、车辆与基础设施(V2I)、车辆与行人(V2P)之间的全面互联 。通过高精度定位技术、传感技术及信息整合、车载终端系统及语音识别技术、通信及其应用技术、云计算及云平台技术以及安全技术等,车联网平台可以实现车辆状态监测、远程控制、智能导航、信息娱乐等多种功能。车主可以通过手机 APP 远程控制车辆的启动、锁定、解锁、调节车内温度等,还能实时了解车辆的行驶数据、故障信息等。车联网平台还能为智能驾驶提供数据支持,通过与其他车辆和基础设施的信息交互,帮助车辆更好地感知周围环境,做出更合理的驾驶决策。
智能交通管理
智能交通管理系统通过各种传感器、摄像头等设备,实时监测道路交通流量、车辆速度、拥堵情况等信息 。利用这些数据,系统可以对交通信号灯进行动态调整,根据不同路段的实时交通状况,合理分配绿灯时间,减少车辆等待时间,提高道路通行效率。还能通过智能导航系统,为驾驶员提供实时路况信息和最优行驶路线,引导车辆避开拥堵区域。在一些大城市,智能交通管理系统已经得到广泛应用,有效缓解了交通拥堵,提高了城市的交通运行效率,为智能驾驶创造了更好的外部环境。
未来展望
智能驾驶的发展虽然面临着诸多挑战,但前景依然十分广阔。随着技术的不断进步,智能驾驶有望重塑我们的出行方式,为我们带来更加安全、高效、便捷的出行体验 。在未来,智能驾驶技术将不断突破,实现更高水平的自动化和智能化,让驾驶变得更加轻松和安全。同时,智能驾驶还将与智能交通系统、智慧城市建设等紧密结合,为城市的可持续发展做出贡献 。智能驾驶作为汽车行业的重要发展方向,正在深刻地改变着我们的出行和生活,让我们拭目以待,共同迎接智能驾驶时代的到来。
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